JP7333900B2 - 電気刺激支援システム及び電気刺激支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気刺激支援システム及び電気刺激支援方法に関するものである。

特許文献１には、患者の身体の一部に配置される刺激電極の配置位置を示す配置位置情報を記憶しておき、その配置位置情報に基づいて、配置位置へ刺激電極を誘導する誘導情報をユーザに提供するリハビリテーション支援システムが記載されている。これにより、ユーザによらず、複数の機会にわたり、患者に刺激電極が配置される位置を一定にでき、複数の機会にわたって行なわれるリハビリテーションの有効性を高めることができる。
特許文献２には、患者の筋弛緩状態を監視する方法として、２つの刺激電極を介して患者の筋に対して刺激（４連発刺激）を行い、４連発刺激の１回目から４回目の刺激反応値を筋反応取得センサ及び表面温度センサを介して検出するＴＯＦ（Ｔｒａｉｎ ｏｆ Ｆｏｕｒ）法が記載されている。

特許第６３４５４９４号公報 特開２０１７－１１３０８５号公報

特許文献１に記載されたリハビリテーション支援システムでは、患者に刺激電極を装着する際に、誘導情報に合わせて刺激電極を患者に装着しなければならず、手間がかかるという課題があった。
特許文献２に記載された方法では、所定の神経（例えば尺骨神経）に電気刺激を与えて対応する筋（例えば母指内転筋）を刺激するように、刺激電極を所定の神経が存在する正確な位置に貼り付けなければならない。しかし、施術者が所定の神経の位置を探すことに長けていない場合には、刺激電極を正確な位置に貼り付けることが難しく、特に小児の場合には、大人に比べて神経が細いことにより刺激電極の正確な位置への貼り付けが極めて難しい。刺激電極の貼り付け位置が不適切であれば神経刺激ではなく筋刺激になり、筋弛緩状態であるのに筋弛緩状態ではないと誤判定することがあった。あるいは所定の神経に刺激が入らず、筋弛緩状態ではないのに筋が動かず、筋弛緩状態と誤判定することがあった。
そこで、本発明は、それぞれの患者に合った配置位置に電極を装着するという手間を要することなく、狙い通りの電気刺激を行うことが可能なシステムを提供することを目的とする。

請求項１に係る電気刺激支援システムは、生体に電気刺激を与えるための複数の電極が並べられた電極アレイと、前記複数の電極のうち所定の電極を含む複数の電極組の中から１つの電極組を選択する電極選択手段と、前記複数の電極に前記電気刺激を出力する電気刺激発生部と、前記生体に前記電気刺激を与えることによって所定の筋の収縮を検知する検知部と、前記電極選択手段によって前記複数の電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択するとともに、選択した前記電極組に前記電気刺激を出力したときの前記検知部の検知情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記検知情報に基づいて、前記複数の電極組の中から前記所定の筋の収縮が最も大きくなる前記電極組を好適な電極組として決定する電極決定部と、前記電極決定部によって決定された前記好適な電極組に同じ刺激強度のパルスを出力し、そのパルスの刺激に対する前記所定の筋の動きの回数に基づいて筋弛緩深度を判定する判定部と、を有する、ことを特徴とする。これにより、それぞれの患者に合った配置位置に電極を装着するという手間を要することなく、複数の電極組の中から好適な電極組を自動で選択できるので、狙い通りの電気刺激を行うことができ、筋弛緩状態であるか否かを適切に判定することができる。また、おおよその位置に電極を貼り付ければよいので、電極の装着における作業負担を軽減できる。

請求項２に係る電気刺激支援システムでは、単一電極を備え、前記電極アレイは、複数の電極からなる第１電極群を有し、前記第１電極群から選ばれる１つの電極と前記単一電極との組合せを１つの電極組として、この電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択して前記電気刺激を出力したときの前記検知部の検知情報を取得し、前記検知情報に基づいて、前記電極組の中から好適な電極組を決定する、ことを特徴とする。これにより、検知情報に基づいて、複数の電極組の中から好適な電極組を自動で決定できる。

