JP7373565B2 - 反比例の関係にある周波数とピーク電圧を印加する電気刺激装置 - Google Patents

Description

本出願は、２０１８年２月２０日に米国特許商標庁に出願された仮出願６２７６９９９７号の優先権及び利益を主張し、そのすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれるものとする。

上述した技術は、一般に電気刺激装置に関連し、特に、スポーツ、フィットネス、健康及び／又はウェルネス産業用の予防的治療、損傷回復、疼痛管理及び全体の健康のための独特の電気療法技術に関連する。

携帯型電気刺激装置は、筋肉、関節、及び関連組織の炎症や痛みを緩和するために使用することができる。そのような装置の一例は、経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）装置である。携帯型電気刺激装置は、炎症、筋肉痛、関節、及び関連組織などの特定の症状を治療するためにユーザに適用可能な低電圧電流を発生させることができる。市販されている多くのＴＥＮＳ装置は、一時的に疼痛を緩和するに過ぎず、治療中に患者やユーザに不快感を与えることが多いという点で、一般的に効果がない。

本発明の１つの態様は、携帯型電気刺激装置であって、ユーザに電気的に結合されるように構成された一対の電極と、一対の電極を介してユーザに電気信号を提供するように構成された波形信号生成器と、を含み、波形信号生成器はさらに、複数のレベルのうちの１つで電気信号を生成するように構成され、複数のレベルのそれぞれは、少なくとも周波数、ピーク電圧及びピーク電流によって規定され、レベルのそれぞれについて、周波数は、約５０Ｈｚ～約５００Ｈｚの範囲にあり、ピーク電圧は、約４０Ｖ～約２５０Ｖの範囲にあり、ピーク電流は、約２５ｍＡ～約１５０ｍＡの範囲にあり、そして周波数とピーク電圧は、略反比例の関係にある。

特定の実施形態では、波形信号生成器はさらに、厳密に正の電圧を有する波形信号を生成するように構成される。

特定の実施形態では、波形信号生成器はさらに、実質的に等しい正のパルス幅を有する波形信号を生成し、波形信号の中性パルス幅を変更することにより、各レベルの周波数を調整するように構成される。

特定の実施形態では、波形信号生成器はさらに、第１のレベルから第１のレベルとは異なる第２のレベルに移行するコマンドを受信し、受信したコマンドに応答して、波形信号のピーク電圧を第２のレベルに関連するピーク電圧まで徐々に増加させるように構成される。

特定の実施形態では、波形信号生成器は、波形信号生成器の出力と直列に配置された電流制限器を含む。

特定の実施形態では、電流制限器は、抵抗要素及び／又は負の温度係数（ＮＴＣ）サーミスタを含む。

別の態様は、携帯型電気刺激装置であって、ユーザに電気的に結合されるように構成された一対の電極と、一対の電極を介してユーザに電気信号を提供するように構成された波形信号生成器と、を含み、波形信号生成器はさらに、複数のレベルのうちの１つで電気信号を生成するように構成され、複数のレベルのそれぞれは、少なくとも周波数、ピーク電圧及びピーク電流によって規定され、レベルのそれぞれについて、ピーク電流は、約２５ｍＡ～約１５０ｍＡの範囲にあり、そして周波数とピーク電圧は、略反比例の関係にある。

さらに別の態様は、携帯型電気刺激装置であって、ユーザに電気的に結合されるように構成された一対の電極と、一対の電極を介してユーザに電気信号を提供するように構成された波形信号生成器であって、波形信号生成器の出力と直列に配置された電流制限器を含む波形信号生成器と、を含み、波形信号生成器はさらに、複数のレベルのうちの１つで電気信号を生成するように構成され、複数のレベルのそれぞれは、少なくとも周波数、ピーク電圧及びピーク電流によって規定され、レベルのそれぞれについて、周波数は、約５０Ｈｚ～約５００Ｈｚの範囲にあり、ピーク電圧は、約４０Ｖ～約２５０Ｖの範囲にある。

さらに別の態様は、携帯型電気刺激装置を使用する方法であって、一対の電極のうちの第１の電極をユーザの第１の位置に配置するステップと、一対の電極のうちの第２の電極をユーザの第２の位置に配置するステップと、一対の電極を介してユーザに電気信号を提供するように構成された波形信号生成器を介して、第１の電極及び第２の電極に印加される電気信号の複数のレベルのうちの１つを選択するステップと、電気信号が一対の電極に提供されている間に、第１の電極及び第２の電極の少なくとも１つをユーザの皮膚の部位に沿って移動させるステップと、を含む。

特定の実施形態では、該方法は、第１の位置及び第２の位置とは異なるユーザの第３の位置に第３の電極及び第４の電極を配置するステップをさらに含み、第３の電極及び第４の電極に電気信号が提供される間に、移動を行う。特定の実施形態では、第３の位置は、ユーザの足である。

別の態様は、携帯型電気刺激装置を使用する方法であって、一対の電極のうちの第１の電極を第１のユーザの第１の位置に配置するステップと、一対の電極のうちの第２の電極を第２のユーザの第２の位置に配置するステップと、一対の電極を介して第１のユーザ及び第２のユーザに電気信号を提供するように構成された波形信号生成器を介して、第１の電極及び第２の電極に印加される電気信号の複数のレベルのうちの１つを選択するステップと、第２のユーザが第１のユーザにマッサージを行っている間に、波形信号生成器を用いて第１の電極及び第２の電極に電気信号を印加することにより、第１のユーザと第２のユーザとの間の直接接触を介して第１の電極と第２の電極との間に電気経路を形成するステップと、を含む。

さらに別の態様は、電気刺激装置であって、電気信号を提供するように構成された波形信号生成器と、電気信号に基づいて刺激パルスを出力するように構成された少なくとも１つの電極と、を含み、波形信号生成器はさらに、複数のレベルのうちの１つで電気信号を生成するように構成され、複数のレベルのそれぞれは、少なくとも周波数、ピーク電圧及びピーク電流によって規定され、レベルのそれぞれについて、周波数は、約５０Ｈｚ～約５００Ｈｚの範囲にあり、ピーク電圧は、約４０Ｖ～約２５０Ｖの範囲にあり、ピーク電流は、約２５ｍＡ～約１５０ｍＡの範囲にあり、そして周波数とピーク電圧は、略反比例の関係にある。

特定の実施形態では、電気刺激装置は、携帯型又は固定式である。

特定の実施形態では、波形信号生成器は、少なくとも１つの電極に有線又は無線で接続される。

特定の実施形態では、少なくとも１つの電極は、ユーザに適用される第１の強度レベルを有する刺激パルスに応答してユーザの反応を感知するように構成された１つ以上のセンサを含み、波形信号生成器は、感知されたユーザの反応に基づいて、電気信号のレベルを第１の強度レベルとは異なる第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される。

特定の実施形態では、波形信号生成器は、第１の強度レベルを有する刺激パルスに対してユーザが不快感を覚えていることを示す感知されたユーザの反応に応答して、電気信号のレベルを第１の強度レベルよりも低い第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される。

特定の実施形態では、少なくとも１つの電極は、ユーザに適用される第１の強度レベルを有する刺激パルスに応答してユーザのインピーダンスを感知するように構成された１つ以上のセンサを含み、波形信号生成器は、感知されたユーザのインピーダンスに基づいて、電気信号のレベルを第１の強度レベルとは異なる第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される。

特定の実施形態では、波形信号生成器は、所定の期間、第１の強度レベルを有する刺激パルスによるユーザの反応を感知しない１つ以上のセンサに応答して、電気信号のレベルを第１の強度レベルよりも高い第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される。

