(57)【要約】【課題】哺乳類の選択された体の部分を経皮的に刺激する装置および方法を提供する。【解決手段】この装置は、第１の予め決められた体の部分を刺激することができる第１の周波数を有する第１波形を生み出す、第１の波形発生器と、哺乳類の組織を通過することができる第２の周波数を有する搬送波波形を生み出す、第２の波形発生器と、第１の波形とは位相が異なり、第２の予め決められた体の部分を刺激することができる第３の周波数を有する、第３の波形を生み出す第３の波形発生器と、を具備する。変調装置は、第１、第２、および、第３、の波形発生器に電気的に接続されており、搬送波波形、第１の波形、および、第３の波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出す。第１の電極は、変調装置に電気的に接続されており、かつ、哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられていて、変調された信号パッケージを哺乳類の皮膚に加える。【選択図】図１
2009525150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳類の選択された体の部分を刺激するための経皮電気刺激装置において、
第１の波形発生器であって、第１の予め決められた体の部分を刺激することができる第１の周波数を有する第１の波形を生み出すように構成された、第１の波形発生器と、
第２の波形発生器であって、前記哺乳類の組織を通過することができる第２の周波数を有する搬送波波形を生み出すように構成された、第２の波形発生器と、
第３の波形発生器であって、前記第１の波形の前記第１の周波数とは異なり、かつ、前記第１の波形とは位相が異なる、第２の予め決められた体の部分を刺激することができる第３の周波数を有する、第３の波形を生み出すように構成された、第３の波形発生器と、
変調装置であって、前記第１、前記第２、および、前記第３の波形発生器と電気的に接続されており、かつ、前記搬送波波形、前記第１の波形、および、前記第３の波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出すように構成された、変調装置と、
第１の電極であって、前記変調装置に電気的に接続されており、かつ、前記哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、前記哺乳類の前記皮膚に前記変調された信号パッケージを加えるように構成された、第１の電極と、
を具備する、経皮電気刺激装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記第１、前記第２、および、前記第３の波形発生器、ならびに、前記電極は、パッチ装置内に位置付けられており、
前記パッチ装置は、前記パッチ装置を前記皮膚に固定するための接着剤をその表面に有する、経皮電気刺激装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記パッチ装置は、前記哺乳類の体の腹部または仙骨部に実質的に位置付けられている、経皮電気刺激装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
前記信号パッケージを受信するための戻り電極、
をさらに具備し、
前記第１の電極および前記戻り電極の両方は、前記哺乳類の体外で前記哺乳類の前記皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、かつ、加えられた前記信号パッケージが前記第１の電極から前記戻り電極まで前記哺乳類の組織を実質的に通過せずに通ることができるように、互いに対して位置付けられている、経皮電気刺激装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、
前記第１および前記第２の予め決められた体の部分が、所定の神経の異なる枝の異なる神経である、経皮電気刺激装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、
前記第１および前記第２の予め決められた体の部分は、それぞれ、膀胱および生殖器である、経皮電気刺激装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置において、
