JPH1057504A - 機能的電気刺激装置における刺激電極の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 刺激電極と受信機との接続作業に熟練を必要
とせず、作業時間の短縮を図り、かつ小型化を図る。 【解決手段】 刺激電極１８の一端には電極ピン１９が
圧着され、他端は患者の刺激部位に固定され、電極ピン
１９は貫通針によって受信機側まで患者の皮下を通して
導かれる。中継用コネクタ１２は刺激出力回路を備えた
受信機に取付けられ、コンタクトピン１３が設けられた
中空部１３の両側には、ねじ筒部材１５が埋設されてい
る。コネクタ１は、コンタクト５が設けられたホルダ２
と、パッキン部材３と、カバー４とからなり、ねじ１０
が挿通されている。パッキン部材３とカバー４とにはコ
ンタクト５に対応して、電極ピン１９の刺激電極１８が
挿入される小孔８，９が穿設されている。ねじ１０をね
じ筒部材１５に螺合させることにより、中継部材１２の
上面１２Ａとカバー４とでパッキン部材３が圧接挟持さ
れ弾性変形する。パッキン部材３の弾性変形によって小
孔８の刺激電極１８の圧接力が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば脳卒中ある
いは脊髄損傷等中枢性神経障害で麻痺した身体の機能を
電気刺激で治療、再建する機能的電気刺激装置に関し、
特に、刺激出力回路部を生体内に埋め込む埋め込み型の
機能的電気刺激装置における刺激電極の接続構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の機能的電気刺激装置
は、経皮的に埋め込む刺激電極と、この刺激電極を作動
させる刺激出力回路を備え患者の体内に埋め込まれる受
信機と、患者の体外に設置され前記受信機に無線で制御
信号を送出する制御装置とから概略構成されている。そ
して、患部である刺激部位を探索後、この刺激部位に刺
激電極の一端を固定し、しかるのち貫通針を用いて刺激
電極の他端側を受信機側まで患者の皮下を通して導き、
一旦体外に引き出し受信機の刺激出力回路と接続した後
に、この接続部も含めて受信機を体内に埋め込んでい
る。したがって、体内に埋め込まれた刺激電極は、体内
の塩分等による電気的短絡を防止するために、先端以外
はフッ素樹脂等の皮膜によって防水加工が施され、接続
部も防水構造が要求される。

【０００３】図３はこの種の接続部における従来の防水
構造を示すもので、IEEE. Transactions ON Biomedical
Engneering VoL38.No.7 Page707〜709 に開示されたも
のである。同図に基づいて、これを説明すると、４０は
矢印Ａ方向に位置する刺激部位に一端が固定され全体が
経皮的に埋め込まれる刺激電極であって、伸縮自在とな
るように巻回状態、すなわちカール状に形成されてお
り、表面がフッ素樹脂の皮膜によって防水加工が施され
矢印Ａと反対側の一端側にピン４１が露呈し、大径状の
鍔部４２が形成されている。４３は矢印Ｂ方向に配置さ
れた受信機の刺激出力回路に接続される伸縮自在な電線
であって、表面がフッ素樹脂の皮膜によって防水加工が
施され、矢印Ｂ方向と反対側の一端側にピン４４が露呈
し、大径状の鍔部４５が形成されている。４６は導電材
で形成された圧縮コイルスプリング、４８は弾性変形可
能なゴム材で形成された略筒状の防水部材であって、両
端側の周面には、紐５０が周面に巻き付けられた保持部
４９が厚肉状に形成されている。

