KR20180022816A

KR20180022816A - 다수의 음극들

Info

Publication number: KR20180022816A
Application number: KR1020187001734A
Authority: KR
Inventors: 조나단 펜톤; 던컨 바인; 마틴 고든; 벤자민 고든
Original assignee: 스카이 메디컬 테크놀러지 리미티드
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2018-03-06
Also published as: JP2018518299A; EP3313502B1; KR102544729B1; HK1246226A1; CN107708792A; CA2990120C; CA2990120A1; WO2016207655A1; US20180185630A1; US10682509B2; CN107708792B; EP3313502A1; GB201511205D0; JP6839664B2

Abstract

본 발명은 신경 근육 자극을 제공하기 위한 기기에 관한 것이다. 상기 기기는 양극, 다수의 음극들, 비-전도성 기판 및 상기 전극들을 활성화하기위한 제어 유닛을 포함한다. 상기 기기의 제어 유닛은 사용자에게 전기 자극을 전달하기 위해 미리 결정된 시퀀스로 상기 음극들을 활성화하며, 상기 미리 결정된 시퀀스는 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 자극 레벨을 증가시키면서 반복된다. 또한, 상기 기기의 각각의 음극은 상기 비-전도성 기판 상에 장착된 적어도 하나의 전도성 트랙을 포함하며, 적어도 한 쌍의 음극들이 중첩되어, 상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 쌍의 제2 음극의 전도성 트랙들이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩한다.

Description

다수의 음극들

본 발명은 신경 자극 기기 및 방법에 관한 것이다.

환자에게 전기적 자극을 제공하기 위한 방법 및 기기는 이전에 우리의 국제 특허 출원 WO 2006/054118, WO 2010/070332 및 WO 2014/001778에 기술되어 있다. 이러한 공보들의 내용은 본원에 참고로 인용된다.

표재성 전극(superficial electrode)들로 신경을 직접 자극할 때, 효과적인 자극을 제공하기 위해 필요한 전류가 신경에 대한 전극들의 위치에 의존한다는 것은 종래의 기능적 전기 자극(Functional Electrical Stimulation)에서 잘 확립되었다. 전극들 사이의 직류 경로가 문제의 신경 모터 지점에 가까워질수록 신경 자극에 필요한 전류가 적다. 유사하게, 주어진 전류는 특정 모터 신경 지점에 더 가깝게 통과한다면 근육 수축을 유도하는데 더 효과적이다. 따라서, 단순한 전극 쌍을 포함하는 신경 자극 기기의 효과는 전극들의 정확한 위치에 크게 의존한다. 결과적으로, 신경근 자극 기기들에서, 신경을 자극하기 위해 신체의 적절한 장소에 전극을 적용할 필요가 있다. 종종 이 위치는 처음에는 최적이 아니며, 그리고 전극을 최적의 위치에 배치하기 위해 반복적인 시도가 요구된다. 이는 또한 다른 유형의 자극에도 적용되고, 그리고 근전도 검사(EMG)와 같은 기록 모드들을 포함한 전극의 다른 응용들에도 적용된다.

특정 신경의 자극을 위한 효과적인 전극에 대한 최적의 위치는 어레이로부터 선택된 전극들의 서브세트들의 순차적 활성화에 의해 결정될 수 있다. 이는 자극의 장소가 신경과 관련하여 물리적으로보다는 전자적으로 이동되는 것을 허용한다. 활성화된 전극들의 서브세트들은 별개의 "가상 전극들" 또는 유효 전극들을 형성한다. 이러한 전극 어레이 내에서, 각각의 전극은 인접한 행의 그 대응물과 순차적으로 쌍을 이룰 수 있다. 이에 따라, 활성화된 전극들 사이의 직류 경로, 즉 유효 전극 사이의 직류 경로는 서로 다른 전극 쌍이 처리(addressing)됨에 따라 점진적으로 이동될 수 있다. 이는 유효 전극의 위치를 순차적으로 조정할 수 있게 하여, 기기가 영역에 걸쳐 스캔할 수 있게 하며, 전류 경로가 최적의 자극 지점에 매우 가깝게 통과하도록 하며, 이 경우 최적의 전극 쌍들이 처리된다. 이것은 (예를 들어 피부의) 신경에 대한 기기의 위치 결정을 덜 중요하게 만든다.

Heller et al. Medical Engineering & Physics 35 (2013), 74-81 페이지는 족하수(foot drop)를 교정하기 위해 다리를 전기적으로 자극하는 방법을 설명한다. 자극은 8 x 8 어레이로부터 컴퓨터 알고리즘에 따라 자동으로 선택된 4 x 4 전극 서브세트를 통해 전달된다.

출원인의 이전 특허 출원 WO 2006/054118은 단일 기판 상의 전극 어레이를 기술하고, 어셈블리의 제거 또는 재배치 없이 유효 전극의 상이한 위치들의 조정 및 선택을 허용한다.

국제 특허 출원 WO 2007/015907은 조직, 특히 심장 조직에 이식하기 위한 전극 어레이를 포함하는 기기에 관한 것이다. 어레이로부터의 상이한 전극 서브세트들은 국부화된 전기장을 생성하기 위해 활성화될 수 있다.

미국 특허 출원 US 2010/0076521은, 예를 들어 환자의 시력 또는 청력 회복을 목적으로, 외부 신호들을 신경 섬유에, 그 다음 뇌에 전달하기 위한 가상 채널들을 생성하는 전기 자극 시스템을 포함하는 기기에 관한 것이다. 가상 채널은 전기 어레이 내의 개별 전극들의 전기장의 중첩에서 기인하며, 이로써 신경 자극의 해상도(resoultion)를 개선시킨다.

상기 언급된 공보들에서 설명된 어레이 접근법의 한계는 주어진 전극 크기에 대해, 유효 전극 위치에 대한 조정이 전극의 전체 유닛들에서만 이루어질 수 있다(예를 들어 전극이 1 cm x 1 cm 인 경우 유효 전극 위치는 최소 1 cm 단위로만 조절될 수 있다)는 것이다.

한국 특허 출원 KR 2012-0143273은 청각 신경을 자극하기 위한 인공 달팽이관을 기술한다. 기기의 전극들은 절연층에 의해 둘러싸인 전도성 트랙들 상에 배치된다. 전극들 사이의 전도성 트랙의 영역이 전극 주위의 전도성 트랙의 영역 보다 좁아지도록, 절연층들은 전극들 그리고 전극들 사이의 전도성 트랙들 주위에서 크기가 변한다. 상기 배열은 유효 전극들의 유연한 위치 설정 및 이로 인한 전기적 자극을 가능하게 한다. 전극 어레이와 마찬가지로, 전극의 위치를 조정하는 능력은 전도성 트랙들에 의해 형성된 전극 크기의 전체 단위에서만 이루어질 수 있다.

정확한 자극 위치를 탐색할 때, 전극 크기보다 작은 단위로 자극 기기의 유효 전극의 위치를 조정하는 것이 유리할 것이다. 본 발명은 이를 가능하게 하는 전극 기하학 구조(electrode geometry)에 관한 것이다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 신경 근육 자극을 위한 기기로서,

a) 양극;

b) 다수의 음극들;

c) 비-전도성 기판; 및

d) 상기 전극들을 활성화하기위한 제어 유닛을 포함하며,

상기 제어 유닛은 사용자에게 전기 자극을 전달하기 위해 미리 결정된 시퀀스로 상기 음극들을 활성화하며, 상기 미리 결정된 시퀀스는 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 자극 레벨을 증가시키면서 반복되며,

각각의 음극은 상기 비-전도성 기판 상에 장착된 적어도 하나의 전도성 트랙을 포함하며,

적어도 한 쌍의 음극들이 중첩되어, 상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 쌍의 제2 음극의 전도성 트랙들이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩하는, 기기가 제공된다.

전극의 전극 풋 프린트는 전극과 동일한 높이와 너비를 갖는 전극을 중심으로 하는 직사각형 영역으로 정의된다. 예시로서, 길이가 3 mm 이고 폭이 0.5 mm인 단일 선형 전도성 트랙으로 형성된 전극은 전극을 중심으로 하는 3 mm x 0.5 mm 직사각형을 포함하는 전극 풋 프린트를 갖는다. 전도성 트랙의 원형 링에 의해 형성된 전극은 링의 외부 에지에 의해 형성된 원의 직경과 동일한 폭의 사각형을 포함하는 전극 풋 프린트를 갖는다. "V"-형 전도성 트랙으로 형성된 전극은 V의 높이와 동일한 높이 그리고 V의 폭과 동일한 폭의 직사각형을 포함하는 풋 프린트를 갖는다. 전극의 전기장에 의해 커버되는 영역은 풋 프린트의 영역 보다 크다.