前記第１の波形は、ほぼ２０Ｈｚの周波数を有し、前記第３の波形は、ほぼ１０Ｈｚの周波数を有する、経皮電気刺激装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
前記第２の搬送波波形は、ほぼ１０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの周波数を有する、経皮電気刺激装置。
【請求項９】
請求項７に記載の装置において、
前記第１および前記第３の波形は、方形波であり、前記第２の搬送波波形は、正弦波である、経皮電気刺激装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、
第４の波形発生器であって、前記変調装置に電気的に接続されており、かつ、前記第２の搬送波波形とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形を生み出すように構成された、第４の波形発生器、
をさらに具備し、
前記変調装置は、前記第２の搬送波波形をさらに変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す、経皮電気刺激装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、
前記変調装置は、第１、第２、および、第３の変調器をさらに含み、
前記第１の変調器は、前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、
前記第２の変調器は、前記第３の波形および前記第４の搬送波波形を変調して、第２の変調された信号を作り出し、
前記第３の変調器は、前記第１および前記第２の変調された信号を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す、経皮電気刺激装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の装置において、
前記変調装置は、第１および第２の変調器をさらに含み、
前記第１の変調器は、前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、
前記第２の変調器は、前記第１の変調された信号、前記第３の波形、および、前記第４の搬送波波形を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出し、
前記第４の波形発生器は、前記第１の変調された信号の非活動期間の間にのみ、前記第４の波形を生み出す、経皮電気刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、２００５年６月７日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／１４６５２２号の一部継続出願であり、上記米国特許出願第１１／１４６５２２号は、２００５年１月２６日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／０４３８３０号の一部継続出願であり、上記米国特許出願第１１／０４３８３０号は、２００４年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／５４３７２２号に基づく優先権を主張している。
【０００２】
〔発明の背景〕
〔１．発明の分野〕
本発明は、全般的には、体の部分を選択的に刺激する方法および装置に関し、より詳細には、さまざまな神経を選択的に刺激する、または、さまざまな他の体の部分に電気刺激を加える、装置および方法に関する。
【０００３】
〔２．背景の説明〕
女性が、１１００万件を超える失禁の事例を占めている。失禁の一つの種類は、腹圧性尿失禁（ＳＵＩ）であり、この失禁では、女性は、笑う、せきをする、くしゃみをする、および、一定の運動をする、などの通常の日常的な行動および運動の間に尿の意図しない漏れを経験する。ＳＵＩはおそらく、膣壁を骨盤の筋肉および恥骨に結合する組織または靭帯の機能的な欠陥によって引き起こされる。一般的な原因には、骨盤の筋肉の反復的な緊張、出産、骨盤の筋肉の緊張の喪失、エストロゲンの減少、などがある。そのような欠陥は、尿道を不適正に機能するようにする。その他の種類の失禁とは異なり、ＳＵＩは膀胱の問題ではない。