【０００４】このような構成において、圧縮コイルスプ
リング４６を防水部材４８内に嵌装しておき、刺激電極
４０の一端側を刺激部位に固定した後、他端のピン４１
側を貫通針によって経皮的に受信機側に導き、一旦体外
に露呈させ、防水部材４８内の圧縮コイルスプリング４
６内にピン４１と電線４３のピン４４とを係入する。圧
縮コイルスプリング４６に抗して刺激電極４０と電線４
３とを図中矢印方向に互いに近接させるようにして押圧
し、紐５０をピンセットで結び、保持部４９を鍔部４２
に係合させることにより、圧縮コイルスプリング４６の
ばね復帰力と、保持部４９と鍔部４２との係合とで、ピ
ン４１とピン４４とを圧縮コイルスプリング４６を介し
て接続し、防水部材４８によってピン４１とピン４４と
の防水がなされる。防水がなされた刺激電極４０と電線
４３とは、受信機と共に生体内に埋め込まれ、体外の制
御装置からの制御信号を受信機に送信し、受信機の刺激
出力回路を作動させて、刺激電極４０の先端で刺激部位
を刺激する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の機能的
電気刺激装置における刺激電極の接続構造では、きわめ
て細い径のピン４１とピン４４を圧縮コイルスプリング
４６内に係入し、圧縮コイルスプリング４６の弾発力に
抗して防水部材４８の紐５０を結ぶ作業を手術中に行わ
なければならないため、作業が煩雑で熟練を要し、刺激
部位によっては複数本の刺激電極が必要となるため、こ
のため時間を要し、かつこれを埋め込むスペースも余計
に必要としていた。

【０００６】本発明は上記した従来の問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、刺激電極と
受信機との接続作業に熟練を必要とせず、作業時間の短
縮を図り、かつ小型化を図った機能的電気刺激装置にお
ける刺激電極の接続構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る機能的電気刺激装置における刺激電極
の接続構造は、経皮的に埋め込む刺激電極と、この刺激
電極を作動させる刺激出力回路を有する受信機と、この
受信機に制御信号を送出する制御装置とを備え、前記刺
激電極と受信機とを生体内に埋め込む機能的電気刺激装
置であって、前記刺激電極と受信機との接続を防水構造
を備えたコネクタを介して行ったものである。したがっ
て、刺激電極をコネクタに挿入する作業で受信機との接
続がなされる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明に係る電極コネクタの
断面図である。同図において、符号１で示す電極コネク
タは、合成樹脂材で上部が開口した中空部が形成された
断面が略コ字状のホルダ２と、弾性変形可能なゴム材で
平板状に形成された防水用のパッキン部材３と、合成樹
脂材でパッキン部材３の周りを囲むように断面コ字状に
形成されたカバー４とで構成されている。

【０００９】前記ホルダ２の中空部には、後述する電極
ピン１８が挿入される複数のコンタクト５が左右方向に
設けられ、底部にはコンタクト５に対応して複数の小孔
６が穿設され、上端の左右にはフランジ部７，７が突設
されている。パッキン部材３およびカバー４には、コン
タクト５に対応してそれぞれ複数の小孔８，９が穿設さ
れている。これらカバー４、パッキン部材３およびホル
ダ２のフランジ部７には、ねじ１０が挿通される孔が穿
設されている。

【００１０】１２で示すものは、図示を省略した受信機
に取付られた中継コネクタであって、合成樹脂材で断面
が略コ字状に形成されて、前記電極コネクタ１のホルダ
２が嵌合する上部を開口した中空部１３が形成されてい
る。この中空部１３の左右両側には、中心にねじ孔が形
成された金属性のねじ筒部材１５が埋設固定された段部
１４，１４が形成され、中空部１３の底部には、コンタ
クトピン１６が両端部を突出させて固着されている。

【００１１】１８は図示を省略した一端側（図中上方
側）がカール状に伸縮自在に形成され先端が体内の刺激
部位に固定される刺激電極であって、他端に電極ピン１
９が圧着され、先端を除いた表面にはフッ素樹脂皮膜に
よる防水加工が施されている。２０は電極ピン１９を前
記電極コネクタ１のコンタクト５内に挿入する挿入治具
であって、先端に電極ピン１８の上端に嵌合する凹部が
形成され、中間部に段部２２が形成された挿入ピン２１
が垂設されている。

