JPH09294815A - Transcranial electric stimulating device - Google Patents

Transcranial electric stimulating device

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Publication number
JPH09294815A
JPH09294815A JP10765196A JP10765196A JPH09294815A JP H09294815 A JPH09294815 A JP H09294815A JP 10765196 A JP10765196 A JP 10765196A JP 10765196 A JP10765196 A JP 10765196A JP H09294815 A JPH09294815 A JP H09294815A
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JP
Japan
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current
pulse
patient
electrode pairs
generators
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Application number
JP10765196A
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Japanese (ja)
Inventor
Haimobuichi Iechieru
ハイモヴィチ イェチエル
Azliel Kochubievski Felix
アズリエル コチュビエヴスキ フェリクス
Pyatigorskij Sergei
ピャチゴルスキ セルゲ
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transcranial electric stimulating device in which independently controlled electric currents are output from two electrode pairs. SOLUTION: A transcranial electric stimulating device 10 comprises two current generators 16, 18 for presenting an electric current, two electrode pairs 12, 14 removably fitted to the head skin of a patient, and a control unit 20 for independently controlling the respective current generators 16, 18. The respective electrode pairs 12, 14 are operated by the current generators 16, 18 special for the electrode pairs to output an independently controlled current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、頭蓋の電気刺激療
法に用いられる生体電気装置に関し、特に、無痛覚症や
それに似た症状を誘発するための経頭蓋電気刺激装置
( TCES )に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bioelectrical device used for cranial electrical stimulation therapy, and more particularly to a transcranial electrical stimulation device (TCES) for inducing analgesia and similar symptoms. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】脳の特定な部分に対する非侵襲性の生体
電気刺激が、痛みを鎮める効果を生じることは論証され
ている。特に、『視蓋前神経核』("The anterior pret
ectalnucleus", by H., Rees and M. H. T. Roberts, P
ain Volume 53, No. 2, May 2, 1993)の表題の記事の
説明によれば、無痛覚症は脳組織の恒常性エンドルフィ
ン作用機能を刺激することによって最も効果的に発症さ
せることが可能であることが論証されている。現在ま
で、経頭蓋電気刺激は、腰痛、頭痛、三叉神経痛、疱疹
後の神経痛、他の神経症の徴候等の急性及び慢性的な痛
みを治療するために用いられている。
BACKGROUND OF THE INVENTION It has been demonstrated that non-invasive bioelectrical stimulation of specific areas of the brain produces pain-relieving effects. In particular, "The anterior pretnucleus"
ectalnucleus ", by H., Rees and MHT Roberts, P
Ain Volume 53, No. 2, May 2, 1993) explains that analgesia can be most effectively developed by stimulating the homeostatic endorphin action function of brain tissue. It has been demonstrated that there is. To date, transcranial electrical stimulation has been used to treat acute and chronic pain such as low back pain, headache, trigeminal neuralgia, postherpetic neuralgia, and other signs of neurosis.

【0003】『ウサギの低周波電流密度結像』("Low F
requency Current Density Imagingin Rabbits" by M.
L. G. Joy, 1993 Annual Fall Meeting of the Biomedi
calEngineering Society, Memphis State University,
Memphis, Tennessee, October 21-24, 1993)と表題が
付された記事にも同様の論旨が述べられている。さら
に、『アルコール中毒患者の情動錯乱の治療のための経
頭蓋電気治療の管理』("The administration of trans
cranial electric treatment for affective disturban
ces therapy in alcoholic patients" by E. M. Krupit
sky, Drug andAlcohol Dependence, 27 (1991) 1-6, El
sevier Scientific Publishers Ireland Ltd.)と表題
が付された記事も同様である。
"Low-frequency current density imaging of rabbits"("Low F
requency Current Density Imaging in Rabbits "by M.
LG Joy, 1993 Annual Fall Meeting of the Biomedi
calEngineering Society, Memphis State University,
A similar theme is stated in an article titled Memphis, Tennessee, October 21-24, 1993). In addition, "The administration of transcranial electrotherapy for the treatment of emotional confusion in alcoholics"("The administration of trans
cranial electric treatment for affective disturban
ces therapy in alcoholic patients "by EM Krupit
sky, Drug and Alcohol Dependence, 27 (1991) 1-6, El
The same is true for articles titled sevier Scientific Publishers Ireland Ltd.).

【0004】生体電気刺激装置による治療処置は、個々
の治療効果を得るために必要な電流によって決定される
ため、この装置は電圧源よりも電流源を用いた場合によ
り効果的であることは良く知られている。電流源による
装置は、患者の頭皮上に付けられた電極の移動、電極と
患者の頭皮との間に導電媒体として用いられるゲルの乾
燥等から生じるインピーダンスの変化に対して、操作者
の手を煩わせずに適応可能である。
Since the therapeutic treatment by bioelectric stimulation devices is determined by the current required to obtain the individual therapeutic effect, this device is often more effective when using current sources than voltage sources. Are known. The device using a current source is designed so that the operator's hand is not affected by changes in impedance caused by movement of electrodes applied on the patient's scalp and drying of gel used as a conductive medium between the electrodes and the patient's scalp. It can be adapted without bothering.