【０００４】
腹圧性尿失禁は、典型的には、解剖学的構造の欠陥の結果であり、もう一つの尿失禁の形態である切迫性尿失禁は、神経に基づくものであると思われ、一般的に、不安定排尿筋すなわち「膀胱痙攣」であることが明らかにされている。したがって、切迫性尿失禁は、通常は、手術による補正を導くことはない。切迫性尿失禁は、尿漏れを結果としてもたらしたりもたらさなかったりするが、両方の場合とも、それ以外は、類似の症状および類似の治療形態を有し、治療形態には、一般的に、行動の修正（駆りたてる気持ちを低減するための学習によって得た方策、計画的な排尿、カフェインなど膀胱を刺激する物質の回避、および、バイオフィードバックを伴うまたは伴わない骨盤底筋肉の運動）と薬物療法（典型的には、オキシブチニンまたはトルテロジン（tolterodine）などのような抗コリン作用薬）との組み合わせを含んでいる。これらの治療方法は、一生の治療を必要とする。残念ながら、行動の修正は、結果を維持するために絶え間のない努力を必要とし、利用可能な薬物は多くの患者に著しい副作用をもたらし、その結果、８０％の患者が一年以内に治療を中止する。代わりの治療は、尿失禁を調節するために生活様式を修正するものであり、尿失禁のひどさに応じた、「おもらし」を回避するための頻繁な排尿、および保護用パッドまたは肌着の着用、などがある。
【０００５】
もう一つの治療のためのアプローチは、仙骨神経および／または陰部神経の刺激である。仙髄神経根は、複数の対に分かれて、神経根の孔を通って外側に出る。これらの神経根の主な行き先は、仙骨神経叢である。この仙骨神経叢からの神経は、下肢および骨盤臓器の運動性神経支配および知覚性神経支配を供給している。より詳しく言うと、仙骨神経叢は、５つの仙骨神経対、すなわち、仙髄神経Ｓ１〜Ｓ５に分かれている。これらの神経は、大腿、下肢、足、外性器の大部分、肛門の周囲の領域、に供給している。陰部神経は、陰部神経叢の最大の枝であり、第２、第３、および、第４、の仙骨神経の腹側１次部から導かれた、体性感覚線維、体性運動線維、および、自律線維から構成されている。陰部神経は、膀胱、尿道括約筋、および、生殖器の機能に影響を及ぼす。陰部神経の下側の枝は、結腸の蠕動運動、および、肛門括約筋の収縮力、に寄与している。陰部神経は膀胱に近接していて、陰部神経への刺激は膀胱を刺激し、したがって、膀胱の収縮を除去または軽減する。少なくとも一つの公知の市販されている装置は、仙骨神経叢内に延ばされた針を通して、仙骨神経を刺激する。しかし、この装置は、仙骨神経に一定の刺激を与えるために連続した信号を供給する。この装置のさまざまな欠点には、その装置の侵襲的な性質、体の他の領域への望まれない刺激効果、などが含まれ、その理由は、仙骨神経全体が刺激され、体の複数の他の領域がそのような刺激を受けた仙骨神経によって神経支配される（すなわち、脚の攣縮またはその類似状態をもたらす）からである。
【０００６】
アドバンスト・バイオニクス（Advanced Bionics）という名前の会社が、仙骨神経ではなく陰部神経を特定して標的にする植え込み可能な刺激装置を有する。この装置は、陰部神経の近傍に植え込まれるが、侵襲的でもあり、上記のように一定の信号を供給し、したがって、同様の欠点を有する。
【０００７】
失禁に加えて、女性は、多くの場合失禁と同時に、他の疾病も患うことがある。間質性膀胱炎は、慢性的な膀胱の状態で、炎症を起こしたすなわち刺激された膀胱壁を伴う。この状態を伴う患者は、軽い不快感、圧迫、圧痛、または、膀胱および周囲の骨盤領域の激痛、を経験することもある。他の症状には、強い排尿への願望（尿意促迫）、頻繁な排尿への願望（頻尿）、または、それらの症状の組み合わせ、などが含まれることがある。炎症が、膀胱の瘢痕化および硬直、より少ない膀胱の容量（膀胱がより少ない量の尿しか保持できない。）、および、膀胱被覆層の非常に小さい出血、を導く場合がある。極まれな場合では、潰瘍が膀胱被覆層に形成される。７０万人を超えるアメリカ人が、間質性膀胱炎を患っていると推定され、そのうちのほぼ９０％が女性である。
【０００８】