본 발명의 음극의 자극의 전기장은 전도성 트랙들의 궤적(locus)과 정확하게 일치하지 않는다. 이는 전극에 의해 자극된 표면의 전도성, 예를 들어 전극을 피부 또는 조직의 표층에 연결시키는 접착제 겔이 전도성 트랙들이 표면을 자극시키는 곳으로부터 전하가 "퍼져 나갈" 수 있게 하기 때문이다. 이와 유사하게, 피부 아래의 조직의 전도성은 이러한 "퍼짐" 효과가 신체 내부에서 계속됨을 의미한다. 이러한 효과는 전도성 트랙들의 마진을 확산시키고 음극 주위에 자극의 전기장을 생성한다. 이것은 전도성 트랙들 사이의 갭들을 전하로 채우는 효과를 갖는다. 따라서, 전도성 트랙들의 교차-해치 패턴으로 형성된 음극의 전기장은 전도성 매질의 고체 직사각형으로 형성된 전극과 유사할 것이며, 이 때, 두 전극들은 동일한 전극 풋 프린트를 갖는다.

본 발명의 기기의 적어도 한 쌍의 음극들이 중첩되어, 상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 쌍의 제2 음극의 전도성 트랙들이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩한다. 이에 따라, 기기가 최적의 유효 음극 위치를 탐색할 때, 유효 전극 위치를 제1 음극에서 제2 음극으로 이동시킬 수 있으며, 이 때, 제1 음극의 전도성 트랙은 인접한 전극에 의해 형성된 전극 풋 프린트와 중첩된다. 상기 기기가 상기 제1 음극의 전극 풋 프린트보다 작은 단위로 상기 유효 전극의 위치를 조정할 수 있도록, 상기 제1 음극과 상기 제2 음극 사이의 거리는 동일한 축을 따라 상기 제1 음극의 전극 풋 프린트의 길이 또는 폭 보다 작다. 이에 의해, 본 발명은 동일한 수의 전극을 소유하는 전술한 자극 기기들보다 최적의 유효 전극 위치를 찾아내는 데 더 높은 정확도를 제공한다. 따라서, 본 발명의 기기는 종래 기술에 기술된 기기들 보다 최적의 자극 지점을 발견하는데 있어 더 큰 정도의 정밀도를 달성할 수 있다.

상기 쌍의 제1 음극은 상기 쌍의 제2 음극의 풋 프린트의 0.5 % - 1 %, 1 % - 10 %, 10 % - 25 %, 25 % - 50 % 또는 50 % 넘게 중첩될 수 있다. 상기 기기의 한 쌍 이상의 음극들은 제1 쌍과 동일한 방식으로 중첩될 수 있다. 상기 기기 내의 음극 쌍들 간의 중첩의 정도는 음극들의 상이한 쌍들에 대해 상이할 수 있다. 하나의 음극은 하나 이상의 다른 음극과 중첩 쌍을 형성할 수 있다.

본 발명의 기기는 인터로킹식 음극들의 매트릭스를 포함할 수 있다. "인터로킹(interlocking)"이란, 전극들의 전도성 트랙들이 중첩한다는 것이 아니라 전극들의 전도성 트랙들이 지점들 또는 영역들에서 서로 접근한다는 것을 의미한다. 음극들은 인터리빙함으로써, 인터디지테이팅(interdigitating)함으로써, 그리고/또는 테셀레이팅에 의해 인터로킹할 수 있다. 이러한 기하학적 배열은 기기가 차례로 각각의 음극을 활성화시킴으로써 그리고/또는 차례로 음극들의 서브-그룹들을 활성화시킴으로써 다양한 유효 음극 위치들을 통해 스캔할 때 달성 가능한 최소 공간 증분의 크기를 감소시킨다. 상기 전극들의 인터로킹식 배열은 음극들의 전기장의 효과적인 중첩을 가능하게 하며, 이로써 전극들 각각의 전극 풋 프린트의 일부(fraction)만큼의 유효 음극 위치의 이동을 가능하게 한다.

본 명세서에 기술된 실시예들은 기기의 인터로킹 음극들의 특정 전극 기하학 구조 및 패턴에 관한 것이지만, 이들은 본 발명을 제한하려는 것이 아니며, 다른 전극 기하학 구조 및 패턴이 사용될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 음극들은 테셀레이션(tessellation)될 수 있다. 이러한 음극들은 2 차원 어레이로 정렬될 수 있다. 상기 어레이는 3 x 3, 4 x 4, 또는 8 x 8일 수 있다.

대안적 실시예들에서, 상기 음극들은 방사형 패턴을 형성할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 방사형 패턴은 상기 방사형 음극들 중 하나 이상과 인터로킹하는 중앙 음극을 포함할 수 있다. 상기 방사형 패턴은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 8 개 이상의 세그먼트들로 구성될 수 있다. 추가 실시예들에서, 상기 트랙들은 중앙 방사형 패턴 주위에 하나 이상의 방사형 경계들을 형성할 수 있다. 추가 실시예들에서, 방사형 경계 또는 경계들을 형성하는 음극들은 중앙 방사형 패턴 또는 다른 방사형 경계 또는 경계들을 형성하는 음극들과 인터로킹할 수 있다.

일부 실시예들에서, 중첩하는 쌍의 제1 음극은 적어도 2 개의 연결되지 않은 평행한 트랙들을 포함할 수 있다. 상기 중첩하는 쌍의 제1 음극의 평행한 트랙들은 선형이고, 지그재그형이고, 만곡형이고, 직각을 형성하고, 예각을 형성하고, 그리고/또는 둔각을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기기는 그러한 전극을 하나 이상 포함할 수 있으며, 이 때 상기 전극들에 의해 형성된 평행한 트랙들은 서로 인터리빙하며 그리고/또는 서로 평행하다. 추가 실시예들에서, 상기 기기는 그러한 전극들을 2 개 이상 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 평행한 트랙들은 상기 음극들이 2차원 어레이를 형성하도록 배열된다.

일부 실시예들에서, 상기 중첩하는 쌍의 제1 음극은 일련의 디지트들이 나오는(issuing) 트랙의 중앙 섹션을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 디지트들은 균일하게 또는 불균일하게 이격될 수 있다. 디지트들은 트랙의 중앙 섹션의 한쪽 또는 양쪽에서 나올 수 있으며 그리고/또는 서로 평행할 수 있다. 상기 중앙 섹션은 선형일 수 있다. 상기 디지트들은 선형일 수 있으며, 그리고/또는 트랙의 중앙 섹션에 수직할 수 있다. 대안적으로, 상기 디지트들은 만곡될 수 있다. 추가 실시예들에서, 상기 기기는 그러한 전극들을 2 개 이상 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 음극들은 2차원 어레이를 형성한다. 대안적 실시예들에서, 상기 기기는 그러한 전극들을 2 개 이상 포함할 수 있으며, 이 경우, 평행 트랙들은 상기 전극들이 방사형 패턴을 형성하도록 배열된다.

추가 실시예들에서, 상기 중첩 쌍의 제1 음극은 단일의 지그재그형 트랙일 수 있다. 상기 지그재그 모양은 "w" 모양일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 지그재그는 규칙적일 수 있다. 지그재그의 내각은 직각, 예각 및/또는 둔각일 수 있다. 추가 실시예들에서, 기기는 2 개 이상의 지그재그 음극들을 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 지그재그들은 상기 음극들이 2 차원 어레이를 형성하도록 배열된다. 대안적 실시예에서, 상기 기기는 2 개 이상의 지그재그 음극들을 포함할 수 있으며, 이 때 상기 지그재그들은 상기 음극들이 방사형 패턴을 형성하도록 배열된다.

상기 기기의 음극들은 상기 전극들 모두가 상기 전극들의 전극 풋 프린트들에 수직인 제1 축을 따라 실질적으로 평행하도록 단일 층으로 배열될 수 있다. 회로는 음극들이 인터로킹 패턴으로 배열될 수 있도록 인쇄 회로 기법, 포토 에칭, 전도성 인쇄에 의해, 또는 다른 수단에 의해 제조될 수 있다. 디멀티플렉서 또는 아날로그 스위치 또는 다른 수단에 의해 특정 전극들을 순차적으로 처리함으로써, 2-차원 전극 위치가 선택될 수 있어서, 최적 자극 지점을 찾기 위한 스캐닝 수단을 제공할 수 있다. 일 변형예에서, 상기 쌍들 내의 인접한 전극들의 위치는 어드레스할 수 있다(addressable). 다른 변형예에서, 하나의 전극은 고정된 위치에 유지되지만, 2차원적으로 선택 가능한 전극과 쌍을 이루어 전류 경로의 위치 제어를 허용한다.

상기의 추가 개발예는 전극들의 두 개 이상의 서브세트들의 순차적 선택을 포함할 수 있다. 대안적 실시예에서, 전극들의 쌍들 또는 서브세트들은 그러한 어레이들로부터 순차적으로 선택될 수 있다(예를 들어, 8 개의 음극들의 방사형 어레이로부터 3 개의 인접한 음극들의 서브세트들).