【００１２】次に、このような構成の電極コネクタの組
立方法を説明する。まず、刺激部位に刺激電極の図示を
省略した一端を固定し、貫通針（図示せず）を用いて刺
激電極１８の他端側の電極ピン１９を受信機（図示せ
ず）側まで患者の皮下を通して導き、一旦体外に引き出
す。しかるのち、電極ピン１９をピンセット等により電
極コネクタ１のカバー４の小孔９およびパッキン部材３
の小孔８を通してコンタクト５内に挿入し、さらに挿入
治具２０の挿入ピン２１によって挿入ピン２１の段部２
２がカバー４の表面に当接するまで挿入する。

【００１３】このようにしてコンタクト５内に挿入され
た電極ピン１９は、刺激電極１８がパッキン部材３の小
孔８に位置するようにしてコンタクト５と接続される。
このとき、電極ピン１９が挿入されないコンタクト５が
ある場合には、そのコンタクト５に正規の刺激電極１８
よりも長さの短いダミーとして機能する刺激電極１８を
パッキン部材３の小孔８に挿入して、すべての小孔８に
刺激電極１８を挿入する。

【００１４】そして、電極コネクタ１のホルダ２を中継
コネクタ１２の中空部１３内に係入させて、コンタクト
ピン１６をホルダ２の小孔６から係入させることによっ
てコンタクト５内に嵌合させて接続する。しかるのち、
ねじ１０をねじ筒部材１５にねじ込むことにより、電極
コネクタ１が中継コネクタ１２に取付けられるととも
に、中継コネクタ１２の上端面１２Ａがパッキン部材３
に接触して押圧されるので、中継コネクタ１２の中空部
１３の防水がなされる。また、このとき、カバー４とホ
ルダ２とに挟持されたパッキン部材３が、カバー４とホ
ルダ２とに押圧されて左右方向に弾性変形するので、小
孔８と刺激電極１８との間の圧接状態が、パッキン部材
３の弾性変形による応力の増大によってより圧接力が付
加されて、刺激電極１８に対する小孔８の密着力が増
し、このためコネクタ１のホルダ２の中空部の防水がな
される。

【００１５】このように、コンタクト５内に電極ピン１
９を挿入して、ねじ１０を締め付けるだけで防水がなさ
れることにより、コンタクト５に特別な防水構造を必要
としないので、小型化が可能となり、このため多極化が
可能となり、かつ大幅な部品点数の削減が図られる。ま
た、刺激電極１８と受信機の刺激出力回路との電気的な
接続が、電極ピン１９をコンタクト５内に挿入するだけ
で行えるので、接続作業が容易で熟練を必要としない。

【００１６】このように組み立てられた機能的電気刺激
装置においては、体外に配置した制御装置からの制御信
号が無線によって受信機に送信されると、受信機の刺激
出力回路が動作する。刺激出力回路の動作は、中継コネ
クタ１２のコンタクトピン１６、コネクタ１のコンタク
ト５および電極ピン１９を介して刺激電極１８を作動さ
せて、刺激電極１８の先端で刺激部位が刺激される。

【００１７】電極ピン１９をコンタクト５から引き抜く
場合には、ねじ１０を緩めると、ホルダ２のフランジ部
７とカバー４とによるパッキン部材３に対する押圧が解
除されて、小孔８の刺激電極１８に対する圧接力が解除
されるので、電極ピン１９を容易に引き抜くことができ
る。

【００１８】図２は本発明の第２の実施の形態を示す断
面図である。同図において、全体を符号２５で示すコネ
クタには、合成樹脂材で断面コ字状に形成されたベース
２６が備えられており、ベース２６内には受信機（図示
せず）と刺激出力回路の制御基板２７が搭載されてい
る。２８はベース２６に固着されたホルダであって、コ
ンタクト５が設けられた断面が略コ字状の中空部２９が
形成され、中空部２９の両端部３０にはねじ筒部材１５
が埋設されている。この第２の実施の形態では、コンタ
クト５の一端が、ホルダ２８の底部とベース２６の上部
とを貫通して前記制御基板２７に直接接続され、受信機
もベース２６の内部に搭載されており、上述した第１の
実施の形態で用いた中継コネクタ１２を必要としない構
造となっており、部品点数と組立工数の削減が図られ
る。