【0005】中脳部分を横切る最も短い、ゆえに最も効
果的な経頭蓋路は、『中枢神経系へのパルス電流作用の
ための装置』("Device for Pulse Current Action on
Central Nervous System")と表題を付されたカストル
ビン( Kastrubin )への米国特許第 4,140,133 号にお
いて説明されたように、患者の頭蓋後部と額との間に存
在する。しかし、そのような経頭蓋路を結ぶ電極の配置
は、患者の頭蓋後部が剃られることを必要とする。ほと
んどの患者は、頭が剃られることを好まないため、一般
的には、二つの電極対が用いられる。通常、一方の電極
対が、患者の左乳頭様領域(left mastoid area)と額
とを結ぶ経頭蓋路の両端に、また、他方の電極対が、患
者の右乳頭様領域(right mastoid area)と額とを結ぶ
経頭蓋路の両端に配置される。この場合には、第一の電
極対が中脳の左側を、第二の電極対が中脳の右側を刺激
する。
The shortest and therefore most effective transcranial tract across the midbrain is the "Device for Pulse Current Action on".
Central Nervous System ") and is present between the patient's posterior skull and forehead, as described in U.S. Pat. No. 4,140,133 to Kastrubin. However, such transcranial tract The placement of the electrodes that connect the two requires that the patient's posterior skull be shaved, since most patients do not like to have their head shaved, two electrode pairs are commonly used, usually. One pair of electrodes is at both ends of the transcranial tract connecting the patient's left mastoid area and the forehead, and the other pair of electrodes is the patient's right mastoid area and the forehead. It is placed at both ends of the transcranial tract connecting to, where the first pair of electrodes stimulates the left side of the midbrain and the second pair of electrodes stimulates the right side of the midbrain.

【0006】従って図1で示されるように、従来の TCE
S 装置には、電流源に基づく信号発生器が含まれ、前述
のように患者の頭皮に着脱可能に付けられた二つの電極
対に、矩形パルスの電気信号が送られる。さらに、TCES
装置には、パルスの平均電流振幅を調節する、ユーザ
ー・インターフェースをもつ制御ユニットが含まれる。
尚、このパルスは、およそ 77 ヘルツの周波数で与えら
れる。
Therefore, as shown in FIG. 1, the conventional TCE
The S device includes a signal generator based on a current source, which sends a rectangular pulse electrical signal to two electrode pairs removably attached to the patient's scalp as described above. In addition, TCES
The device includes a control unit with a user interface for adjusting the average current amplitude of the pulse.
Note that this pulse is given at a frequency of approximately 77 Hertz.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の TCES 装置の大
きな欠点は、二つの電極対に並列に接続された信号発生
器にある。このことは、患者の中脳部分の左側と右側と
の、生理的な、また構造的な違いや、導電媒体の品質の
違い等から生じた左右の異なるインピーダンスのため、
医師が、個々の電極電流を全くコントロールできないこ
とを意味している。図1から明らかなように、この例に
おいては、右側の電極対を通過する電流は、左側の電極
対を通過する電流よりも大きい。
A major drawback of the conventional TCES device is the signal generator connected in parallel to the two electrode pairs. This is because of the different impedances on the left and right sides of the patient's midbrain area, which are caused by physiological and structural differences and differences in the quality of the conductive medium.
This means that the doctor has no control over the individual electrode currents. As is apparent from FIG. 1, in this example, the current passing through the right electrode pair is larger than the current passing through the left electrode pair.

【0008】この並列結線は、左側経頭蓋路と右側経頭
蓋路とを通過するパルスの分割に対して何らコントロー
ルをもたないことをも意味する。それゆえ、信号発生器
は矩形パルスを提供するが、図2 と図3とに示された
ように、右側及び左側の電極対から出されるパルスの分
割部分には、不確定な形状が観られる。
This parallel connection also means that there is no control over the splitting of the pulse passing through the left and right transcranial tracts. Therefore, the signal generator provides a rectangular pulse, but as shown in FIGS. 2 and 3, the uncertain shape is seen in the split portion of the pulse emitted from the right and left electrode pairs. .

【0009】概して、従来の TCES 装置のデザインで
は、医師に電流振幅値を、所望の治療効果を得るために
必要な値以上の設定にさせてしまうことがしばしば起こ
る。その結果、 TCES 装置のあるべき姿とは裏腹に、治
療処置中に多くの患者が焼かれる感じがすると不平を言
うことになる。
In general, the design of conventional TCES devices often causes the physician to set the current amplitude value above the value needed to obtain the desired therapeutic effect. As a result, contrary to what the TCES device should look like, many patients complain that they feel burning during the treatment procedure.

