JPH02177969A - Stimulating device - Google Patents

Stimulating device

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JPH02177969A
JPH02177969A JP63331509A JP33150988A JPH02177969A JP H02177969 A JPH02177969 A JP H02177969A JP 63331509 A JP63331509 A JP 63331509A JP 33150988 A JP33150988 A JP 33150988A JP H02177969 A JPH02177969 A JP H02177969A
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stimulation
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computer
pulse
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Yasunobu Handa
康延 半田
Nozomi Hoshimiya
星宮 望
Masahiko Tanaka
正彦 田中
Takashi Hisamoto
隆 久本
Seiichi Ishikawa
石川 清一
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NEC Avio Infrared Technologies Co Ltd
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NEC Avio Infrared Technologies Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To know the reaction of a stimulated part to stimulation and to save labor for setting various levels by extracting the electromyographic waveform of the part, which is stimulated by a stimulation pulse, by the same electrode or the separate electrode arranged near the electrode each time the output of the stimulation pulse is stopped. CONSTITUTION:Stimulation data in a storing means 6 are serially supplied through a stimulation data output means 10 to a multiplexer 11 by an FES computer 5 and in the multiplexer 11, a switch S is successively changed over to an electrode 13a side, electrode 13b side-electrode 13n side. Then, the stimulation data are parallelly supplied to the electrodes 13a, 13b-13n. An electromyographic waveform (v) of the stimulated part reacting to a stimulation pulse (p) is sampled through the same electrode and an electromyographic waveform input means 16. Then, in the FES computer 5, the sampled electromyographic waveform (v) is outputted through a data bus 17 to a display device 18 or recorder 19 and displayed or recorded. Since the electromyographic waveform is monitored by the display device 18 or recorder 19, the muscular fatigue degree and muscular force recovery degree of a patient 12 can be judged with fixed quantity.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、運動麻痺患者の神経等を刺激して麻痺部分を
働かせるための刺激装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a stimulator for stimulating the nerves and the like of a patient with motor paralysis to make the paralyzed part work.

本発明は、麻R患者の残存する機能動作を検出してデジ
タル化した制御信号を機能的電気刺激コンピュータに供
給し、該制御信号により上記機能的電気刺激コンピュー
タ内の記憶手段に格納した刺激データを刺激パルスとし
て出力し、上記麻痺患者に埋込まれた複数の電極を刺激
して麻痺機能を働かせるための刺激装置において、上記
刺激パルスの出力休止時間毎に、刺激パルスにより刺激
された部位の筋電波形を同一電極又は該電極近傍に配さ
れた別の電極を介して抽出することにより、電気刺激に
対する刺激部位の反応を客観的及び定量的に知ることが
できるようにして、刺激部位の電気刺激に対する各種レ
ベル(例えばスレッシュホールドレベルやマックスレベ
ル等)の検出及び個々の患者に適合する刺激データの生
成における省力化並びに刺激装置使用時の安全性の向上
、麻痺患者の筋力強化に伴なうデータ修正の簡略化を図
るようにしたものである。
The present invention detects the remaining functional movements of a paralyzed patient and supplies a digitized control signal to a functional electrical stimulation computer, and the control signal causes stimulation data to be stored in a storage means in the functional electrical stimulation computer. In a stimulator that outputs as a stimulation pulse and stimulates a plurality of electrodes implanted in the paralyzed patient to activate the paralytic function, each time the stimulation pulse output pauses, the area stimulated by the stimulation pulse is By extracting myoelectric waveforms through the same electrode or another electrode placed near the same electrode, it is possible to objectively and quantitatively know the response of the stimulation site to electrical stimulation, and This will save labor in detecting various levels of electrical stimulation (e.g. threshold level, maximum level, etc.) and generating stimulation data suitable for each individual patient, improve safety when using the stimulator, and improve muscle strength of paralyzed patients. This is intended to simplify data correction.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

〔従来の技術〕 従来、重度四肢の麻痺した運動麻痺患者の麻痺四肢を回
復させるために、筋電図、脳波、顎、肩。
[Conventional technology] Conventionally, in order to recover the paralyzed limbs of motor paralyzed patients with severe limb paralysis, electromyograms, electroencephalograms, jaws, and shoulders have been used.

首等の機械的変位及び音声等の随意的生体信号等を動作
命令信号源・とじ、上記各部に取付けた検出手段(セン
サ)からの信号を機能的電気刺激(Fu−nction
al electrical stimulation
 :以下FESと記す)コンピュータを用いて処理し、
神経又は部近傍に埋込まれた電極に上述のFESコンピ
ュータでプログラムされた電気的な刺激を与え、それに
よって引き起された筋収縮で患者の意図する四肢の動作
を行なう様にした刺激装置が特開昭59160455号
公報に開示されている。この様なFESコンピュータに
よる刺激装置は四肢のみならず呼吸筋、顆幹筋、泌尿生
殖器等の運動機能を働かせることが可能で、特に脳卒中
やを肺損傷等で生じた運動麻痺で生ずる筋萎縮、筋短縮
、筋及び関節の拘縮、骨萎縮、筋の痙性そして循環障害
等の治療効果が顕著である。この様な刺激装置は種々の
構成のものが提案されているが、例えば特開昭61−2
17174号公報には、第10図に示す様な刺激装置(
0)が示されている。第10図で(31a) 〜(31
n)は運動麻痺患者の残存する音声、関節、筋肉変位。
Mechanical displacement of the neck, etc. and voluntary biological signals such as voice are combined as operation command signal sources, and signals from detection means (sensors) attached to each of the above parts are used as functional electrical stimulation (Fu-nchion).
al electrical stimulation
:hereinafter referred to as FES) using a computer,
A stimulator that applies electrical stimulation programmed by the above-mentioned FES computer to electrodes implanted near nerves or parts, and causes muscle contractions to perform limb movements intended by the patient. It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59160455. This type of FES computer-based stimulation device can activate the motor functions of not only the limbs, but also the respiratory muscles, condylar muscles, genitourinary organs, etc., and is particularly effective against muscle atrophy caused by motor paralysis caused by stroke, lung injury, etc. It has remarkable therapeutic effects on muscle shortening, muscle and joint contractures, bone atrophy, muscle spasticity, and circulation disorders. Various configurations of such stimulation devices have been proposed; for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2
Publication No. 17174 describes a stimulation device (as shown in Fig. 10).
0) is shown. In Figure 10, (31a) ~ (31
n) is the residual voice, joint, and muscle displacement of patients with motor paralysis.

呼吸、生体電位(脳波、筋電図、生体活動電位)。Respiration, biopotentials (electroencephalogram, electromyogram, bioaction potentials).

その他の生体より得られる各種生体信号を検出する検出
手段であり、これら検出手段(31a)〜(31n)か
らの検出信号は信号処理手段(32)を構成するアナロ
グ−デジタル変換回路で検出信号をデジタル化した制御
信号としてFESコンピュータ(33)に供給する。F
ESコンピュータ(33)は各制御信号毎の刺激データ
をコンピュータ内の記憶手段(34)内に格納していて
、信号処理手段(32)で入力された各種の制御信号を
確認して記憶手段(34)に格納された刺激データを選
択する。この記憶手段(34)に格納する刺激データは
患者毎に大型の開発用コンピユータフ36)で作成され
る。即ち、ROMライタ(37)でROMに刺激データ
が書き込まれたものをFESコンピュータ(33)の記
憶手段(34)に差し込む様に成されている。上述のF
ESコンピュータ(33)で選択された刺激データに基
いて刺激パルス列を作って生体に埋込まれた複数の電極
(35)を刺激することで麻痺部分を働かせる様にして
いる。
This is a detection means for detecting various biological signals obtained from other living organisms, and the detection signals from these detection means (31a) to (31n) are converted into detection signals by an analog-to-digital conversion circuit that constitutes a signal processing means (32). It is supplied to the FES computer (33) as a digitized control signal. F
The ES computer (33) stores stimulation data for each control signal in a storage means (34) within the computer, and checks the various control signals inputted by the signal processing means (32) and stores the stimulation data in the storage means (34). Select the stimulation data stored in 34). The stimulation data stored in this storage means (34) is created for each patient by a large-sized development computer 36). That is, the ROM in which stimulation data has been written by a ROM writer (37) is inserted into the storage means (34) of the FES computer (33). F mentioned above
A stimulation pulse train is created based on the stimulation data selected by the ES computer (33), and a plurality of electrodes (35) implanted in the living body are stimulated to activate the paralyzed part.