본 발명의 추가 실시예들에서, 음극들은 하나 이상의 층에 배열될 수 있으며, 각 층의 전극들은 모두 상기 전극들의 전극 풋 프린트들에 수직한 제1 축을 따라 실질적으로 평행하다. 추가 실시예에서, 상기 제1 층의 음극들의 기하학적 배열은 하나 이상의 다른 층들의 음극들의 기하학적 배열을 보완(complementing)할 수 있다. 추가 실시예에서, 두 개 이상의 층들의 음극들은 하나 이상의 다른 층들의 음극들과 인터로킹할 수 있다.

상기 기기의 전극들의 전도성 트랙들은 종래의 인쇄 수단(예를 들어, 패드 또는 탐포 인쇄(tampo printing))에 의해 비-전도성 기판 상에 직접 인쇄될 수 있다.

상기 비-전도성 기판은 스트립을 따라 이격된 전극들을 갖는, 긴 스트립(elongate strip) 또는 혀의 형태일 수 있다. 그러한 배열은 추가 전도성 트랙이 전력원으로부터 추가 전극으로 배치되어, 가장 가까운 음극에 가깝게 통과할 것을 요구할 수 있다. 상기 비-전도성 기판은 플렉서블할 수 있다. 전극들의 전도성 트랙들 또한 플렉서블할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기기는 기판의 중앙을 향하여 장착된 제어 유닛을 갖는 긴 기판(elongate substrate)을 포함할 수 있으며; 음극들의 세트는 제어 유닛의 일 측에 배치될 수 있고, 그리고 양극은 다른 측에 배치될 수 있다. 대안적으로, 상기 제어 유닛은 기판의 일측을 향하여 배치될 수 있고, 그리고 모든 전극들은 기판 중 제어 유닛과는 다른 측에 배치될 수 있다.

상기 기기는 인접한 음극들로부터 음극들의 전도성 트랙들을 분리시키도록 배열된 하나 이상의 절연성 스트립들 또는 영역들을 포함할 수 있으며; 절연성 스트립들은 스트립의 영역 밖으로 전류가 누출되는 것을 방지하기 위해 전도성 스트립들의 에지들을 따라 배치되거나 대신 배치될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가하여, 상기 비-전도성 기판은 전도성 트랙들이 배치될 수 있는 오목한 그루브를 포함할 수 있으며; 이에 의해 가장 가까운 음극으로부터 추가적인 전도성 트랙을 분리하는 역할을 한다.

상기 기기는 경피적 자극(transcutaneous stimulation)을 적용하도록 조정될 수 있다. 대안적 실시예에서, 상기 기기는 환자에게 이식가능하도록, 예를 들어 피하로(subcutaneously) 이식 가능하도록 구성될 수 있다. 이는 기기의 장기간 사용이 요구되는 만성 징후(chronic indication)에 도움이 될 것이다.

상기 기기는 전극들 위에 놓이는 전도성 겔을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 겔은 구조적 완전성뿐만 아니라 제조의 용이함을 위해 음극들 및 양극 위에 놓이는 단일 피스 내에 있다. 누설 저항이 전달 저항보다 훨씬 클 수 있도록, 재료의 체적 저항 및 기하학적 구조에 기초하여 겔의 단일 피스가 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 겔들의 예들은 하이드로겔 또는 실리콘을 포함한다.

상기 기기는 다음과 같이 조립될 수 있다. 상기 비-전도성 기판은 일반적으로 편평한 긴 스트립 그리고 구획부(compartment)를 형성하는 리세스로서 생성될 수 있다. 그 다음, 음극들 및 추가 전도성 트랙은 비-전도성 기판 상에 인쇄되고, 전원 공급 장치 및 제어 수단은 리세스에 배치된다. 이것은 모든 전기적 연결부들을 연결하는 역할을 한다. 그런 다음, 리세스는 예를 들어 전원 공급 장치 및 제어 수단을 리세스에 밀봉하도록 커버를 음파 용접(sonic welding)함으로써 폐쇄될 수 있다. 마지막으로, 겔을 전극들 위에 올려놓는다.

상기 기기는 사용 시 정확한 배치를 돕기 위해 위치 확인 마크(locating mark)를 더 포함할 수 있다.

상기 기기는 상기 기기를 활성화 또는 비활성화하기 위한 누름 버튼을 포함할 수 있다. 상기 제어 수단은 (예를 들어, 상이한 자극 특성을 갖는) 복수의 활성화 모드들을 제공하도록 구성될 수 있다; 누름 버튼은 이러한 모드들을 순환하는데 사용될 수 있다. 상기 기기는 선택된 활성화 모드를 나타내기 위해 빛 또는 LED 같은 디스플레이 수단을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 기기는, 예를 들어 전류를 공급하거나 끌어들이지 않는 전위로 비활성 전극들을 구동시킴으로써, 활성화된 음극(들)으로부터 비활성 음극들로의 전류 누설을 방지하도록 구성될 수 있다. 이는 음극들을 양극에 연결함으로써 또는 전류가 흐르지 않도록 전압을 자동으로 조절하기 위해 커패시터를 사용함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 기기는 다양한 처리의 적용을 위해 사용될 수 있다. 여기에는 심부정맥 혈전증(DVT) 및/또는 표재성 정맥 혈전증(SVT), 다리 궤양(동맥, 정맥 또는 당뇨병), 정맥류, (간헐성 파행 같은) 말초 혈관 질환의 전신 순환 작용의 장애, (협심증, 심근 경색 및 심부전증과 같은) 허혈성 심장 질환, (간, 신장, 장 같은) 허혈성 기관 질환, 뇌혈관성 질병, 일반 및 폐 고혈압증 및/또는 골다공증을 치료하기 위해 환자의 하지의 혈액 순환을 개선하는 것을 포함될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 상기 기기는 요실금을 치료하는데 사용될 수 있으며, 바람직하게는 이에 의해 전기 자극이 자극된 신경에 의해 신경 자극되는(innervated) 근육들의 근육 수축을 일으키기에 불충분하다.

출원인의 이전 출원 WO 2006/054118에 기재된 바와 같이, 종아리 근육의 고립된 수축(isolated contraction)의 바람직하지 못한 효과는 발의 발바닥쪽 굽힘이다. 착석한 개인(예를 들어, 항공 승객)의 경우, 무릎이 올라가므로 이 과정이 더 눈에 띄게 될 수 있다. 등척성 수축은 결과적으로 사지의 움직임이 없거나 거의 없도록, 대립하는 근육 또는 근육 그룹이 자극되게 한다. 자극은 후부 종아리 근육에 직접 적용될 수 있으며; 편리하게는 넙치근 및/또는 비장근에 직접 적용될 수 있다. 하지 근육을 간접적으로 자극하는 것은 슬와 영역에서 특히, 넙다리두갈래근의 힘줄의 안쪽 측면에 있는 비골 뒤의 넙다리두갈래근의 안쪽 여백에서, 측 방향 무릎 신경(popliteal nerve)의 전기 자극에 의해 달성될 수 있다. 추가적으로, 하지 근육의 간접 자극은 슬와 부위의 측면 슬와 신경으로부터 내측으로 위치하는 내측 슬와 신경의 전기 자극에 의해 달성될 수 있다.

제2 자극은 정강이 근육에 적용될 수 있으며, 편리하게는 전경골근에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 제2 자극은 종아리 근육에 적용된 자극에 동시 적용된다. 이것이 혈류를 촉진하지 않을 수 있지만, 후부 종아리 근육에만 자극을 가하면 발목 관절의 움직임을 일으키는 원치않는 부작용이 있을 수 있다. 신 근육(shin muscle)에 자극을 가하면 종아리 근육의 수축에 의한 발목 관절의 움직임을 막아 발목 관절과 무릎 관절을 비교적 가만히 유지할 것이다.

대안적으로, 슬와 영역에서 측방향 무릎 신경의 자극은 후부 및 전방 하지 근육 그룹의 수축을 개시하는 이점이 있다. 이러한 동시 자극은 등척성 수축을 초래한다. 따라서 발목 및 무릎 관절은 일반적으로 동원되지 않을 것이다. 또한 측방향 슬와의 자극은 발 근육의 수축을 유발하여, 소위 "발 펌프(Foot-pump)"를 일으켜 정맥혈을 비우고 혈액의 흐름을 촉진시킨다. 또한, 측방향 슬와 신경의 선택적인 자극의 놀라운 이점은 생성된 근육 수축이 서 있고 걷는 것과 전적으로 공존할 수 있다는 것이다. 간접 자극의 이 모드의 또 다른 이점은 발바닥 근육이 관여하는 것이며, 이는 다리 아래로부터의 혈액을 제거하는데 실질적으로 기여하는 것으로 나타났다.