【0010】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、従来の TCES 装置の上記欠点を克服する
経頭蓋電気刺激装置( TCES )を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a transcranial electrical stimulator (TCES) that overcomes the above-mentioned drawbacks of conventional TCES devices.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、(a)
少なくとも二つの、電流を提供する電流発生器と、
(b)少なくとも二つの、患者の頭皮へ着脱可能に取り
付けられる電極対と、(c)二つの電極対の各々から、
独立に調節された電流を得るために、二つ電流発生器の
各々を独立に制御する制御手段とから構成される経頭蓋
電気刺激装置が提供される。尚、電流はパルスを含み、
各電極対はその電極対専用の電流発生器によって作動さ
れる。
According to the present invention, (a)
At least two current generators providing current,
(B) at least two electrode pairs removably attached to the patient's scalp, and (c) each of the two electrode pairs,
A transcranial electrical stimulator is provided which comprises a control means for independently controlling each of the two current generators to obtain independently regulated currents. Note that the current includes pulses,
Each electrode pair is operated by a current generator dedicated to that electrode pair.

【0012】さらに本発明は、制御手段がパルスの電流
振幅を調節することを特徴とする。本発明は、また、制
御手段がパルスの幅を調節することを特徴とする。本発
明は、さらに、制御手段がパルスの周波数を調節するこ
とを特徴とする。本発明は、また、パルスがほぼ矩形で
あることを特徴とする。本発明は、さらに、パルスが平
滑な電流に重ねられることを特徴とする。
Furthermore, the invention is characterized in that the control means adjust the current amplitude of the pulse. The invention is also characterized in that the control means adjust the pulse width. The invention is further characterized in that the control means adjusts the frequency of the pulse. The invention is also characterized in that the pulses are substantially rectangular. The invention is further characterized in that the pulse is superimposed on a smooth current.

【0013】本発明は、さらに、電流が純量ゼロ電荷の
電流であり、負の平滑電流振幅と、連続するパルス間の
幅との積が、正のパルス電流振幅とパルス幅との積に等
しいことを特徴とする。本発明は、また、電流が、経時
変化する電気刺激電流であり、患者の恒常性エンドルフ
ィン作用が機能する中脳組織を通過し易いことを特徴と
する。本発明は、さらに、少なくとも二つの電流発生器
の各々が、両側の電流源を含むことを特徴とする。
The invention further provides that the current is a net zero charge current and the product of the negative smoothed current amplitude and the width between successive pulses is the product of the positive pulse current amplitude and the pulse width. Characterized by equality. The invention is also characterized in that the current is a time-varying electrical stimulation current, which easily passes through the mesencephalic tissue in which the homeostatic endorphin action of the patient functions. The invention is further characterized in that each of the at least two current generators comprises a bilateral current source.

【0014】本発明は、さらに、装置が、(d)上記の
少なくとも二つの電流発生器を作動する蓄電池と、
(e)蓄電池を充電するための外部電源に接続されたコ
ネクタ、あるいは、二つの電流発生器へ二つの電極対を
接続するコネクタを受容するポートとから構成されるこ
とを特徴とする。本発明は、さらに、ポートは、少なく
とも三つのピンを含み、このうちの二つのピンが外部電
源に蓄電池を接続するために用いられることを特徴とす
る。本発明は、さらに、ポートは、少なくとも三つのピ
ンを含み、このうちの二つのピンが二つの電極対に二つ
電流発生器を接続するために用いられることを特徴とす
る。
The invention further provides that the device comprises: (d) a battery for operating at least two current generators as described above,
(E) It is characterized by comprising a connector connected to an external power source for charging the storage battery, or a port for receiving a connector for connecting two electrode pairs to two current generators. The invention is further characterized in that the port comprises at least three pins, two of which are used for connecting the storage battery to an external power supply. The invention is further characterized in that the port comprises at least three pins, two of which are used to connect two current generators to two electrode pairs.

【0015】また、本発明により、(a)蓄電池と、
(b)蓄電池によって駆動される処理手段と、(c)蓄
電池を充電するための外部電源に接続されたコネクタ、
あるいは、処理手段を出力装置に接続するコネクタを受
容するポートとから構成される装置が提供される。本発
明は、さらに、ポートは、少なくとも三つのピンを含
み、このうちの二つピンが外部電源に蓄電池を接続する
ために用いられることを特徴とする。本発明は、また、
ポートは、少なくとも三つのピンを含み、このうちの二
つピンが処理手段を出力装置に接続するために用いられ
ることを特徴とする。
According to the present invention, (a) a storage battery,
(B) a processing means driven by the storage battery, and (c) a connector connected to an external power supply for charging the storage battery,
Alternatively, a device is provided that comprises a port that receives a connector that connects the processing means to the output device. The invention is further characterized in that the port comprises at least three pins, two of which are used for connecting the storage battery to an external power supply. The present invention also provides
The port is characterized in that it comprises at least three pins, two of which are used for connecting the processing means to the output device.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明による経頭蓋電気刺
激装置の原理及び作動を、図を参照して説明する。図5
は、10と符号が付された経頭蓋電気刺激装置(TCES)
を示す。これは、患者に経頭蓋電気刺激治療を行うため
に本発明に基づいて製作され作動するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The principle and operation of the transcranial electrical stimulation apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
Is a Transcranial Electrical Stimulator (TCES) numbered 10
Is shown. It is constructed and operated in accordance with the present invention to provide transcranial electrical stimulation therapy to a patient.