特定の実施形態では、該装置は、ユーザ及び強度レベルに対するユーザの反応に関する情報を記憶するように構成されたメモリをさらに含む。

特定の実施形態では、波形信号生成器は、メモリに記憶された情報に基づいて電気信号を生成するように構成される。

特定の実施形態では、少なくとも１つの電極は、フィルタと、フィルタの上に配置された高密度スポンジと、高密度スポンジの上に配置された可撓性の導電性接触子と、可撓性の導電性接触子を覆うカバーと、可撓性の導電性接触子に接続された電線と、を含む。

特定の実施形態では、少なくとも１つの電極は、円形、正方形のうちのいずれかの形状を有する。

ある態様のいずれかの特徴は、本明細書で特定されるすべての態様に適用可能である。さらに、ある態様のいずれかの特徴は、任意の方法で本明細書に記載の他の態様と部分的又は全体的に独立して組み合わせることができ、例えば、１つ、２つ、又は３つ以上の態様は、全体的又は部分的に組み合わせることができる。さらに、ある態様のいずれかの特徴は、他の態様に対して任意選択とすることができる。方法のいずれかの態様は、電気刺激装置又は携帯型電気刺激装置の別の態様を含むことができ、電気刺激装置又は携帯型電気刺激装置のいずれかの態様は、別の態様の方法を実行するように構成することができる。

図１Ａは、本開示の態様に係る例示的な携帯型電気刺激装置を示す斜視図である。 図１Ｂは、本開示の態様に係る図１Ａの携帯型電気刺激装置をユーザに接続する方法を示す例示的な図である。 図２は、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置に含まれ得る構成要素の例を示すブロック図である。 図３Ａは、図３Ａ１と図３Ａ２の関係を説明するための図である。 図３Ａ１は、本開示の態様に係る図２のブロック図の一部を実装する例示的な第１の回路図である。 図３Ａ２は、本開示の態様に係る図２のブロック図の一部を実装する例示的な第２の回路図である。 図３Ｂは、図３Ｂ１と図３Ｂ２の関係を説明するための図である。 図３Ｂ１は、本開示の態様に係る図２のブロック図の一部を実装する例示的な第３の回路図である。 図３Ｂ２は、本開示の態様に係る図２のブロック図の一部を実装する例示的な第４の回路図である。 図３Ｃは、本開示の態様に係る図２のブロック図の一部を実装する例示的な第５の回路図である。 図４Ａは、本開示の態様に係る図１Ｂに示される電極の例示的な実施形態の第１の図である。 図４Ｂは、本開示の態様に係る図１Ｂに示される電極の例示的な実施形態の第２の図である。 図４Ｃは、本開示の態様に係る図１Ｂに示される電極の例示的な実施形態の第３の図である。 図４Ｄは、本開示の態様に係る図１Ｂに示される電極の例示的な実施形態の第４の図である。 図５Ａは、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置によって生成された複数のレベルにわたるピーク電圧と周波数との間の関係を示す例示的なグラフである。 図５Ｂは、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置の波形信号生成器によって生成され得る例示的な波形を示す第１の図である。 図５Ｃは、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置の波形信号生成器によって生成され得る例示的な波形を示す第２の図である。 図５Ｄは、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置の波形信号生成器によって生成され得る追加の例示的な波形を示すグラフである。 図６は、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置の例示的な使用モードを示す。 図７は、本開示のいくつかの態様に係る携帯型電気刺激装置でユーザを治療する方法を示すフローチャートである。 図８は、本開示の他の態様に係る携帯型電気刺激装置でユーザを治療する方法を示すフローチャートである。

以下の説明では、説明の目的で、様々な実施形態の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細を示す。しかしながら、様々な実施形態がこれらの特定の詳細なしで実施され得ることは、当業者には明らかであろう。

携帯型電気刺激装置の概要
様々な例示的な実施形態に記載されるように、本明細書では、携帯型電気刺激装置が説明される。例示的な実施形態は、説明の便宜上、携帯型電気刺激装置に関して説明されているが、説明された技術は、非携帯型又は固定式電気刺激装置に適用することができる。

図１Ａは、本開示の態様に係る例示的な携帯型電気刺激装置１００を示す斜視図である。図１Ｂは、本開示の態様に係る図１Ａの携帯型電気刺激装置１００をユーザ１１０に接続する方法を示す例示的な図である。

図１Ａを参照すると、携帯型電気刺激装置１００は、ユーザインタフェース２２５、スタンド１０３、及び外部構成要素及び／又は装置に接続されるように構成された１つ以上の接続ポート（図示せず）を含む携帯装置として具現化することができる。図１Ａに示される携帯型電気刺激装置１００は、一例に過ぎず、異なる構造、形状、及び／又はユーザインタフェースを有することができる。また、携帯型電気刺激装置１００は、所定の構成要素を取り外してもよいし、他の構成要素を追加してもよい。例えば、スタンド１０３は取り外されてよく、及び／又はユーザインタフェース２２５は、入力タッチパッド／ボタンの異なる設計及び／又は配置を有してよい。ユーザインタフェース２２５は、ユーザインタフェース用の一体型タッチＬＥＤ画面を含んでよい。ＬＥＤ画面はさらに、携帯型電気刺激装置１００が複数の異なる強度レベルの中で特定の強度レベルにあることを示す色変化ＬＥＤインジケータを含んでよい。

いくつかの実施形態では、携帯型電気刺激装置１００は、スマートフォンなどのユーザの携帯型通信装置（図示せず）に有線又は無線で接続されてよい。これらの実施形態では、スマートフォンは、ユーザがスマートフォンを介してユーザインタフェースを制御できるように、ユーザインタフェース２２５の機能に関連するプログラム又はアプリケーションをダウンロードすることができる。

図１Ｂに示すように、携帯型電気刺激装置１００は、ユーザ１１０に配置されるように構成された１つ以上の電極１０５に結合することができる。携帯型電気刺激装置１００と電極１０５との間の接続は、有線であっても無線であってもよい。使用中、電極１０５は、電極１０５のそれぞれがユーザ１１０の皮膚と電気的接続を形成するように配置されてよい。以下により詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、電極１０５の一方は固定されてよく、他方の電極は使用中に移動可能であってよい。さらに他の実施形態では、電極１０５の両方は、使用中に移動可能であってもよい。さらに他の実施形態では、電極１０５の両方は、使用中に固定されてもよい。さらに、電極１０５の一方は、第１のユーザの皮膚と電気的に接触して配置されてよく、他方の電極は、第１のユーザを治療している第２のユーザの皮膚上に配置されてよい。特定の実施形態では、ユーザ１１０と電極１０５との間の電気伝導率は、１つ以上の電極１０５とユーザ１１０の皮膚との間に導電性又は潤滑性クリーム（図示せず）を提供することによって増加させることができる。導電性又は潤滑性クリームは、使用中にユーザに快適性を提供することができる。

携帯型電気刺激装置１００は、足、足首、膝、ふくらはぎ、太もも、腰、肩部、肩甲骨、腰背部、二頭筋、腱、筋肉、肩甲骨、皮膚、首又は尻の筋肉を含むがこれらに限定されない、身体の様々な標的部位を治療することができる。さらに、個人ユーザによる使用に解剖学の知識は必要ではなく、いくつかの実施形態において、電極１０５の位置は効果的な治療にとって重要ではない可能性がある。様々な実施形態は、少なくとも患者の体における電極の配置が標準的なＴＥＮＳ装置の有効性にとって重要であるという点で、標準的なＴＥＮＳ装置よりも有利である。