서 있고 걷는 것이 전제 조건이 아닌 임상 환경에서, 내측 슬와 신경은 단독으로 또는 측 방향 슬와 신경과 함께 자극될 수 있다. 이중 내측 및 측 방향 슬와 신경 자극의 바람직한 버전은 전체 하지 근조직의 거의 최대 수축을 초래할 수 있으며, 이는 종아리와 발 정맥 펌프 모두의 효율성과 활동을 강화시키고, 더 나아가 하지의 정맥혈이 복부의 중앙을 향해 이동하게 한다.

따라서, 바람직한 실시예에서, 본 발명의 기기는, 바람직하게는 전기 자극이 단일 신경에 적용되는, 등척성 근수축을 유도하는 방법에 사용될 수 있다.

본 발명의 기기는 심장 질환을 갖는 환자에서 혈액 순환을 촉진시키는 방법에 사용될 수 있으며, 상기 방법은 근육의 등척 수축을 유발하기에 충분한 하나 이상의 전기 자극을 다수의 다리 근육에 투여하는 단계를 포함한다. 근정맥 펌프의 전기 자극은 변경된 혈류 패턴을 촉진하며, 이는 심장 질환을 가진 환자에게 유익할 수 있다. 심장 질환은 심장 마비, 심장 마비로 의심되는 것, 부정맥, 서맥 또는 협심증을 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 심장 마비의 경우 제세동 보조로 사용될 수 있다. 또한, 심장 질환을 갖는 환자의 혈액 순환을 촉진하는데 사용하기 위한 기기로서, 상기 기기는 : 환자의 반대편 다리 근육에 전기 자극을 투여하기 위한 적어도 하나의 전극; 상기 전극에 연결 가능한 전원 공급 장치; 및 근육을 등척성으로 수축시키기에 충분한 전기 자극을 근육에 투여하도록 상기 전극을 활성화시키는 제어 수단을 포함하는, 기기가 제공된다. 또한, 본 발명은 제세동기와 함께 그러한 기기를 포함하는 키트를 제공한다. 대안적으로, 상기 기기는 제세동기를 포함할 수 있다.

상기 기기는 뼈에서 피질의 혈류를 변형시키는 것과 관련된 방법에서 사용될 수 있다. WO 2006/054118에 기재된 바와 같이, 등척성 근육 자극 방법은 피질의 혈류를 촉진시키는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 출원인의 특허 출원 WO 2010/070332에서 입증된 바와 같이, 뼈 산소화(bone oxygenation) 및 뼈 관류(bone perfusion)는 상기 방법의 사용에 의해 증가된다. 이는 뼈에 약제를, 특히 골다공증을 포함하는 뼈 질환 치료용 약제를 보다 효과적으로 전달할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명의 기기는 골 질환 치료용 약제의 투여를 개선하는 방법에 사용될 수 있으며, 상기 방법은 환자에게 상기 약물을 투여하는 단계 및 근육의 등척 수축을 유발하고 뼈 관류를 강화시키기에 충분한 하나 이상의 전기적 자극을 다수의 다리 근육에 투여하는 단계를 포함한다.

개선된 관류는 또한 뼈, 힘줄, 인대 등과 같은 조직으로의 (예를 들어, 의료 이미징 목적을 위한) 조영제의 전달을 개선시키는데 유용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기기는 조영제의 전달을 개선시키는데 사용될 수 있으며, 상기 방법은 환자에게 상기 조영제를 투여하는 단계 및 근육의 등척 수축을 유발하고 상기 조영제의 관류를 증진시키기에 충분한 하나 이상의 전기 자극을 다수의 다리 근육에 투여하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면은 미용 요법에 관한 것이다. WO 2010/070332에서 입증된 바와 같이, 상기 방법의 사용은 말초 혈액 순환, 특히 피부에서의 순환을 증가시킨다. 또한, 이 방법은 피부 온도를 증가시키며, 이 경우 순환이 증가된다. 이러한 효과는 개인의 미용 치료에 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 효과들은 셀룰라이트 또는 콜라겐 침전물의 감소, 피부톤 개선, 또는 피부 상태 개선을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기기는 환자의 미용 치료에 사용될 수 있으며, 상기 방법은 근육을 등척성으로 수축시키기에 충분한 전기 자극을 환자의 적어도 하나의 다리 근육에 투여하는 단계를 포함한다. 미용 치료는 셀룰라이트 또는 콜라겐 침전물의 감소, 피부톤 개선, 또는 피부 상태 개선으로부터 선택될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 기기는 좌골신경, 경골, 또는 슬와 신경을 자극하는데 사용될 수 있다.

기기에 의한 최적의 전극 쌍 또는 서브세트의 식별 및/또는 치료의 성공적인 적용은 미리 결정된 결과의 달성에 의해 결정될 것이다. 이는 사용자 피드백에 의해, 예를 들어 미리 결정된 결과가 달성될 때 버튼을 누름으로써, 달성될 수 있다. 대안적으로, 상기 기기는 상기 미리 결정된 결과가 달성되는지 여부를 모니터링하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서는 PPG 또는 다른 방법에 의해 혈액 제거를 측정할 수 있는 기능을 가질 수 있다. 혈압 및/또는 혈액 순환은, 예를 들어 센서가 사용자 다리로부터 반사된 LED로부터의 광을 검출하도록 배열된 LED 및 광 센서를 포함하는 광용적맥파(photoplethysmograph)에 의해 모니터링될 수 있다. 대안적으로, 상기 기기는 사용자 발의 등 반사의 움직임을 검출하거나 근육의 오디오/음향 모니터링을 위한 센서를 포함할 수 있다.

최적의 전극 쌍을 설정하고 나면, 주기적인 자극 동안 이러한 전극들을 특별히 처리할 수 있을 것이다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 미리 결정된 결과가 달성된다면, 제어 유닛은 그 시간에 그리고 동일한 자극 레벨에서 활성화되는 동일한 음극들 또는 음극들의 조합의 활성화를 유지할 수 있다. 이러한 방식으로, 최적의 활성화가 유지될 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단은 하나 이상의 음극들을 활성화시키기 위한 저장된 프로그램을 갖는 프로세서 기기이다.

바람직하게는, 제어 수단은 미리 결정된 시퀀스로 하나 이상의 음극들을 반복적으로 활성화시키도록 구성된다. 추가적으로, 제어 수단은 매회 증가하는 레벨의 전류를 인가하면서 미리 결정된 시퀀스를 반복하도록 더 구성될 수 있다.

추가적으로, 제어 수단은 미리 결정된 결과가 달성되는지 여부에 관하여 사용자 또는 센서로부터 피드백을 수신하도록 구성된다. 제어 수단이 미리 결정된 결과가 달성되었다는 피드백을 수신한다면, 제어 수단은 미리 결정된 결과가 도달되었을 때 활성화된 동일한 음극 또는 음극들의 조합의 활성화를 유지하고 그리고 미리 결정된 결과가 도달되었을 때 상기 음극 또는 음극(들)에 의한 자극 레벨을 유지하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단은 0 mA 내지 100 mA, 바람직하게는 0 mA 내지 50 mA, 보다 바람직하게는 1 mA 내지 40 mA, 그리고 가장 바람직하게는 1 mA 내지 20 mA의 전류를 전달하도록 하나 이상의 음극들을 활성화시키는 것이 바람직하다.

제어 수단은 AC 파형을 전달하기 위해 하나 이상의 음극들을 활성화시키도록 구성될 수 있지만, 바람직하게는 제어 수단은 DC 파형, 더 바람직하게는 펄스 DC 파형을 전달하기 위해 전극을 활성화시키도록 구성된다. 파형 또는 펄스는 0.01 Hz 내지 100 Hz, 바람직하게는 0.1 Hz 내지 80 Hz, 가장 바람직하게는 0.1 Hz 내지 5 Hz의 주파수를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 주파수는 20 Hz 내지 80 Hz, 더 바람직하게는 30 Hz 내지 60 Hz, 그리고 가장 바람직하게는 40 Hz 내지 50 Hz일 수 있다. 대안적으로, 0.1 Hz 내지 1 Hz, 또는 0.33 Hz 내지 1Hz의 주파수를 갖는 자극이 사용될 수 있다. 원하는 정확한 주파수는 방법의 목적, 그리고 다른 요인들 중 환자의 일반적인 신체 조건, 연령, 성별 및 체중에 따라 달라질 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단은 0 ms 내지 1000 ms, 100 ms 내지 900 ms, 250 ms 내지 750 ms, 350 ms 내지 650 ms, 또는 450 ms 내지 550 ms 사이의 지속 기간 동안 자극을 전달하기 위해 하나 이상의 전극을 활성화시킨다. 특정 실시예들에서, 자극은 최대 5000 ms, 최대 4000 ms, 최대 3000 ms, 또는 최대 2000 ms까지 적용될 수 있다. 다른 지속 기간들이 사용될 수 있다. 이 또한 환자의 세부사항에 따라 달라질 수 있다.