【００１９】３２はパッキン部材であって、コンタクト
５に対応して膨出部３３と小孔３４とが設けられてい
る。３５はホルダ２８とパッキン部材３２とを覆うカバ
ーであって、ホルダ２８に埋設されたねじ筒部材１５に
対応して凹部３６とねじ取付台３７とが形成され、上部
に電極ピン１８を挿抜する小孔３８が穿設されている。

【００２０】このような構成において、上述した第１の
実施の形態と同様に、電極ピン１９をコンタクト５内に
挿入し刺激電極１９をパッキン部材３２の小孔３４に位
置させる。そして、カバー３５をホルダ２８とパッキン
部材３２とにかぶせてねじ１０をねじ筒部材１５にねじ
込むことにより、パッキン部材３２がホルダ２８の上面
２８Ａとカバー３５とに挟持され押圧されて左右方向に
弾性変形するので、小孔３４と刺激電極１８との間の圧
接状態が、パッキン部材３２の弾性変形による応力の増
大によってより圧接力が付加されて、刺激電極１８に対
する小孔３４の密着力が増し、このためコネクタ２５の
ホルダ２８の中空部２９の防水がなされる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、経
皮的に埋め込む刺激電極と、この刺激電極を作動させる
刺激出力回路を有する受信機と、この受信機に制御信号
を送出する制御装置とを備え、前記刺激電極と受信機と
を生体内に埋め込む機能的電気刺激装置であって、前記
刺激電極と受信機との接続を防水構造を備えたコネクタ
を介して行ったことにより、刺激電極と受信機の刺激出
力回路との電気的な接続が、容易で熟練を必要とせず
に、短時間で行える。

【００２２】また、本発明によれば、コネクタは、刺激
電極に接続された電極ピンが挿入されるコンタクトと、
このコンタクトを保持するホルダと、このホルダを覆い
前記電極ピンが挿入される小孔が穿設されたカバーと、
このカバーと前記ホルダとの間に設けられ前記電極ピン
が挿入される小孔が穿設されたパッキン部材とからな
り、前記カバーとホルダとでパッキン部材を圧接挟持し
たことにより、パッキン部材が弾性変形し、この弾性変
形により小孔の電極ピンに対する圧接力が増大して防水
がなされるので、コンタクトに特別な防水構造を必要と
せず、このため小型化および多極化が可能となり、かつ
大幅な部品点数の削減が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る機能的電気刺激装置における刺
激電極の接続構造の要部を示す断面図である。

【図２】 本発明に係る機能的電気刺激装置における刺
激電極の接続構造の第２の実施の形態の要部を示す断面
図である。

【図３】 従来の機能的電気刺激装置における刺激電極
の接続構造の要部を分解して示す斜視図である。

【符号の説明】

１，２５…コネクタ、２…ホルダ、３，３２…パッキン
部材、４…カバー、５…コンタクト、８，３４…小孔、
１２…中継コネクタ、１８…電極ピン、１９…刺激電
極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 392013648 松木 英敏 宮城県仙台市太白区八木山本町２−36−４ (72)発明者 下斗米 敬 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 小池 喜八郎 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 経皮的に埋め込む刺激電極と、この刺激
   電極を作動させる刺激出力回路を有する受信機と、この
   受信機に制御信号を送出する制御装置とを備え、前記刺
   激電極と受信機とを生体内に埋め込む機能的電気刺激装
   置であって、前記刺激電極と受信機との接続を防水構造
   を備えたコネクタを介して行ったことを特徴とする機能
   的電気刺激装置における刺激電極の接続構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の機能的電気刺激装置にお
   ける刺激電極の接続構造において、刺激電極に接続され
   た電極ピンが挿入されるコンタクトと、このコンタクト
   を保持するホルダと、このホルダを覆い前記電極ピンが
   挿入される小孔が穿設されたカバーと、このカバーと前
   記ホルダとの間に設けられ前記電極ピンが挿入される小
   孔が穿設されたパッキン部材とによってコネクタを構成
   し、前記カバーとホルダとでパッキン部材を圧接挟持し
   ていることを特徴とする機能的電気刺激装置における刺
   激電極の接続構造。