図２は、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置１００に含まれ得る構成要素の例を示すブロック図である。例えば、図２の実施形態では、携帯型電気刺激装置１００は、マイクロコントローラ２０５（特定の実装形態では、１つ以上のマイクロコントローラとして具現化されてよい）、メモリ２１０、電極インタフェースモジュール２２０、グラフィカルユーザインタフェース２２５、生体情報ユーザ識別モジュール２３０、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート２３５、ＤＣ電源管理モジュール２４０、ＬＥＤ２４５、スピーカー及び／又はマイクロフォン２５０、無線インタフェース２５５、及びアナログ／デジタルデータ収集モジュール２６０を含む。特定の実施形態では、携帯型電気刺激装置１００は、音声活性化モジュール（図示せず）を含んでもよく、該音声活性化モジュールは、別個のモジュールとして実装されてもよいし、及び／又はマイクロフォン２５０を入力として使用してマイクロコントローラ２０５上で実行されるソフトウェアによって実装されてもよい。図２は、携帯型電気刺激装置１００の一例に過ぎず、携帯型電気刺激装置１００は、多くの異なる構成を有することができる。例えば、携帯型電気刺激装置１００から図示したブロックを１つ以上省略してよく、携帯型電気刺激装置１００に１つ以上の追加ブロックを追加してよく、２つ以上のブロックを組み合わせ、及び／又は１つのブロックを複数のブロックに分離してよい。

電極インタフェースモジュール２２０は、電極フィードバックモジュール２２１及び波形信号生成器２２３を含む。本明細書で説明するように、波形信号生成器２２３は、電極１０５を介してユーザ１１０に提供される電気信号を生成するように構成される。したがって、電極インタフェースモジュール２２０は、電極１０５を波形信号生成器２２３に電気的に接続するように構成されてよい。特定の実施形態では、波形信号生成器２２３はさらに、複数のレベルのうちの１つで電気信号を生成するように構成される。各レベルは、周波数、ピーク電圧、波形、及び電流の１つ以上のパラメータによって規定されてよい。電極フィードバックモジュール２２１は、ユーザ１１０に提供される電気信号の１つ以上のパラメータを示すフィードバック信号を受信してよい。

図３Ａ、３Ｂ及び３Ｃは、本開示の態様に係る図２の携帯型電気刺激装置１００のブロック図の一部を実装する例示的な回路図である。図３Ａ～３Ｃに示す回路図は一例に過ぎず、他の回路構成を使用することもできる。また、図３Ａ～３Ｃに示す回路図には、特定の回路部品を取り外すか、又は他の回路部品を追加することができる。図３Ａ～３Ｃに示すように、携帯型電気刺激装置１００は、ＵＳＢポート２３５、マイクロコントローラ２０５、バッテリ充電器モジュール３１０、レギュレータ３１５、バッテリコネクタ３２０、プログラミング／デバッグポート３２５、試験ポート３３０、１つ以上のタイミング水晶３３５、拡張ポート３４０、１つ以上のＬＥＤ３４５、１つ以上の制御スイッチ３５０、及び電気出力回路３５５を含んでもよい。

図３Ａ１及び３Ａ２を含む図３Ａを参照すると、ＵＳＢポート２３５は、外部ＵＳＢ充電器に接続して携帯型電気刺激装置１００に電力を供給するように構成されてよい。特定の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、ＵＳＢポート２３５を介して外部装置（例えば、コンピュータ、携帯電話、別の携帯型電気刺激装置１００、フィードバック装置など）と通信するように構成されてよい。したがって、ＵＳＢポート２３５からの特定のラインは、マイクロコントローラ２０５に電気的に接続され得る。バッテリ充電器３１０は、ＵＳＢポート２３５からＵＳＢ電力を受け取ったときに、バッテリコネクタ３２０に接続されたバッテリ（図示せず）を充電するように構成されてよい。携帯型電気刺激装置１００がＵＳＢポート２３５又はバッテリのいずれから給電されるかに応じて、レギュレータ３１５は、ＵＳＢポート２３５又はバッテリから受け取った電圧を、携帯型電気刺激装置１００の他の構成要素によって使用される電圧に上昇及び／又は低下させるように構成されてよい。いくつかの実施形態では、例えば３．３Ｖより低い電源によって駆動されたときに、レギュレータ入力を生成するために、直列昇圧回路を使用することができる。他の実施形態は、３．３Ｖ以上が供給されたときに、例えば、３．３Ｖを生成する低損失レギュレータを使用することができる。図示されていないが、電気刺激装置１００は、ＵＳＢポート２３５に加えて、又はこれに代えて、電力ＡＣ－ＤＣアダプタを使用した電源コンセント（例えば、１００Ｖ～２４０Ｖ）から給電されてもよい。特定の実施形態では、レギュレータ３１５は、５Ｖの電源電圧を特定の構成要素によって使用される３．３Ｖに降圧することができる。

図３Ｂ１及び３Ｂ２を含む図３Ｂに示すように、マイクロコントローラ２０５は、１つ以上のポート３２５、３３０、及び３４０を介して他の内部及び／又は外部構成要素に接続するように構成されてもよい。これらのポート３２５、３３０、及び３４０は、マイクロコントローラ２０５の再構成を可能にするように構成されてよい。グラフィカルユーザインタフェース２２５を介して出力を提供することに加えて、マイクロコントローラ２０５は、ＬＥＤ３４５を介して出力を提供し、制御スイッチ３５０を介して制御入力を受信するように構成されてもよい。マイクロコントローラ２０５は、タイミング水晶３３５から受信した入力を使用して、電極１０５に提供される電気信号を生成するために使用される昇圧クロック信号などの制御信号を生成してもよい。特定の実施形態では、ポート３２５、３３０、及び３４０、ＬＥＤ３４５、スイッチ３５０、及びタイミング水晶３３５のうちの１つ以上を省略し、及び／又は他の構成要素を使用して実装し得ることが理解されるべきである。

図３Ｃを参照すると、電気出力回路３５５は、マイクロコントローラ２０５から昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫ及びパルス出力信号ＰＵＬＳＥ＿ＯＵＴを受信し、高電極ポート３８０及び低電極ポート３８５を介して電気信号を電極１０５に出力するように構成されてよい。特定の実施形態では、電気出力回路３５５は、昇圧クロック信号によって提供される信号を昇圧するための昇圧コンバータとして構成されてもよい。昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫ及びパルス出力信号ＰＵＬＳＥ＿ＯＵＴは、マイクロコントローラ２０５によって生成され、電極１０５に提供される電気信号の生成を制御してよい。パルス出力信号ＰＵＬＳＥ＿ＯＵＴは、電極１０５への治療パルスの生成及び／又は印加中にハイであってよい。昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫは、所望のレベルのパルスを有する電気信号を生成するために、積極活動療法中にハイとローの間で循環し得る。電気治療を提供していないときは、昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫとパルス出力信号ＰＵＬＳＥ＿ＯＵＴが両方ローになる可能性がある。

例えば、トランジスタ３６０（例えば、ＭＯＳスイッチトランジスタ）は、昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫがハイであるときに、インダクタＬ２を介して電源レールＶｃｃから電流を引き込むようにスイッチオンされるように構成されてよい。例えば、トランジスタ３６０は、昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫがハイである間、インダクタＬ２を介して電流をグランドにシンクするように構成されてよく、昇圧クロック信号ＢＯＯＳＴ＿ＣＬＫがローに切り替えられると、インダクタＬ２からのエネルギーは、電極ポート３８０、３８５に供給される前に、電流が蓄積された１つ以上のコンデンサ３６５に転送されてよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のコンデンサ３６５は、コンデンサ３６５の静電容量を調整するために、直列及び／又は並列に配置された１つ以上の追加のコンデンサ（例えば、コンデンサＣ２４Ａ、Ｃ２４Ｂ）を含んでよく、それによって所定の電圧で１つ以上のコンデンサ３６５に蓄積され得るエネルギーの量に影響を与えている。