제어 수단은 시간 경과에 따른 자극의 특성을 변화시키도록 구성된다. 예를 들어, 단일 자극은 자극 지속 기간 동안 전류에 있어서 증가할 수 있다. 바람직하게는, 증가는 점차적으로 최고점에 이른다. 그 다음, 자극은 최고점에서 유지되거나, 최고점에서 종료하거나, 또는 점차적으로 감소할 수 있다.

전극(들)은 일반적으로 통상적인 유형일 수 있다; 예를 들어 일부 TENS 애플리케이션 같은 재사용 가능한 유형 또는 ECG 애플리케이션에 일반적으로 사용되는 유형의 일회용 전극. 전극들은 자기-접착성(self-adhesive)이거나, 재위치 가능하거나, 반-접착성일 수 있으며, 또는 피부 접촉을 보장하기 위해 전도성 겔을 포함할 수 있다. 대안적으로, 자극 기기는 전도성 겔을 포함할 수 있으며, 또는 전극과 사용자의 피부 사이에 삽입하기 위한 대체 전도성 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기기는 전극과 사용자 사이에 위치하기 위한 전도성 겔 또는 전해질이 함침된 라이너(liner)를 포함할 수 있다. 상기 라이너는 제한된 위치에서(예를 들어, 라이너 상의 다수의 위치들에서) 전도성일 수 있다. 이것은 오직 하나의 전극만을 사용하여 사용자의 팔다리의 여러 위치에 자극이 인가되게 한다.

상기 기기는 환자의 다리를 자극하도록 조정될 수 있다. 상기 기기는 사용자의 아랫다리에 압축을 가하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기기는 압축 스타킹 또는 유사한 장치(arrangement)를 포함할 수 있다. 압축을 가하기 위한 수단은 하나 이상의 전극들을 운반하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 전극들은 종아리 영역 또는 무릎 영역 중 어느 하나에서 압축 스타킹 상에 또는 사용자의 다리 둘레에 맞는 밴드 상에 장착될 수 있다. 그러한 밴드는 네오프렌(neoprene) 또는 다른 유사한 탄성 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전극들은 사용자의 다리 둘레를 감싸도록 구성된 탄성 재료 상에 장착될 수 있다; 이는 재료에 의해 가해진 압축이 상이한 사용자들에 대해 수정될 수 있게 한다.

본 발명의 특정 실시예들에서, 전극들은 사용자의 다리에 압축을 가하지 않는 밴드 또는 몸에 두르는 재료(wraparound material) 상에 장착될 수 있다. 밴드 또는 몸에 두르는 재료의 사용은 전극들의 밴드 상의 위치에 의해 전극들의 배치가 미리 결정될 수 있게 하며, 이로써 사용자의 전극 배치의 가변성이 감소될 수 있다.

상기 기기는 혈액 특성을 모니터링하는 수단을 더 포함할 수 있다. 특히, 혈압 및/또는 혈액 순환이 모니터링될 수 있다. 편리하게는, 모니터링 수단은 광용적맥파(photoplethysmograph)을 포함할 수 있다; 편리하게는 이는 센서가 사용자의 다리로부터 반사된 LED로부터의 광을 검출하도록 배열된 LED 또는 광센서를 포함할 수 있다.

상기 기기는 추후 참조를 위해 모니터링된 특성들을 기록하는 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기록 수단은 제어 수단과 관련된 데이터 저장 수단을 포함할 수 있다; 데이터 저장 수단은 솔리드 스테이트 메모리 또는 이와 유사한 형태일 수 있다.

제어 수단은 모니터링된 혈액 특성에 응답하여 전극의 활성화를 조정하도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들어, 자극의 정도는 혈액 순환을 보장하기에 충분한 레벨로 조정될 수 있지만, 그 이상은 아니다. 대안적으로, 모니터링이 혈액 순환이 일정 레벨 이하로 감소되었다는 것을 나타낼 때에만 자극이 발생할 수 있다.

상기 기기는 전극이 활성화될 때를 시각적으로 표시하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다; 예를 들어, 전극이 있을 때 LED 또는 다른 표시자가 활성화될 수 있다. 이는 사용자에게 기기가 작동 중임을 나타내는 시각적인 확인을 제공한다.

특정 실시예들에서, 기기의 제어 수단은 기기의 다른 구성요소들로부터 분리 가능할 수 있다. 특히, 제어 수단은 전극들로부터 분리 가능할 수 있으며; 바람직한 실시예들에서, 전극들은 지지체 상에 장착되며, 그리고 제어 수단은 이 지지체로부터 분리 가능할 수 있다. 제어 수단은 별도의 모듈로 통합될 수 있다; 또한 이 모듈은 전원 공급 장치 및 존재하는 경우 다른 컴포넌트들(예를 들어, 시각 표시기 및/또는 혈압 모니터링 수단)을 포함할 수 있다. 상기 모듈은 제어 수단을 전극들에 연결하기 위해 대응하는 접점들과 맞물릴 수 있는 전기 접점들을 포함할 수 있다. 대응하는 접점들은 제어 수단을 포함하는 모듈을 수용하는 크래들(cradle) 또는 다른 수용 수단에 위치할 수 있다. 또한, 크래들은 모듈을 크래들과 결합시키기 위해 기계적 결합 수단(예를 들어, 디텐트(detent) 또는 이와 유사한 것)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 자기 결합 수단이 사용될 수 있다.

특정 실시예들에서, 상기 기기는 (예를 들어, 단일 사용 후) 처분 가능할 수 있다. 이 기기는 휴대하기 편리하도록 충분히 작고 가볍다 - 예를 들어, 길이가 10 cm 미만, 무게가 100 g 미만, 바람직하게는 20 g 미만.

사용시, 기기는 근육 수축을 자극하기 위해 활성화될 때 눈에 띄는 피부 감각 또는 불쾌감을 거의 또는 전혀 유발하지 않도록 작동될 수 있다.

이제, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 오직 예시적으로 설명될 것이다.
도 1은 음극들의 3 x 3 그리드 및 양극을 포함하는 신경 근육 자극용 기기의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 3 x 3 전극 그리드 내에서 개별적으로 활성화될 수 있는 유효 전극의 수를 나타내는 개략도이다.
도 3은 음극들의 4 x 4 그리드 내에서 전극들의 서브세트를 활성화시킴으로써 활성화될 수 있는 3 x 3 가상 전극들의 그리드를 포함하는, 신경 근육 자극용 기기를 나타내는 개략도이다.
도 4는 전도성 트랙들로 형성된 전극들과 관련된 전기장들 및 전극 풋 프린트(electrode footprint)를 나타내는 개략도이다.
도 5는 일련의 선형 및 수직 디지트들(digits)이 나오는(issuing) 전도성 트랙의 중앙 섹션으로 형성된 인터로킹식 전극들(interlocking electrodes)의 개략도이며, 이 때, 상기 전극들은 1 x 4 매트릭스로 배열된다.
도 6은 방사형 패턴으로 배열된 인터로킹식 삼각형 전극들의 개략도이다.
도 7은 1 x 2 매트릭스로 배열된 인터로킹식 지그재그 전극들(interlocking zigzag electrodes)의 개략도이다.
도 8은 방사형 패턴으로 배열된 인터로킹식 지그재그 전극들의 개략도이다.
도 9는 인터로킹식 3 x 3 매트릭스로 배열된 평행한 전도성 트랙들로부터 형성된 전극들의 개략도이다.
도 10은 방사형 패턴으로 배열된 인터로킹식 전극들의 개략도이며, 이 경우, 전극들은 중앙 전극과 인터로킹한다.
도 11은 다수의 인터로킹식 전극 구조들의 개략도이다.
도 12는 3차원의 인터로킹식 전극층들의 개략도이다.
도 13은 전기 자극의 위치가 최적화된 경우 신경근 자극용 기기의 사용을 설명하는 흐름도이다.
도 14는 센서 PCB의 상부 및 하부의 사진이다.
도 15는 자극기 인쇄 회로 기판(PCB)의 사진이다.
도 16은 자극기 PCB와 센서 PCB의 연결을 도시한다.
도 17은 지그재그 전극 어레이 내의 상이한 전극들에 의한 자극 동안 센서 PCB 내의 전류 밀도를 도시한다.
도 18은 인터디지테이팅식(interdigitating) 전극 어레이 내의 상이한 전극들에 의한 자극 동안 센서 PCB 내의 전류 밀도를 도시한다.

먼저 도 1을 참조하면, 도 1은 신경근 자극을 위한 기기의 일실시예의 개략도를 도시한다. 이 기기는 양극(Z1) 및 3 x 3 그리드로 배열된 다수의 음극들(A1-A3, B1-B3 및 C1-C3)을 포함한다.

도 2는 전극들의 3 x 3 그리드 내에서 개별적으로 활성화될 수 있는 전극들의 개수와 그것들이 차지할 수 있는 위치들을 보여준다. 3 x 3 그리드로부터의 이러한 상이한 전극들의 활성화는 기기 또는 그것의 전극들의 위치의 물리적 변경 없이 전기 자극의 위치가 변경될 수 있게 한다.