〔発明が解決しようとする課題] 一般に、刺激装置の使用の際、個々の麻痺患者特有の生
体の特性、例えば個人の神経、筋群のばらつきや特定の
麻痺患者が用いる刺激装置の出力特性のばらつき等を考
慮しなければならないため、予め記憶手段(34)に標
準刺激パターンが格納された刺激装置(0)をそのまま
使用することはできない。従って、刺激装置(0)を使
用する前段階として麻痺患者個人個人に完全に適合した
刺激パターンデータを生成する必要がある。この刺激パ
ターンデータの生成上、基準となるのは、スレッシュホ
ールドレベルとマックスレベルである。
[Problems to be Solved by the Invention] In general, when using a stimulator, consideration must be given to the biological characteristics unique to individual paralyzed patients, such as variations in individual nerves and muscle groups, and the output characteristics of the stimulator used by a particular paralyzed patient. Since variations and the like must be taken into consideration, the stimulation device (0) in which standard stimulation patterns are stored in advance in the storage means (34) cannot be used as is. Therefore, before using the stimulation device (0), it is necessary to generate stimulation pattern data completely suited to each paralyzed patient. The standards for generating this stimulation pattern data are the threshold level and the maximum level.

従来においては、上記レベルを判断する場合、まず一つ
の電極に対して刺激パルスを発生させ、次いでその刺激
パルスの出力を増加させて、該電極に対する刺激部位の
反応を目視しながら該刺激部位が動き始めたときのレベ
ルをスレンシュホールドレベルとして設定し、更に刺激
部位の動作が飽和t FJ bこなったときのレベルを
マックスレベルとして設定する。その後、同様にして全
ての電極に対して上記レベルを逐次設定し、全ての電極
に関スるスレンシュホールドレベル及びマックスレベル
を基にROM (37)又は記憶手段(34)に格納さ
れている刺激パターンデータを修正している。この従来
の方法では刺激部位の反応を客観的に、定量的に知るこ
とができず、監視者によって又は電極ごとにスレッシュ
ホールドレベル、マックスレベルの設定にばらつきが生
じ実際に刺激装置を動作させた場合、所望する動作がな
かなか得られず、何度も刺激パターンデータを修正する
必要があり、刺激装置を実際に使用できるまでに相当な
労力、時間が必要である。
Conventionally, when determining the above level, first a stimulation pulse is generated for one electrode, then the output of the stimulation pulse is increased, and the response of the stimulation region to the electrode is visually observed. The level at which the movement begins is set as the threshold hold level, and the level at which the movement of the stimulated region reaches saturation t FJ b is set as the maximum level. Thereafter, the above-mentioned levels are sequentially set for all electrodes in the same way, and stored in the ROM (37) or storage means (34) based on the threshold hold level and maximum level related to all electrodes. The stimulation pattern data is being corrected. With this conventional method, it is not possible to objectively and quantitatively know the response of the stimulation site, and there are variations in threshold level and maximum level settings depending on the observer or electrode, making it difficult to actually operate the stimulator. In this case, it is difficult to obtain the desired motion, and it is necessary to modify the stimulation pattern data many times, which requires considerable effort and time before the stimulation device can actually be used.

また、上記スレンシュホールドレベル、マックスレベル
を監視者が目で確認しながら設定していくため、特にマ
ックスレベルの設定の際、患者にとって無理な刺激を与
えていたとしても、その刺激の程度が監視者にはわから
ず、実際に刺激装置を使用した場合に、患者の筋肉に極
度の疲労を招来させてしまうという危険性がある。
In addition, since the threshold level and maximum level are set while visually checking by the supervisor, even if the stimulation is unreasonable for the patient, especially when setting the maximum level, the degree of stimulation will be reduced. Unbeknownst to the supervisor, there is a risk that when the stimulator is actually used, the patient's muscles may become extremely fatigued.

一方、刺激部位の反応を客観的に知るために、変位セン
サあるいは圧力センサ等を取り付けて、そのセンサから
の信号を基にスレンシュホールドレベル、マックスレベ
ルを設定するという方法も考えられるが、麻痺患者の身
体に刺激用電極の他に上記センサを数多く取付ける必要
があり、そのため、患者の生理的負担が大きくなるとい
う不都合がある。
On the other hand, in order to objectively know the response of the stimulation site, it is possible to attach a displacement sensor or pressure sensor, etc., and set the threshold hold level and maximum level based on the signal from the sensor. It is necessary to attach a large number of the above-mentioned sensors to the patient's body in addition to the stimulation electrodes, which poses the disadvantage of increasing the physiological burden on the patient.

また、刺激装置の使用に伴って患者の筋力は除々に強化
されていくが、その筋力強化に伴って刺激パターンデー
タ、即ち刺激パルスの出力を修正する必要がある。この
修正の場合においても上述のように、監視者が目で確認
しながら全ての電極に関する全ての刺激部位のスレッシ
ュホールトレベル、マックスレベルを逐次設定しなけれ
ばならず非常にめんどうである。
Further, as the patient's muscle strength is gradually strengthened as the stimulator is used, it is necessary to modify the stimulation pattern data, that is, the output of the stimulation pulses, as the patient's muscle strength strengthens. Even in the case of this modification, as described above, the supervisor must sequentially set the threshold level and maximum level of all stimulation sites for all electrodes while visually checking, which is extremely troublesome.

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その目
的とするところは、刺激パルスと次の刺激パルスとの休
止時間を利用して刺激部位の筋電波形をサンプリング(
抽出)することにより、刺激に対する刺激部位の反応を
客観的に、定量的に知ることができ、それに伴って各種
レベル設定の省力化を図ることができ、また更に、レベ
ル設定の際、センサ等を必要とせず、患者に対する生理
的負担をかけることがない刺激装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to sample the myoelectric waveform of the stimulation site by using the pause time between one stimulation pulse and the next stimulation pulse.
By extracting (extracting), it is possible to objectively and quantitatively know the response of the stimulation site to the stimulation, and accordingly it is possible to save labor in setting various levels. The object of the present invention is to provide a stimulator that does not require physical stress and does not impose a physiological burden on a patient.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の刺激装置は麻痺患者(12)の残存する機能動
作を検出してデジタル化した制御信号をFESコンピュ
ータ(5)に供給し、該制御信号により上記FESコン
ピュータ(5)内の記憶手段(6)に格納した刺激デー
タを刺激パルス(p)として出力し、上記麻痺患者(1
2)に埋込まれた複数の電極(13a) 、 (13b
)・・・・(13n)を刺激して麻痺機能を働かせるた
めの刺激装置(A)において、上記刺激パルス(p)の
出力休止時間毎に、刺激パルスや)により刺激された部
位の筋電波形(■)を同一電極(13a) 、 (L3
b) ・・・・(13n)又は該電極近傍に配された別
の電極を介して抽出するように構成する。
The stimulator of the present invention detects the remaining functional movements of the paralyzed patient (12) and supplies a digitized control signal to the FES computer (5), which controls the storage means (5) in the FES computer (5). The stimulation data stored in 6) is output as a stimulation pulse (p), and the stimulation data stored in
2) a plurality of electrodes (13a) and (13b) embedded in
)...In the stimulator (A) for stimulating the paralysis function by stimulating (13n), at each output pause time of the stimulation pulse (p), myoelectric waves of the part stimulated by the stimulation pulse or) The shape (■) is the same electrode (13a), (L3
b) ...(13n) or another electrode placed near the electrode.

〔作用〕[Effect]

上述の本発明の構成によれば、電気刺激による刺激部位
の反応を筋電波形MとしてFESコンピュータ(5)に
フィードバックさせることができ、そのため、この筋電
波形(v)に基いてFESコンピュータ(5)において
刺激部位のスレッシュホールドレベル、マックスレベル
等を判断させることが可能となり、レベル設定及び上記
レベルに基づく刺激データの設定に対する自動化、省力
化が実現できる。
According to the configuration of the present invention described above, it is possible to feed back the response of the stimulation site due to electrical stimulation to the FES computer (5) as a myoelectric waveform M, and therefore, the FES computer (5) can be fed back to the FES computer (5) based on this myoelectric waveform (v). In 5), it becomes possible to determine the threshold level, maximum level, etc. of the stimulation site, and it is possible to realize automation and labor-saving in level setting and stimulation data setting based on the level.