マイクロコントローラ２０５は、昇圧クロック信号を調整することによって、ライン３７０上で生成される電圧（ＶＨＶ電圧とも呼ばれる）を制御することができる。特定の実施形態では、昇圧クロック信号は、マイクロコントローラ２０５によって調整可能な矩形波又はパルス波（パルス列とも呼ばれる）であってよい。例えば、マイクロコントローラ２０５は、デューティサイクル（例えば、正のパルス幅を介して）、適用されるパルスの数、マイクロコントローラに提供されるフィードバック信号（図３ＣではＶＨＶ＿ＤＩＶ１００として示される）、周波数、正のパルス幅、中性パルス幅などの昇圧クロック信号のパラメータのうちの１つ以上を調整するように構成されてもよい。コンデンサ３６５がインダクタＬ２を介して電源レールＶｃｃに結合されているので、トランジスタ３６０が昇圧クロック信号によってアクティブ化された後の上昇期間に、コンデンサ３６５に印加される電圧は増加する可能性がある。したがって、昇圧クロック信号の正のパルス幅が長くなると、コンデンサ３６５に供給される電圧信号が高くなる可能性がある。

マイクロコントローラ２０５は、ドレインが供給電圧ＶＣＣ（例えば、３．３Ｖ電源であり得る）に電気的に接続されたトランジスタ３６０のゲートを駆動するパルス波を生成することができる。昇圧クロックパルス波を生成したマイクロコントローラ２０５は、昇圧回路の入力を切り替えて、コンデンサ３６５を所望のレベルに充電するために使用することができる。次に、昇圧クロックを無効にしてよく、かつコンデンサ３６５に蓄積されたエネルギーは、治療パルスを作成するために使用してよい。コンデンサ３６５に蓄積されたエネルギーは、マイクロコントローラ２０５によってコンデンサ３６５に適用される昇圧クロックサイクル数の関数であってよい。したがって、マイクロコントローラ２０５を介して昇圧クロックサイクル数及び昇圧クロックのデューティサイクルを制御することによって、電圧調整を行うことができる。他の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、矩形波又はパルス波以外の形状を有する電気信号を生成することができる。例えば、特定の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、正弦波、三角波などの非長方形波を生成することができる。

コンデンサ３６５に蓄積されたエネルギーは、電極ポート３８０及び３８５を介して電極１０５（ひいてはユーザ１１０）に供給することができる。マイクロコントローラ２０５は、トランジスタ３９０に提供されるパルス出力信号を介して、コンデンサ３６５に蓄積されたエネルギーの電極ポート３８０及び３８５への印加を制御することができる。さらに、低電極ポート３８５を介してユーザ１１０から受信した電気信号の一部は、電気信号を測定するために使用されるフィードバック信号ＩＯＵＴ＿Ｘ１０（図３Ｃの「ＴＯ ＭＩＣＲＯＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ２０５」のテキストの左側を参照）としてマイクロコントローラ２０５に提供することができる。特定の実施形態では、フィードバック信号ＩＯＵＴ＿Ｘ１０は、マイクロコントローラ２０５に提供される前に、電極フィードバックモジュール２２１及びアナログ／デジタルデータ収集モジュール２６０に提供される。

電気出力回路３５５は、電極ポート３８０及び３８５のうちの少なくとも１つと直列に配置された電流制限要素３７５をさらに含んでよい。特定の実施形態では、電流制限要素３７５は、電極１０５への出力の前に直列に配置された１つ以上の抵抗要素として具現化され、かつ電流出力の量を制限するように機能する。他の実施形態では、電流制限要素３７５は、負の温度係数（ＮＴＣ）サーミスタなどの他の回路で構成することができる。携帯型電気刺激装置１００のマイクロコントローラ２０５又は追加のプロセッサ（図示せず）も、出力される電流の量をソフトウェアによって制限することができる。電流制限素子は、携帯型電気刺激装置１００の安全性を高め、ユーザ１１０に不快感を与え得る過度の電力の供給を防止することができる。

図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄは、本開示の態様に係る図１Ｂに示される電極の例示的な実施形態の図である。図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃに示すように、電極１０５は、可撓性の導電性接触子４０５、カバー４１０、電線４１５、高密度スポンジ４２０、及びカバー４３０を含む。いくつかの実施形態では、カバー４３０は、濡れた紙タオル又は「ティーバッグ」フィルタを含むが、詳細な説明はそれに限定されない。特定の実施形態では、可撓性の導電性接触子４０５は導電性グラファイトで形成されてよく、カバー４１０はシリコーンで形成されてもよい。導電性クリーム４２５は、電極１０５がユーザ１１０の皮膚に取り付けられる前に、カバー４３０に塗布されてもよい。導電性クリーム４２５は、電極１０５とユーザ１１０の皮膚との間の電気伝導率を改善することができ、及び／又は、特に１つの電極１０５の移動時に、ユーザ１１０に快適性を提供する潤滑性クリームとして使用することができる。電極１０５がユーザの１００の足に取り付けられる実施形態では、高密度スポンジ４２０及び導電性クリーム４２５は、電極１０５から省略されてよい。図４Ｄは、高密度スポンジ４２０及び導電性クリーム４２５なしでフットパッドとして使用することができる電極１０５の実施形態を示す。図４Ｄでは、参照符号４１５は電線を表す。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄに示すように、電極１０５は、円形又は正方形のいずれであってもよい。しかしながら、電極１０５の形状はそれらに限定されず、他の実施形態では、電極１０５は様々な他の形状（例えば多角形）を有し得る。

特定の実施形態では、少なくとも１つの電極１０５は、治療前及び／又は治療中にユーザ１１０の生体パラメータを感知するように構成された１つ以上のセンサを含んでもよい。センサは、ユーザの予想強度よりも高い強度による第１の強度レベルに応答して、ユーザのインピーダンス、他の身体特性、又は物理的反応（例えば、突然の動き又は揺れ）を感知することができる。マイクロコントローラ２０５は、測定されたパラメータを使用して、電気信号に対するユーザの応答のモデルに基づいて、生成された電気信号のレベルを自動的に調整してもよい。例えば、マイクロコントローラ２０５は、強度レベルを、第１の強度レベルよりも低い第２の強度レベルに自動的に調整することができる。別の例として、センサが、所定の期間、第１の強度レベルで治療を受けているユーザからの反応を感知しない（例えば、測定された反応が閾値レベル未満である）場合、マイクロコントローラ２０５は、強度レベルを第１の強度レベルよりも高い第２の強度レベルに自動的に調整することができる。感知及び自動強度レベル調整は、例えば、所定の時間の長さ及び／又は初期強度レベルから変更される強度レベルに関して、ユーザが構成することができる。さらに、ユーザ構成情報及び／又は設定は、特定の個人が将来使用するために、メモリ２１０に保存することができる。他の実施形態では、ユーザ構成情報及び／又は設定は、携帯型電気刺激装置１００と通信するために、クラウドデータベース又はユーザの携帯端末などのネットワークシステムに保存することができる。

特定の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、装置のオン／オフ、タイマー持続時間、強度レベルの変化などの携帯型電気刺激装置１００の動作に関連して、マイクロフォン２５０（図２を参照）を介して受信したユーザの音声コマンドを認識することができる。例えば、ユーザの音声コマンドが強度レベルを第１のレベルから第１のレベルとは異なる第２のレベルに変更することである場合、マイクロコントローラ２０５は、強度レベルを第１のレベルから第１のレベルとは異なる第２のレベルに変更するように、波形信号生成器２２３を制御することができる。

電気信号のパラメータ
特定の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、複数の強度レベルのうちの１つで電気信号を生成するように構成される。各レベルは、少なくとも周波数、ピーク電圧、及び／又は電流を含むパラメータによって規定することができる。特定の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、以下の表１によって規定されるパラメータを有する５つのレベルのうちの１つを選択できるように構成されてもよい。