【0017】この TCES 装置10には、着脱可能に患者
の頭皮に取り付けられる複数の電極対12、14が設け
られている。この実施の形態においては、二つの電極対
12、14が用いられているが、患者に対して行われる
治療によっては、三つ、あるいはそれ以上の電極対を設
けてもよい。電極対12は、患者の頭皮、左乳頭様領域
へ着脱可能に取り付けられる電極12Aと、患者の額左
側へ着脱可能に取り付けられる電極12Bとから構成さ
れる。同様に、電極対14は、患者の頭皮、右乳頭様領
域へ着脱可能に取り付けられる電極14Aと、患者の額
右側へ着脱可能に取り付けられる電極14Bとから構成
される。通常、電極12B、14Bは単一の電極として
結合されるものである。
The TCES device 10 is provided with a plurality of electrode pairs 12 and 14 which are detachably attached to the scalp of a patient. Although two electrode pairs 12, 14 are used in this embodiment, three or more electrode pairs may be provided depending on the treatment to be performed on the patient. The electrode pair 12 is composed of an electrode 12A that is detachably attached to the patient's scalp and the left papillary region, and an electrode 12B that is detachably attached to the left side of the patient's forehead. Similarly, the electrode pair 14 is composed of an electrode 14A that is detachably attached to the patient's scalp and the right nipple-like region, and an electrode 14B that is detachably attached to the patient's right side of the forehead. Typically, electrodes 12B and 14B are combined as a single electrode.

【0018】さらに、 TCES 装置10には電極対と同数
の電流発生器が設けられ、各々の電極対12、14に電
極対専用の電流発生器が充てられている。これが本発明
の特徴であり、この場合、電流発生器16が電極対12
を作動し、電流発生器18が電極対14を作動する。こ
れら電流発生器16、18は、マイクロプロセッサに基
づく制御ユニット20の制御下にある DC/DC 電圧変換
器19から電源を得ている。このため、電気的に患者へ
危険が生じた場合、制御ユニット20は、 DC/DC 電圧
変換器19から送られる電圧を断つことが可能である。
Further, the TCES device 10 is provided with the same number of current generators as the electrode pairs, and each electrode pair 12, 14 is provided with a current generator dedicated to the electrode pair. This is a feature of the present invention, in which the current generator 16 causes the electrode pair 12 to
And the current generator 18 activates the electrode pair 14. These current generators 16, 18 are powered by a DC / DC voltage converter 19 under the control of a microprocessor-based control unit 20. For this reason, the control unit 20 can cut off the voltage sent from the DC / DC voltage converter 19 in case of electrical danger to the patient.

【0019】図6〜8に示すように、無痛覚症を誘発す
るために電流発生器16、18から出力される電流 Ito
t は、二つの電流、 Ism と付された平滑な電流と、 Ip
ulsと付されたほぼ矩形のパルス電流との和である( It
ot = Ism + Ipuls )。平滑な電流 Ism は、電位ゼロの
電流(図6参照)、正の電流(図7)、あるいは負の電
流(図8)からなり、パルス電流 Ipuls は正の電流か
らなる。これは、正の電流が電極12B、14Bから電
極12A、14Aへ流れ、負の電流が電極12A、14
Aから電極12B、14Bへ流れるとする慣習に従って
いる。負の電流を通すことにより、組識中に純量ゼロ電
荷の電流の発生が可能となる。
As shown in FIGS. 6 to 8, the current Ito output from the current generators 16 and 18 for inducing analgesia.
t is two currents, a smooth current labeled Ism, and Ip
It is the sum of uls and a nearly rectangular pulse current (It
ot = Ism + Ipuls). The smooth current Ism consists of a zero potential current (see FIG. 6), a positive current (FIG. 7), or a negative current (FIG. 8), and the pulse current Ipuls consists of a positive current. This is because a positive current flows from the electrodes 12B and 14B to the electrodes 12A and 14A, and a negative current flows to the electrodes 12A and 14A.
It follows the convention of flowing from A to the electrodes 12B, 14B. By passing a negative current, it is possible to generate a net amount of zero-charge current during the tissue.

【0020】制御ユニット20には、平滑な電流の電流
値、平滑な電流に対するパルスの電流振幅、パルスの存
続時間及びパルスの周波数といったパラメータの調節を
可能にするユーザー・インターフェース22が設けられ
ている。従って、本発明の TCES 装置10の各電流発生
器16、18は、独立に制御可能な電流を患者へ与える
ことが可能である。通常、平均電流振幅 Iev は、25
μAから 4mAの範囲内に、パルス幅は3ミリセカン
ドから4ミリセカンドの範囲内に、パルス周波数は75
ヘルツから85ヘルツの範囲内になる。
The control unit 20 is provided with a user interface 22 which allows adjustment of parameters such as the current value of the smooth current, the current amplitude of the pulse for the smooth current, the duration of the pulse and the frequency of the pulse. . Therefore, each current generator 16, 18 of the TCES device 10 of the present invention is capable of providing an independently controllable current to the patient. Normally, the average current amplitude Iev is 25
Within the range of μA to 4 mA, the pulse width is within the range of 3 ms to 4 ms, and the pulse frequency is 75
It is in the range of Hertz to 85 Hertz.