도 3은 신경 근육 자극을 위해 기기에 적용된 "가상" 또는 유효 전극들의 개념을 보여준다. 도면은 4 x 4 물리적 전극들의 그리드 및 양극을 포함하는 신경 근육 자극을 위한 기기의 개략도를 도시한다. 이러한 전극들의 활성화는 3 x 3 가상 전극들(A1-A3, B1-B3, C1-C3)의 그리드의 활성화를 야기한다. 가상 전극들 각각은 4 x 4 어레이 내의 물리적 전극들의 2 x 2 서브세트의 활성화에 의해 개별적으로 활성화될 수 있다. 가상 전극들을 활성화할 수 있는 가능성은 최적의 유효 전극 위치를 찾기 위해 기기가 테스트할 수 있는 유효 전극 위치의 수를 증가시킨다. 그러나, 이 접근법의 한계는, 주어진 전극 크기에 대해, 유효 전극 위치에 대한 조정이 전극의 전체 단위에서만 이루어질 수 있다는 것이다. 예를 들어, 전극 풋 프린트가 1 cm x 1 cm라면, 유효 전극 위치는 오직 1 cm의 최소 증분으로 조정될 수 있다.

도 4a는 십자형으로 배열된 2 개의 선형 전도성 트랙으로부터 형성된 2 개의 인접한 전극들의 개략도이다. 전극들의 중첩되지 않은 전극 풋 프린트들이 도시되어 있다. 전극의 전극 풋 프린트는 전극과 동일한 높이 및 너비를 갖는 전극을 중심으로 하는 직사각형 영역으로 정의된다. 두 전극들에 대한 대략적인 전기장도 도시된다. 전기장이 겹쳐져서, 2 개의 물리적 전극들 사이에 가상 전극을 생성한다. 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따라 배열된 2 개의 인접한 전극들의 개략도이다. 각 전극의 전도성 트랙들은 다른 전극의 전극 풋 프린트와 중첩된다. 각 전극의 전도성 트랙들은 서로 중첩되지 않는다. 이러한 인터로킹식 전극들의 전기장의 중첩 정도는 도 4a의 전극들의 전기장의 중첩 정도보다 크다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 트랙들로 형성된 4 개의 인터디지테이팅식 전극들의 개략도이다. 각 전극의 전도성 트랙들은 다른 전극의 전도성 트랙들과 중첩되지 않는다. 전극들은 트랙의 중앙 섹션에 수직인 일련의 평행 및 선형 디지트가 나오는(issuing) 트랙의 중앙 섹션을 포함하는 전도성 트랙들로 형성된다. 인터디지테이팅식 트랙들은 각 전극이 두 개의 인접한 전극들의 전극 풋 프린트들과 효과적으로 중첩하는 것을 가능하게 하여, 인터로킹식 전극들의 쌍들 사이의 가상 또는 유효 전극에 의해 형성된 유효 전극 위치가 동일한 축을 따라 전극 풋 프린트의 폭보다 적게 이동할 수 있게 한다. 도 5b는 도 5a에 나타난 음극들의 전극 풋 프린트들의 개략도이다. 이 도면은 각 음극의 전도성 트랙들이 적어도 하나의 다른 음극의 전극 풋 프린트와 중첩하는 것을 보여준다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각형 전도성 트랙들로 형성된 6 개의 전극들의 개략도이다. 전극들은 삼각형들의 테셀레이트 패턴(tessellating pattern)을 형성한다. 전극 풋 프린트들 및 전극들 각각의 전도성 트랙들이 도시되어 있다. 각 전극의 전도성 트랙은 인접한 전극의 전도성 트랙이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩한다. 도 6b는 도 6a에 도시된 음극들 중 두 개의 음극들의 전극 풋 프린트들의 개략도이다. 도면은 각 음극이 적어도 하나의 다른 음극의 전극 풋 프린트와 중첩하는 것을 나타낸다.

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그재그인 전도성 트랙들로 형성된 2 개의 인터로킹식 음극들의 개략도이다. 전극들은 1 x 2 매트릭스로 배열된다. 각 전극의 전도성 트랙들은 임의의 다른 전극의 전도성 트랙들과 중첩되지 않는다. 이러한 전극 배치는 동일한 축을 따라 전극 풋 프린트의 폭 또는 길이의 절반 보다 작은 위치 증분을 허용한다. 도 7b는 도 7a에 나타난 음극들의 전극 풋 프린트들의 개략도이다. 이 특정 예에서, 각 전극이 W 형성으로 프린트되는 경우, 전극 풋 프린트의 폭의 1/4 보다 적은 위치 증가가 가능하다(예를 들어, 9.6 / 4 = 2.4 > 2.34). 추가 나선들(convolutions)이 적용될 수 있고, 그리고 트랙 두께의 실질적인 한계 내에서, 트랙들 간의 간격이 감소될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 패턴으로 배열된 인터로킹식 음극들의 개략도이며, 이 경우 전도성 트랙들은 지그재그로 형성된다. 각 전극의 전도성 트랙들은 임의의 다른 전극의 전도성 트랙들과 중첩하지 않는다. 도 8b는 도 8a에 도시된 음극들의 전극 풋 프린트들의 개략도이다. 이러한 배열은 동일한 축을 따라 전극들의 전극 풋 프린트의 절반 미만의 위치 증분에 의해 원형 세그먼트 어레이 주변의 각 증분(angular increment)을 허용한다 (3.44 / 2 = 1.7 > 1).

도 9는 일련의 평행한 전도성 트랙들로 형성된 인터로킹식 음극들의 3 x 3 매트릭스의 개략도이다. 각 전극의 전도성 트랙들은 임의의 다른 전극의 전도성 트랙들과 중첩하지 않는다. 전극들의 평행 트랙들은 선형(A1, C1, A3, C3)이거나, 선형 트랙들 및 직각을 이루는 트랙들의 혼합(B1, A2, B2, C2, B3)이다.

도 10a는 중앙 음극 주위에 배열된 서로 맞물린 음극들의 방사형 어레이의 개략도이다. 방사형 전극들은 중앙 전극과 서로 맞물린다. 전극들은 트랙의 중앙 섹션을 포함하는 전도성 트랙들로 형성되며, 이 트랙으로부터 일련의 평행한 곡선 디지트가 나온다. 도 10b는 중앙 음극의 형상을 분리하여 도시한다.

도 11a 내지 도 11g는 본 발명의 실시예들에 따른 일련의 전극 구조들을 도시한다. 많은 추가적인 배열들이 구상될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극들의 인터로킹식 층들을 도시하는 개략도이다. 제1 전극층은 트랙의 중앙 섹션을 포함하는 전도성 트랙들로 형성되며, 이로부터 하나의 축 (b)에서 트랙의 중앙 섹션에 수직인 일련의 평행 및 선형 디지트들과 다른 축 (c)에서 트랙의 중앙 섹션에 수직인 일련의 평행 및 선형 디지트들이 나온다(issuing). 제2 전극층은 제1 전극층을 보완하여, 각 전극의 전도성 트랙들이 양축상에서 인터로킹하게 한다. 축 b 및 축 c를 따른 뷰가 각각 도 12b 및 도 12c에 도시되어 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 대해 전술한 음극 구조들은 기기의 인접한 음극들 사이의 가능한 최소 거리를 감소시킨다. 본 발명에 따른 기기가 최적의 유효 음극 위치를 탐색할 때, 유효 전극 위치를 하나의 전극 또는 전극들의 그룹으로부터 제2 전극 또는 전극들의 그룹으로 이동시킬 수 있으며, 이 경우, 제2 전극은 제1 전극의 전극 풋 프린트 내에 있으며, 그리고 이에 따라 인접한, 중첩되지 않은 제2 전극보다 더 가깝다. 전도성 트랙들은 본 발명의 중요한 특징이다. 전극들이 전도성 트랙들로 형성된다는 사실은 하나의 전극이, 전도성 트랙으로 구성된 다른 전극의 전극 풋 프린트와 중첩할 수 있게 한다. 이는 예를 들어 전극 어레이 내의 포인트 전극들에서는 가능하지 않을 것이다. 따라서, 본 발명은 동일한 수의 전극들을 갖는 전술한 자극 기기들 보다 최적의 유효 전극 위치를 찾아내는데 더 높은 정도의 정확도를 제공한다. 따라서, 본 발명의 기기는 종래 기술에 기술된 기기들 보다 최적의 자극 포인트를 발견하는데 있어서 더 큰 정도의 정확도를 달성할 수 있다.