間質性膀胱炎の治療には、アスピリン、イブプロフェン、他の鎮痛剤、抗欝薬、および、抗ヒスタミン薬、のような内用薬、が含まれる。もう一つの治療は、膀胱点滴注入法（膀胱の洗浄または沐浴）であり、この方法では、膀胱が溶液で満たされ、その溶液が空にされる前にさまざまな時間に亘って保持される。これらの治療は、一生に亘る治療を必要とする。仙骨神経刺激移植片は、間質性膀胱炎の治療にも用いられるが、上述したように、その移植片の侵襲的な性質、および、体のその他の部分への望ましくない刺激の効果、が、この治療法を望ましくないものにしている。手術は、最後のやむをえず訴える手段としての治療と考えられるが、必ずしも症状を改善しない。
【０００９】
尿失禁と同時に起こる場合がある他の疾病には、大便失禁および肛門失禁が含まれる。大便失禁は、腸を制御できないことであり、いくつかの原因があり、そのうち便秘症が最も一般的な原因である。大便失禁は、肛門の内括約筋および／または外括約筋と呼ばれる直腸の端部にあるリング状の筋肉のいずれかまたは両方への外傷によっても引き起こされる場合がある。女性では、損傷は出産時に起こることが多い。痔の手術も、括約筋に損傷を与える場合がある。大便失禁は、肛門の括約筋を制御する神経の、または、直腸内の大便を感知する神経の、損傷によっても引き起こされる場合がある。神経の損傷は、出産、排便しようと懸命に努める長年の習慣、脳卒中、糖尿病および多発性硬化症のような、神経に影響を及ぼす疾病、によっても引き起こされる場合がある。さらに、直腸手術、放射線療法、および、炎症性腸疾患が、直腸の壁を硬くより弾力的でなくする瘢痕化を引き起こす場合がある。骨盤底の異常は、出産によって典型的には引き起こされ、この骨盤底の異常も大便失禁を導く場合がある。いくつかの異常の例には、直腸の感覚の低下、肛門管の圧力の低下、肛門管の圧搾圧力の低下、肛門の感覚の障害、直腸の垂れ下がり（直腸脱）、膣からの直腸の突出（直腸瘤）、および／または、汎発性の骨盤底の脱力およびたるみ、がある。治療は、原因、および、大便失禁の重症度、に応じて選択され、食事の変更、薬剤、腸のトレーニング、または、手術、が含まれる場合がある。最後のやむをえず訴える手段は、人工肛門形成術であり、この手術は、大腸と腹壁との間に開口を外科的に形成する手術である。一つより多くの治療法が成功裡に制御するために必要な場合があり、その理由は、失禁が複数の事象の複雑な連鎖であるからである。
【００１０】
一つの種類の治療法は、典型的には、上述された異なる状態を治療するために用いることはできず、そして、上述したように、公知の治療法の多くは、侵襲敵であるか、他の負の副作用を有する。したがって、必要とされているのは、異なる疾病または状態を同時に治療するための装置および方法である。
【００１１】
〔発明の概要〕
本発明は、哺乳類の選択された複数の体の部分を経皮的に刺激するシステムおよび方法を提供する。
【００１２】
本明細書で提供される、ある経皮電気刺激装置は、第１の波形発生器であって、第１の予め決められた体の部分を刺激することができる第１の周波数を有する第１の波形を生み出すように構成された、第１の波形発生器と、第２の波形発生器であって、哺乳類の組織を通過することができる第２の周波数を有する搬送波波形を生み出すように構成された、第２の波形発生器と、第３の波形発生器であって、前記第１の周波数とは異なり、かつ、第１の波形とは位相が異なる、第２の予め決められた体の部分を刺激することができる第３の周波数を有する、第３の波形、を生み出すように構成された、第３の波形発生器と、を具備する。その装置は、変調装置であって、第１、第２、および、第３の波形発生器に電気的に接続されており、かつ、搬送波波形、第１の波形、および、第２の波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出すように構成された、変調装置と、第１の電極であって、変調装置に電気的に接続されており、かつ、哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、変調された信号パッケージを哺乳類の皮膚に加えるように構成された、第１の電極と、をさらに具備する。
【００１３】
第１、第２、および、第３の波形発生器、ならびに、第１の電極は、パッチ装置内に位置付けられていてもよく、パッチ装置は、そのパッチ装置を皮膚に固定するための接着剤を装置の表面に有していてもよく、パッチ装置は、さらに、実質的に哺乳類の腹部または仙骨部に位置付けられていてもよい。
【００１４】