また、刺激用電極(13a) 、 (13b) ・・・
・(13n)を介して筋電波形(ロ)を抽出することが
可能となるため、刺激部位の反応を感知するためのセン
サを新たに設ける必要がなく、患者に生理的負担をかけ
るということがない。
In addition, stimulation electrodes (13a), (13b)...
・Since it is possible to extract the myoelectric waveform (b) via (13n), there is no need to install a new sensor to detect the response of the stimulation site, which does not place a physiological burden on the patient. There is no.

また、筋電波形(V)を後段の表示装置(18)等に人
力させることによって、患者(12)の筋肉の疲労度。
In addition, the degree of muscle fatigue of the patient (12) can be determined by manually displaying the myoelectric waveform (V) on a subsequent display device (18) or the like.

筋力回復度を客観的、定量的に判断することができ、さ
らに、刺激用電極(13a) 、 (13b) = =
 (13n)の断線等のトラブルを瞬時に知ることが可
能となるため、患者の筋力強化に伴なう刺激パターンデ
ータの修正を迅速にかつ適格に行なうことができると共
に、安全に刺激装置を使用することが可能となる。
The degree of muscle recovery can be judged objectively and quantitatively, and the stimulation electrodes (13a), (13b) = =
Since it is possible to instantly know about problems such as disconnection of the (13n), it is possible to quickly and appropriately correct the stimulation pattern data as the patient's muscles strengthen, and to use the stimulator safely. It becomes possible to do so.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第9図を参照しながら本発明の詳細な説
明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIGS. 1 to 9.

本実施例に係る刺激装置(A)は第1図に示すように運
動麻痺患者(12)の残存する機能、例えば音声、関節
、筋肉変位、呼吸、生体電位等を検出する、即ち音声検
出手段(1a)、関節、筋肉変位検出手段(1b)、呼
吸検出手段(1c)、生体電位検出手段(1n)等の検
出出力を取り出し、複数の増幅器(2)及びアナログ−
デジタル変換器(A/D)(3)より構成された信号処
理手段(4)に供給し、A / D (3)に供給され
た1つの検出信号をデジタル化して制御信号とし、この
制御信号をFESコンピュータ(5)に供給する。この
FESコンピュータ(5)の記憶手段(6)、例えばR
AMの刺激データ領域(6a) 、 (6b)にはチャ
ンネル毎(例えば1−mチャンネル)の刺激データが記
憶され、更に、動作プログラムデータ領域(6c)には
動作プログラムデータ等も記憶されている。この様な刺
激データの読み出しはA/ D (3)から出力される
制御信号で刺激データのアドレスを指定することで得ら
れる。例えばmチャンネルの刺激データが複数のデジタ
ル−アナログ変換器(D/A)(力、増幅器(8)及び
アイソレータ(9)で構成される刺激データ出力手段(
10)を介してマルチプレクサ(11)からアナログ信
号のパルス列として麻痺患者(12)の生体内に埋込ま
れた電極(13a) 、 (13b) = = (13
n)に供給される。電極(13a)(13b)・・・・
(13n)は神経、滴群に関連し、これらを刺激して麻
痺部分を働かせる様になされている。
As shown in FIG. 1, the stimulator (A) according to this embodiment detects the remaining functions of a patient with motor paralysis (12), such as voice, joints, muscle displacement, respiration, bioelectric potential, etc., that is, a voice detection means. (1a), joint and muscle displacement detecting means (1b), respiration detecting means (1c), biopotential detecting means (1n), etc. are extracted, and a plurality of amplifiers (2) and analog
The signal is supplied to a signal processing means (4) composed of a digital converter (A/D) (3), and one detection signal supplied to the A/D (3) is digitized as a control signal, and this control signal is is supplied to the FES computer (5). The storage means (6) of this FES computer (5), for example R
The AM stimulation data areas (6a) and (6b) store stimulation data for each channel (for example, channels 1-m), and the movement program data area (6c) also stores movement program data, etc. . Reading of such stimulation data can be obtained by specifying the address of the stimulation data using a control signal output from the A/D (3). For example, stimulation data of m channels is transmitted through a plurality of digital-to-analog converters (D/A) (stimulation data output means (9), an amplifier (8), and an isolator (9)).
Electrodes (13a), (13b) = (13) implanted in the body of a paralyzed patient (12) as a pulse train of analog signals from a multiplexer (11) via a multiplexer (10).
n). Electrodes (13a) (13b)...
(13n) is related to nerves and droplet groups, and is designed to stimulate paralyzed areas by stimulating these.

また、本実施例では、上記電極(1,3a) 、 (1
3b)・・・・(13n)による刺激により生した麻痺
部分の反応を同一電極(13a) 、 (13b) ”
 = (13n)から筋電波形(v)として取出し、さ
らに該筋電波形(■)をマルチプレクサ(11)を介し
て増幅器(14)とアナログ−デジタル変換器(A/D
) (15)から成る筋電波形人力手段(16)に供給
し、上記筋電波形(■)をデジタル化してFESコンピ
ュータ(5)に供給するようにしている。
Furthermore, in this example, the above electrodes (1, 3a), (1
3b)...The response of the paralyzed area caused by stimulation by (13n) was measured using the same electrodes (13a) and (13b).
= (13n) as a myoelectric waveform (v), and the myoelectric waveform (■) is sent to an amplifier (14) and an analog-to-digital converter (A/D) via a multiplexer (11).
) (15), and the myoelectric waveform (■) is digitized and supplied to the FES computer (5).

この筋電波形(■)は、FESコンピュータ(5)によ
り表示又は印字データに編集されてデータバス(17)
を介して後段の表示装置(18)又は記録装置(19)
に出力するようにしている。
This myoelectric waveform (■) is displayed or edited into print data by the FES computer (5) and transferred to the data bus (17).
via the subsequent display device (18) or recording device (19)
I am trying to output it to .

マルチプレクサ(11)は、2種の切換スイッチ(S、
)、(S、)を有し、一方のスイッチ(Sl)はFES
コンピュータ(5)からの刺激データを電極(13a)
 、 (13b) ” ・・(13n)に供給する場合
(刺激データ出力側)(a)と、電極(13a) 、 
(13b) ・・= (13n)で取出した刺激部位の
筋電波形CV)をFESコンピュータ(5)側に供給す
る場合(筋電波形入力側)(b)とに切換えるものであ
り、また、他方のスイッチ(S2)は2つの機能を有し
、一つはスイッチ(S、)が刺激データ出力側(a)に
あるとき、シリアルに送られてくる刺激データを所定間
隔をもって全電極(13a)(13b)・・・・(13
n)にパラレルに出力させるためのもので、二つめは、
スイッチ(S、)が筋電波形入力端(b)にあるとき、
全電極(13a) 、 (13b) = = (13n
)で取出した筋電波形を所定間隔をもって逐次FESコ
ンピュータ(5>側にシリアルに供給するためのもので
ある。
The multiplexer (11) has two types of changeover switches (S,
), (S, ), and one switch (Sl) is FES
The stimulation data from the computer (5) is transferred to the electrode (13a).
, (13b) ”...When supplying to (13n) (stimulation data output side) (a) and the electrode (13a),
(13b) ... = When supplying the myoelectric waveform CV of the stimulation site extracted in (13n) to the FES computer (5) side (myoelectric waveform input side), it is switched to (b), and, The other switch (S2) has two functions, one is when the switch (S,) is on the stimulation data output side (a), it outputs serially sent stimulation data to all electrodes (13a) at predetermined intervals. )(13b)...(13
The second one is for parallel output to n).
When the switch (S,) is at the myoelectric waveform input end (b),
All electrodes (13a), (13b) = = (13n
) is used to serially supply the myoelectric waveforms taken out at predetermined intervals to the FES computer (5> side).

