JPH04507203A - インピーダンス補償を有する電気刺激の電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 インピーダンス補償を有する電気刺激の電極この出願は米国特許出ｍ第０９８， ６１３号（出願、１９８７年９月１８日）、現在は米国特許第４，８６７．１． ６６号（発行日、１９８９年９月１９日）の一部継続出願であり、同特許は米国 特許出ａ第７４５．０１８号（出願、１９８５年６月１４日）、現在は米国特許 ＰＩＳ４，７２２，３５４号（発行日、１９８８年２月２日）の一部継続出願で ある。

発肌＠１匙 本発明は一般に電極に関し、もっと詳細には経皮の神経およＶ／または筋肉刺激 に対して適当な電極に関する。

電気医療装置の絶え間ない進歩は各種の電極に対する必要性を生じてきた。

これらの電極の多くは設計目的として、患者の皮膚表面と装置に連絡する電気リ ード線との間で良好な電気信号の伝達を持つているけれども、各は使用すべき装 置の型式に依存して特異的な要求を有する。

−例として、心電図（ＥＫＧ）と脳波（ＥＥＧ）を測定する装置は、患者の皮膚 との小さな接触表面、または接触領域を必要とする、主としてモニター型の装置 である。

他方、電気による経皮の神経刺ｆｆ１（ＴＥＮＳ）と筋肉刺激の装置はその様な 神経と筋肉の刺激を生じさせる為に比較的大きな皮膚表面との接触を必要とする 。

経皮の電気神経刺激は、例えば、手術後の慢性的な痛みの処置に有用であり、一 方で筋肉刺激は、例えば、筋肉組織の維持と発達に有用である。神経と筋肉の刺 激に用いるのに適した電極は、好ましくは、皮膚−電極界面を横切る均一な電気 的カップリング（電子伝達系を作ること）をダえる。

先にも述べたように、神経および／または筋肉の刺激に適当な電極は数インチ又 はそれ以上の比較的大きな寸法を持つだろう。

神経お上び／または筋肉の刺激は筋収縮をもたらすから、相当量の皮膚の運動が 関連する。

更には、皮膚からの発汗が、その大きなサイズ故に電極を緩めるか又は破壊する 可能性が大きいであろう。当然の事ながら、電極が大きければ大きいほど蒸発の 道程、即ち、距離も大さくなるから、電極の中心領域で起こる発汗は蒸発する、 又は空気中に放出される為には成るＶト離の行程を移動しなければならない。

従来技術による電極は、それを患者の皮膚の表面に医療用の接着テープ等でしっ かりと固定しても、処置中に患者の皮膚からの発汗と皮膚の運動の為に電極が皮 膚から持ち上がる傾向があることが発見された。

神経および／または筋肉の刺激用に適した電極は、電極の全表面上に電気信号を 均一に分配、する必要があるから電極は必然的に導電性でなければならない６従 米技術の電極は、金属箔のみならず炭素を含浸したゴムとビニル樹謂などの多数 の導電性要素を利用してきた。

しかしなが呟有用な電極は、前述したように電極下の患者の皮膚の相対的な動き を収容できる余裕を持つ為には柔軟性があるものでなければならない。

神経と筋肉の刺激用の電極は、例えば、スポーツの怪我に関連して必要となるよ うに長期間に亙って用いられるものであるから、皮膚とその柔軟性に適合したも のでなければならない。

電極に柔軟性が不足すると、患者の皮膚に激しい刺激と電極−皮膚の接触が滑ら かでない為に起こる電気的な“ホノトスボ７ビを生じ、それが発疹と焼けるよう な感覚となって現われる。

焼けるような感覚は、神経および／または筋肉を刺激中に電気信号を作用させた 数分以内に患者によって知覚されるが、発疹状態は一般にはそれが現われる迄に もっと長い期間が掛かる。

神経および／または筋肉の刺激に従来技術の電極を使用すると、処置を受けた人 の２５％から３５％に皮膚の発疹が生じ−ることが見出だされた。

神経および／または筋肉の刺激手順に用いられる電極に必要な伸張性に関連する 付加的な問題は、処置中に皮膚の動きを収容できるだけの余裕を持つ為に電極は 撓み易いか、又は伸張し易いものでなければならないのと、電極の伸張によって 電極の導電性が阻害されたり、歪められてはならないことである。

従来技術の電極は、電極の柔軟性に関しては電極の全接触面積に互って均一な電 流密度を持たせる努力の中で両者の妥協を図ってきた。これらの電極の代表的な 例では、電極の接触性をりえる為に電極に金属メツシュ、又は金属箔を利用し、 電極と皮膚間の動きを収容できるように電極と患者の皮膚の間で導電性のデルを 利用する。

それでも比較的剛直な！極と皮膚の開には相対的な動きがあり、それはゲルによ って吸収される。この相対的な動きは屡電極の導電性の部分の下からデルを外に はみ出す原因となり、それによって皮膚上の電極の使用暗闇を制限する。

それに加えて、皮膚と電極間の相対的な動きは、刺激されるべき神経お上び／ま たは筋肉に関して相対的な電極の正しい貼り位置を維持することを不可能にする 。

電極の精密な貼り場所を決定するのは、勿論、医師または同じように治療法に関 して事情に通じている人によって行なわれる。電極の不正確な貼り位置、又は意 図した位置からの電極の滑りは治療の有益な効果を有意的に低下させる。