上記レベルのピーク電流は、約５ｍＡ～約２５０ｍＡの間で変動する可能性があり、ピーク電圧Ｖｍａｘパラメータ及び電極１０５間のユーザ１１０の電流抵抗に基づいて決定され得る。上記のレベルの平均電流は、約１ｍＡ～約１５ｍＡの間で変動し得る。したがって、特定の実施形態では、各レベルについて、周波数は、約５０Ｈｚ～約５００Ｈｚの範囲にあってよく、ピーク電圧は、約４０Ｖ～約２５０Ｖの範囲にあってよく、ピーク電流は、約５ｍＡ～約２５０ｍＡの範囲にあってよい。周波数は、約６０Ｈｚ～約４００Ｈｚ、約７０Ｈｚ～約３５０Ｈｚ、又は約８０Ｈｚ～約３００Ｈｚの範囲、又は約５０Ｈｚ～約５００Ｈｚの範囲内の他の任意の周波数範囲にあってもよい。ピーク電圧は、約６０Ｖ～約２００Ｖ、約７０Ｖ～約１８０Ｖ、又は約８０Ｖ～約１６０Ｖの範囲、又は約５０Ｖ～約２５０Ｖの範囲内の他の電圧範囲にあってもよい。さらに、ピーク電圧は、ユーザ１１０によって波形信号生成器２２３に提示される負荷に応じて、及び／又は電極１０５がユーザ１１０に接続されない場合、変化する可能性がある。表１に示す値は、ユーザ１１０の例示的な身体負荷について測定されたピーク負荷の例であってよく、かつユーザ１１０に応じて変化し得る。

ピーク電流は、約５ｍＡ～約２５０ｍＡ、約１０ｍＡ～約１７５ｍＡ、約２５ｍＡ～約１５０ｍＡの範囲、又は約５ｍＡ～約２５０ｍＡの範囲内の他の任意のピーク電流範囲にあってもよい。平均電流は、約１ｍＡ～約１５ｍＡ、約２．５ｍＡ～約７．５ｍＡ、約４ｍＡ～約６ｍＡの範囲、又は約１ｍＡ～約１５ｍＡの範囲内の他の任意のピーク電流範囲にあってもよい。さらに、周波数とピーク電圧は、図５Ａに示すように、レベルが増加するにつれてピーク電圧が概ね増加し、レベルが増加するにつれて周波数が概ね減少するという略反比例の関係であり得る。強度レベルは、５未満又は５以上（例えば、３、７、又は任意の整数又はその他の非整数値）であってよい。さらに、表１に示される数値は、例示的な数値に過ぎず、周波数及びピーク電圧が略反比例の関係にある限り、及び／又は周波数、ピーク電圧及び電流が上記の範囲を満たす限り、異なる数値を有することができる。

表１に示されていないが、二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧は、レベル全体で比較的安定している可能性があり、供給される全体的な電力は、上記電流制限素子３７５又は電流制限ソフトウェアによって（ハードキャップ又はソフトキャップで）制限され得る。さらに、特定の実施形態では、正のパルス幅は、電極１０５間の開回路で測定されたときのレベルに関わらず、静的である。したがって、マイクロコントローラ２０５は、中性パルス幅を調整して選択されたレベルの周波数を実現するように構成されてもよい。マイクロコントローラ２０５は、厳密に正のパルスを生成するように構成されてもよい。他の実施形態では、マイクロコントローラ２０５は、生成された波形信号の周期を変更することによって、実質的に等しいアクティブパルス幅（例えば、少なくとも１つのアクティブパルスは必ずしも正でない可能性がある）を有する波形信号を生成するように構成されてもよい。

ユーザ１１０の身体は、携帯型電気刺激装置１００によって印加される電気信号に適応してよい。したがって、治療中に印加されるレベルを調整することが望ましい。携帯型電気刺激装置１００は、制御スイッチ３５０又はマイクロフォン２５０のグラフィカルユーザインタフェース２２５などの別のユーザインタフェースを介して、制御入力を受信してレベル（例えば、レベル１～５のうちの１つの選択）を切り替えるように構成されてもよい。携帯型電気刺激装置１００が２つのレベルの間で切り替わる間、電気信号がユーザ１１０に印加されない短い無活動期間がある可能性がある。したがって、ユーザ１１０は、新たに選択されたレベルの全電圧が実質的に瞬時にユーザ１１０に印加された場合、「ショック」及び／又は不快感を経験する可能性がある。特定の実施形態では、携帯型電気刺激装置１００は、新たに選択されたレベルに移行するときにＶｍａｘパラメータを徐々に増加させて、そのような不快感及び／又はショックの発生を最小限に抑えるように構成されてもよい。携帯型電気刺激装置１００は、上記レベル表の間のサブレベルで表されるパラメータ（例えば、ピーク電圧Ｖｍａｘ）を適用することによって、システムを選択されたレベルまでランピング及び／又はステッピングすることによってこの移行を発生させてよい。

図５Ｂ及び５Ｃは、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置１００の波形信号生成器２２３によって生成され得る例示的な波形を示すグラフである。特定の実施形態では、図５Ｂ及び５Ｃに示す波形５１０及び５２０は、電極１０５への電気信号出力に対応してよい。波形５１０及び５２０は、図５Ｂ及び５Ｃにパルス波として示されているが、本開示の態様は、それに限定されない。例えば、ユーザ１１０に印加される特定の波形は、ユーザ１１０に接続されたときに電極１０５に提示される負荷に依存してよく、例えば、電気信号の印加中のユーザ１１０の抵抗、ユーザ１１０における電極１０５の配置、及び／又は導電性クリーム４２５の使用の有無などに依存し得る。

図５Ｂ及び５Ｃに示すように、携帯型電気刺激装置１００によって生成される波形５１０及び５２０のそれぞれは、実質的に同じ正のパルス幅を有してよい。したがって、波形５１０と波形５２０との間の周波数を調整するために、携帯型電気刺激装置１００は、中性パルス幅を調整してよい。中性パルス幅という用語は、正のパルスが電極１０５に印加されない期間を説明するために使用してよいが、携帯型電気刺激装置１００は、厳密に負のパルスではなく、約０Ｖの電圧を有する電気信号を提供することができる。具体的には示されていないが、携帯型電気刺激装置１００は、中性パルス幅を調整して周波数を設定することに加えて、選択されたレベルに従って中性パルス幅の電圧を調整することができる。

図５Ｄは、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置１００の波形信号生成器２２３によって生成され得る追加の例示的な波形５３０～５７０を示すグラフである。特に、図５Ｄは、電気信号が負荷として機能するユーザ１１０に印加されたときの、レベル１で生成された例示的な波形５３０、レベル２で生成された例示的な波形５４０、レベル３で生成された例示的な波形５５０、レベル４で生成された例示的な波形５６０、及びレベル５で生成された例示的な波形５７０を示す。特定の実施形態では、ユーザ１１０によって提示される負荷は、約０．５ｋΩ～約６ｋΩの範囲、又は約３ｋΩ～約４ｋΩの範囲にあってよい。勿論、ユーザ１１０から提示される負荷は、厳密には抵抗性ではなく、インピーダンス値を形成する容量成分を含んでよい。