一方、個々の麻痺患者(12)の刺激パターンデータを
生成する刺激パターン生成用コンピュータ(20)と、
RAM等のコンピュータ中に含まれる記憶手段(21)
並びに外部記憶装置(22)等から成る生成装置(B)
は、通常は上記刺激装置(A)とは切り離されているが
、後述するように、刺激パターンデータの生成時及び修
正時にFESコンピュータ(5)と刺激パターン生成用
コンピュータ(2o)間をデータバス(23)等の伝送
路を介して連絡する。
On the other hand, a stimulation pattern generation computer (20) that generates stimulation pattern data for each paralyzed patient (12);
Storage means (21) included in the computer such as RAM
and a generation device (B) consisting of an external storage device (22), etc.
is normally separated from the stimulation device (A), but as will be described later, a data bus is used between the FES computer (5) and the stimulation pattern generation computer (2o) when generating and modifying stimulation pattern data. (23) and other transmission lines.

この伝送路はデータバス(23)に限らずテレメータ。This transmission path is not limited to the data bus (23) but also a telemeter.

赤外線、電磁的結合手段等を介して行っても良い。It may also be performed via infrared rays, electromagnetic coupling means, etc.

次に、刺激装置(A)の使用に先立って行われる刺激パ
ターンデータの生成手順を第21のフローチャートに基
いて説明する。
Next, the procedure for generating stimulation pattern data, which is performed prior to using the stimulation device (A), will be explained based on the twenty-first flowchart.

先ずスタート(STo)、即ち刺激装置(A)及び生成
装置(B)の電源ONに伴って刺激装置(A)及び生成
装置(B)の初期化が行われ、次のステップ(ST、)
では生成装置(B)内の外部記憶装置(22)にフロッ
ピディスク等に書込まれた標準刺激パターンをロードす
る。この標準刺激パターンは健常者(麻痺していない正
常者)の関節筋肉変位等を検出した筋電図波形をエンベ
ロープ検波し、このエンプローブ波形をサンプリングし
たパルス列を得て、このパルス列の各パルスの電圧振幅
又はパルス幅をデジタル値とした刺激パターンデータが
記録されている。この刺激パターンデータは、例えば、
手でコンブを把持するすべての動作に対応したデータが
記録されている。次のステップ(STZ)では生成装置
(B)と刺激装置(A)並びに麻痺患者(12)間を接
続するためにマルチプレクサ(11)と個々の麻痺患者
(12)に埋込まれた複数電極(13a)〜(13n)
間を接続すると共に、FESコンピュータ(5)と刺激
パターン生成用コンピュータ(20)間をデータバス(
23)で連絡する。そして、次のステップ(s’r+)
では、生成装置(B)をコントロールして刺激装置(A
)のFESコンピュータ(5)を介して麻痺患者(12
)の個々の滴群を刺激すると共に、刺激パルスの出力を
変化させて個々の滴群のスレッシュホールドレヘル及び
マックスレベルを見つけ出す。これは、タイマ(24)
からの割込みを基にFES及び刺激パターン生成用コン
ピュータ(5)及び(20)内のプログラムに沿って自
動的に見つけ出される。この動作を第3図のフローチャ
ート及び第4図のタイミングチャートに基いて具体的に
説明すると、先ず、上記初期化の段階、即ちスタート(
ST、)では、マルチプレクサ(11)内のスイッチ(
Sz)及び(S2)の状態は、第1図に示すとおりにな
されており、ステップ(s’r、、)では、その状態か
らまずマルチプレクサ(11)内のスイッチ(S、)を
刺激データ出力側(a)に切換えたのち、FESコンピ
ュータ(5)からある一定の刺激パルスCP)が1つの
電極例えば電極(13a)に出力される。この刺激パル
ス(p)は、タイマ(24)により所定周波数例えば2
0Hzと同期して出力するようになされる。(このとき
、刺激パルス(p)のパルス同期(T)は第4図に示す
ように50m5となる)。
First, the start (STo), that is, the stimulation device (A) and the generation device (B) are initialized by turning on the power to the stimulation device (A) and the generation device (B), and then the next step (ST, )
Now, a standard stimulation pattern written on a floppy disk or the like is loaded into the external storage device (22) in the generation device (B). This standard stimulation pattern involves envelope detection of an electromyogram waveform that detects joint muscle displacement, etc. of a healthy person (normal person who is not paralyzed), obtains a pulse train by sampling this enprobe waveform, and then generates a pulse train of each pulse of this pulse train. Stimulation pattern data with voltage amplitude or pulse width as digital values is recorded. This stimulation pattern data is, for example,
Data corresponding to all movements of grasping kelp with hands is recorded. In the next step (STZ), the multiplexer (11) and multiple electrodes ( 13a) - (13n)
In addition, a data bus (
Please contact us at 23). And the next step (s'r+)
Now, control the generator (B) and activate the stimulator (A).
) via the FES computer (5) of paralyzed patients (12
) and vary the output of the stimulation pulse to find the threshold level and maximum level of the individual drop groups. This is the timer (24)
The FES and stimulation pattern generation computers (5) and (20) are automatically found according to the programs in the FES and stimulation pattern generation computers (5) and (20). To explain this operation in detail based on the flowchart in FIG. 3 and the timing chart in FIG.
ST, ), the switch (
The states of Sz) and (S2) are as shown in FIG. After switching to side (a), a certain stimulation pulse CP) is output from the FES computer (5) to one electrode, for example electrode (13a). This stimulation pulse (p) is set at a predetermined frequency, for example, 2 by a timer (24).
It is designed to output in synchronization with 0Hz. (At this time, the pulse synchronization (T) of the stimulation pulse (p) is 50 m5 as shown in FIG. 4).

1つの刺激パルス枦)が電極(13a)に対して出力さ
れると、次のステップ(ST:+b)に進み、マルチプ
レクサ(11)内のスイッチ(Sl)を筋電波形入力側
(b)に切換え、今度は上記刺激パルス(p)による刺
激部位の筋電波形(■)を同じ(電極(13a)により
抽出し、後段のA / D (15)において、上記ア
ナログの筋電波形(■)を所定サンプリング周期(1)
に基いてデジタル化したのち、データバス(17)を介
してFESコンピュータ(5)に供給すると共に、FE
Sコンピュータ(5)からデータバス(23)を介して
刺激データ生成用コンピュータ(20)に供給する。こ
のサンプリング周期(1)は、タイマ(24)により必
要な筋電波形帯域となるような周期例えば周波数を数1
00〜数1000 Hz即ち、数100μs〜数msに
設定する。また、スイッチ(St)の切換えタイミング
幅(I])は、刺激パルスのパルス幅(h)よりもやや
長めに設定され、タイミング周期(S)は、刺激パルス
と同じ< 50m5に設定されている。その後、次のス
テップ(ST3c)に進み、サンプリングした筋電波形
(v)を刺激データ生成用コンピュータ(20)内で演
算して所定レベル、この場合は、スレッシュホールドレ
ベルであるかどうかを判断する。判断M’Jは、例えば
サンプリングした筋電波形のマックス値と所定レベルと
を比較して、(マックス値〉所定レベル)であればスレ
ッシュホールドレベルと判断しステップ(sTid)に
進む。反対に(マックス値〈所定レベル)であればまだ
刺激パルス出力が足りないということから、ステップ(
ST、)に進んで刺激パルス出力を所定量増加させ、再
びステップ(STY、)に戻って刺激パルスを出力した
のちステップ(ST3b)にて筋電波形をサンプリング
し、次のステップ(ST3−)で再度スレッシュホール
ドレベルかどうかを判断する。このルーチンは筋電波形
(■)がスレッシュホールドレベルに達するまで続けら
れる。
When one stimulation pulse (1) is output to the electrode (13a), proceed to the next step (ST: +b) and switch the switch (Sl) in the multiplexer (11) to the myoelectric waveform input side (b). This time, the myoelectric waveform (■) of the stimulation site by the stimulation pulse (p) is extracted by the same electrode (13a), and the analog myoelectric waveform (■) is extracted in the subsequent A/D (15). the predetermined sampling period (1)
After being digitized based on the data, it is supplied to the FES computer (5) via the data bus (17).
The stimulation data is supplied from the S computer (5) to the stimulation data generation computer (20) via the data bus (23). This sampling period (1) is determined by a timer (24) such that the frequency becomes a necessary myoelectric waveform band.
00 to several thousand Hz, that is, several hundred μs to several ms. In addition, the switching timing width (I]) of the switch (St) is set to be slightly longer than the pulse width (h) of the stimulation pulse, and the timing period (S) is set to <50 m5, which is the same as the stimulation pulse. . After that, proceed to the next step (ST3c), and calculate the sampled myoelectric waveform (v) in the stimulation data generation computer (20) to determine whether it is at a predetermined level, in this case, a threshold level. . The determination M'J compares, for example, the maximum value of the sampled myoelectric waveform with a predetermined level, and if (max value>predetermined level), it is determined that the threshold level is reached and the process proceeds to step (sTid). On the other hand, if it is the maximum value (predetermined level), it means that the stimulation pulse output is still insufficient, so step (
Proceed to ST, ) to increase the stimulation pulse output by a predetermined amount, return to step (STY, ) again to output the stimulation pulse, sample the myoelectric waveform in step (ST3b), and proceed to the next step (ST3-). to determine whether it is at the threshold level again. This routine continues until the myoelectric waveform (■) reaches the threshold level.