それ故に、患者の皮膚に良く接着し、治療が終われば容易に取り除くことかでト 、そして刺激すべき神経または筋肉の組織に関して電極の適当で連続的な貼付を 確かなものとする為に患者の皮膚と一緒に動くことができるのみならず、皮膚に 刺激を−ラえないか又は治療中の患者に不快感を与えないで長期間の連続した電 気接続を５えるような、電気的刺激装置と併用する為の柔軟性のある電極に対す る必要性がある０本発明の電極は、これらの必要性を満たすものである。

発呪０！紛 皮膚を介して電気で神経お上り／または筋肉を刺激する為の本発明による柔軟な ｍｍは、電気信号を患者の皮膚に直接的に伝達する（カップリングする）為の導 電性材料を含む、更には、導電性の材料は、導電性の布帛を伸張させる為に導電 性繊維の手段を有する導電性の布帛からなっても良い。導電性の布帛は、間に隙 Ｉ旧編目、ｍ口）１＋１域を持つ導電性繊維の縦横の配列からなり、それに沿っ た異なる方向（縦と横）ごとに異なる抵抗率を持っている。

柔軟な導電性の接着剤の手段が備えられており、接着剤は隙間領域（編み目また は織り目）の内部と、患者の皮膚に経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺 激する柔軟な電極を接着すると共に両者間に導電性接触を与える為に導電性の布 帛の一側上に配置されている。？ｔ！気分路の手段が設けられており、それらは 導電性の布帛に沿って配′ａされ、電気分路の無い所よりも該導電性布帛上の任 意の等距離に離れた二点周でより均一な電気抵抗を生ずるようになっている。

電気分路手段と相互連結するリード線の手段によって電気的刺激ｉ置との相互連 結が与えられ、望ましくない電気的接触を防止する為に導電性布帛の上に非導電 性（不導性）のシートが配置される。

更に詳し←述べれば、本発明による柔軟な刺激電極は導電性繊維の編布（二・ン ト）からなる導電性の布帛を含み、該導電性の繊維はニットの横方向よりもニッ トの縦方向に沿ってより高い抵抗率を持ち、縦方向に沿った抵抗率が二・ントの 横方向に沿った抵抗率の２０倍にも達する。本発明による分路は、一本のワイヤ ー又は複数のストランドを含んでも良い。

本発明の一つの具体例では、電気分路は叉状分枝の葉脈を持った脈状に配置され た複数のストランドを含む。

本発明の別の具体例では、電気分路は羽状の網状葉脈を持った脈状に配置された 複数のストランドを含む。

モして尚、本発明の別の具体例では、電気分路は雷（手のひら）状の網状葉脈を 持った脈状に配置ｆｆされた複数のストランドを含む。

本発明の更に別の具体例では、電気分路は平行する葉脈を持った脈状に配置され た複数のストランドを含む。電気分路の手段は導電性布帛の対向する一側」ユに 配置され、隙間（！ｉみ口、又は織り目）領域内に配置された柔軟な固体の導電 性接着剤によって該対向する一側に対して保持される。

同じく又、正方形、矩形および円形の群から選ばれる一つの形状を有する導電性 布帛よりも本体縁端の周囲および／または本体縁端の開で改良された形状の合致 を可能とする為に導電性布帛の全体としての形を限定する手段を設けても良い。

この全体的としての形状が、導電性布帛の周囲に沿った任意の二つの向き合う点 の間で異なる電気抵抗を生ずる原因となる。この具体例では、導電性布帛の外周 に沿った任意の二点間の電気抵抗を等しくする為に、導電性布帛に沿って電気分 路の手段が設けられ配置される。

図面の簡単な説明 本発明の有利な点とそのＷ徴は以下の説明と図面によって一層良く理解されるだ ろう。

図１は、本発明による経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔 軟性を持った電極が患者の皮膚の上に置かれた状態を示す遠近図である。

図２は、電極上のリード線を示す為に上に積層された非導電性シートの一部分を 後方に捲り上げた刺激電極の遠近図である。

図３は、導電性の布帛、柔軟な導電性接着剤、リード線、非導電性シート及び感 圧接着剤を一般的に示す経皮的に電気で神経および／＊たは筋肉を刺激する電極 の断面図である。

図４は、舌針でかがったノ１ネカム模様の編布くニット）を一般的に示す本発明 で利用される導電性の布帛の拡大図である。

図５は、本発明で利用される導電性の布帛を横方向に伸張した状態を示す図であ る。

図６は、本発明で利用される導電性の布帛を縦方向に伸張した状態を示す図であ る。

図７は、本発明で使用するのに適当な導電性の織布を示す図である。

図８は、全体として蝶ネクタイに似た形を持ち、その上に配置された電気分路を 示す本発明による経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の電極の 平面図である。

図９は、楕円形をした経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔 軟な電極の平面図である。

図４０は、叉状に分岐（分枝）した葉脈を持つ脈状に配ｒａされたストランドを 有する電気分路を設けた経皮的に電気で神経および／よたは筋肉をＪｍｌ？！＆ する為の柔軟な電極の平面図である。

図１１は、羽状の網状葉脈を持った経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺 激する為の柔軟な電極の平面図である。

図１２は、掌（手のひら）状の網状葉脈を持った経皮的に電気で神経および／ま たは筋肉を刺激する為の柔軟な電極の平面図である。

図１３は、平行する葉脈を持った経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激 する為の柔軟な電極の平面図である。