【0021】それゆえ、ユーザー・インターフェース2
2には、電極対12から出る電流を調整する四つの制御
器、第一に、平滑な電流の振幅を調節する平滑電流振幅
制御器24、第二に、パルスの電流振幅を調節するパル
ス電流振幅制御器26、第三に、パルス幅を調節するパ
ルス幅制御器28、第四に、パルス周波数を調節するパ
ルス周波数制御器30が設けられている。さらに、ユー
ザー・インターフェース22には、電極対14から出る
電流を調整する、平滑電流振幅制御器32、パルス電流
振幅制御器34、パルス幅制御器36及びパルス周波数
制御器38が同様に設けられている。
Therefore, the user interface 2
2 is a four controller for adjusting the current output from the electrode pair 12, first is a smoothing current amplitude controller 24 for adjusting the amplitude of the smooth current, and second is a pulse current for adjusting the current amplitude of the pulse. An amplitude controller 26, a pulse width controller 28 for adjusting the pulse width, and a pulse frequency controller 30 for adjusting the pulse frequency are provided. In addition, the user interface 22 is also provided with a smoothing current amplitude controller 32, a pulse current amplitude controller 34, a pulse width controller 36 and a pulse frequency controller 38 for adjusting the current flowing out of the electrode pair 14. There is.

【0022】ユーザー・インターフェース22には、 T
CES 装置10の作動モードを設定するセレクタスイッチ
40が設けられるのが好ましい。このセレクタスイッチ
40は、通常、三つの基礎作動モードを可能にするもの
である。第一の作動モードは、電流発生器16を制御す
る制御器24〜30と電流発生器18を制御する制御器
32〜38との設定を必要とし、第二の作動モードは、
図8を参照して次に説明されるが、純量ゼロ電荷の電流
を与えるためのものである。第三の作動モードは、経時
変化する電気刺激電流を与えるためのもので、この電流
には、以下に図9〜11を参照して説明されるが、患者
の、恒常性エンドルフィン作用を有する中脳組織を通過
し易い性質がある。
The user interface 22 has a T
A selector switch 40 is preferably provided which sets the operating mode of the CES device 10. This selector switch 40 normally enables three basic operating modes. The first operating mode requires the setting of the controllers 24 to 30 controlling the current generator 16 and the controllers 32 to 38 controlling the current generator 18, and the second operating mode is
As will now be described with reference to FIG. 8, it is for providing a net zero charge current. The third mode of operation is to provide a time-varying electrical stimulation current, which, as described below with reference to Figures 9-11, has a homeostatic endorphin effect in the patient. It has the property of easily passing through brain tissue.

【0023】従来、純量ゼロ電荷の電流は、連続なパル
スの極性を逆にすることによって得られている。しか
し、この従来のものに比べ、本発明による純量ゼロ電荷
の電流は、負の平滑電流振幅と、連続なパルス間の幅と
の積が、正のパルス電流振幅とパルス幅との積に等しい
ことを保証することによって得られるものである。この
作動モードは、各電流発生器16、18を、両側へ作用
する電流源とし、平滑電流の負の電流値を、正のパルス
電流の振幅、パルス周波数及びパルス幅に基づいて決定
することによって達成される。
Conventionally, a net zero charge current has been obtained by reversing the polarity of successive pulses. However, compared to this conventional one, the current of the net zero charge according to the present invention is such that the product of the negative smoothing current amplitude and the width between consecutive pulses is the product of the positive pulse current amplitude and the pulse width. It is obtained by guaranteeing equality. This mode of operation is such that each current generator 16, 18 is a current source acting on both sides, and the negative current value of the smoothing current is determined based on the amplitude, pulse frequency and pulse width of the positive pulse current. To be achieved.

【0024】図9〜11から明らかなように、 TCES 装
置10のさらなる特徴は、電流発生器16、18から、
経時変化可能な電気刺激電流が得られることにある。こ
の電流は、患者の、恒常性エンドルフィン作用を有する
中脳組織を通過する性質をもつため、比較的に狭い経頭
蓋路に沿って中脳を通過する一般の時定数電流に比べ、
中脳を刺激し易い。特に、図11に示されるように、電
流発生器16、18からは、通常、等しい振幅を有す
る、異位相あるいは直角位相に変調された電流が出力さ
れ、これらの合成電流が通過電流IΣとして作用する。
As is apparent from FIGS. 9-11, a further feature of the TCES device 10 is that the current generators 16, 18
This is to obtain an electric stimulation current that can change with time. This current has the property of passing through the mesencephalic tissue of the patient, which has homeostatic endorphin action, so compared with the general time constant current passing through the midbrain along a relatively narrow transcranial tract,
Easy to stimulate the midbrain. In particular, as shown in FIG. 11, the current generators 16 and 18 usually output currents having equal amplitudes, which are modulated in different phases or quadrature phases, and the combined currents thereof are passed currents IΣ. To work.