一方、ステップ(ST:+4)に進むと、現在の刺激パ
ルス出力値を記憶手段(21)内のスレッシュホールド
レベル保存テーブル(21d)に格納する。格納の際、
現在の電極NOをインデフクスとしてスレソシュホール
トレベル保存テーブル(21d)の所定アドレスに格納
するようにする。その後、次のステップ(ST:+r)
で刺激パルス出力を所定量増加させ、次のステップ(S
T:+9)で該パルスを出力する。この場合も上記ステ
ップ(S T 3□)と同様に、マルチプレクサ(11
)内のスイッチ(S、)を刺激データ出力側(a)に切
換えて行なう。次のステップ(STff、、)では上記
ステップ(ST、+、)と同様にマルチプレクサ(11
)内のスイッチ(Sl)を筋電波形入力端(b)に切換
えたのち、刺激部位の筋電波形(■)をサンプリングす
る。そして、次のステップ(s’r、=)で、サンプリ
ングした筋電波形(■)がマックスレベルであるかどう
かを判断する。判断基準は、例えば筋電波形のマックス
値が一定間隔はぼ同値であるかどうかで判断する。即ち
、筋電波形(■)の振幅が飽和した段階をマックスレベ
ルと判断する。マックスレベルとして判断した場合は、
ステップ(STffJ)に進み、マックスレベルでない
と判断した場合は、再びステップ(ST□、)に戻り刺
激パルス出力の増加、刺激パルスの出力(ステップ(S
TY、))及び筋電波形のサンプリング(ステップ(S
T3.、))を同様に行なって再度ステップ(ST:+
;)にてマックスレベルかどうかを判断する。このルー
チンは、スレッシュホールドレベルの設定のときと同様
に筋電波形(■)がマックスレベルに達するまで設けら
れる。
On the other hand, when proceeding to step (ST:+4), the current stimulation pulse output value is stored in the threshold level storage table (21d) in the storage means (21). When storing,
The current electrode NO is stored as an index at a predetermined address in the threshold level storage table (21d). After that, the next step (ST: +r)
Increase the stimulation pulse output by a predetermined amount with , and proceed to the next step (S
The pulse is output at T:+9). In this case as well, the multiplexer (11
) is switched to the stimulation data output side (a). In the next step (STff,,), the multiplexer (11
After switching the switch (Sl) in ) to the myoelectric waveform input terminal (b), sample the myoelectric waveform (■) at the stimulation site. Then, in the next step (s'r, =), it is determined whether the sampled myoelectric waveform (■) is at the maximum level. The judgment criterion is, for example, whether the maximum values of the myoelectric waveforms are approximately the same at regular intervals. That is, the stage at which the amplitude of the myoelectric waveform (■) is saturated is determined to be the maximum level. If judged as the max level,
Proceed to step (STffJ), and if it is determined that it is not at the maximum level, return to step (ST□,) again and increase the stimulation pulse output (step (S
TY, )) and sampling of myoelectric waveforms (step (S
T3. , )) in the same way and repeat step (ST: +
;) to determine whether it is at the max level. This routine is performed until the myoelectric waveform (■) reaches the maximum level, similarly to the setting of the threshold level.

一方、ステップ(s’r3i)に進むと、現在の刺激パ
ルス出力値を記憶手段(21)内のマックスレベル保存
テーブル(21e)に格納する。格納方法は、例えば上
述したスレッシュホールドレベル保存テーブル(21d
)の場合と同様に行なわれる。そして、次のステップ(
sT、+b)では、スレッシュホールドレベル及びマッ
クスレベルの設定が全電極(13a) 。
On the other hand, when proceeding to step (s'r3i), the current stimulation pulse output value is stored in the maximum level storage table (21e) in the storage means (21). The storage method is, for example, the threshold level storage table (21d) mentioned above.
). And then the next step (
sT, +b), the threshold level and maximum level are set for all electrodes (13a).

(13b)・・・・(13n)に対して行なわれたかど
うかを判断する。全電極(13a) 、 (13b)・
・・・(13n)に対して設定が済んでいない場合は、
ステップ(ST3n)に進み、電極NOの更新及び刺激
パルス出力の初期化を行なうと共に、再びステップ(S
T:+a)に戻って上述と同様に該当電極に対しスレッ
シュホールドレベル及びマックスレベルを設定して行く
(13b) . . . It is determined whether or not it has been performed for (13n). All electrodes (13a), (13b)・
...If the settings have not been completed for (13n),
Proceeding to step (ST3n), the electrode NO is updated and the stimulation pulse output is initialized, and the step (ST3n) is performed again.
Returning to T:+a), the threshold level and maximum level are set for the corresponding electrode in the same manner as described above.

一方、全電極(13a) 、 (13b) ・・・・(
13n)に対して設定が済んでいる場合は、次のステッ
プ(S T s−)に進み、タイマ(24)の動作を停
止させると共に、刺激パルス出力を停止させたのち、第
2図のフローチャートに示すステップ(sT、)に進む
。このステップ(ST、)では見つけ出した個々の刺激
部位に対するスレッシュホールドレベル及びマックスレ
ベルに合せて記憶手段(21)に記憶しである標準刺激
パターンレベルを患者個人に適合したパターンに修正す
る。例えば、スレッシュホールドレベル保存テーブル(
21d)及びマックスレベル保存テーブル(21e)か
らそれぞれ電極及び上記レベルに応じた刺激パルス出力
値を読出し、その出力値に基いて刺激データ領域(21
a) 、 (21b)及び動作プログラムデータ領域(
21C)内のデータを修正する。
On the other hand, all electrodes (13a), (13b)...(
13n), proceed to the next step (S T s-), stop the operation of the timer (24) and stop the stimulation pulse output, and then proceed to the flowchart in Fig. 2. Proceed to step (sT,) shown in FIG. In this step (ST), the standard stimulation pattern level stored in the storage means (21) is modified to a pattern suitable for the individual patient in accordance with the found threshold level and maximum level for each stimulation site. For example, the threshold level storage table (
21d) and the max level storage table (21e), respectively, read the stimulation pulse output values corresponding to the electrodes and the above levels, and based on the output values, read out the stimulation pulse output values from the stimulation data area (21e).
a), (21b) and operation program data area (
Correct the data in 21C).

そして次のステップ(ST5)では記憶手段(21)の
刺激データ領域(21a) 、 (21b) と動作プ
ログラムデータ領域(21c)に修正して格納したデー
タをデータバス(23)を通じてFESコンピュータ(
5)の記憶手段(6)の刺激データ領域(6a) 、 
(6b)と動作プログラム領域(6c)に転送する。こ
の場合、動作プログラムデータも一緒に転送したが、刺
激パターンデータのみ転送させてもよい。次のステップ
(ST6)では生成装置(B)と刺激装置(A)との間
のデータバス(23)を切り離す。次のステップ(ST
7)では記憶手段(6)内の記憶内容は、刺激パターン
データの修正又は設定が行なわれたので、特定の麻痺患
者(12)に刺激パルスを供給し例えば、手の把持動作
等を刺激装置単独で行ないエンド(ST、)に至る。
In the next step (ST5), the modified data stored in the stimulation data areas (21a), (21b) and operation program data area (21c) of the storage means (21) is transferred to the FES computer (21) via the data bus (23).
Stimulus data area (6a) of storage means (6) of 5),
(6b) and the operation program area (6c). In this case, although the operation program data is also transferred, only the stimulation pattern data may be transferred. In the next step (ST6), the data bus (23) between the generator (B) and the stimulator (A) is disconnected. Next step (ST
In 7), since the stimulation pattern data has been modified or set in the memory contents in the storage means (6), stimulation pulses are supplied to a specific paralyzed patient (12), and, for example, the stimulation device controls the grasping motion of the hand, etc. Perform it alone to reach the end (ST,).