図１４ａと１．４ｂは、ｍ極上にインビーグンス測定部分を有する各が異なる長 さの電気分路を持つ２インチ×５インチの電極の平面図である。

図１５は、図１４ａに示された電極の探触子地図（プローブマツプ）である。

図１６は、図１４ｂに示された電極の探触子地図である。

図１７は、１．２インチの電気分路を持つ楕円形の電極の探触子地図である。

図１８は、４インチの電極分路を持つ楕円形の電極の探触子地図である。

兄肌０庇綴裟ｙ迄 籾、図１と２に目を戻すと、本発明による経皮的に電気で神経および／または筋 肉を刺激する為の柔軟な電極１０が遠近図として示されている。

図１に示され、この後に非常に詳しく記述するように、電極１０は患者の手抜２ ０の上、または図には示されていないが一般的には身体の上に置かれた状態で二 つの矢印１４と１６で示される二つの方向に曲げ易くなっている１図３に更には っきりと示されるように、電極１０は伸張性の導電性の布帛２２、経皮的に電気 で神経お上び／または筋肉を刺激する為の柔軟な電極１０を患者の皮膚（図３に は示されていない）に接着する為に導電性の布帛２２の片＠２８の上に配置され た柔軟な導電性の接着剤２４、及びコネクター３４等の手段によって電気刺激装 Ｗ１（図示されていない）と相互連結した時に導電性の布帛２２に電気信号をう える為に、後述するように導電性布帛２２と相互連結するリード線３０を含んで いる。

更に、感圧接着剤３８によって導電性布帛の別の片側３６の上に配置された柔軟 なプラスチック３２のような非導電性のシートが、装置が摩耗する間に屡起こり 勝ちな導電性布帛２２との望ましくない電気接触を防止する手段をりえる。

導電性の布帛２２は、付き添いの医師が指定した患者の身体部分に優先的に電気 信号を接合伝達する為の患者の皮膚の指定部分とは別の領域及び外部の物体から 隔離されていなければならないことは良く認識すべきである。

好ましくは、１７Ｉ４に描かれているような１７４インチのハネカム模様の舌針 でかがった編布くラッチニードルニット）のようなニット編み物が、布帛の導電 性を損なうこと無しに第一の元の導電性ｍ維寸法よりも伸張方向に約１００パー セントも引き伸ばす（矢印４０と図５を参照のこと）ことができ、又第二の元の 布帛寸法よりも第二の伸張方向に約５０パーセントも引き伸ばされる（矢印４２ と図６を参照のこと）伸張性の布帛をりえることが見出だされた。このような性 質を持った二・７トは、ニット織物会社、例えば、カリホルニア州、Ａｎａｈｅ ｉｍ　ＨｉｌｌＳに在るＰａｒａｇｏｎ　Ｗｃ５ｔ　ＫｎｉｔｔｉｎｇＭｉｌｌ から市販されている。

電極を背中などの湾曲の少ない身体部分の上で使用する時のように、比較的小さ な伸張度が必要な時は、図７に示すような織布も同じくまた適当である。

布帛の導電性は個々の導電性繊ｍ、４６によって与えられる。２０パーセントの ３１６ステンレス鋼と８０パーセントのポリエステルのブレンドを含む、ベルギ ーのＢｃｋａｅｒｔ社によって製造される導電性繊維Ｎｏ、ＢＫ５０／２は、約 ２．５ボンド／平方ヤードの密度にランチニードル（舌針）でハネカム横様の二 ・７Ｆに編まれた時に、経皮的に神経および／または筋肉を刺激する？１極用に 特に適した二方向伸張性（ダブルストレッチ）のニット（編布）を生み出すこと が見出だされた。

ニットされた編布（メリヤス生地）のダブルストレッチ性は、後述するように本 発明の電極に組み込んだ時に、患者の身体または手足（肢）の形に合わせて輪郭 付け（型紙を取ること）できる電極をりえる。

このことは本発明による比較的大さな刺激電極に関して特に重要である。電極１ ０は、例えば、２インチ×３インチの範囲の寸法を持つだろうから、それ故に、 電極と皮膚の間で均一な接触をりえる為には電極１０を引き伸ばすことによって 患者の皮膚２０に合わせて“Ｖ着″させねばならない。

電気信号によって患者の身体内で筋肉と神経が活発化され、それに伴なって皮膚 の連続した運動または収縮が起こるから、絶えず一定の、又は反復的な電極の運 動とその伸張の間に、電極１０と勿論導電性布帛２２も劣化しないことが特に重 要である。導電性の布帛は緩く編まれた二ツ）（ＩＮみ物、編布）であるから、 それカリ１き伸ばされた時に、伸張によっていかなる程度にせよ内部の導電性の 繊維を劣化させたり、電極の導電性を損なうことは無い。

電気信号の患者の皮膚２０への伝達を効果的にする為に、電極１ｏは導電性の接 着剤２４、例を挙げれば、Ｐｏ１ｙｈｃｓｉｖｃという名称でコミラド州、Ｂｏ ｕｌｄｅｒ在のＶａｌｌｅｙ　Ｌａｂ、社によりで製造されている物、又は、ミ ネソタ州のミネアポリス在のＰｒｏ＃ｃｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔ、ｉｏｎによっ て製造されるＰｒｏｍｅｏｎ　ＲＧ−６２Ｄのような導電性接着剤を利用する。

これらの特許製品は多くの電極用途に有用であり、患者の皮膚との接触を失うこ と無しに、若しくは、接着剤の中を通って伝達される電気信号を邪魔すること無 しに、導電性布帛と一緒に動くのを可能にする位に柔軟であるという利点を持っ ている。

電極１０の製造では、導電性接着剤２４は表面２８の上にデルとして積層される か、又は液体の形で注ぎ出され、それと同時に導電性接着剤が導電性布帛２２の 隙間（ｌｉｔみ目または總９目）領域５０を満たす。