請求項３に係る電気刺激支援システムでは、前記単一電極はアース電極である、ことを特徴とする。これにより、検知情報に基づいて、複数の電極組の中から好適な電極組を自動で決定できる。

請求項４に係る電気刺激支援システムでは、前記電極アレイは、それぞれ複数の電極からなる第１電極群及び第２電極群を備え、前記第１電極群から選ばれる１つの電極と前記第２電極群から選ばれる１つの電極との組合せを１つの電極組として、この電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択して前記電気刺激を出力したときの前記検知部の検知情報を取得し、前記検知情報に基づいて前記第１電極群及び前記第２電極群から好適な電極組を決定する、ことを特徴とする。これにより、検知情報に基づいて、複数の電極組の中から好適な電極組を自動で決定できる。

請求項５に係る電気刺激支援システムでは、前記電極アレイは千鳥状に配列された複数の電極を有する、ことを特徴とする。これにより、細い神経が隣り合った電極の中間に位置しても別の電極がその神経上に位置するようにすることができる。

請求項６に係る電気刺激支援システムでは、前記電極アレイは、基板と、前記基板上に形成された複数の前記電極と、前記基板の前記電極が形成された面に形成された粘着層とを有する、ことを特徴とする。これにより、生体に電極アレイを容易に装着できる。

請求項７に係る電気刺激支援システムでは、前記検知部は、前記所定の筋の上に配置され前記所定の筋の収縮を検知するセンサである、ことを特徴とする。これにより、センサによる検知情報に基づいて、複数の電極組の中から好適な電極組を自動で決定できる。

請求項８に係る電気刺激支援システムでは、前記センサは前記所定の筋の筋音を測定する、ことを特徴とする。これにより、筋音を測定することで例えば指が動かない程度の筋の動きを正確に計測することができる。このため、例えば、測定した筋音を用いて筋弛緩の状態を判定することで従来よりも細かく判定することができ、特にＴＯＦレベル０近傍における筋弛緩の状態を細かく判定することができる。

請求項９に係る電気刺激支援システムでは、前記電極アレイは前記生体の尺骨神経の延伸上に配置される電極アレイであり、前記所定の筋は前記生体の母指内転筋である、ことを特徴とする。

請求項１０に係る電気刺激支援システムでは、前記検知部が前記所定の筋の収縮を検知する際に、選択した前記電極組への電気刺激の印加終了から、その次に選択した前記電極組への電気刺激の印加開始までの時間間隔を、前の電気刺激による前記所定の筋の収縮への影響を受けないように設定した、ことを特徴とする。

請求項１１に係る電気刺激支援システムでは、表示部をさらに有し、前記複数の電極と前記検知情報との関係を示すグラフを前記表示部に表示する、ことを特徴とする。

本発明によれば、それぞれの患者に合った配置位置に電極を装着するという手間を要することなく、複数の電極組の中から好適な電極組を自動で選択できるので、狙い通りの電気刺激を行うことができる。また、おおよその位置に電極を貼り付ければよいので、電極の装着における作業負担を軽減することができる。

実施の形態１における筋弛緩モニタを患者に装着した状態を示す図である。 （ａ）は実施の形態１における電極アレイの患者に接する側の面を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線で切断した断面図である。 （ａ）は実施の形態１における単一電極の患者に接する側の面を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した断面図である。 実施の形態１におけるゲル付き電極アレイの平面図である。 実施の形態１における筋弛緩モニタのブロック図である。 実施の形態１における電極アレイの電極に印加する正のパルスを示す波形図である。 電極アレイの複数の電極の中から好適な電極を選択して電気刺激を行う実施可能性について検証した実験結果を示す図である。 実施の形態２における筋弛緩モニタのブロック図である。 実施の形態２における電極アレイの患者に接する側の面を示す平面図であり、（ａ）は第１の電極アレイを示し、（ｂ）は第２の電極アレイを示す。 実施の形態３における筋弛緩モニタのブロック図である。 実施の形態４における電気刺激装置のブロック図である。 実施の形態４における電極アレイの患者に接する側の面を示す平面図である。