上述の実施例ではすべての刺激パターンデータを設定し
て移し変えた場合を説明したが、修正した部分の刺激パ
ターンデータのみ転送してもよく、或は動作プログラム
データの一部を生成装置(B)内で修正し、修正部分だ
けデータバス(23)を通じてFESコンピュータ(5
)の記憶手段(6)の動作プログラムデータ領域(6c
)に書き込む様にしてもよい。
In the above embodiment, the case where all the stimulation pattern data was set and transferred was explained, but it is also possible to transfer only the modified part of the stimulation pattern data, or a part of the operation program data can be transferred to the generation device (B). ), and only the modified part is sent to the FES computer (5) via the data bus (23).
) of the storage means (6) of the operation program data area (6c
).

次に、上記のように生成した刺激データに対する修正の
方法を説明する。
Next, a method of correcting the stimulus data generated as described above will be explained.

この生成データに対する修正の必要性は、例えば、刺激
装置(A)を長期間使用していくと、患者(12)の筋
力が除々に回復し、そのため、スレッシュホールドレベ
ル及びマックスレベルが生成時のものと異なるレベルを
示すようになるからである。
The need to correct this generated data is due to the fact that, for example, when the stimulator (A) is used for a long period of time, the patient's (12) muscle strength gradually recovers, so that the threshold level and the maximum level at the time of generation are This is because it will show a different level than the original.

さて、この修正方法は、基本的には上記生成手順と同じ
であり、ただ異なるのは、ステップ(ST、)が必要で
ないことだけであるため、その詳細は省略する。
Now, this modification method is basically the same as the generation procedure described above, and the only difference is that step (ST, ) is not required, so the details thereof will be omitted.

尚、上記生成方法及び修正方法をステップ(ST2)ま
で介添者が援助し、ステップ(ST:l)以降は患者(
12)自身で行なうようにしてもよい。この場合、検出
手段、例えば音声検出手段(1a)において患者(12
)が“生成”又は“修正”と発声し、FESコンピュー
タ(5)にてその発声データを感知すると、タイマ(2
4)及び刺激データ生成コンピュータ(20)を動作さ
せ、ステップ(STff)以降の手順を自動的に行なわ
せるようにする。また、刺激装置(A)と生成装置(B
)との切離しは、ステップ(ST5)において、データ
の転送が完了した時点で、完了を示すランプ又はアラー
ムを出力させるようにし、介添者がそのランプ又はアラ
ームに基いて刺激装置(A)と生成装置(B)とを切離
すようにしてもよい。
Note that the above generation method and modification method are assisted by a caregiver up to step (ST2), and from step (ST:l) onwards, the patient (
12) You may do it yourself. In this case, in the detection means, for example, the voice detection means (1a), the patient (12
) utters “generate” or “modify”, and when the FES computer (5) senses the uttered data, the timer (2)
4) and the stimulus data generation computer (20) are operated to automatically perform the procedures after step (STff). In addition, a stimulation device (A) and a generation device (B
), in step (ST5), when the data transfer is completed, a lamp or alarm indicating the completion is outputted, and the caregiver can connect the stimulation device (A) and the generator based on the lamp or alarm. The device (B) may also be separated.

次に、刺激装置(A)の使用中での諸機能を説明する。Next, various functions of the stimulation device (A) during use will be explained.

刺激装置(A)の使用中では、第5図のタイミングチャ
ートに示すように、FESコンピュータ(5)により記
憶手段(6)内の刺激データをシリアルに刺激データ出
力手段(10)を介してマルチプレクサ(11)に供給
し、そしてこのマルチプレクサ(11)において、スイ
ッチ(S2)を順に電極(13a)側、電極(13b)
側・・・・電極(13n)側に切換えることによって刺
激データがパラレルに電極(13a) 、 (13b)
  ・・・・(13n)に供給されるようになされてい
る。今、第1図に示すように、マルチプレクサ(11)
内のスイッチ(S2)が電極(13a)側、スイッチ(
Sl)が筋電波形入力側(b)にあるとき、例えば刺激
パルス(p)を電極(13a)に供給する場合、スイッ
チ(S、)を刺激データ出力側(a)に切換えたのち、
FESコンピュータ(5)より刺激パルスΦ)を電極(
13a)に供給し、次いで、スイッチ(Sl)を筋電波
形入力側ら)に切換えて、刺激パルス(ρ)により反応
した刺激部位の筋電波形(■)を同一電極(13a)及
び筋電波形人力手段(16)を介してサンプリングする
と共に、FESコンピュータ(5)において、サンプリ
ングした筋電波形(■)をデータバス(17)を介して
表示装置(18)又は記録装置(19)に出力する。そ
して、例えば表示装ff(18)においては、該当電極
Noと共にサンプリングした筋電波形(■)を表示する
。所定時間(ffi)後、マルチプレクサ(11)内の
スイッチ(Sl)を刺激データ出力側(a)に切換える
と共に、スイッチ(S2)を今度は電極(13b)側に
切換たのち、FESコンピュータ(5)から電極(13
b)に対して刺激パルスp)を出力する。出力後、スイ
ッチ(Sl)を筋電波形入力側(b)に切換えると共に
、電ff1H3b)から筋電波形(■)をサンプリング
して上述と同様に表示装置(18)又は記録装置(19
)に筋電波形(■)を表示又は記録する。これらの動作
を電極(13n)まで繰り返し行ない、電極(13n)
が終了すると再び電極(13a)に戻ってパルス出力、
筋電波形のサンプリング及び筋電波形の表示又は記録を
行なう。
While the stimulator (A) is in use, the FES computer (5) serially outputs the stimulation data in the storage means (6) to the multiplexer via the stimulation data output means (10), as shown in the timing chart of FIG. (11), and in this multiplexer (11), the switch (S2) is sequentially connected to the electrode (13a) side and the electrode (13b) side.
Side: By switching to the electrode (13n) side, the stimulation data is transferred in parallel to the electrodes (13a) and (13b).
...(13n). Now, as shown in Figure 1, the multiplexer (11)
The inner switch (S2) is on the electrode (13a) side, the switch (S2) is on the electrode (13a) side,
When Sl) is on the myoelectric waveform input side (b), for example, when supplying stimulation pulses (p) to the electrode (13a), after switching the switch (S,) to the stimulation data output side (a),
The stimulation pulse Φ) is sent from the FES computer (5) to the electrode (
13a), and then the switch (Sl) is switched to the myoelectric waveform input side), and the myoelectric waveform (■) of the stimulation site that has responded to the stimulation pulse (ρ) is transferred to the same electrode (13a) and the myoelectric waveform At the same time, the FES computer (5) outputs the sampled myoelectric waveform (■) to the display device (18) or recording device (19) via the data bus (17). do. For example, on the display device ff (18), the sampled myoelectric waveform (■) is displayed together with the corresponding electrode number. After a predetermined time (ffi), the switch (Sl) in the multiplexer (11) is switched to the stimulation data output side (a), and the switch (S2) is then switched to the electrode (13b) side, and then the FES computer (5 ) to the electrode (13
A stimulation pulse p) is output for b). After the output, switch the switch (Sl) to the myoelectric waveform input side (b), sample the myoelectric waveform (■) from the electric field ff1H3b), and display it on the display device (18) or recording device (19) in the same manner as described above.
) to display or record the myoelectric waveform (■). Repeat these operations until the electrode (13n) is reached.
When the process is completed, the electrode (13a) returns to output a pulse.
Sampling the myoelectric waveform and displaying or recording the myoelectric waveform.

このように、筋電波形を表示装置(18)又は記録装置
(19)によってモニタすることにより、後述する如く
患者(12)の筋肉疲労度、筋力回復度を定量的に判断
することができると共に、電極(13a) 。
In this way, by monitoring the myoelectric waveform with the display device (18) or the recording device (19), it is possible to quantitatively determine the degree of muscle fatigue and muscle recovery of the patient (12), as described later. , electrode (13a).