その後、接着剤はゲル状物質に硬化され、そのように硬化されたデルは患者の皮 膚に良好な接着性を有し、毛を引き抜く等の煩わしさも無しに再び皮膚から剥ぎ 取ることができる。導電性接着剤２４は一般に市販されている製品で、皮膚に刺 激をりえないものである。

Ｐ　ｏ　ｌ　ｙｌ＋ｃｓ　ｉ　ｖｃ導電性接着剤２４はそれ自体で柔軟性がある ので、繊維４６によって限定される隙間領域５０間で導電性布帛と事実−緒にな って伸張される。

図２と３に戻ると、非導電性のプラスチック、または裏打ち／［３２は導電性布 帛２２の別の一側３６に接着され、裏打ち屑と感圧接着剤３８の両方でリード線 ３０を物理的に且つ導電性布帛との電気的接触状態に保持する。両者間の接触を 高める為に、導体のり−ド１ｉ１３０（それはステンレス鋼の撚糸であっても良 い）は端部５４を有する。リード線は直径が８ミクロンの最高１，１５９本のス トランドからなっても良いにのワイヤーは７０リグ州、ＤｃＬａｎｄに在るＢ　 ｒｕｎｓｗｉｃｋ社で製造されている。

電極の製造では、導体のリード線は導電性布帛２２の上にその長さの約１７３に 相当する距離を置いて等間隔に置かれる。その後、裏打ち屑２２はその上に塗布 した接着剤３６と共にストランドのほつれ部分６０の上にしっがりと固定され、 その上から圧力を掛けて結合される。

リードＩｌ！３０を導電性の布帛２２と接触させる此の比較的簡単な方法が、導 電性＃ｌ＆維と電極が伸張された時に両者の間で若干の勤かを可能にする。

伸びの主方向である方向４０に沿った伸張は、互いに離れ離れにほつれたストラ ンド部分６２を伸張させ、そのようにしてほつれた端部６０と導電性繊＠２２間 の相対的運動を減少する。

導電性接着剤２４は乾燥を受けるので、使用の前と後の電極の保管用に剥離表層 紙５２が備えられている。この表層紙（ライナー）は、任意の適当なプラスチッ ク、又はシリコン塗工紙とすることができ、導電性接着剤の一体性を損なうこと 無しに導電性接着剤２４から剥ぐことができる。

次に図８に目を転じると、本発明による経皮的に電気で神経お上び／または筋肉 を刺激する柔軟な電＠６０が示されており、それは全体としての形が蝶ネクタイ 、又は蝶の形をした導電性の布帛６２を含む。布帛６２は導電性の繊維６４を一 緒に編み込むか、又は織り込んだニットが織布である。更に、導電性布帛６２の 上の等距離に並んだ任意の二、α間の抵抗を電気分路の手段を持たない場合より も、より均一にする為に電気分路の手段６６が設けられている。ニット編布（メ リヤス生地）を使用する時は、導電性の布帛はニットの横方向に沿ったラインよ りも縦方向に沿ったラインの方が高い抵抗率を持つだろう（図４を参照のこと） 。

抵抗率の此の差異は約２０倍にも達することがある。

図９は全体として楕円形の形を持ち、十字（クロス）の形をした電気分路７４を 備えた導電性の布帛７２を持った電極７０を示す。電気分路は、例えば、直径が 約８ミクロンのステンレスのワイヤーのようなストランドの複数からなっても良 い。電気分路６６と７４は、電気料ｍ装置（図示されていない）との連結の為に 夫れぞれリード線７６と７８と相互に連結している。

電気分路６６とリード線７６は連続したストランドが、又は別々にストランドに 撚り合わせて電気的に連結したワイヤーであっても良いことは十分に評価すべき である。図８に示された丁字形の電気分路の別の重要な特徴は、分路６６とリー ド線７６間の直交関係がリード線による電極の虐待的取り扱いに基づくリード線 の不注意な“引き抜ｒに対して大きな抵抗力をりえているという１！実である。

先にも述べたように、電気分路６６．７４は、布帛の電気抵抗率の変動のみなら ず、電極の特別な形状に起因する導電性織布の外周に沿って向き合う任意の二点 間の電気抵抗の変動も収容でべろ位の余裕を持たせる為に多重ストランドからな っても良い。

撚り合わせたストランドの電気分路は、各種の電極８０，８２．８４．８６に対 して夫れぞれ図１０．１１．１２及び１３に示すように脈状の模様に配置するこ とがでト、その各々が電極８０，８２．８４，８６を過ぎる電気抵抗を等しくす る為に選ばれるストランドの特別な！脈を持っている。特に、図示１０，１１． １２及び１３に示す葉脈は、叉状分枝、刺状の網上、ｔ、（手のひら）状の網目 または平行分枝である。

更には、ストランド８８，９０．９２．９４は、電極端における高い電流密度の 望ましくない効果を除去または実質的に減少する為に端部インピーダンスを増加 するように計算された、電極端８１．８３，８５．８７からの一定ｙ［離に末端 が米るように配置されている。これは使用者の身体上の電極の部位から刺激され ない周囲部分に至る刺激強度（及び１５！！連する痛みの感覚）の滑らかな漸減 （ｒｏｌｌ−ｏｆｆ）を生ずる。

それ自身単一ストランドでもマルチストランドであっても良いストランド８８゜ ９０．９２．９４の各は、相互にストランドの１！？Ｉ単なオーバーレイによっ て電気的に連結されることは十分に評価されるべきである。非導電性のプラスチ ック、又はシート３８（図３を参照のこと）がスジランドを所定の位置に保持す る。