図５Ｄに示すように、波形５３０～５７０は、コンデンサ３６５が電極１０５を通して除荷されると、急速にピーク値に近づくことができる。２．２ｋΩの例示的な負荷の場合、携帯型電気刺激装置１００とユーザ１１０との間に形成される電気回路は、約０．３ｎｓのＩＲ時定数及び約１．３μｓのＲＣ時定数を有してよい。コンデンサ３６５、ユーザ１１０の静電容量、及び寄生容量及び／又はインダクタンスの他のソースは、携帯型電気刺激装置１００によって生成されているレベルに応じて、波形５３０～５７０を約１μｓ～約２０μｓ以内にピーク値まで上昇させる。他の実施形態では、波形５３０～５７０のピーク値への上昇は、約１μｓよりも小さくてもよいし、約２０μｓよりも大きくてもよい。ピーク電圧値に達するのに必要な時間は、レベルの増加とともに増加し得る。図５Ｄに示すように、波形５３０～５７０の電圧は、コンデンサ３６５に蓄積されたエネルギーが電極１０５を介してユーザ１１０に印加されるにつれて、ピーク値から低下し、減衰する。

使用モード
携帯型電気刺激装置１００は、複数の異なる使用モードで使用してよい。図１Ｂは、２つの電極１０５がユーザ１１０の皮膚に適用される使用モードの特定の実施形態を示す。第１の使用モードでは、携帯型電気刺激装置１００の使用時間を通して、電極１０５をユーザ１１０における固定位置に配置してよい。第２の使用モードでは、電極１０５の第１の電極を固定位置に配置する一方で、ユーザ１１０又は別のユーザが、電極１０５の第２の電極をユーザ１１０の身体の部位上で移動させてよい。特定の実施形態では、ユーザ１１０は、電極１０５を自らの身体上に配置してよい。電極１０５にクリームを塗布することができるため、ユーザ１１０が携帯型電気刺激装置１００に触れて、携帯型電気刺激装置１００によって生成される電気信号の現在適用されているレベルを調整することは、望ましくない可能性がある。上記のように、携帯型電気刺激装置１００は、携帯型電気刺激装置１００を操作するためにユーザ１１０から音声コマンドを受信するように構成可能なマイクロフォン２５０及び音声認識システム（例えば、マイクロコントローラ２０５によって実装されてよい）を含み得る。したがって、ユーザ１１０は、ユーザ１１０が電極１０５を位置決めしている間に、携帯型電気刺激装置１００のレベルを調整するか、又は携帯型電気刺激装置１００に他のコマンドを入力することができる。

図６は、本開示の態様に係る携帯型電気刺激装置１００の例示的な使用モード６００を示す。図６に示される使用モード６００では、電極１０５の第１の電極は、第１のユーザ１１０（例えば、患者）に配置してよく、一方、電極１０５の第２の電極は、第２のユーザ６１０（例えば、理学療法士、マッサージ療法士、カイロプラクター、又はその他の医療提供者（専門家又は非専門家））に配置してよい。携帯型電気刺激装置１００は、携帯型電気刺激装置１００を第２のユーザ６１０に取り付けるためのストラップ６０５又は別の機能（例えば、ベルト、ベルクロ（登録商標）など）を介して、第２のユーザ６１０に取り付け、保持するか又は、結合してよい。しかしながら、他の実施形態では、携帯型電気刺激装置１００は、より長い電線４１５を介して第２のユーザ６１０に電気的に結合された第２の電極１０５を備えた表面（例えば、テーブル、床など）に配置してもよい。第２のユーザ６１０は、第１のユーザ１１０の皮膚に自分の手を直接当てることによって、自分の手を用いて第１の電極１０５と第２の電極１０５との間の電気ループを完成させることができる。特定の実施形態では、導電性クリーム４２５及び／又は別の導電性マッサージオイルを使用することによって、第２のユーザの６１０の手と第１のユーザ１１０との間の電気的接続を改善することができる。図６の使用モードでは、第２のユーザの６１０の手を介して携帯型電気刺激装置１００によって提供される電気刺激を、（例えば、マッサージを介して）理学療法の効果と組み合わせて、２つの療法の効果を組み合わせることができる。第１のユーザ１１０に対する２つの治療の相加効果に加えて、第２のユーザの６１０の手による電気刺激は、第１のユーザ１１０に対するマッサージに一般的に関連する負担を軽減することができ、それによってマッサージを行う負担を軽減することができる。

図７は、本開示のいくつかの態様に係る携帯型電気刺激装置１００でユーザを治療する方法７００を示すフローチャートである。方法７００は、少なくとも１つの電極をユーザの皮膚の部位に沿って移動させる使用モードを含んでもよい。方法７００は、ブロック７０１から始まる。ブロック７０５において、方法７００は、ユーザ１１０の第１の位置に第１の電極１０５を配置することを含む。ブロック７１０において、方法７００は、ユーザ１１０の第２の位置に第２の電極１０５を配置することを含む。ブロック７１５において、方法７００は、波形信号生成器２２３を介して第１の電極及び第２の電極１０５に印加される電気信号の複数のレベルのうちの１つを選択することを含む。波形信号生成器２２３は、一対の電極１０５を介してユーザ１１０に電気信号を提供するように構成される。レベルは、少なくとも周波数、ピーク電圧、及び電流によって規定される。

実施形態に応じて、ユーザは、携帯型電気刺激装置１００上に、及び／又は携帯型電気刺激装置１００のマイクロフォン２５０で受信した音声コマンドを介して形成された１つ以上の入力装置（例えば、スイッチ３５０）に選択されたレベルの入力を提供してよい。

ブロック７２０において、方法７００は、電気信号が第１の電極及び第２の電極１０５に提供されている間に、第１の電極及び第２の電極１０５の少なくとも１つを、ユーザの１１０の皮膚の部位に沿って移動させることを含む。特定の実施形態では、当該部位は、ユーザ１１０が治療を望む部位（例えば、痛みのある部位及び／又は痛みを伴う部位）に対応し得る。したがって、所望の部位に電気信号を印加することができる。任意選択的に、方法７００は、第１の電極及び第２の電極の少なくとも１つを、ユーザ１１０が当該部位の治療に最も効果的であると判断する部位のサブ部分に沿って移動させることを含んでもよい。方法７００は、ブロック７２５で終了する。

図８は、本開示の他の態様に係る携帯型電気刺激装置１００でユーザを治療する方法８００を示すフローチャートである。方法８００は、第２のユーザが、携帯型電気刺激装置１００の助けを借りて、第１のユーザに対してマッサージを行う使用モードを含んでよい。方法８００は、ブロック８０１で始まる。方法８００は、ブロック８０５において、第１のユーザ１１０の第１の位置に第１の電極１０５を配置することを含む。

ブロック８１０において、方法８００は、第２のユーザ６１０の第２の位置に第２の電極１０５を配置することを含む。ブロック８１５において、方法８００は、波形信号生成器２２３を介して第１の電極及び第２の電極１０５に印加される電気信号の複数のレベルのうちの１つを選択することを含む。

波形信号生成器は、一対の電極１０５及び第２のユーザ６１０を介して第１のユーザ１１０に電気信号を提供するように構成される。レベルは、少なくとも周波数、ピーク電圧、及び／又は電流によって規定される。波形信号生成器２２３は、第２のユーザ６１０が第１のユーザ１１０に対してマッサージを行っている間に、第１の電極及び第２の電極１０５に電気信号を印加することにより、第１のユーザ１１０と第２のユーザ６１０との間の直接接触を介して、第１の電極と第２の電極１０５との間に電気経路を形成するように構成される。方法８００は、ブロック８２０で終了する。

本開示の上記１つ以上の態様は、他の典型的なＴＥＮＳ装置に対して特定の利点をもたらし得る。例えば、携帯型電気刺激装置１００は、身体の健康なレベルにある微小電流の波形信号と共鳴する微小電流波の送達を介して、痛み、炎症、凝り、及び他の関連する身体の軽度疾患を含む筋骨格の課題に対する治療を提供することができる。携帯型電気刺激装置１００は、鍼治療及び西洋／東洋医学の原理を模倣することができ、不快感を伴うことなく深部組織マッサージの多くの利点を再現する。例えば、上述した技術は、身体の健康を改善することができる。このような改善は、ｉ）痛みの軽減又は解消、ｉｉ）腫れの軽減、ｉｉｉ）筋肉の刺激及び弛緩ならびに筋緊張の刺激、ｉｖ）腱と靭帯の弾力性の増加、ｖ）患者の可動域と可動性の増加、ｖｉ）体全体の循環と血流改善、ｖｉｉ）トレーニング後の回復支援及び毒素又は乳酸除去の促進の１つ以上を含むことができるが、それらに限定されない。