ある実施の形態によると、装置は、変調された信号パッケージを受信するための戻り電極をさらに具備し、第１の電極および戻り電極は、両方とも、哺乳類の体外で哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、かつ、加えられた信号パッケージが、第１の電極から戻り電極まで哺乳類の組織を実質的に通過せずに通ることができるように、互いに関して位置付けられている。第１および第２の予め決められた体の部分は、所定の神経の異なる枝の異なる神経であってよく、また、それぞれ、膀胱および生殖器であってよい。
【００１５】
さらに、第１の波形は、ほぼ２０Ｈｚの周波数を有していてもよく、第３の波形は、ほぼ１０Ｈｚの周波数を有していてもよく、第２の搬送波波形は、ほぼ１０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの周波数を有していてもよい。さらに別の実施の形態では、第１および第３の波形は、方形波であり、第２の搬送波波形は、正弦波である。
【００１６】
別の実施の形態では、装置は、第４の波形発生器であって、変調装置に電気的に接続されており、かつ、第２の搬送波波形と異なる周波数を有する第４の搬送波波形を生み出す、第４の波形発生器、をさらに具備し、変調装置は、第２の搬送波波形をさらに変調して、変調された信号パッケージを作り出す。
【００１７】
変調装置は、第１、第２、および、第３の変調器をさらに含んでいてもよく、第１の変調器は、第１の波形および第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、第２の変調器は、第３の波形および第４の搬送波波形を変調して、第２の変調された信号を作り出し、第３の変調器は、第１および第２の変調された信号を変調して、変調された信号パッケージを作り出す。それに代わって、変調装置は、第１および第２の変調器をさらに含んでいてもよく、第１の変調器は、第１の波形および第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、第２の変調器は、第１の変調された信号、第３の波形、および、第４の搬送波波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出し、第４の波形発生器は、第１の変調された信号が非活動状態である期間の間のみ、第４の波形を生み出す。
【００１８】
本発明は、哺乳類の複数の異なる選択された神経または神経の枝を刺激するための経皮電気刺激装置をも提供する。その装置は、第１の波形発生器であって、第１の予め決められた神経または神経の枝を刺激することができる第１の周波数を有する第１の波形を生み出すように構成された、第１の波形発生器と、第２の波形発生器であって、哺乳類の皮膚を通過することができる第２の周波数を有する第２の搬送波波形を生み出すように構成された、第２の波形発生器と、第３の波形発生器であって、前記第１の周波数とは異なり、かつ、第１の波形とは位相が異なる、第２の予め決められた神経または神経の枝を刺激することができる第３の周波数を有する、第３の波形を生み出すように構成された第３の波形発生器と、を具備する。その装置は、変調装置であって、第１、第２、および、第３の波形発生器に電気的に接続されており、かつ、第２の搬送波波形を第１および第３の波形で変調して、変調された信号パッケージを作り出すように構成された、変調装置と、電極であって、変調装置に電気的に接続されており、かつ、哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、変調された信号パッケージを皮膚に加えるように構成された、電極と、をさらに具備する。この実施の形態は、上記の変形例のいずれかをも含んでいてもよい。
【００１９】
さらに、本発明は、哺乳類の一つ以上の体の部分を経皮的かつ選択的に刺激する方法を提供する。その方法は、選択的に刺激するための第１および第２の体内の体の部分を特定する過程と、特定された第１の体の部分を刺激することができる周波数を有する第１の波形を生み出す過程と、哺乳類の組織を通過して第１および第２の特定された体の部分に到達することができる周波数を有する第２の搬送波波形を生み出す過程と、第２の特定された体の部分を刺激することができる周波数を有する第３の波形を生み出す過程であって、第３の波形は第１の波形とは位相が異なるように生み出される、第３の波形を生み出す過程と、第１の波形、第２の搬送波波形、および、第３の波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出す過程と、変調された信号パッケージを実質的に哺乳類の皮膚の表面に加える過程と、を具備する。