以下、本発明に係る電気刺激支援システムについて、筋弛緩モニタを例にして図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、筋弛緩モニタを患者（生体）の手首から手に装着した状態を示す図である。筋弛緩モニタ１は、電気刺激を出力するための電気回路などが内部に設けられたモニタ本体２と、患者に装着されて電気刺激を印加する刺激電極３と、刺激電極３をモニタ本体２に接続する電極ケーブル４と、電気刺激による患者の所定の筋の反応を検知するセンサ（検知部）５と、センサ５をモニタ本体２に接続するセンサケーブル６と、を有している。モニタ本体２の表面には、主電源の入切、刺激条件の設定、変更や電気刺激の印加開始、停止などを行う各種スイッチからなる操作部７、設定された刺激条件などの情報を表示する表示部８などが設けられている。刺激電極３は、複数の電極を備えた電極アレイ１０と、平板状の単一電極１１とから構成されている。筋弛緩モニタ１は、センサ５の検知情報に基づいて、筋弛緩状態を判定するのに適切な電極を電極アレイ１０の複数の電極の中から選び、その選んだ電極と単一電極１１とを好適な電極組として決定する機能を有している。そして、好適な電極組に電気刺激を出力したときのセンサ５の検知情報に基づいて、筋弛緩状態を判定するものである。

図２（ａ）は電極アレイ１０の患者に接する側の面を示す平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ－Ａ線で切断した断面図である。電極アレイ１０は、直線状に配置された複数（一例として８個）の電極１２が２列に並んで設けられており、電極１２は千鳥状に配置されている。電極１２には各列で左から順に１～８、９～１６の番号を付しており、それらを丸付き数字で表している。各電極１２は、円柱形の大径部１２ａと、大径部１２ａの上に設けられ大径部１２ａよりも直径が小さい円柱形の小径部１２ｂとから構成されている。一例として、大径部１２ａの直径は２．１ｍｍ、厚さは１ｍｍであり、小径部１２ｂの直径は０．８ｍｍ、厚さは０．５ｍｍである。また、各列に配置された電極１２の間隔（電極１２の中心間距離）ａは２．５ｍｍ、列間の間隔（列に垂直な方向における電極１２の中心間距離）ｂは２．５ｍｍである。電極アレイ１０は、電極１２を略矩形状のシート１３とシート１４との間に挟んで、シート１３とシート１４とを貼り合わせて構成している。シート１３には小径部１２ｂが貫通する穴１３ａが形成されており、小径部１２ｂの先端部がシート１３の表面から突出している。シート１３、１４の厚さはそれぞれ０．４ｍｍ、１ｍｍであり、例えば絶縁性のシリコンシートにより形成される。また、電極１２の材料は銀、塩化銀、プラチナなどが使用できる。電極１２の配置は必ずしも千鳥状にする必要はないが、千鳥状にすることで、細い神経が隣り合った電極の中間に位置しても別の電極がその神経上に位置するようにすることができる。このため、特に神経が細い小児の場合には、電極１２が千鳥状に配置された電極アレイ１０を用いることは有用な手段である。

図３（ａ）は単一電極１１の患者に接する側の面を示す平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した断面図である。単一電極１１は、シート１５の上のほぼ全面にシート状の電極１６を形成したものであり、シート１５及び電極１６の厚さは共に０．５ｍｍである。シート１５は例えば絶縁シリコンゴムにより形成され、電極１６は例えば導電性シリコンゴムにより形成される。符号１５ａは電極ケーブル４が接続される接続部である。なお、電極アレイ１０及び単一電極１１について説明した厚さなどの数値は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、小児の神経は大人に比べて細いため、小児を対象とする場合には、大人を対象とする場合よりも電極１２の大きさや配置間隔を小さく設定し、例えば各列に配置された電極１２の間隔ａを１ｍｍ、列間の間隔ｂを１ｍｍに設定すればよい。

電極アレイ１０、単一電極１１は医療用テープ（図示省略）を用いて患者に装着されるが、例えば図４に示すように電極アレイ１０の電極面側に粘着性を有するゲルシート１７を設けてもよい。図示は省略するが、同様に単一電極１１の電極面側にも粘着性を有するゲルシート１７を設けてもよい。これにより、医療用テープを用いることなく患者に電極アレイ１０、単一電極１１を容易に装着することができる。なお、ゲルシート１７を使用して電極アレイ１０、単一電極１１を患者に装着する場合でも、さらに医療用テープを用いて留めることで、電極アレイ１０、単一電極１１をより確実に固定することができる。なお、電極アレイ１０及び単一電極１１は、１枚のシート上に形成されていてもよく、別々に分かれていてもよい。