典型的な布帛のインピーダンスが、１８パーセントのステンレス鋼と８２パーセ ントのポリエステルを有する糸から形成された種々の布帛に対して表１に示され ている。その数値から決定でさるように、織布は縦と横の両方向に沿って殆ど均 一なインピーダンス勾配を持っている。

及−１ 布帛のインピーダンス勾配 織布　Ｄｉａｍｏｎｄニン）　ＪＣｒｓｅｙニット　導電性接着剤Ｇ−６２Ｄ 縦（オーム車Ｃ曽）Ｘ　２．：１　６８，３　ｔ１３．３　８８６．４横（オー ム＊ｃｓ）Ｙ　２．２　１４．７　１１．３　８８６．４ｘ−ｙ比　１．０　４ −６　１０．０　１．０ヤーン：１８％ステンレス鋼 ８２％ポリエステル 残念なことに、織布はニット編み布（メリヤス生地）程に柔軟で無く、はつれを 作って柔軟性を出そうとしても、その用途は円形に限られている。図４に例示さ れたグイヤモンドニット編み布は、その導電性が縦方向よりも横方向が約５倍ら 高く、又シャーシーニット編み布は縦方向よりも横方向が約１０倍も高い。二・ ７ト編み布では、糸は横方向には伸ばしでも破れない。しかし、縦方向では、編 み布がｌ１ｌｆｌ（メリヤス機）から出てくるにつれて電気伝導は編目ループを 介して糸から糸に伝わり、この為にインピーダンスが高くなる。このような訳で 、その高い柔軟性と形の変化の故にニット編布を使用することを使用目的の条件 が保証する時は、ニット固有の不均一なインピーダンスが電極全体を通して均一 な電場をりえようとする努力に問題点を提起する。

図１４ａと１４ｂは、ジャージー二ソトから１ヤられた２ｘ５インチの電極１０ ０゜１０２を示し、図１４ａに示された電極１００は、１．２インチの裸の導線 （リードワイヤー）１２０を、図１４Ｅ）に示された電極１０２は、４．６イン チの裸の導線１２２を持っている。！！々の位置１０４，１０８とワイヤー１１ ２．Ｎ、４夫れぞれの間で導電性接着剤の側からのインピーダンスを測定する為 に直径が１７２インチの探触子（プローブ）が使用された。それらの結果は図１ ５と１６に、また測定数値は表２と３に示されている。

波の形式：　電流一定、角波、直流−ｃｏｍｐ、３５Ｈｚ、２００　ｕｓｅｃ、 　３０ｍＡプローブ：　平形、７７１６” 電極のデータ：　寸法＝　２″×５″ リードオフセツト二　〇 裸リードワイヤー：　１−３７１６” デル：ＲＧ−６２Ｄ 電極を過ぎる　電極に沿った場所 斐　−２，５０″　−１，２５”　心　＋１＝、２５”　＋２．５０″−１″　 電圧（Ｖ）　２９．０　１２，０　５．１　１１．０　２Ｂ、０ワイヤー　電圧 （Ｖ）　２８．０　１．２，０　５．０　！２．４　２５．．５１圧Ｖ　２９， ５　＋２．８　５．１１２，６２６．５−１″　探触子Ｉｍｐｃｄａｎｓ　９５ ６　３８９　１５９　３５６　８５６ワイヤー探触子１ｍｐｃｄａｎｓ９２２　 ３８９　１５６　４０２　８３９＋］”　１ｌｌＩｃｄａｎｓ　９７２　４１６ 　１５９　４０９　８７２−−１＃　電ｆｆｌ　Ｉｍｐｅｄａ、ｎｓ　５７，４ 　２３．４　９．６　２１．４　５１．４ワイヤー電極１＋＊ｐｃｄｇ、ｎｓ　 ５５．４　２３，４　９．６　２４，２　５０．４＋１”　ｔｉｉ　１ｍ　ｃｄ ｒＬＩ＋ｓ　５８．４　□２５．（し−９，６、２４，６５２，４人−ユ ｙ）五二白＝Ｚゴシ上コ」ニア（ｒ−立些了二βａＬ１ｇ二１１子填回 波の形式：　電流一定、角波、直流−ｃｏＩＩｉｐ、３５　Ｈｚ、２００ｕｓｅ ｃ、３０ｍＡプローブ：　平形、７７１６” 電極のデータ：　寸法：２”Ｘ５″ リードオ７セツト二　〇 裸リードワイヤー：　４−５７８” デル：ＲＧ−６２Ｄ 電極を過ぎる　電極に沿った場所 場所−、−−ｚ、５０二　−１，２５”　心＋１．２５−　＋２．５０”−１° 　を圧（Ｖ）　４．８　４，７　４．７　４．４　５．０ワイヤー　電圧（Ｖ） 　４．０　４，０　４，０　４，０　４，０土Ｖ−ｍ−−１圧℃■Ｌ−」、９　 ４，６　４，６　４，４　４．８−１”　探触子１ｍｐｃｄａｎｒ、　１４９　 １４６　１４６　１３６　１５６ワイヤー探触子Ｔｍｐｃｄａｎｓ　１２２　１ ２２　１２２　１２２　１２２±１”　Ｔ＠ｃｄａｎｉ　１５２　１４２　１４ ２　１３６　１４９−１”　ｊＩＩＬ極１糟ｐｃｄａｎｓ　９．０　８．８　８ ．８　８，２　９．４ワイヤー　電極１ｍｐｃｄａｒ＋ｓ　７．４　７．４　７ ．４　７．４　７．４刊″　極１ａ＋　ｃｄａｎ：、　９，２　８．６　８，６ 　８，２　９．０図１５と１６を検査すれば容易に分かるように、艮（延びた電 気分路はど電極の全表面を過ぎるインピーダンスに有意的に大きな均一性を生じ る。