【0025】TCES 装置10には、さらに、各々の電極
対12、14を介して患者に与えられた実際の電流値 I
tot を測定する電流モニタ42、44が設けられてい
る。電流モニタ42は、電流発生器16から出力される
電流のリアルタイム測定を可能にし、制御ユニット20
へフィードバックを提供する。これにより、制御ユニッ
ト20は、必要ならばアラ−ムを作動する。同様に、電
流モニタ44は、電流発生器18から出力される電流の
リアルタイム測定を可能にし、制御ユニット20へフィ
ードバックを提供する。これにより、制御ユニット20
は、もし必要ならばアラ−ムを作動する。 TCES 装置1
0には、さらに、所定の治療処置やデ−タ記録を記憶す
る、持久性を有するメモリ46、治療処置の継続時間を
設定するタイマ48、治療処置効率の判定を容易にす
る、多くのバイオフィードバックセンサが設けられるの
が好ましい。一般的なバイオフィードバックセンサに
は、呼吸数センサ、血圧センサ、心拍数センサ、表皮抵
抗センサ、体温センサ等がある。
The TCES device 10 is further equipped with an actual current value I given to the patient via each electrode pair 12,14.
Current monitors 42 and 44 for measuring tot are provided. The current monitor 42 enables real-time measurement of the current output from the current generator 16 and controls the control unit 20.
Provide feedback to. This causes the control unit 20 to activate the alarm if necessary. Similarly, current monitor 44 enables real-time measurement of the current output from current generator 18 and provides feedback to control unit 20. Thereby, the control unit 20
Activates the alarm if needed. TCES device 1
Further, in 0, a memory 46 having endurance for storing a predetermined treatment and data record, a timer 48 for setting the duration of the treatment, and many bios for facilitating the determination of the treatment efficiency. A feedback sensor is preferably provided. Typical biofeedback sensors include respiratory rate sensors, blood pressure sensors, heart rate sensors, epidermal resistance sensors, body temperature sensors and the like.

【0026】また、 TCES 装置10の特徴は、治療中に
患者への電気ショックの危険を防ぐ斬新な電気回路設計
がなされていることにある。この電気回路には、患者に
与えられる電気パルスのエネルギーを提供する蓄電池5
0と、外部電源から蓄電池50を充電するために、ある
いは電極対12、14を作動するために用いられるポー
ト52とが含まれている。このポート52は、外部電源
に蓄電池50を接続するコネクタ、あるいは、各電極対
12、14を電流発生器16、18に接続するコネクタ
を受けることができる。本例では、ポート52は五つの
ピンを有し、このうちの二つのピンは、外部電源へ蓄電
池50を接続するために用いられ、三つのピンは、電極
対12、14を各々の電流発生器16、18に接続する
ために用いられる。さらに、ポート52には、例えば通
信目的のために、もっと多くのピンが設けられてもよ
い。
The TCES device 10 is also characterized by a novel electric circuit design that prevents the risk of electric shock to the patient during treatment. In this electric circuit, a storage battery 5 that provides energy of electric pulses given to the patient
0 and a port 52 used to charge the storage battery 50 from an external power source or to operate the electrode pairs 12,14. The port 52 can receive a connector for connecting the storage battery 50 to an external power source or a connector for connecting the electrode pairs 12, 14 to the current generators 16, 18. In the present example, the port 52 has five pins, two of which are used to connect the storage battery 50 to an external power source, and three pins connect the electrode pairs 12, 14 to each current source. It is used to connect to the devices 16 and 18. Furthermore, the port 52 may be provided with more pins, eg for communication purposes.

【0027】上記の斬新な電気回路設計は、ユーザーが
電気ショックの危険に直面する可能性のある種々の装置
に実行されているものであり、このような装置には、ウ
オ−クマン装置、EEGモニタ、ECGモニタ等があ
る。どの装置も、装置へ特有な処理手段と、少なくとも
三つのピンをもつポートとを有し、これらのピンのう
ち、二つが外部電源に蓄電池を接続するために用いら
れ、二つが処理手段を出力装置に接続するために用いら
れる。ポートが三つのピンをもつ場合は、一つのピンが
両目的のために用いられる。
The novel electrical circuit design described above has been implemented in various devices in which a user may be at risk of electric shock, such devices including Walkman devices, EEG. There are monitors, ECG monitors and the like. Every device has a processing means specific to the device and a port with at least three pins, two of these pins are used to connect the accumulator to an external power source and two output processing means. Used to connect to the device. If the port has three pins, one pin is used for both purposes.