筋の反応を検知するセンサ５は、患者に電気刺激を与えることによって反応する筋（所定の筋）の筋腹上や、所定の筋の停止側の骨格上などに配置される。センサ５を配置する場所は、電気刺激によって所定の筋が反応して動くところであればよく、このようなセンサ５の配置場所を所定の筋の上としている。センサ５として、加速度センサ、レーザー変位計などを用いることができる。

図５は筋弛緩モニタの電気的構成を示すブロック図である。筋弛緩モニタ１は、操作部７、表示部８、波形整形部１８、ＡＤ変換器１９、電極選択手段２０、電気刺激発生部２１、制御部２２を有している。波形整形部１８はセンサ５の出力信号を波形整形するための電圧波形回路であり、ＡＤ変換器１９は波形整形部１８の出力信号をＡＤ変換（アナログ－デジタル変換）して制御部２２に出力するものである。電気刺激発生部２１は電極アレイ１０及び単一電極１１に出力するための電気刺激を発生する手段であり、例えば矩形波のパルスを所定の時間間隔ごとに発生する。電極選択手段２０は、電気刺激発生部２１からの電気刺激を出力する電極を、電極アレイ１０の複数の電極の中から選択する手段であり、例えばトランジスタアレイを用いて構成される。制御部２２は、電気刺激発生部２１、電極選択手段２０、表示部８を制御するもので、マイクロコンピュータ（マイコン）により構成されている。さらに制御部２２は、取得部２３、電極決定部２４、判定部２５を有している。取得部２３は、波形整形部１８及びＡＤ変換器１９を介してセンサ５の検知情報を取得するものである。電極決定部２４は、取得部２３が取得したセンサ５の検知情報に基づいて、複数の電極組の中から好適な電極組を決定するものである。判定部２５は、電極決定部２４によって決定された好適な電極組に電気刺激を与えたときのセンサ５の検知情報に基づいて、筋の弛緩状態を判定するものである。

次に、電極アレイ１０の複数の電極１２の中から好適な電極を選択して電気刺激を行う実施可能性について検証した実験結果について説明する。なお、実験にあたって被験者に実験内容を説明し、同意を得て実験を行い、実験の被験者として健常な５０歳代の男性１名を対象とした。実験では図１に示すように、電極アレイ１０及び単一電極１１を、尺骨神経のおおよその延伸上であって、電極アレイ１０及び単一電極１１の長手方向が尺骨神経の延伸方向と交差する（ほぼ直交する）ように装着した。電極アレイ１０を近位側（体幹に近い側）に、単一電極１１を遠位側（体幹から遠い側）に配置した。そして、単一電極１１を接地し、電極アレイ１０の電極１２を１つずつ選択し、選択した電極１２に正のパルスを連続して４パルス印加して患者に電気刺激（四連刺激）を与えたときの母指内転筋の反応（収縮）を３軸加速度センサ（センサ５）で測定した。ここで、母指内転筋は尺骨神経による支配を受ける。３軸加速度センサは図１に示すように母指外側に貼付した。図２における電極の番号順に、すなわち電極の番号１，２，・・・，１６の順に１つずつ選択して正のパルスを印加した。正のパルスは、図６に示すように、パルス幅が２００μｓ、ピーク電流の大きさが９ｍＡ、パルスの周期（あるパルスの印加開始から次のパルスの印加開始までの時間）が０．５ｓの連続する４個のパルスとした。また、四連刺激を印加するときの時間間隔（ある四連刺激の印加終了から次の四連刺激の印加開始までの時間）は、時間間隔が短くなりすぎると筋の反応が前の電気刺激の影響を受けてしまうことを考慮して、１５ｓ以上に設定した。なお、実験では、筋弛緩モニタ１として日本光電株式会社のＴＯＦウォッチＳＸ（登録商標）を使用し、センサ５としてアナログ・デバイセズ株式会社の３軸加速度センサ（ＡＤＸＬ３５４Ｃ）を使用した。