【００２０】
変調する過程は、第１の波形および第２の搬送波波形を最初に変調して、第１の変調された信号を作り出す過程と、第１の変調された信号を第３の波形で引き続き変調する過程と、を含んでいてもよい。別の実施の形態では、その方法は、第２の搬送波波形とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形を生み出す過程をさらに具備し、変調する過程は、第１の波形および第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出す過程と、第３の波形および第４の搬送波波形を変調して、第２の変調された信号を作り出す過程と、を含む。
【００２１】
さらに別の実施の形態では、変調する過程は、第１および第２の変調された信号を変調して、変調された信号パッケージを作り出す過程を、さらに含む。
【００２２】
〔発明の詳細な説明〕
本発明を詳細に説明する前に、本発明はその適用すなわち使用を、添付の図面および記載に例示された構造および部品の配置の詳細に限定されないことが注意されなければならない。本発明の例示的な実施の形態は、その他の実施の形態、変形、および、変更によって実施されるか、または、それらに組み込まれてもよく、さまざまな方法で実現または実行されてもよい。例えば、本発明は女性での神経の刺激に関連して詳細に記載されているが、本発明が男性および子供ならびに成人に対して用いるために容易に構成されることが理解されなければならない。さらに、本明細書に開示された発明性のある原理、装置、および、方法は、陣痛および分娩時の神経の刺激のようなさまざまな別の神経を別個にまたは同時に刺激するための、もしくは、患者の異なる状態を選択的に取り扱うために所定の神経束の枝を選択的に刺激するための、適用をも有することがある。したがって、本発明は、例えば、以下の状態、すなわち、腹圧性尿失禁、肛門および大便失禁、性的機能障害、間質性膀胱炎、骨盤疼痛に限定されないが骨盤疼痛のような慢性疼痛、夜間頻尿、胃ペーシングに限定されないが胃ペーシングのような胃腸管の異常のような一つまたは複数の状態を同時に選択的治療または作用するために、用いられることができる。最後に、本明細書に記載された本発明は、ホルモンを分泌する腺、および、理学療法に関連する上腕２頭筋の刺激のような大型の筋肉の集合、のような神経以外の体の部分を刺激するためにも用いられることができる。
【００２３】
本明細書に記載されている本発明のある独自の態様は、神経または体の他の部分が、神経の極近傍で体内に挿入された針またはその他の侵襲的な要素を用いるのではなく、経皮的に、刺激される方式である。この経皮的な刺激は、患者の体を楽にすると言う明らかな利点を有するが、別の神経または脈管を誤って傷つける手術上のリスクをも除去する。本発明のシステムは、直接的な、しかし、好ましくは選択的な、刺激を、神経またはその類似部分に供給し、その刺激は、望まれる場合には、膀胱収縮のような、体内で感知された生理学的状態に相当するフィードバックデータに部分的に基づいて制御されてもよい。
【００２４】
神経を刺激するための本発明の適用に関して、その適用の動作の基礎をなす原理は、体内の神経が隣接する神経単位に影響を及ぼさずに選択的に刺激の標的とされることができる、という事実である。当業者はよく知っているように、生体電気性電位は、神経系組織内に見出される興奮性細胞の電気化学的活性の結果として生み出される。これらの興奮性細胞は、２つの電気的な状態、すなわち、休止電位、または、活動電位、のいずれかにある。細胞は、適切な刺激が供給されて、細胞が活動すなわち閾値電位に到達するまで、休止電位状態に留まり、活動電位に到達すると、神経は「発射」して、活動電位は一定の導通速度で細胞膜に沿って減衰されずに伝えられる。このような活動電位の「すべてか無か」の反応は、細胞膜の電位が、特徴的な繰り返しサイクルを経験するようにし、その繰り返しサイクルでは、細胞膜の電位は、最初に負の休止電位から正の活動電位へ移動し、次に再び負の休止電位へ戻り、これらの移動のすべてがほぼ１ミリ秒内に起こる。反応は、刺激が閾値電位を超える限り、刺激の大きさにかかわらず同じままである。