【0028】次に、TCES 装置10の操作を説明する。
まず、電極対12、14を患者の頭皮に着脱可能に取り
付ける。次に、医師は作動モードを設定する。例えば、
第一作動モードを選ぶためにセレクタスイッチ40を操
作する。この場合は、電極対12から得られる電流を調
節するために、平滑電流振幅制御器24、パルス電流振
幅制御器26、パルス幅制御器28及びパルス周波数制
御器30を設定する。同様に、電極対14から得られる
電流を調節するために、平滑電流振幅制御器32、パル
ス電流振幅制御器34、パルス幅制御器36及びパルス
周波数制御器38を設定する。または、この設定の代わ
りに、持久性メモリ46から所定の治療処置を選んでも
よい。次に、タイマ48をセットする。治療中、医師
は、センサからのフィードバックによって治療処置の効
率を判定し、電流発生器16、18から出力される電流
を微妙に調整する。
Next, the operation of the TCES device 10 will be described.
First, the electrode pairs 12 and 14 are detachably attached to the scalp of the patient. The doctor then sets the operating mode. For example,
The selector switch 40 is operated to select the first operation mode. In this case, the smoothing current amplitude controller 24, the pulse current amplitude controller 26, the pulse width controller 28, and the pulse frequency controller 30 are set in order to adjust the current obtained from the electrode pair 12. Similarly, the smoothing current amplitude controller 32, the pulse current amplitude controller 34, the pulse width controller 36, and the pulse frequency controller 38 are set in order to adjust the current obtained from the electrode pair 14. Alternatively, instead of this setting, a predetermined treatment procedure may be selected from the endurance memory 46. Next, the timer 48 is set. During treatment, the doctor determines the efficiency of the treatment procedure by feedback from the sensor and finely adjusts the current output from the current generators 16,18.

【0029】限られた実施の形態にて説明されたが、本
発明は、多くの変型、改良、他の応用が可能であること
は明らかである。
Although described in a limited number of embodiments, it will be appreciated that the invention is capable of many variations, modifications and other applications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】並列に接続された二つの電極対に電流を与える
単一電流発生器を有する従来のTCES 装置を示す。
FIG. 1 shows a conventional TCES device with a single current generator that provides current to two electrode pairs connected in parallel.

【図2】従来の TCES 装置の電流発生器によって得られ
る矩形パルスを示す。
FIG. 2 shows a rectangular pulse obtained by a current generator of a conventional TCES device.

【図3】左側の電極対から出るパルスを示す。FIG. 3 shows pulses emanating from the left electrode pair.

【図4】右側の電極対から出るパルスを示す。FIG. 4 shows pulses emanating from the right electrode pair.

【図5】本発明による TCES 装置の好適実施例のブロッ
ク線図である。
FIG. 5 is a block diagram of a preferred embodiment of a TCES device according to the present invention.

【図6】本発明の TCES 装置によって得られる電気信号
を示す。
FIG. 6 shows the electrical signal obtained by the TCES device of the present invention.

【図7】本発明の TCES 装置によって得られる電気信号
を示す。
FIG. 7 shows the electrical signal obtained by the TCES device of the present invention.

【図8】本発明の TCES 装置によって得られる電気信号
を示す。
FIG. 8 shows electrical signals obtained by the TCES device of the present invention.

【図9】経時変化する電気刺激信号が、患者の恒常性エ
ンドルフィン作用を有する中脳組織を通過し易い本発明
の TCES 装置の作動モードを示す。
FIG. 9 shows a mode of operation of the TCES device of the present invention in which a time-varying electrical stimulation signal is more likely to pass through homeostatic endorphin-active midbrain tissue of a patient.

【図10】経時変化する電気刺激信号が、患者の恒常性
エンドルフィン作用を有する中脳組織を通過し易い本発
明の TCES 装置の作動モードを示す。
FIG. 10 shows a mode of operation of the TCES device of the present invention in which a time-varying electrical stimulation signal is more likely to pass through a homeostatic endorphin-active midbrain tissue of a patient.

【図11】経時変化する電気刺激信号が、患者の恒常性
エンドルフィン作用を有する中脳組織を通過し易い本発
明の TCES 装置の作動モードを示す。
FIG. 11 shows a mode of operation of the TCES device of the present invention in which a time-varying electrical stimulation signal is more likely to pass through homeostatic endorphin-active midbrain tissue of a patient.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 経頭蓋電気刺激装置( TCES 装置) 12、14 電極対 16、18 電流発生器 19 DC/DC電圧変換器 20 制御ユニット 22 ユーザー・インターフェース 24〜38 制御器 40 セレクタスイッチ 44 電流モニタ 46 メモリ 48 タイマ 50 蓄電池 52 ポート 10 Transcranial electrical stimulator (TCES device) 12, 14 Electrode pair 16, 18 Current generator 19 DC / DC voltage converter 20 Control unit 22 User interface 24-38 Controller 40 Selector switch 44 Current monitor 46 Memory 48 Timer 50 storage battery 52 ports