図７は母指内転筋の反応を３軸加速度センサで測定した結果であり、３軸方向（母指長軸、屈曲伸展及び内外転方向）の加速度の二乗和を、各電極の位置でプロットしたものである。横軸の丸付き数字は正のパルスを印加した電極の番号であり、図２に記載の電極の番号に対応する。図７によれば、母指内転筋の反応が最も大きいのは６番の電極にパルスを印加したときであり、続いて母指内転筋の反応が大きいのは５番の電極にパルスを印加したときである。７番、８番の電極及び１５番、１６番の電極における加速度は、尺骨神経刺激によって誘発された小指の動きに伴う母指の動きが計測されたものである。この結果によれば、５番、１３番、６番の電極が位置する付近に尺骨神経が存在するものと判断される。なお、実臨床では尺骨神経の刺激による母指内転筋の反応を検知することで筋弛緩状態のモニタリングが行われる。このように、電気刺激を与える対象の神経が存在するおおよその位置に電極アレイ１０を装着し、電極アレイ１０の各電極１２にパルスを印加したときの筋の反応を検知し、検知結果から筋の反応が最も大きくなる電極（図７では６番の電極）と単一電極１１との組み合わせを好適な電極組として決定することができる。

このように好適な電極組を決定する構成を筋弛緩モニタに適用し、表示部８または図示しない別のモニタ等に図７に示すような結果を表示することで、どの電極組で筋の反応が大きくなるかを確認することができる。これによれば、電極アレイ１０の電極１２のうち筋の反応（収縮）が最も大きくなる電極と、単一電極１１とを好適な電極組として決定し、好適な電極組に電気刺激を出力したときのセンサ５の検知情報に基づいて筋弛緩状態を判定することができる。この場合、刺激電極３（電極アレイ１０、単一電極１１）は、対象とする神経が存在するおおよその位置に装着すればよいので、刺激電極３の装着における作業負担を軽減できる。また、それぞれの患者に合った配置位置に刺激電極３を装着するという手間を要することなく、狙い通りの電気刺激を行うことができ、筋弛緩状態であるか否かを適切に判定することができる。特に小児の場合には、狙い通りの電気刺激を行うために電極を正確な位置に貼り付けることが極めて難しいため、実施の形態１による刺激電極３を使用することは有用な手段となる。

なお、筋の弛緩状態を判定する方法として、例えば、０．５秒間隔で同じ刺激強度のパルスを４回出力し、それぞれの刺激に対する筋の動きの回数を計測する。筋が４回動けばＴＯＦレベル４、３回動けばＴＯＦレベル３、２回動けばＴＯＦレベル２、１回動けばＴＯＦレベル１、全然動かなければＴＯＦレベル０となる。筋弛緩深度が深いほどＴＯＦレベルは小さい。

また、センサ５として筋音を測定する筋音測定手段を用いてもよい。筋音測定手段としては、加速度センサ、レーザー変位計の他に、コンデンサマイクロフォン、ピエゾ振動センサなども用いることができる。筋音を測定することで、例えば指が動かない程度の筋の動きを正確に計測することができる。このため、測定した筋音を用いて筋弛緩の状態を判定することで従来よりも細かく判定することができ、特にＴＯＦレベル０近傍における筋弛緩の状態を細かく判定することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、刺激電極３として電極アレイ１０と単一電極１１を用いた例を説明したが、実施の形態２では単一電極１１の代わりに電極アレイ１０を用いた例について説明する。２つの電極アレイ１０として、例えば電極数が異なるなど、構成が異なるものを用いてもよいが、ここでは同じ構成のもの（図２に示す電極アレイ１０）を用いる場合について説明する。なお、２つの電極アレイ１０を、長手方向がほぼ平行になるように１つのシート上に設けたものを用いてもよく、この場合、患者への電極アレイ１０の装着が容易となる。