(13b)・・・・(13n)の断線等のトラブルを容
易に知ることができる。
(13b)...(13n) troubles such as disconnection can be easily detected.

即ち、筋肉疲労度の判断については、第6図のフローチ
ャートに示すように、ステップ(ST、、)にて刺激パ
ルス出力を行なった後、次のステップ(ST、りにて筋
電波形(■)をサンプリングし、次のステップ(STI
:I)にである所定のパルス出力を基準として監視し、
該パルス出力に対する筋電波形(v)の出力が減少して
いる場合、疲労と判断し、次のステップ(ST、、)に
進む。ステップ(ST、、)では例えば表示装置(18
)において、該当電極NOと共にその電極Noに対応す
る筋電波形が表示されている状態で、電極NOを色替え
又は電極N○の近傍に“疲労”という文字を表示させて
患者又は介添者に知らせるようにする。この場合、刺激
装置(A)の使用を一時中断又はFESコンピュータ(
5)にてパルス出力を停止するようにして1.小者に対
し無理な刺激を与えないようにする。
That is, in order to judge the degree of muscle fatigue, as shown in the flowchart of FIG. ) and the next step (STI
:I) monitors a predetermined pulse output as a reference,
If the output of the myoelectric waveform (v) with respect to the pulse output is decreasing, it is determined that fatigue is occurring, and the process proceeds to the next step (ST, . . . ). In step (ST, ,), for example, the display device (18
), while the myoelectric waveform corresponding to the electrode number is displayed together with the corresponding electrode number, change the color of the electrode number or display the word "fatigue" near the electrode No. to inform the patient or caregiver. Let them know. In this case, temporarily suspend the use of the stimulator (A) or use the FES computer (
5), and then stop the pulse output in 1. Avoid giving unnecessary stimulation to small children.

一方、筋電波形(■)の出力が減少していない場合は、
まだ疲労していないと判断し、刺激装置(A)の使用を
続行する。この判断は全電極(13a) 、 (13b
)・・・・(13n)に対して行なわれる。
On the other hand, if the output of the myoelectric waveform (■) does not decrease,
Judging that the patient is not yet fatigued, continue using the stimulator (A). This judgment applies to all electrodes (13a), (13b
)...This is performed for (13n).

次に、筋力回復度の判断については、第7図のフローチ
ャートに示すように、ステップ(S’r’z−)にて刺
激パルス出力を行なった後、次のステップ(STt□)
にて筋電波形(■)をサンプリングし、次のステップ(
ST23)にである所定のパルス出力を基準として監視
し、該パルス出力があったときの筋電波形の例えばマッ
クス値を記憶手段(6)内のトレンドデータファイル(
6d)に格納する。格納方法は、例えば電極NO及び日
時をインデックスとしてトレンドデータファイル(6d
)の該当アドレスに格納する。このトレンドデータファ
イル(6d)は、全電極(13a) 、 (13b)・
・・・(13n)に対応してそれぞれ1か月分のデータ
が格納できる程度の容量を有する。
Next, regarding the judgment of the degree of muscle recovery, as shown in the flowchart of Fig. 7, after outputting a stimulation pulse in step (S'r'z-), the next step (STt
Sample the myoelectric waveform (■) at , and proceed to the next step (
In ST23), a certain predetermined pulse output is monitored as a reference, and for example, the maximum value of the myoelectric waveform when the pulse output occurs is stored in the trend data file (6) in the storage means (6).
6d). For example, a trend data file (6d
) is stored in the corresponding address. This trend data file (6d) includes all electrodes (13a), (13b),
...(13n), each has a capacity that can store one month's worth of data.

そして、表示装置(18)において、トレンドグラフ及
び対象電極NOを要求したとき、電極Noをインデック
スとしてトレンドデータファイル(6d)の該当アドレ
スから1か月分のトレンドデータを読出し、トレンドグ
ラフ編集用プログラムにおいて編集して、表示装置(1
8)に、例えば第8図に示すようなトレンドグラフを表
示させるようにする。
When the display device (18) requests the trend graph and target electrode number, one month's worth of trend data is read from the corresponding address of the trend data file (6d) using the electrode number as an index, and the trend graph editing program Edit it on the display device (1
8), a trend graph as shown in FIG. 8, for example, is displayed.

群軸の筋電積分値は、所定パルス出力に対する筋電波形
のマックス値の経過を示したもので、筋力が回復するに
従ってその経過曲線は右上りの勾配をとることになる。
The myoelectric integral value on the group axis indicates the progression of the maximum value of the myoelectric waveform with respect to a predetermined pulse output, and as muscle strength recovers, the progression curve takes an upward slope to the right.

また、横軸には時間をとっである。尚、この経過曲線は
、データの修正時期の目安としても機能する。即ち、経
過曲線が除々に上昇していくと、現在のスレンシホール
ドレベル及びマックスレベルが生成時のレベルと変わっ
ている可能性があるからである。従って、修正の必要が
あると思われるマックス値変化量の値を予め決めておき
、経過曲線のマックス値の変化量がその値に達したとき
“修正必要”というメツセージを画面に表示させるよう
にしてもよい。
Also, time is plotted on the horizontal axis. Note that this progress curve also functions as a guide for when to correct data. That is, as the elapsed curve gradually rises, the current threshold level and maximum level may be different from the levels at the time of generation. Therefore, a value for the amount of change in the maximum value that is considered to need to be corrected is determined in advance, and when the amount of change in the maximum value of the progress curve reaches that value, a message saying "correction required" is displayed on the screen. You can.

次に、電極の断線等のハードウェアチエツクについては
、第9図のフローチャートに示すように、ステップ(S
Tffl)にて刺激パルス出力を行なったのち、次のス
テップ(ST、□)にて筋電波形(■)をサンプリング
し、次のステップ(STi:+)にて筋電波形(■)が
正常にサンプリングされたかどうかを判断する。その判
断基準は、例えばある電極が断線している場合、その電
極に対応する刺激部位は反応しない又は反応したとして
もその筋電波形(■)は入力されてこないため、その刺
激部位に関する筋電波形(■)は刺激パルスに対して正
規の位置で反応した筋電波形とはならない。この場合、
異常と判断し、次のステップ(ST34)に進む。この
ステップ(STj4)では、表示装置(18)において
、該当電極Noと共に、その電極NOに対応する筋電波
形(■)が表示されている状態で、上記電極NOを例え
ば赤色に色替えすると共に、点滅させるようにしてその
断線故障を愚者又は介添者に伝えるようにする。また、
好ましくは、上記表示と共に、警報を出力させるように
する。この判断は、全電極(13a) 、 (13b)
・・・・(13n)に対して行なわれる。
Next, regarding the hardware check for electrode breakage, etc., as shown in the flowchart of FIG.
After outputting a stimulation pulse at Tffl), the myoelectric waveform (■) is sampled at the next step (ST, □), and the myoelectric waveform (■) is normal at the next step (STi:+). Determine whether the data was sampled. The criterion for this judgment is, for example, if a certain electrode is disconnected, the stimulation site corresponding to that electrode will not respond, or even if it does, the myoelectric waveform (■) will not be input, so the myoelectric waveform (■) related to that stimulation site will not be input. The shape (■) does not represent a myoelectric waveform that responded to the stimulation pulse at a normal position. in this case,
It is determined that there is an abnormality and the process proceeds to the next step (ST34). In this step (STj4), the color of the electrode No. is changed to red, for example, while the myoelectric waveform (■) corresponding to the electrode No. is displayed on the display device (18) together with the electrode No. , to notify the person or the attendant of the disconnection failure by blinking it. Also,
Preferably, a warning is output together with the above display. This judgment applies to all electrodes (13a), (13b)
... is performed for (13n).

上述の如く本例によれば、刺激パルス出力の休止時間を
利用して同一電極からその刺激部位に関する筋電波形を
サンプリングするようにしたので、スレンシュホールド
レベル及びマックスレベルを刺激データ生成コンピュー
タ(20)において、客観的に定量的に判断することが
可能となり、その結果、上記レベルの設定及び個々の患
者に適合した刺激データの生成を自動的に行なうことが
でき、レベル設定及びデータ生成に対する省力化を回る
ことができる。
As described above, according to this example, the myoelectric waveform related to the stimulation site is sampled from the same electrode using the pause time of the stimulation pulse output, so the threshold hold level and the maximum level are determined by the stimulation data generation computer ( 20), it becomes possible to judge objectively and quantitatively, and as a result, it is possible to automatically set the above-mentioned level and generate stimulation data suitable for each individual patient. You can save labor.