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596058982 セルゲ ピャチゴルスキ イスラエル、エルサレム、ギロ、304/35 マルガリト (72)発明者 イェチエル ハイモヴィチ イスラエル国、ネス ジオナ 70400、ハ タヤシム ストリート 15 (72)発明者 フェリクス アズリエル コチュビエヴス キ イスラエル国、レホヴォト、モシェ ミズ ラチ 4/1 (72)発明者 セルゲ ピャチゴルスキ イスラエル国、エルサレム、ギロ、マルガ リト 304/35 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 596058982 Serge Geyatigorski Israel, Jerusalem, Giro, 304/35 Margarito (72) Inventor Jechiel Hymovich Israel, Nes Ziona 70400, Hatayashim Street 15 (72) Inventor Felix Azriel Kochubievski Israel, Rehovot, Moshe Mizurachi 4/1 (72) Inventor Serge Pyatigorski Israel, Jerusalem, Giro, Margarito 304/35

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)少なくとも二つの、パルスを含む
電流を提供する電流発生器と、 (b)少なくとも二つの、患者の頭皮へ着脱可能に取り
付けられる電極対と、 (c)前記少なくとも二つの電流発生器の各々を調整制
御する制御手段とからなる、患者の脳の特定な部分に電
気刺激を与える経頭蓋電気刺激装置であって、 前記少なくとも二つの電極対の各々は前記電流発生器の
一つによって独立に作動され、前記少なくとも二つの電
極対の各々は、患者の脳の特定な部分を通過するように
全体的に調節された電流を出力することを特徴とする経
頭蓋電気刺激装置。
1. (a) at least two current generators for providing a current containing pulses; (b) at least two electrode pairs removably attached to the scalp of a patient; (c) said at least two; A transcranial electrical stimulator for electrically stimulating a specific part of the brain of a patient, comprising: a control means for regulating and controlling each of the two current generators, wherein each of the at least two electrode pairs is the current generator. Independently activated, each of the at least two electrode pairs outputting a current that is globally regulated to pass through a particular portion of a patient's brain. apparatus.
【請求項2】 前記制御手段が前記パルスの電流振幅を
調節することを特徴とする請求項1記載の装置。
2. The apparatus of claim 1 wherein said control means adjusts the current amplitude of said pulse.
【請求項3】 前記制御手段が前記パルスの幅を調節す
ることを特徴とする請求項1記載の装置。
3. The apparatus of claim 1, wherein the control means adjusts the width of the pulse.
【請求項4】 前記制御手段が前記パルスの周波数を調
節することを特徴とする請求項1記載の装置。
4. The apparatus of claim 1, wherein the control means adjusts the frequency of the pulse.
【請求項5】 前記パルスが平滑な電流に重ねられるこ
とを特徴とする請求項1記載の装置。
5. The apparatus of claim 1, wherein the pulse is superimposed on a smooth current.
【請求項6】 前記パルスがほぼ矩形であることを特徴
とする請求項1記載の装置。
6. The apparatus of claim 1, wherein the pulse is substantially rectangular.
【請求項7】 前記電流が純量ゼロ電荷の電流であり、
負の平滑電流振幅と、連続なパルス間の幅との積が、正
のパルス電流振幅とパルス幅との積に等しいことを特徴
とする請求項1記載の装置。
7. The current is a net zero charge current,
2. The apparatus of claim 1, wherein the product of the negative smoothed current amplitude and the width between successive pulses is equal to the product of the positive pulsed current amplitude and the pulse width.
【請求項8】 前記電流が、患者の、恒常性エンドルフ
ィン作用を有する中脳組織を通過し易い、経時変化する
電気刺激電流であることを特徴とする請求項1記載の装
置。
8. The device according to claim 1, wherein the electric current is a time-varying electrical stimulation current that easily passes through the midbrain tissue of the patient having homeostatic endorphin action.
【請求項9】 前記少なくとも二つの電流発生器の各々
が両側の電流源を含むことを特徴とする請求項1記載の
装置。
9. The apparatus of claim 1, wherein each of the at least two current generators includes a bilateral current source.
【請求項10】 (d)上記少なくとも二つの電流発生
器を駆動する蓄電池と、 (e)蓄電池を充電するための外部電源に接続されたコ
ネクタ、あるいは前記少なくとも二つの電流発生器へ前
記少なくとも二つの電極対を接続するコネクタのいずれ
かを受容する、前記蓄電池に接続されたポートとからな
ることを特徴とする請求項1記載の装置。
10. (d) a storage battery for driving the at least two current generators, (e) a connector connected to an external power source for charging the storage batteries, or the at least two current generators to the at least two current generators. The device of claim 1 comprising a port connected to the storage battery for receiving any of the connectors connecting one electrode pair.
【請求項11】 前記ポートが少なくとも三つのピン
を有し、前記少なくとも三つのピンの二つは、前記外部
電源へ前記蓄電池を接続するために用いられることを特
徴とする請求項10記載の装置。
11. The apparatus of claim 10, wherein the port has at least three pins, two of the at least three pins being used to connect the accumulator to the external power source. .
【請求項12】 前記ポートが少なくとも三つのピン
を有し、前記少なくとも三つのピンの二つは、前記少な
くとも二つの電極対に前記少なくとも二つの電流発生器
を接続するために用いられることを特徴とする請求項1
0記載の装置。
12. The port has at least three pins, two of the at least three pins being used to connect the at least two current generators to the at least two electrode pairs. Claim 1
The apparatus of claim 0.
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