図８に示すように電極アレイ１０は、第１の電極アレイ１０ａと第２の電極アレイ１０ｂとで構成されており、第１の電極アレイ１０ａが近位側に、第２の電極アレイ１０ｂが遠位側に配置されている。図９（ａ）に示すように、第１の電極アレイ１０ａは複数の電極からなる第１電極群１２ａを備えている。図９（ｂ）に示すように、第２の電極アレイ１０ｂは複数の電極からなる第２電極群１２ｂを備えている。第１電極群１２ａから選ばれる１つの電極と第２電極群１２ｂから選ばれる１つの電極との組合せを１つの電極組とする。第１及び第２電極群１２ａ、１２ｂがそれぞれ１６個の電極を有している場合、電極組の数は２５６個である。そして、この電極組のすべてを１つずつ選択して電気刺激を出力し、そのときの筋の反応をセンサ５で検知する。取得部２３はセンサ５の検知情報を取得し、電極決定部２４は取得した検知情報に基づいて第１電極群１２ａ及び第２電極群１２ｂから好適な電極組を決定することができる。好適な電極組は、筋の反応が最大となったときの電極組が選ばれる。

ここで、各電極組に電気刺激を出力する際、実施の形態１で説明した正のパルスを第１電極群１２ａから選ばれた１つの電極に印加し、第２電極群１２ｂから選ばれた１つの電極を接地することにより、選択された１つの電極組に電気刺激（四連刺激）を出力する。センサ５としては、実施の形態１で説明した加速度センサ、レーザー変位計などを用いることができる。

（実施の形態３）
実施の形態１～２では、加速度センサなどを用いて所定の筋の反応を検知したが、目視によって検知してもよい。図１０に示すように、検知部としてセンサ５の代わりに大ボタン（第１操作部）２６及び小ボタン（第２操作部）２７を設ける。大ボタン２６は、目視で検知した筋の反応が、直前に目視で検知した筋の反応より大きいと判断したときに操作するものであり、小ボタン２７は、目視で検知した筋の反応が、直前に目視で検知した筋の反応より小さいと判断したときに操作するものである。ここでは刺激電極３として、実施の形態１と同じく電極アレイ１０及び単一電極１１を用いた例を示している。

電気刺激を出力する電極の順番の一例として、図２に示す電極アレイ１０の複数の電極１２を左から右へ並んでいる順に、すなわち電極の番号１、９、２・・・１６の順に１つずつ選択して電気刺激を出力し、そのときの筋の反応を目視で検知し、筋の反応の大きさに応じて大ボタン２６又は小ボタン２７を操作する。そして、大ボタン２６の操作から小ボタン２７の操作に転じたとき、その小ボタン２７の操作の直前に操作した大ボタン２６の操作時に電気刺激を出力した電極組を好適な電極組として決定する。この検知部を用いることにより、目視によって好適な電極組を決定することができる。なお、実施の形態１で説明したように選択した電極に正のパルスを印加することで電気刺激（四連刺激）を出力すればよく、四連刺激を出力するときの時間間隔（ある四連刺激の印加終了から次の四連刺激の印加開始までの時間）は、筋の反応を目視で検知して大ボタン２６又は小ボタン２７を操作するために必要な時間（例えば、１５秒以上）に設定すればよい。また、大ボタン２６及び小ボタン２７に加えて、目視で検知した筋の反応が、直前に目視で検知した筋の反応と同程度と判断したときに操作する同ボタンを設けてもよい。この場合、大ボタン又は同ボタンの操作から小ボタンの操作に転じたとき、その小ボタンの操作の直前に操作した大ボタン又は同ボタンの操作時に電気刺激を出力した電極組を好適な電極組として決定することができる。

（実施の形態４）
本発明に係る電気刺激支援システムについて、実施の形態１～３では筋弛緩モニタを例にして説明したが、実施の形態４では電気刺激装置の例を説明する。図１１は電気刺激装置の電気的構成を示すブロック図である。電気刺激装置２８は、操作部７、表示部８、電極選択手段２０、電気刺激発生部２１、波形整形部１８及びＡＤ変換器１９を有しており、これらの各構成は実施の形態１で説明した筋弛緩モニタ１の各構成と同様の機能を有するものである。制御部２９は、電気刺激発生部２１、電極選択手段２０、表示部８を制御し、取得部２３と電極決定部２４を有している。取得部２３と電極決定部２４は、筋弛緩モニタ１の場合と同様の機能を有するものである。