上述した技術は、治癒と回復の利点を提供することもできる。このような利点は、ｉ）様々な種類の損傷、スポーツ、日常生活中の治療の支援、ｉｉ）組織の治癒と結合組織の修復及び再生の促進、ｉｉｉ）より良い睡眠のための筋肉、腱の緊張緩和、身体の弛緩、ｉｖ）筋肉強化、血流の増加、炎症の除去による手術前後の支援の１つ以上を含むことができるが、それらに限定されない。

上述した技術は、予防効果の向上を提供することもできる。このような効果は、ｉ）筋肉と腱を緩めるための事前のウォーミングアップによる怪我の予防支援、ｉｉ）ウォームアップ中の柔軟性と強度の向上、身体の自然エネルギーの増強、ｉｉｉ）筋肉と腱の弛緩、全身の血液とエネルギーの流れの増加、ｉｖ）身体全体の炎症の軽減、柔軟性とパフォーマンスの向上、ｖ）細胞レベルでの生理学的変化の促進、身体のあらゆるレベルでの調和の１つ以上を含むことができるが、それらに限定されない。

他の変形例
前述の説明は、本明細書に開示されたシステム、装置、及び方法の特定の実施形態を詳述している。しかしながら、前述の内容がテキストにどれほど詳細に示されていても、システム、装置、及び方法は多くの方法で実施できることが理解されるであろう。本開示の特定の特徴又は態様を説明する際の特定の用語の使用は、その用語が関連する技術の特徴又は態様の特定の特徴を含むことに限定されるように本明細書で再定義されていることを意味すると解釈されるべきではない。

当業者であれば、上述した技術の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更が可能であることを理解するであろう。そのような修正及び変更は、実施形態の範囲内に入ることが意図されている。当業者には、一実施形態に含まれる部品が他の実施形態と交換可能であることも理解されよう。描写された実施形態の１つ以上の部品は、他の描写された実施形態に任意の組み合わせで含まれ得る。例えば、本明細書に記載され、及び／又は図示されている様々な構成要素のいずれかを組み合わせたり、交換したり、又は他の実施形態から除外したりすることができる。

本明細書における実質的に任意の複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び／又は用途に適合するように、複数形から単数形へ、及び／又は単数形から複数形へと読み替えることができる。明瞭化のために、様々な単数形／複数形の順列を本明細書に明示的に記載することができる。

本明細書で使用される方向の用語（例えば、頂部、底部、側面、上、下、内向き、外向きなど）は、一般に、図示される方向又は遠近法を参照して使用されるものであって、限定を意図するものではない。例えば、本明細書で説明される「上方」の位置決めは、下方又は片側の位置決めを指すことができる。したがって、「上方」であると説明された特徴は、下方、片側などに含まれ得る。

一般に、本明細書で使用される用語は、一般に「非限定的な」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」という用語は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ（含んでいるがこれに限定されない）」と解釈されるべきであり、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」という用語は「ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ（少なくとも有する）」と解釈されるべきであり、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」という用語は「ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｕｔ ｉｓ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ（含むがこれに限定されない）」と解釈されるべきであるなど）。当業者であれば、導入された請求項の記載の特定の数が意図されている場合、そのような意図は請求項に明確に記載され、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことをさらに理解するであろう。例えば、理解を容易にするために、以下の添付の請求項は、請求項の記載を導入するために「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ（少なくとも１つ）」及び「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ（１つ以上）」という導入語句の使用を含む場合がある。しかしながら、そのような語句を使用することは、同一の請求項に「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ（１つ以上）」又は「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ（少なくとも１つ）」という導入語句と「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞との両方が含まれている場合であっても、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」により請求項の記載を導入した際に、そのような導入された請求項の記載を含む特定の請求項を、そのような記載を１つだけ含む実施形態に限定することを意味すると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ（少なくとも１つ）」又は「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ（１つ以上）」を意味すると解釈されるべきである）。請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用においても同様である。さらに、導入された請求項の記載の特定の数が明確に記載されている場合であっても、当業者であれば、そのような記載は通常、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾語がない、単なる「２つの記載」という記載は、通常、少なくとも２つの記載、又は２つ以上の記載を意味する）。

本明細書で使用される「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備えている）」という用語は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含有している）」、又は「ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ（によって特徴付けられる）」と同義であり、包括的又は開放式であり、追加の、記載されていない要素又は方法ステップを除外しない。

「ｃａｎ（できる、可能性があるなど）」、「ｃｏｕｌｄ（できる、可能性があるなど）」、「ｍｉｇｈｔ（であり得る、であってよいなど）」、又は「ｍａｙ（であり得る、であってよいなど）」などの条件付きの言葉は、別途明記されていない限り、又は使用される文脈の中で他の解釈がなされない限り、一般的に、ある特徴、要素、及び／又はステップが、ある実施形態には含まれるが、他の実施形態には含まれないことを伝えることを意図している。したがって、そのような条件付きの言葉は、一般的に、１つ以上の実施形態において特徴、要素、及び／又はステップが何らかの形で必須であるか、又は１つ以上の実施形態が、これらの特徴、要素及び／又はステップが任意の特定の実施形態に含まれるか、又は実行されるかを、ユーザの入力又はプロンプトの有無にかかわらず決定するためのロジックを必ず含むことを示唆することを意図していない。

本明細書で使用される「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）」、「ａｂｏｕｔ（約）」、「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（概ね、一般的になど）」、及び「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」という用語などの程度を表す言葉は、依然として望ましい機能を実行し、及び／又は望ましい結果を達成する記載された値、量、又は特徴に近い値、量、又は特徴を表す。例えば、「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）」、「ａｂｏｕｔ（約）」、「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（概ね、一般的になど）」、及び「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」という用語は、記載された量の１０％以下、５％以下、１％以下、０．１％以下、及び／又は０．０１％以下の範囲内の量を意味し得る。

さらに、明細書、請求項、図面のいずれにおいても、２つ以上の代替的な用語を提示するあらゆる離接的な単語及び／又は語句は、それらの用語のうち一つ、それらの用語のいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を考慮しているものと理解できることが、当業者には理解されるであろう。例えば、「Ａ又はＢ」という語句は、「Ａ」もしくは「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解される。さらに、本明細書で使用される「ｅａｃｈ」という用語は、通常の意味を有することに加えて、「ｅａｃｈ」という用語が適用される要素のセットの任意のサブセットを意味し得る。

「Ｘ、Ｙ、及びＺの少なくとも１つ」という語句のような接続的表現は、別途明記されていない限り、項目、用語などがＸ、Ｙ、又はＺのいずれかであり得ることを伝えるために、一般的に使用される文脈内で理解される。したがって、このような接続的表現は、一般的に、Ｘの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、及びＺの少なくとも１つの存在を必要とすることを意味することを意図するものではない。

本明細書に開示された実施形態に関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、さまざまな例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。このような機能がハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、特定のアプリケーション、及びシステム全体に課せられる設計上の制約によって決定される。上述した機能は、特定のアプリケーションごとにさまざまな方法で実装し得るが、そのような実装の決定は、本発明の実施形態の範囲からの逸脱となると解釈されるべきではない。