また、刺激装置(A)の使用による患者の筋力強化に伴
なう定期的なデータ修正も上記生成の場合と同様に自動
的に行なえ、データ修正に対する省力化をも図ることが
できる。
Further, periodic data correction as the patient's muscle strength is strengthened by using the stimulator (A) can be automatically performed in the same way as in the above generation case, and it is also possible to save labor for data correction.

また、刺激装置(A)の使用時、筋電波形(■)をFE
Sコンピュータ(5)を介して後段の表示装置(18)
又は記録装置(19)にモニタさせることにより患者の
筋肉疲労度、筋力回復度等を定量的に判断できると共に
、電極の断線等のトラブルを容易に発見することが可能
となる。
In addition, when using the stimulator (A), the myoelectric waveform (■) is
The subsequent display device (18) via the S computer (5)
Alternatively, by monitoring with the recording device (19), it is possible to quantitatively judge the patient's degree of muscle fatigue, degree of muscle recovery, etc., and it is also possible to easily discover troubles such as disconnection of electrodes.

また、上記実施例では刺激用電極(13a) 、 (1
3b)・・・・(13n)から筋電波形(■)を取出す
ようにしたので、電気刺激による刺激部位の反応を見る
ためのセンサを新たに設ける必要がなく、そのため、患
者に生理的負担をかけることがない。
Further, in the above embodiment, the stimulation electrodes (13a), (1
3b) Since the myoelectric waveform (■) is extracted from (13n), there is no need to install a new sensor to monitor the reaction of the stimulation site due to electrical stimulation, and this reduces the physiological burden on the patient. I don't have to worry about it.

尚、上記実施例では、筋電波形を刺激用電極(13a)
 、 (13b) ・・・・(13n)から取出すよう
にしたが、それらの電極の近傍に配された別の電極を介
して取出すようにしてもよい。
In the above embodiment, the myoelectric waveform is transferred to the stimulation electrode (13a).
, (13b) ... (13n), but it may be taken out via another electrode placed near these electrodes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、銀型の如く構成させたので、電気刺激に対す
る刺激部位の反応を客観的に定量的に知ることができる
ようになり、刺激部位の電気刺激に対する各種レベルの
検出及び個々の患者に適合する刺激データの生成の省力
化を図ることができると共に、刺激装置使用時の安全性
の向上、患者の筋力強化に伴なうデータ修正の簡略化を
も図ることができる。
Since the present invention is structured like a silver type, it is possible to objectively and quantitatively know the response of the stimulation site to electrical stimulation, and it is possible to detect various levels of electrical stimulation at the stimulation site and to adjust it to each patient. It is possible to save labor in generating suitable stimulation data, improve safety when using the stimulator, and simplify data correction as the patient's muscle strength increases.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本実施例に係る刺激装置の構成を示すブロック
図、第2図は刺激データの生成手順を示すフローチャー
ト例、第3図はレベル設定手順を示すフローチャート例
、第4図はデータ生成時における刺激パルス出力と筋電
波形サンプリングのタイミングチャート、第5図は刺激
装置の使用時における刺激パルス出ノ〕と筋電波形サン
プリングのタイミングチャート、第6図は筋肉疲労度の
モニタ手順を示すフローチャート例、第7図は筋力回復
度のモニタ手順を示すフローチャート例、第8図はトレ
ンドグラフの一例を示す回、第9図は電極の断線等のモ
ニタ手順を示すフローチャート例、第10図は従来例を
示すブロック図である。 (A)は刺激装置、(B)は生成装置、(4)は信号処
理手段、(5)はFESコンピュータ、(6)は記憶手
段、(10)は刺激データ出力手段、(11)はマルチ
プレクサ、(12)は麻痺患者、(13)は電極、(1
6)は筋電波形入力手段、(17)はデータバス、(1
8)は表示装置、(19)は記録装置、(20)は刺激
パターン生成用コンピュータ、(21)は記憶手段、(
22)は外部記憶装置、(23)はデータバス、(24
)はタイマである。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the stimulation device according to this embodiment, Fig. 2 is an example flowchart showing the stimulation data generation procedure, Fig. 3 is an example flowchart showing the level setting procedure, and Fig. 4 is the data generation procedure. Fig. 5 shows the timing chart of stimulation pulse output and myoelectric waveform sampling when using the stimulator, Fig. 6 shows the procedure for monitoring the degree of muscle fatigue. An example of a flowchart, FIG. 7 is an example of a flowchart showing a procedure for monitoring the degree of muscle recovery, FIG. 8 is an example of a trend graph, FIG. 9 is an example of a flowchart showing a procedure for monitoring electrode disconnection, etc., and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example. (A) is a stimulation device, (B) is a generation device, (4) is a signal processing means, (5) is an FES computer, (6) is a storage means, (10) is a stimulation data output means, and (11) is a multiplexer. , (12) is a paralyzed patient, (13) is an electrode, (1
6) is myoelectric waveform input means, (17) is a data bus, (1
8) is a display device, (19) is a recording device, (20) is a stimulation pattern generation computer, (21) is a storage means, (
22) is an external storage device, (23) is a data bus, (24)
) is a timer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 麻痺患者の残存する機能動作を検出してデジタル化した
制御信号を機能的電気刺激コンピュータに供給し、該制
御信号により上記機能的電気刺激コンピュータ内の記憶
手段に格納した刺激データを刺激パルスとして出力し、
上記麻痺患者に埋込まれた複数の電極を刺激して麻痺機
能を働かせるための刺激装置において、 上記刺激パルスの出力休止時間毎に、刺激パルスにより
刺激された部位の筋電波形を同一電極又は該電極近傍に
配された別の電極を介して抽出するようにしたことを特
徴とする刺激装置。
[Claims] A control signal obtained by detecting the remaining functional movements of a paralyzed patient and digitized is supplied to a functional electrical stimulation computer, and the control signal causes stimulation stored in a storage means in the functional electrical stimulation computer. Outputs data as stimulation pulses,
In the stimulator for stimulating a plurality of electrodes implanted in a paralyzed patient to activate a paralytic function, each time the stimulation pulse output pauses, the myoelectric waveform of the region stimulated by the stimulation pulse is detected using the same electrode or A stimulation device characterized in that extraction is performed via another electrode placed near the electrode.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04231073A (en) * 1990-05-26 1992-08-19 Stiwell Sa Electric nervous muscle stimulator
JP2001037731A (en) * 1999-07-29 2001-02-13 Og Giken Co Ltd Chronaximeter
JP2002519090A (en) * 1998-06-29 2002-07-02 ザ、プロクター、エンド、ギャンブル、カンパニー Biofeedback device for incontinent people
JP2011143061A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Minato Ikagaku Kk Electrostimulator which does not easily cause muscle fatigue
CN102697496A (en) * 2012-06-07 2012-10-03 天津大学 Filtering method for functional electrical stimulation surface electromyogram signal
JP2014166356A (en) * 2014-03-06 2014-09-11 Minato Ikagaku Kk Electrostimulator with muscle output measurement function
JP2018153648A (en) * 2018-04-26 2018-10-04 H2L株式会社 Electrostimulation system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946185B1 (en) * 2008-02-18 2010-03-08 연세대학교 산학협력단 Robotic assisted orthosis for upper extremity

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04231073A (en) * 1990-05-26 1992-08-19 Stiwell Sa Electric nervous muscle stimulator
JP2002519090A (en) * 1998-06-29 2002-07-02 ザ、プロクター、エンド、ギャンブル、カンパニー Biofeedback device for incontinent people
JP2001037731A (en) * 1999-07-29 2001-02-13 Og Giken Co Ltd Chronaximeter
JP2011143061A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Minato Ikagaku Kk Electrostimulator which does not easily cause muscle fatigue
CN102697496A (en) * 2012-06-07 2012-10-03 天津大学 Filtering method for functional electrical stimulation surface electromyogram signal
JP2014166356A (en) * 2014-03-06 2014-09-11 Minato Ikagaku Kk Electrostimulator with muscle output measurement function
JP2018153648A (en) * 2018-04-26 2018-10-04 H2L株式会社 Electrostimulation system

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