刺激電極３として単一電極１１と電極アレイ３０を用いており、電極アレイ３０は図１２に示すように、略矩形状のシート３１上に複数の略矩形状の電極３２を一列に配置して構成されており、８個の電極３２を配置した例を示している。電極３２の材料は銀、塩化銀、プラチナなどが使用できる。一例として電極３２の大きさは８ｍｍ×３０ｍｍであり、厚さは１．５ｍｍであり、隣接する電極３２の対向する辺間の距離は２ｍｍである。シート３１の厚さは１～２ｍｍであり、例えばシリコンシートにより形成される。なお、シート３１及び電極３２について説明した厚さなどの数値は一例であり、これらに限定されるものではない。太い神経や太い筋を電気刺激する場合には電極アレイ１０のように電極１２を千鳥状に配置したものを用いなくてもよく、電極アレイ３０のように複数の電極３２を一列に配置したものでよい。

電気刺激装置２８では、治療対象である神経のおおよその位置の上に単一電極１１及び電極アレイ３０を装着し、実施の形態１～３で説明した方法で好適な電極組を決定し、その後、電極選択手段２０を介して電気刺激発生部２１が治療のための電気刺激を好適な電極組に出力することで、治療を行うものである。単一電極１１及び電極アレイ３０の装着位置は治療対象の神経に対して正確な位置ではなく、おおよその位置であればよいので、患者に合った配置位置に単一電極１１及び電極アレイ３０を装着するという手間を要することがなく、狙い通りの電気刺激を行うことができる。また、治療効果の大きい部位を特定して電気刺激を与えることができ、患者に対して効果的な治療を行うことができる。

好適な電極組の電極として、実施の形態１では単一電極１１と電極アレイ１０の１個の電極を、実施の形態２では第１の電極アレイ１０ａの１個の電極と第２の電極アレイ１０ｂの１個の電極を選ぶようにしている。しかし、電極アレイ１０、第１の電極アレイ１０ａ又は第２の電極アレイ１０ｂの１個の電極ではなく、それぞれ複数の電極を好適な電極組の電極として選ぶようにしてもよい。例えば、センサ５の検知情報が図７に示すような場合には、好適な電極組の電極として３個の電極（５、６、１３番の電極）を選ぶことができる。特に大きな筋や太い神経を電気刺激の対象とする場合には、好適な電極組のうち一方の電極又は両方の電極として複数の電極を選択すれば、大きな反応や治療効果を得ることができる。

実施の形態１～２では、好適な電極組を決定する際に電極組のすべてを１つずつ選択して電気刺激を出力していたが、必ずしもすべての電極組に対して電気刺激を出力する必要はない。例えば、図２に示す電極アレイ１０の電極１２のうち、一部の電極（番号１～８の電極）を１つずつ選択して電気刺激を出力し、筋の反応が大きくなる複数の電極（例えば、番号２、３の電極）を抽出する。次に、抽出した電極とそれらの間に位置する電極（番号２、３、１０の電極）に対して電気刺激を出力し、筋の反応が最大となる電極を抽出して好適な電極組を決定するようにしてもよい。すなわち、複数の電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択するとともに、選択した電極組に電気刺激を出力したときの筋の反応を検知すればよい。

また、電極アレイ１０、１０ａ、１０ｂでは電極１２を２列に並んで設けた例を示しているが、電極１２は３列以上に並んで設けてもよい。電極１２を３列以上に並んで設けることで、電極１２が２列の場合に比べて、列に垂直な方向において、より好適な電極組を選択することができる。