【００２５】
これもまたよく知られているように、興奮性細胞の細胞膜が（適正な刺激に対して）活動電位の反応を示す場合、細胞膜の第２の刺激に反応する能力は、大きく異なる。最初に、活動電位の一部分を脱分極する間、細胞の細胞膜は、刺激の強さにかかわらず追加の刺激に反応できない。この期間は、絶対無反応期間と呼ばれる。絶対無反応期間の直後が相対無反応期間であり、この期間では、細胞の細胞膜は、強い刺激にのみ反応できる。絶対および相対無反応期間の存在は、上限周波数を結果としてもたらし、この上限周波数で、細胞は、繰り返し発射されることができる。したがって、神経単位は、周波数依存装置であるとみなすことができる。神経単位の周波数依存成分は、神経単位の全静電容量に応じて変わり、全静電容量は神経単位ごとに異なり、神経単位の長さ、直径、被膜（髄鞘形成）、および、その誘電性媒体（神経単位）の誘電率、の関数であるはずである。言い換えれば、任意の与えられた誘電性媒体に対して、神経単位の長さまたは直径、もしくは、神経単位の髄鞘形成を変えることで、神経単位の全静電容量が変わる。
【００２６】
ヒトの神経単位は、直径、長さ、および、髄鞘形成、が大きく異なるので、これらの神経単位の静電容量および伝導速度（動作周波数）も、大きく異なる。隣接する神経単位の物理的特性のこれらの相違を用いることで、選択された神経が隣接する神経単位に影響を及ぼさずに刺激の標的にされることができる。したがって、選択的な神経単位の刺激が、隣接する神経単位の周波数応答（静電容量）の特徴を描写し、刺激周波数を重なり合わない領域に同調することによって、達成されることができる。例えば、隣接する２つの神経単位について考えると、神経単位Ａが０Ｈｚから２０Ｈｚまでの動作周波数帯域を有し、神経単位Ｂが２０Ｈｚから３０Ｈｚまでの動作周波数帯域を有する。したがって、２０Ｈｚから３０Ｈｚまでの周波数帯域内では、神経単位Ｂが、神経単位Ａに影響を及ぼさずに、選択的に刺激されることができる。さらに、神経単位Ａは、神経単位Ｂの絶対無反応期間の間に加えられる（その間では上述したようにいずれの量の刺激も神経単位Ｂに発射させない）場合、または、刺激が相対無反応期間の間に発射を引き起こすのに必要な大きさより小さい場合、重なり合う周波数範囲内でさえも、選択的に刺激されることができる。以下にさらに記載されるように、これらの原理は、体内の２つ以上の神経の選択的な刺激を達成するために適用されることができる。
【００２７】
上述したように、表面電極は、体内の神経および筋肉の両方を刺激するために用いることができることが知られている。しかし、遭遇するひとつの問題は、加えられた電気信号が広範囲に拡散する傾向があり、標的とされた筋肉および神経だけでなく、標的にされていない筋肉および神経にも影響を及ぼすことであり、標的にされていない筋肉および神経が影響を及ぼされることは、望ましくない場合が多い。さらに、このような信号の消散を補償するために、加えられる電流レベルは、標的とされた部位での適切な電流密度を確実にするよう十分に高められなければならない。電気信号を経皮的に加えることに関連するもう一つの難題は、いくつかの神経が低周波数信号によって刺激され、例えば、陰部神経は１０Ｈｚから４０Ｈｚまでの程度の低周波信号で刺激される、という事実である。そのような低周波信号は、それ自体では、体組織を通過できず、したがって、直接的な経皮的適用を導くことはない。これらの多くの難題は、以下に詳しく説明される本発明の装置によって解決される。
【００２８】
図１は、本発明に基づく例示的な経皮的信号伝送装置１００を模式的に示している。その信号伝送装置は、好ましくは、経皮的パッチまたはその類似物の中に収容されていて、その経皮的パッチは、皮膚の表面、好ましくは、患者の下腹部または仙骨下部の皮膚の表面、に取り外し可能に固定されていてよい。経皮的パッチは、以下により詳しく説明される図１１に示された例示的な実施の形態のように、任意の適切な粘着絆創膏またはその類似物であることもある。
【００２９】