図１７と１８に対応する表４と５は、夫れぐれ、長さが１．２インチの裸リード ワイヤーを備えた織布と、長さが約４インチの裸リードワイヤーを持つシャーシ ーニット編布を用いて、本発明に従って作られた楕円形の電極のインピーダンス を示す。先に指摘したように、織布は元来固有の均一なインピーダンス勾配を持 っている。しかし、表４に示されるように、ツヤ−ジ−ニット編布は均一なイン ピーダンス勾配を持たない。本発明によれば、均一なインピーダンスは、表４と ５のデータと図１７と１８に示される対応するプロットによって示されるように ニット編布を利用することによＩ）達成できる。

更に、均一なインピーダンスを達成するには、電気分路の裸リードワイヤーの良 さを変えて縦方向のインピーダンス勾配を制御することと、そして更に、ヤーン のステンレス鋼とポリエステルのブレンド比を変え、編みにツティング）の図柄 （パターン）を変えることによって横方向のインピーダンス勾配を制御すること の両方から初めて可能となることが発見された。例えば、図４に示されるダイヤ モンドニットは最高９屑迄のヤーンを持ち、結果として約５から１のＸ／Ｙイン ビーグンス比をもたらし、他方、慣用のシャーシーニットはヤーンが僅か２Ｍで 、インピーダンス化は１０〜１である。

波形：？！！流一定、角波、直流−ｃｏ畦、：（５１Ｔ７．、２００ｕｓｃｃ、 　３０ｍＡ探触子：　平形、直径７７１６″ 電極のデータ二　寸法＝　３″×５″ リードオフセツト二　〇 裸のワイヤー：　１．２” 電極全体のインピーダンス＝　２０オーム電極を過ぎる　電極に沿った場所 Ｌ　−２，５０ｈ−１，２５”　心　＋１．２５−　＋２．５０−−１．５”　 探触子１ｍｐｃｄａｎｓ　１２７　１２７　１２７ワイヤー探触子Ｔｍｐｃｃｌ ａｎｓ１２７　１２７　１．２７　１２７　１３０±Ｌｙニ一抹加１ｗ＋ｃｄａ ｎｓ　１３０　１３０　１３０に−ゲ ｇ−ｘｓ二　ｐｔｙｙｙヤーノー二ＬＬ／　４　”ワ（ヤ−のｌＬ訂１閑隨王ｌ こよるインビーＡと五雌区 波形：　電流一定、角波、直流−ｃａｍｐ、３５１−Ｌｘ、　２００ｕｓａｃ、 　３０ｍＡ探触子：　平形、直径７７１６” 電極のデータ：　寸法：３”Ｘ５” リードオ７セット二〇 Ｗ１重合体のインピーダンス＝　１２オーム電極を過ぎる　電極に沿った場所 賭−、−２，５０″−１，２５”　１痴−＋１．２５”　まζ嬰ニー１．５”　 探触子Ｔ＋ｎｐｃｄａｎｓ　＋４４　１４４　１４４ワイヤー探触子Ｔｍｐｃｄ ａｎｓ　１４４　１２４　１２４　１２４　１４４−＋１．．５ニ−ＭＪＡ子ｉ ｇｐｃｄｎｎ：　＋４４　１４４　１４４　−以上これ迄に、二）Ｈｉ！布）又 は織布を例に述べてきたが、導電性の布帛は同じくまた、いかなる形式の導電性 の材料であっても良く、例えば、導電性のプラスチックでも使用できる。本発明 は、異なる方向に沿って、夫れぐれに異なる抵抗率を持つ導電性材料と一緒に用 いるのに特に適しでいる。この場合、今までに記述したような電気分路を使用す ることは、均一な抵抗率を持つ電極を製作することを可能にする。重要なことは 、図１８に示されるように電極を過ぎる電流密度が簡単て選んだやり方で先端部 に行くシこ従って先細ｒ）ｌこなる、即ち、漸減するように電極の抵抗率をユー ザーの要゛求に合わせて仕立てられる、即ち、それによって従来技術の電極を使 用した時に経験するような緑ｇａ部の電流密度の大きな不連続性によってユーザ ーが感じる不快感を減少もしくは除去でさると言うことである。　（ＩＥＥＥ議 ｙｉｓｎ、ＥｎｇｉｎｃｃｒｉｎＦｌ　ｉｎ　ＭｅｄｉｃｉｎＣａｎｄ　Ｂｉｏ ｌｏｇｙ　５ｏｃｉｅｔｙ、９月１５−１７日、１９８４４ｊ、、１８７−１９ ０頁、Ｒｃｄｄｙ、　Ｃ，Ｈ，とＷｅｂｓＬｃｒ、　Ｊ。

Ｇ、を参照のこと）。

以上これ迄に、本発明による経皮的に電気で神経お上り／または筋肉を刺激する 柔軟な電極装置の特定の具体例に就いて、いかに有益に本発明が利用できるかを 例示する目的で記述してさたが、本発明がこれらの具体例によって限定されない ことは十分に認ａされるであろう。従って、当該技術に熟練した者ならば容易に 為し得るであろう総での修正法、変法、又はそれと等価の組み合わせは付属する 「請求の範囲」に定義される発明の権利範囲内にあると考えるべきである。

ｔ″Ｆｈ　Ｉ＝玲、　ｆ−、ｚちり１ 囃し千セ（ス　シ；・ｐ、　ｚｊら戸１手続補正書（方式）　５ １゜事件の表示 ２、発明の名称 インピーダンス補償を有する電気刺激の電極３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 氏　名　アクセルガード、ジエンス ４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 国際調査報告