도 13은 전기 자극의 위치가 최적화되는, 신경 근육 자극을 위한 기기의 사용을 설명하는 흐름도이다. 기기는 피부 상에 배치되며, 그리고 기기가 켜진다. 기기는 먼저 가장 낮은 설정으로 설정되고 그리고 각 음극 위치를 차례로 활성화시킨다. 근육 또는 혈류의 오디오 또는 음향 모니터링 또는 사용자 발의 등 방향 반사(dorsal reflex)의 움직임 검출과 같은 기기 내의 자동화된 시스템 또는 사용자는 각 전극 위치에 대해 그 위치가 미리 결정된 결과(예를 들어, 근육 수축)를 얻기 위해 필요한 자극 레벨을 유도하는지를 나타내는 피드백을 기기에 제공한다. 기기가 미리 결정된 결과가 달성되었다는 피드백을 받지 않고 모든 가능한 전극 위치들을 순환하면, 기기는 그 다음으로 높은 레벨의 설정으로 설정된다. 그 다음, 기기는 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 모든 전극 위치를 다시 순환한다. 이것은 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 모든 자극 레벨 설정을 통해 계속된다.

예 1

이 예는 본 발명에 따른 한 쌍의 음극들을 포함하는 다중 전극 어레이의 사용에 대한 실험적 검증을 제공하며, 이 때 유효 전극 위치는 한 쌍의 제1 전극으로부터 그 쌍의 제2 전극으로, 해당 쌍의 제1 전극의 전극 풋 프린트보다 작은 단위(step)들로 이동될 수 있다.

재료 및 방법

이 예는 두 개의 인쇄 회로 기판(PCB)들을 사용한다; "자극기" PCB 및 "센서" PCB. 자극기는 센서에 전기 자극을 가하고, 센서는 이 자극의 위치와 크기를 측정한다.

센서 PCB

센서는 인간 피부의 전기 전도도를 시뮬레이션하고 전류 흐름을 측정하도록 설계된 저항들 및 작은 패드들의 그리드를 포함한다. 센서의 패드들은 열(column)로 그룹화된다. 한 열의 전류는 전류 측정 분로 저항으로 공급된다. 분로 저항 양단의 전압이 측정될 수 있으며, 그리고 분로 저항에 연결된 패드들의 열의 공지된 영역을 사용하여 전류 밀도가 계산될 수 있다.

도 14는 일 측(A) 상의 패드들(13)의 어레이 및 다른 측(B) 상의 저항들(17) 및 전류 분로 저항들(18)을 포함하는 예시적인 센서 PCB를 도시한다. 각 컬럼의 패드들(14)은 함께 연결되어 있다. 결합된 전류는 10 Ω 전류 측정 분로 저항(18)을 통과한다. 센서의 패드들(13)은 센서의 중앙 섹션(19)이 가장 작은 패드들(13)(1 x 2 mm)을 갖도록, 센서(15)의 주변 에지에 접근함에 따라 크기가 증가한다. 중앙 섹션(19)은 자극기 PCB에 의해 커버된 영역이다. 이 배열은 측정 분해능과 필요한 저항들의 수 사이에서 실제적인 절충안(compromise)을 달성한다. 이 예에서 사용된 센서는 1280 개의 저항들로 구성된다. 고대역폭 50 Ω 프로브를 갖는 디지털 오실로스코프는 x 64 전류 분로 저항기(18) 양단의 전압을 측정하는데 사용되었다.

자극기 PCB

자극기 PCB는 전류 펄스가 특정 전극들로 공급되도록 하는 커넥터들의 세트 및 다중 전극들의 전도성 트랙들로 형성된 다중 전극 어레이를 포함한다.

도 15는 인터로킹식(interlocking) 지그재그 전극 어레이들(8, 9) 및 인터디지테이팅식 핑거 전극(interdigitating finger electrode) 어레이들(7, 10)을 포함하는, 전극들(4)의 여러 스타일 및 배열을 갖는 예시적인 자극기 PCB(2)를 도시한다. 본 예에서, 와이어(5)에 27 mA의 전류 펄스를 공급하기 위해 표준 "Firefly T-1" 전기 자극 기기(Firstkind Ltd)가 사용되었다. 중심 핀 헤더(3)는 와이어(5)를 통해 자극기에 공급된 전류 펄스를 점퍼 링크를 사용하여 개별 전극들(4)에 연결한다. 와이어(1)는 전류 복귀 경로에 연결되며, 그리고 노이즈 스크린 역할을 한다. 정렬 홀들(11)은 커넥터 핀들을 사용하여 자극기(2) 위에서의 센서(15)의 정확한 배치를 가능하게 한다.

자극기(2) 내에서, 어레이(7)의 전극들은 0.3 mm 폭이고, 10 mm 떨어진 위치에 있다. 이 전극들의 전극 풋 프린트의 폭은 14 mm이다. 어레이(9)의 전극들은 0.3 mm 폭이고, 3 mm 떨어진 위치에 있다. 이러한 전극들의 전극 풋 프린트의 폭은 10.3 mm이다.

자극 방법

하이드로겔(21)의 0.8 mm 층은 자극기(2)의 어레이(7 또는 9) 상에 배치되었다(도 16a). 그 다음, 어레이(7 또는 9)는 센서(15)의 최고 분해능 영역(19) 아래에 정확하게 배치되었고, 센서(15)는 커넥터 핀들(16)을 사용하여 제 위치에 고정된다(도 16b).

그 다음, 자극기(2)는 어레이(7 또는 9) 내의 개별 전극들 또는 전극들의 그룹(4)의 활성화를 통해 센서(15)에 전기적 자극을 가하기 위해 사용되었다. 피크 전압은 센서(15)의 전류 측정 저항들(17) 각각에서 측정되었다. 어레이(7 또는 9) 내의 다음 전극(4) 또는 전극들의 그룹은 활성화되었고 그리고 저항기들(17) 각각에서의 피크 전압 측정이 반복되었다. 이러한 단계들은 어레이(7 또는 9) 내의 모든 원하는 전극들 및 인접한 전극 쌍들에 대해 반복되었다. 패드들(14)의 각 열의 전류는 공지된 프로브 감쇠 및 전류 분로 저항을 사용하여 계산되었다. 그 다음, 각 열의 전류 밀도는 공지된 패드(13) 치수를 사용하여 계산되었다.

결과

지그재그 전극 어레이

센서(15) 내의 전류 밀도의 위치는 어레이(9) 내의 인접한 전극들(도 17a) 또는 인접한 전극 쌍들(도 17b)의 순차적 활성화 동안 계산되었다. 도 17의 각각의 자취(trace)는 어레이(9) 내의 단일 전극(A) 또는 전극 쌍(B)의 활성화를 나타낸다.

어레이(9) 내의 개별 전극들 또는 인접한 전극 쌍들의 활성화는 센서 내에서 각각 11.9 mm 및 12.3 mm 폭의 전기장을 유도했다(표 1). 어레이 내의 인접한 전극들 또는 인접한 전극들의 쌍들의 활성화는 동일한 축을 따라 개별 전극들 또는 전극 쌍들의 전극 풋 프린트의 폭보다 작은 단위들(step)만큼의 유효 전극 위치의 이동을 허용했다(각각 2.8 mm vs 10.3 mm 및 2.9 mm vs 13.3 mm).

전극들의 지그재그 구성은 어레이 내의 각 전극의 전도성 트랙이 어레이 내의 인접한 전극의 전극 풋 프린트와 중첩되도록 위치될 수 있게 한다. 결과는 유효 전극 위치가 동일한 축을 따라 전극들의 전극 풋 프린트의 폭보다 작은 거리만큼 어레이 내 하나의 전극으로부터 인접한 전극으로 이동될 수 있음을 입증한다.

인터디지테이팅식(interdigitating) 전극 어레이

센서(15) 내의 전류 밀도의 위치는 어레이(7) 내의 인접한 전극들(도 18a) 또는 인접한 전극 쌍(도 18b)의 순차적 활성화 동안 계산되었다. 도 18의 각각의 자취(trace)는 어레이(7) 내의 단일 전극(A) 또는 전극 쌍(B)의 활성화를 나타낸다.

어레이(7) 내의 개별 전극들 또는 인접한 전극 쌍들의 활성화는 센서 내에서 각각 11.9 mm 및 19.9 mm 폭의 전기장을 유도했다(표 1). 어레이 내의 인접한 전극들 또는 인접한 전극들의 쌍들의 활성화는 동일한 축을 따라 개별 전극들 또는 전극 쌍들의 전극 풋 프린트의 폭보다 작은 단위들(step)만큼의 유효 전극 위치의 이동을 허용했다(각각 10.5 mm vs 14.0 mm 및 10.7 mm vs 24.0 mm).

어레이(7) 내의 전극들의 인터디지테이팅식 구성은 어레이 내의 각 전극의 전도성 트랙이 어레이 내의 인접한 전극의 전극 풋 프린트와 중첩되도록 위치될 수 있게 한다. 결과는 유효 전극 위치가 동일한 축을 따라 전극들의 전극 풋 프린트의 폭보다 작은 거리만큼 어레이 내 하나의 전극으로부터 인접한 전극으로 이동될 수 있음을 입증한다.