本明細書で開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的なブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲート又はトランジスタ論理、個別ハードウェア部品、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装又は実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であり得る。プロセッサはまた、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つ以上の複数のマイクロプロセッサ、あるいは他の任意のそのような構成など、コンピューティングデバイスの組み合わせとして実装することもできる。

本明細書で開示された実施形態に関連して記載された方法又はアルゴリズムのステップ及び機能は、直接ハードウェアで具体化されても、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具体化されても、又はその２つの組み合わせで具体化されてもよい。ソフトウェアで実装する場合、機能は、１つ以上の命令又はコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、又は非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ ＲＯＭ、又は、当技術分野で既知の任意の他の形態の記憶媒体内に存在してよい。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であってもよい。本明細書で使用する場合、ディスク（ｄｉｓｋ）及びディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、及びブルーレイディスクを含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザーで光学的にデータを再生する。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲の中に含まれるべきである。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在してよい。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在してよい。代替として、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末内に個別構成要素として存在してよい。

上記の説明は、本開示のシステム、装置、デバイス、方法、及び材料の実施形態を開示している。本開示は、構成要素、部品、要素、ステップ、及び材料の変更、ならびに製造方法及び装置の修正を受け入れる余地がある。このような修正は、本開示の検討又は本開示の実施から当業者に明らかになるであろう。したがって、本開示は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されることを意図するものではなく、以下の特許請求の範囲に具体化された主題の範囲及び精神に含まれるすべての修正及び代替を網羅することを意図するものである。

１００ 携帯型電気刺激装置
１０３ スタンド
１０５ 電極
１１０、６１０ ユーザ
２０５ マイクロコントローラ
２１０ メモリ
２２０ 電極インタフェースモジュール
２２１ 電極フィードバックモジュール
２２３ 波形信号生成器
２２５ ユーザインタフェース
２３０ 生体情報ユーザ識別モジュール
２３５ ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート
２４０ ＤＣ電源管理モジュール
２４５、３４５ ＬＥＤ
２５０ スピーカー及び／又はマイクロフォン
２５５ 無線インタフェース
２６０ アナログ／デジタルデータ収集モジュール
３１０ バッテリ充電器モジュール
３１５ レギュレータ
３２０ バッテリコネクタ
３２５ プログラミング／デバッグポート
３３０ 試験ポート
３３５ タイミング水晶
３４０ 拡張ポート
３５０ 制御スイッチ
３５５ 電気出力回路
３６０ トランジスタ
３６５ コンデンサ
３７５ 電流制限要素
３８０ 高電極ポート
３８５ 低電極ポート
４０５ 可撓性の導電性接触子
４１０ カバー
４１５ 電線
４２０ 高密度スポンジ
４２５ 導電性クリーム
４３０ カバー
５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０ 波形
６００ 使用モード
６０５ ストラップ

Claims (19)

1. 携帯型電気刺激装置であって、
   電気信号を提供するように構成された波形信号生成器と、
   前記電気信号に基づいて刺激パルスを出力するように構成された一対の電極と、を含み、
   前記波形信号生成器はさらに、複数のレベルのうちの１つで前記電気信号を生成するように構成され、複数のレベルのそれぞれは、少なくとも周波数、ピーク電圧及びピーク電流によって規定され、
   前記レベルのそれぞれについて、
   前記周波数は、５０Ｈｚ～５００Ｈｚの範囲にあり、
   前記ピーク電圧は、４０Ｖ～２５０Ｖの範囲にあり、
   前記ピーク電流は、２５ｍＡ～１５０ｍＡの範囲にあり、
   前記周波数と前記ピーク電圧は、前記周波数が減少するにつれて前記ピーク電圧が概ね増加し、前記周波数が増加するにつれて前記ピーク電圧が概ね減少するという略反比例の関係にある携帯型電気刺激装置。
2. 前記波形信号生成器がさらに、厳密に正の電圧を有する波形信号を生成するように構成される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
3. 前記波形信号生成器がさらに、
   実質的に等しい正のパルス幅を有する波形信号を生成し、
   前記波形信号の中性パルス幅を変更することにより、前記各レベルの周波数を調整するように構成される請求項１の携帯型電気刺激装置。
4. 前記波形信号生成器がさらに、
   第１のレベルから第１のレベルとは異なる第２のレベルに移行するコマンドを受信し、
   前記受信したコマンドに応答して、波形信号の前記ピーク電圧を前記第２のレベルに関連する前記ピーク電圧まで徐々に増加させるように構成される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
5. 前記波形信号生成器が、前記波形信号生成器の出力と直列に配置された電流制限器を含む請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
6. 前記電流制限器が、抵抗要素及び／又は負の温度係数（ＮＴＣ）サーミスタを含む請求項５に記載の携帯型電気刺激装置。
7. 前記波形信号生成器が、前記電極に有線又は無線で接続される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
8. 前記少なくとも１つの電極は、ユーザに適用される第１の強度レベルを有する前記刺激パルスに応答してユーザの反応を感知するように構成された１つ以上のセンサを含み、前記波形信号生成器が、前記感知されたユーザの反応に基づいて、前記電気信号のレベルを前記第１の強度レベルとは異なる第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
9. 前記波形信号生成器が、前記第１の強度レベルを有する刺激パルスにユーザが不快感を覚えていることを示す前記感知されたユーザの反応に応答して、前記電気信号のレベルを前記第１の強度レベルよりも低い前記第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される請求項８に記載の携帯型電気刺激装置。
10. 前記少なくとも１つの電極が、ユーザに適用される第１の強度レベルを有する前記刺激パルスに応答してユーザのインピーダンスを感知するように構成された１つ以上のセンサを含み、前記波形信号生成器が、前記感知されたユーザのインピーダンスに基づいて、前記電気信号のレベルを前記第１の強度レベルとは異なる第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される、請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
11. 前記波形信号生成器が、所定の期間、前記第１の強度レベルを有する前記刺激パルスによる前記ユーザの反応を感知しない前記１つ以上のセンサに応答して、前記電気信号のレベルを前記第１の強度レベルよりも高い前記第２の強度レベルに自動的に調整するように構成される、請求項１０に記載の携帯型電気刺激装置。
12. ユーザ及び強度レベルに対するユーザの反応に関する情報を記憶するように構成されたメモリをさらに含む、請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
13. 前記波形信号生成器が、前記メモリに記憶された前記情報に基づいて前記電気信号を生成するように構成される、請求項１２に記載の携帯型電気刺激装置。
14. 前記各電極が、
    フィルタと、
    前記フィルタの上に配置された高密度スポンジと、
    前記高密度スポンジの上に配置された可撓性の導電性接触子と、
    前記可撓性の導電性接触子を覆うカバーと、
    前記可撓性の導電性接触子に接続された電線と、を含む請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
15. 前記少なくとも１つの電極が、円形、正方形、又は他の多角形のうちのいずれかの形状を有する請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
16. 前記波形信号生成器がさらに、身体負荷が存在するときに、前記周波数の３２８Ｈｚから６０Ｈｚへの減少に応答して、５６Ｖから１５６Ｖに増加するように前記ピーク電圧を生成するように構成される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
17. 前記波形信号生成器がさらに、身体負荷がないときに、前記周波数の３２８Ｈｚから６０Ｈｚへの減少に応答して、９２Ｖから２１０Ｖに増加するように前記ピーク電圧を生成するように構成される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
18. 前記波形信号生成器がさらに、厳密に正の電流を有する波形信号を生成するように構成される請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
19. 前記ピーク電圧が、前記複数のレベルが第１のレベルから前記第１のレベルよりも高い第２のレベルに増加するにつれて概ね増加し、前記周波数が、前記複数のレベルが前記第１のレベルから前記第２のレベルに増加するにつれて概ね減少する請求項１に記載の携帯型電気刺激装置。
    

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