電気刺激装置や筋弛緩モニタなど、生体に電気刺激を与えるための電極を装着する場合に適用することができる。

１ 筋弛緩モニタ
２ モニタ本体
３ 刺激電極
４ 電極ケーブル
５ センサ（検知部）
６ センサケーブル
７ 操作部
８ 表示部
１０ 電極アレイ
１０ａ 第１の電極アレイ
１０ｂ 第２の電極アレイ
１１ 単一電極
１２ 電極
１２ａ 第１電極群
１２ｂ 第２電極群
１３、１４、１５ シート
１６ 電極
１７ ゲルシート
１８ 波形整形部
１９ ＡＤ変換器
２０ 電極選択手段
２１ 電気刺激発生部
２２ 制御部
２３ 取得部
２４ 電極決定部
２５ 判定部
２６ 大ボタン（第１操作部）
２７ 小ボタン（第２操作部）
２８ 電気刺激装置
２９ 制御部
３０ 電極アレイ
３１ シート
３２ 電極

Claims (13)

1. 生体に電気刺激を与えるための複数の電極が並べられた電極アレイと、
   前記複数の電極のうち所定の電極を含む複数の電極組の中から１つの電極組を選択する電極選択手段と、
   前記複数の電極に前記電気刺激を出力する電気刺激発生部と、
   前記生体に前記電気刺激を与えることによって所定の筋の収縮を検知する検知部と、
   前記電極選択手段によって前記複数の電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択するとともに、選択した前記電極組に前記電気刺激を出力したときの前記検知部の検知情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した前記検知情報に基づいて、前記複数の電極組の中から前記所定の筋の収縮が最も大きくなる前記電極組を好適な電極組として決定する電極決定部と、
   前記電極決定部によって決定された前記好適な電極組に同じ刺激強度のパルスを出力し、そのパルスの刺激に対する前記所定の筋の動きの回数に基づいて筋弛緩深度を判定する判定部と、
   を有する、ことを特徴とする電気刺激支援システム。
2. 単一電極を備え、前記電極アレイは、複数の電極からなる第１電極群を有し、
   前記第１電極群から選ばれる１つの電極と前記単一電極との組合せを１つの電極組として、この電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択して前記電気刺激を出力したときの前記検知部の検知情報を取得し、前記検知情報に基づいて、前記電極組の中から好適な電極組を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気刺激支援システム。
3. 前記単一電極はアース電極である、ことを特徴とする請求項２に記載の電気刺激支援システム。
4. 前記電極アレイは、それぞれ複数の電極からなる第１電極群及び第２電極群を備え、
   前記第１電極群から選ばれる１つの電極と前記第２電極群から選ばれる１つの電極との組合せを１つの電極組として、この電極組のうち少なくとも一部の電極組を選択して前記電気刺激を出力したときの前記検知部の検知情報を取得し、前記検知情報に基づいて前記第１電極群及び前記第２電極群から好適な電極組を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気刺激支援システム。
5. 前記電極アレイは千鳥状に配列された複数の電極を有する、ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
6. 前記電極アレイは、基板と、前記基板上に形成された複数の前記電極と、前記基板の前記電極が形成された面に形成された粘着層とを有する、ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
7. 前記検知部は、前記所定の筋の上に配置され前記所定の筋の収縮を検知するセンサである、ことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
8. 前記センサは前記所定の筋の筋音を測定する、ことを特徴とする請求項７に記載の電気刺激支援システム。
9. 前記電極アレイは前記生体の尺骨神経の延伸上に配置される電極アレイであり、前記所定の筋は前記生体の母指内転筋である、ことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
10. 前記検知部が前記所定の筋の収縮を検知する際に、選択した前記電極組への電気刺激の印加終了から、その次に選択した前記電極組への電気刺激の印加開始までの時間間隔を、前の電気刺激による前記所定の筋の収縮への影響を受けないように設定した、ことを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
11. 表示部をさらに有し、前記複数の電極と前記検知情報との関係を示すグラフを前記表示部に表示する、ことを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
12. 前記パルスの出力は４回であり、前記判定部は、前記回数に応じたＴＯＦレベルによって前記筋弛緩深度を判定する、ことを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の電気刺激支援システム。
13. 前記電極アレイは前記複数の電極を２つのシートの間に挟んで構成され、
    前記複数の電極の各々は、大径部と当該大径部よりもサイズが小さい小径部とから構成され、当該小径部の先端部が一方の前記シートから露出している、ことを特徴とする請求項５～１２のいずれかに記載の電気刺激支援システム。

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