전극	전극 전압 공급	전극 풋 프린트의 폭 (mm)	전기장 폭(반 피크 진폭의 폭) (mm)	이동 폭 (mm)
지그재그	단일	10.3	11.9	2.8
지그재그	인접 쌍들	13.3	12.3	2.9
상호 맞물림	단일	14.0	11.9	10.5
상호 맞물림	인접 쌍들	24.0	19.9	10.7

Claims

신경 근육 자극을 위한 기기로서,
a) 양극;
b) 다수의 음극들;
c) 비-전도성 기판; 및
d) 상기 전극들을 활성화하기위한 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은 사용자에게 전기 자극을 전달하기 위해 미리 결정된 시퀀스로 상기 음극들을 활성화하며, 상기 미리 결정된 시퀀스는 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 자극 레벨을 증가시키면서 반복되며,
각각의 음극은 상기 비-전도성 기판 상에 장착된 적어도 하나의 전도성 트랙을 포함하며,
적어도 한 쌍의 음극들이 중첩되어, 상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 쌍의 제2 음극의 전도성 트랙들이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩하는, 기기.
청구항 1에 있어서,
상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 제2 음극의 풋 프린트의 0.5 % - 1 %, 1 % - 10 %, 10 % - 25 %, 25 % - 50 % 또는 50 % 넘게 중첩되는, 기기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 쌍의 상기 제1 음극은 일련의 디지트(digit)들이 나오는(issuing) 전도성 트랙의 중앙 섹션을 포함하는, 기기.
청구항 3에 있어서,
상기 트랙의 중앙 섹션은 선형인, 기기.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 디지트들은 서로 평행인, 기기.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디지트들은 선형인, 기기.
청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디지트들은 상기 트랙의 중앙 섹션에 수직인, 기기.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디지트들은 만곡된(curved), 기기.
청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 쌍은 인터디지테이팅하며(interdigitating), 그리고/또는 상기 쌍의 제2 음극은 상기 쌍의 제1 전극과 동일한 기하학 구조(geometry)를 갖는, 기기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 중첩하는 쌍의 제1 음극은 적어도 2 개의 연결되지 않은 평행한 트랙들을 포함하는, 기기.
청구항 10에 있어서,
상기 중첩하는 쌍의 제1 음극의 평행한 트랙들은 선형이고, 지그재그형이고, 만곡형이고, 직각을 형성하고, 그리고/또는 예각을 형성하는, 기기.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 중첩하는 쌍의 제2 음극 또한 적어도 2 개의 연결되지 않은 평행 트랙들로 형성되며,
상기 중첩하는 쌍의 제2 음극의 평행한 트랙들은 선형이고, 지그재그형이고, 만곡형이고, 직각을 형성하고, 그리고/또는 예각을 형성하며,
상기 두 개의 전극들에 의해 형성된 평행한 트랙들은 서로 인터리빙하며 그리고/또는 서로 평행한, 기기.
청구항 1에 있어서,
상기 중첩하는 쌍의 제1 음극은 지그재그형 전도성 트랙인, 기기.
청구항 13에 있어서,
상기 지그재그 모양은 "w" 모양인, 기기.
청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
상기 지그재그는 규칙적인, 기기.
청구항 15에 있어서,
상기 지그재그의 모서리들은 직각을 이루는, 기기.
청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중첩하는 쌍의 제2 음극은 상기 중첩하는 쌍의 제1 음극 안에 내포된(nested) 지그재그인, 기기.
청구항 17에 있어서,
전극들의 배열은 동일 축을 따라 상기 제1 전극의 전극 풋 프린트의 크기의 절반 보다 작은 위치 증분을 허용하는, 기기.
청구항 18에 있어서,
전극들의 배열은 동일 축을 따라 상기 제1 전극의 전극 풋 프린트의 크기의 1/4 보다 작은 위치 증분을 허용하는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극 전극 쌍들은 중첩하는 전극들의 매트릭스를 형성하는, 기기.
청구항 20에 있어서,
상기 전극들은 2차원 어레이로 배열되는, 기기.
청구항 21에 있어서,
상기 어레이는 1x2, 1x3, 1x4, 2x2, 2x3, 2x4, 3x3, 4x4, 또는 8x8인, 기기.
청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극들은 방사형으로 배열되는, 기기.
청구항 23에 있어서,
상기 음극들은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8 개의 방사 세그먼트들을 형성하는, 기기.
청구항 23 또는 청구항 24에 있어서,
상기 음극들은 중심 방사형 패턴 주위에 하나 이상의 방사형 경계들을 형성하는, 기기.
청구항 25에 있어서,
상기 방사형 경계 또는 경계들을 형성하는 상기 음극들은 상기 중심 방사형 패턴을 형성하는 음극들과 인터로킹하는(interlocking), 기기.
청구항 23 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
중앙 인터디지테이팅식(central interdigitating) 전극이 존재하는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극들은 :
상기 전극들 모두가 상기 전극들의 전극 풋 프린트들에 수직인 제1 축을 따라 실질적으로 평행하도록 단일 층으로 배열되는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극들은 하나 이상의 층에 배열될 수 있으며,
각 층의 전극들은 모두 상기 전극들의 전극 풋 프린트들에 수직인 제1 축을 따라 실질적으로 평행한, 기기.
청구항 29에 있어서,
상기 제1 층의 음극들의 기하학적 배열은 하나 이상의 다른 층들 상의 음극들의 기하학적 배열을 보완하는, 기기.
청구항 29 또는 청구항 30에 있어서,
두 개 이상의 층들의 음극들은 하나 이상의 다른 층들의 음극들과 인터로킹하는(interlocking), 기기.
청구항 1 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 시퀀스는 상기 음극들의 순차적인 활성화를 포함하는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 시퀀스는 두 개 이상의 인접한 음극들의 조합들의 순차적 활성화를 포함하는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기기는 상기 미리 결정된 결과가 달성되는지 여부를 모니터링하기 위한 센서를 더 포함하는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과의 달성은 사용자에 의해 수동으로 모니터링되는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과는 미리 결정된 레벨의 혈류인, 기기.
청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과는 등 방향 반사(dorsal reflex)인, 기기.
청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과는 근육 수축인, 기기.
청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과는 요실금의 치료인, 기기.
청구항 39에 있어서,
상기 전기 자극은 자극된 신경에 의해 신경 자극되는(innervated) 근육들의 수축을 야기하기에 불충분한, 기기.
청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과는 혈류, 등 방향 반사, 근육 수축 및 요실금의 치료 중 두 개 이상의 조합인, 기기.
청구항 1 내지 청구항 41 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 결과가 도달된다면, 상기 제어 유닛은 :
ⅰ. 상기 미리 결정된 결과가 도달되었을 때 활성화된 동일한 음극 또는 음극들의 조합의 활성화를 유지하고; 그리고
ⅱ. 상기 미리 결정된 결과가 도달되었을 때 상기 음극 또는 음극(들)에 의한 자극 레벨을 유지하는, 기기.
청구항 1 내지 청구항 42 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 수단은 전류를 공급하거나 끌어들이지 않는 전위로 비활성 전극들을 구동함으로써 활성화된 음극(들)으로부터 비활성 음극들로의 전류 누설을 방지하도록 구성되는, 기기.
청구항 43에 있어서,
전위는 상기 음극들을 양극에 연결함으로써 달성되는, 기기.
청구항 43에 있어서,
전위는 전류가 흐르지 않도록 전압을 자동으로 조정하기 위해 커패시터를 사용함으로써 달성되는, 기기.
신경 근육 자극 방법에 사용하기 위한 청구항 1 내지 청구항 45 중 어느 한 항의 기기로서,
자극은 하나 이상의 음극들과 양극 사이의 전류에 의해 생성되며,
상기 음극들은 사용자에게 전기 자극을 전달하기 위해 미리 결정된 시퀀스로 활성화되며,
상기 미리 결정된 시퀀스는 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 자극 레벨을 증가시키면서 반복되며, 각각의 음극은 상기 비-전도성 기판 상에 장착된 적어도 하나의 전도성 트랙을 포함하며,
적어도 한 쌍의 음극들이 중첩되어, 상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 쌍의 제2 음극의 전도성 트랙들이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩하는, 기기.
신경 근육 자극 방법으로서,
상기 자극은 하나 이상의 음극들과 양극 사이의 전류에 의해 생성되며,
상기 음극들은 사용자에게 전기 자극을 전달하기 위해 미리 결정된 시퀀스로 활성화되며,
상기 미리 결정된 시퀀스는 미리 결정된 결과가 달성될 때까지 자극 레벨을 증가시키면서 반복되며,
적어도 한 쌍의 음극들이 중첩되어, 상기 쌍의 제1 음극의 전도성 트랙 또는 트랙들은 상기 쌍의 제2 음극의 전도성 트랙들이 아닌 전극 풋 프린트와 중첩하는, 신경 근육 자극 방법.