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）導電性の布帛を伸張可能にすると共に、電気信号を患者の皮膚に直接 伝達することを可能にする導電性繊維からなる導電性の布帛、但し、該導電性の 布帛は中間に隙間領域を介在させた導電性繊維の縦横の配列からなり、該導電性 の布帛は異なる方向ごとに夫れぞれ異なる抵抗率を有し；（ｂ）該隙間領域の内 部と、経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔軟な電極を患者 の皮膚に接着すると共に電極と皮膚の間に導電的な接触を与える為に該布帛の一 側上に配置された柔軟な固体の導電性接着剤の手段； （ｃ）該導電性の布帛に沿って設けられた電気分路の手段、但し、該電気分路は 該電気分路の手段が無い場合よりも該導電性の布帛上の等距離に離れた任意の二 点問により均一な抵抗をもたらす為のものであり；（ｄ）該電気分路の手段に相 互連結すると共に、該導電性の布帛に電気信号を与える為に電気刺激装置に相互 連結するアダプターとしての電気のリード線の手段；及び （ｅ）導電性の布帛に沿って設けられた電気分路の手段を支持すると共に、導電 性の布帛との望ましくない電気的接触を防止する為に該導電性の布帛の別の一側 上に配置された非導電性シートの手段；以上の（ａ）〜（ｅ）の要素からなる経 皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔軟な電極。
2. ２．該導電性の布帛が導電性繊維の編布（ニット）であって、該導電性の布帛が 編布の横方向よりも編布の縦方向に沿ってより高い抵抗率を有する前記編布から なる請求の範囲第１項記載の柔軟な刺激電極。
3. ３．編布の縦方向に沿った抵抗率が編布の横方向に沿った抵抗率の最高で約２０ 倍である請求の範囲第２項記載の柔軟な刺激電極。
4. ４．該電気分路の手段が叉状分枝の葉脈を有する脈状に配置香れた複数のストラ ンドを含む請求の範囲第１項記載の柔軟な刺激電極。
5. ５．該電気分路の手段が羽状の網状葉脈を有する脈状に配置された複数のストラ ンドを含む請求の範囲第１項記載の柔軟な刺激電極。
6. ６．該電気分路の手段が掌（手のひら）状の網状葉脈を有する脈状に配置された 複数のストランドを含む請求の範囲第１項記載の柔軟な刺激電極。
7. ７．該電気分路の手段が平行葉脈を有する脈状に配置された複数のストランドを 含む請求の範囲第１項記載の柔軟な刺激電極。
8. ８．該電気分路の手段が該導電性の布帛の対向する一側上に配置きれ、該隙間領 域内に配置された柔軟な固体の導電性接着剤によって該対向する一側に対して導 電的に保持される請求の範囲第４，５，６又は７項に記載の柔軟な刺激電極。
9. ９．該電気分路の手段が約８ミクロンの直径を有するステンレス網ワイヤーのス トランドの複数からなる請求の範囲第８項記載の柔軟な刺激電極。
10. １０．（ａ）導電性の布帛を伸張可能にすると共に、電気信号の患者の皮膚への 直接伝達を可能にする導電性繊維の手段からなる導電性の布帛、但し、該導電性 の布帛は中間に隙間領域を介在させた導電性繊維の縦横の配列からなり； （ｂ）導電性の布帛を接着剤によって該本体に接着する時に、正方形、矩形及び 円形の群から選ばれる一つの形を有する導電性の布帛よりも本体端部の周囲およ び／または端部間で改良された一体性を可能にする為に該導電性の布帛の全体と しての形状を限定する手段、但し、該全体としての形状は該導電性の布帛の外周 に沿って向かい合う任意の二点間に異なる電気抵抗をもたらすものであり；（ｃ ）該導電性の布帛の外周に沿って向かい合う任意の二点間の電気抵抗を等しくす る為に該導電性の布帛に沿って配置された電気分路の手段；（ｄ）該隙間領域の 内部と、経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔軟な電極を患 者の皮膚に接着すると共に電極と皮膚間に導電性の接着を与える為に該導電性の 布帛の一側上に配置された柔軟な固体の導電性接着剤の手段； （ｃ）該電気分路の手段に相互連結すると共に、電気信号を該導電性の布帛に与 える為に電気刺激装置と相互連結するアダプターとしての電気リード線の手段； 及び （ｆ）導電性の布帛に沿って電気分路の手段を支持すると共に、導電性の布帛と の望ましくない電気的接触を防止する為に該導電性の布帛の別の一側上に配置さ れた非導電性シートの手段；以上の（ａ）〜（ｆ）の要素からなる経皮的に電気 で神経および／または筋肉を刺激する為の柔軟な電極。
11. １１．該導電性の布帛が縦方向と横方向では異なる抵抗率を有し、そして該電気 分路の手段が無い場合よりも該導電性布帛上の等距離に離れた任意の二点間でよ リ均一な抵抗をもたらす為に該導電性の布帛に沿って該電気分路が配置されてい る請求の範囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
12. １２．該電気分路の手段が脈状に配置された叉状分枝の葉脈を有する複数のスト ランドを含む請求の範囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
13. １３．該電気分路の手段が脈状に配置された羽状の網状葉脈を有する複数のスト ランドを含む請求の範囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
14. １４．該電気分路の手段が脈状に配置された掌（手のひら）状の網状葉脈を有す る複数のストランドを含む請求の範囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
15. １５．該電気分路の手段が脈状に配置された平行葉脈を有する複数のストテンド を含む請求の範囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
16. １６．該電極分路の手段が該導電性の布帛の対向する一側上に配置され、該隙間 領域の中に配置された柔軟な固体の導電性接着剤によって導電的に該対抗する一 側に対して保持される請求の範囲第１２，１３，１４又は１５項に記載の柔軟な 刺激電極。
17. １７．該電気分路の手段が約８ミクロンの直径を有するステンレス鋼ワイヤーの ストランドの複数からなる請求の範囲第１６項記載の柔軟な刺激電極。
18. １８．該導電性の布帛が編布の横方向よりも縦方向に沿ってより高い抵抗率を持 つ導電性繊維の編布からなる請求の範囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
19. １９．編布の縦方向に沿った抵抗率が横方向に沿った抵抗率の最高で約２０倍で ある請求の範囲第１８項記載の柔軟な刺激電極。
20. ２０．該導電性の布帛の全体としての形が蝶ネクタイに似た形からなる請求の範 囲第１０項記載の柔軟な刺激電極。
21. ２１．該導電性の布帛の全体としての形が楕円形からなる請求の範囲第１０項記 載の柔軟な刺激電極。
22. ２２．（ａ）導電性の布帛を伸張可能にすると共に、電気信号の患者の皮膚への 直接伝達を可能にする為の導電性の繊維からなる導電性の編布、但し、該導電性 の布帛は中間に隙間領域を介在させた導電性繊維の縦横の配列からなり、該導電 性の繊維は金属と非金属のストランドの混合物からなり、該編布は布帛に沿って 横方向に破られていない導電性の繊維と布帛に沿って縦方向に接合された導電性 の繊維を有し；（ｂ）該隙間領域内と、経皮的に電気で神経および／または筋肉 を刺激する為の柔軟な電極を患者の皮膚に接着すると共に電極と皮膚の問に導電 性の接着を与える為に該導電性の布帛の一側上に配置された柔軟な固体の導電性 接着剤の手段； （ｃ）該導電性の布帛と相互連結すると共に、電気信号を該導電性の布帛に与え る為に電気刺激装置と相互連結するアダプターとしての電気リード線の手段；及 び （ｄ）導電性の布帛に沿って設けられた電気分路の手段を支持すると共に、導電 性の布帛との望ましくない電気的接触を防止する為に該導電性の布帛の別の一側 上に配置された非導電性シートの手段；以上の（ａ）〜（ｄ）の要素からなる経 皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔軟な電極。
23. ２３．破れていない導電性の繊維が、接合された導電性繊維よりも少ない比率の 金属のストランドからなる請求の範囲第２２項記載の柔軟性の刺激電極。
24. ２４．金属のストランドがステンレス鋼からなり、非金属のストランドがポリエ ステルからなる請求の範囲２３項記載の柔軟な刺激電極。
25. ２５．ステンレス鋼が各導電性繊維の中のストランドの総本数の約５パーセント から約２５パーセントからなる請求の範囲第２４項記載の柔軟な刺激電極。
26. ２６．破れていない導電性繊維が内部のストランドの総本数の約１０パーセント から約５０パーセントからなり、接合された導電性繊維が内部のストランドの総 本数の約０パーセントから約２５パーセントからなる請求の範囲第２５項記載の 柔軟な刺激電極。
27. ２７．（ａ）電気信号を患者の皮膚に伝達する手段、但し、該手段は導電性の材 料からなり； （ｂ）該隙間領域の内部と、経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する 為の柔軟な電極を患者の皮膚に接着すると共に電極と皮膚の間に導電的接着を与 える為に該導電性材料の一側上に配置された柔軟な固体の導電性接着剤の手段； （ｃ）該電気分路の無い場合よりも該導電性材料の上の等距離に離れた任意の二 点間にもつと均一な抵抗をもたらす為に該導電性の材料に沿って配置された電気 分路の手段； （ｄ）該電気分路の手段に相互連結すると共に、電気信号を該導電性材料に伝え る為に電気刺激装置に相互連結するアダプターとしての電気リード線の手段；及 び （ｅ）導電性材料との望ましくない電気的接触を防止する為に該導電性材料の別 の一側上に配置された非導電性シートの手段；以上の（ａ）〜（ｅ）の要素から なる経皮的に電気で神経および／または筋肉を刺激する為の柔軟な刺激電極。
28. ２８．該導電性の材料が縦と横方向では夫れぞれ異なる抵抗率を有する請求の範 囲第２７項記載の柔軟な刺激電極。
29. ２９．該電気分路の手段が脈状に配置された叉状分枝の葉脈を有する複数のスト ランドを含む請求の範囲第２７項記載の柔軟な刺激電極。
30. ３０．該電気分路の手段が脈状に配置された羽状の網状葉脈を有する複数のスト ランドを含む請求の範囲第２７項記載の柔軟な刺激電極。
31. ３１．該電気分路の手段が脈状に配置された掌（手のひら）状の網状葉脈を有す る複数のストランドを含む請求の範囲第２７項記載の柔軟な刺激電極。
32. ３２．該電気分路の手段が脈状に配置された平行葉脈を有する複数のストランド を含む請求の範囲第２７項記載の柔軟な刺激電極。
33. ３３．該電気分路の手段が、導電性布帛の縁端部における望ましくない高い電流 密度を実質的に減少する為に、その末端が導電性布帛の縁端から選ばれた距離に 終わっている請求の範囲１，１０又は２２に記載の柔軟な刺激電極。
34. ３４．該電気分路の手段が、導電性材料の縁端部における望ましくない高い電流 密度を実質的に減少する為に、その末端が導電性材料の縁端から選ばれた距離に 終わっている請求の範囲第２７項記載の柔軟な刺激電極。