信号伝送装置１００は、アメリカ合衆国ミネソタ州エルクリバー（Elk River, Minnesota）のシムベット・コーポレーション（CYMBET（商標） Corp.）による、モデル番号ＣＰＦ１４１４９０Ｌリチウムイオンフィルムバッテリーのような適切な電源１０２と、少なくとも第１の波形発生器１０４、第２の波形発生器１０６、および、第３の波形発生器１０７と、を含み、第１の波形発生器１０４、第２の波形発生器１０６、および、第３の波形発生器１０７は、バッテリーに電気的に接続され、バッテリーによって電力を供給されている。これらの波形発生器は、アメリカ合衆国テキサス州ダラス（Dallas, Texas）のテキサス・インスツルメンツ（Texas Instruments）からモデル番号ＮＥ５５５として販売されている波形発生器のような、任意の適切な種類の波形発生器であってよい。第１の波形発生器１０４は、ほぼ１０Ｈｚから３０Ｈｚまでの範囲内の周波数で刺激されることが知られている陰部神経のような選択された第１の体の部分を刺激することが知られている周波数を有する第１の波形２０２（図２ａを参照）すなわち信号を生成する。上述したように、皮膚に加えられるそのような低周波信号は、本質的にかつひとりでに、陰部神経を刺激するのに十分な電流密度で体組織を通過して陰部神経に到達することはできない。したがって、第２の波形発生器１０６が、より高い周波数の搬送波波形２０４を生成するために設けられていて、その搬送波波形２０４が第１の波形と共に、テキサス・インスツルメンツによるオン・セミＭＣ１４９６（On-Semi MC1496）変調器のような振幅変調器１０８に供給される。第１の波形は、好ましくは、ほぼ１０Ｈｚから３０Ｈｚまでの範囲内の周波数を有する方形波であり、第２の波形は、好ましくは、１０ｋＨｚから４００ｋＨｚまでの範囲内の周波数を有する正弦波である。当業者が容易に分かるように、この第１の波形２０２を第２の波形（搬送波波形）２０４で変調することによって、ほぼ図２ａに示された形状を有する変調された波形すなわち信号２０６が結果として得られる。図２ａおよび図２ｂに示された信号は、例示のための目的のみであり、本明細書に記載される例示的な信号の正確な表現として意図されたものではない。
【００３０】
引用することによってその全体が本明細書に組み込まれる同時係属中の米国特許出願第１１／１４６，５２２号に詳しく記載されているように、変調された信号２０６は、アメリカ合衆国テネシー州ヒクソン（Hixson, TN）のチャタノーガ・グループ・インコーポレイテッド（Chattanooga Group, Inc.）から入手可能なデュラステック自動粘着電極（DURA-STICK Self Adhesive Electrodes）のような、適切な表面電極１１０に供給されることができ、表面電極１１０は、変調された波形を皮膚に直接加える。当業者が容易に理解するように、変調信号を用いることによって、搬送波波形の高周波特性に起因して、波形が組織を通過することが可能になり、さらに、変調された信号の低周波数の包絡線に起因して、波形が陰部神経によって検出され（そして陰部神経によって反応され）ることが可能になる。
【００３１】
変調された信号２０６を単に一つの神経に選択的に影響を及ぼすために加えるのではなく、変調された信号２０６は、周期的な非活動期間２０９を有し、その非活動期間２０９が、２つ以上の神経または異なる体の部分を経皮的かつ選択的に刺激することができる信号パッケージを作り出すために、さらに利用される。そのような刺激を達成するために、第３の波形発生器１０７が、第２の神経または体の部分を刺激するために特に選択された第１の波形と異なる周波数を有する第３の波形、を生み出す。例示的な第３の波形２１０が図２ａに示されている。第３の波形は、変調された信号２０６への干渉を防ぐために、第１の波形２０２とは位相が異なっていなければならない。さらに、第１および第２の神経を刺激する周波数範囲が重なり合う場合、第３の波形は、第１の神経がこの後に続く刺激に反応できないことを確実にするために、第１の神経の無反応期間の間に生み出されまたは加えられてもよい。第１の波形２０２、第２の波形２０４、および、第３の波形２１０はすべて振幅変調器１０８に加えられ、振幅変調器１０８は、それら３つの波形を変調された信号パッケージ２１２に変調する。用語「信号パッケージ」は、本明細書では、３つ以上の個別の信号が任意の方法で一体に変調されたものを含む一つの出力信号を記述している。
【００３２】
上述したように、第１および第３の波形発生器は、互いに位相の異なるそれぞれの波形２０２，２１０を生み出し、それらの波形は搬送波波形２０４と組み合わされた場合、信号パッケージ２１２の別個の離散した部分に沿って現れ、第１および第３の波形の各々は、異なる神経または体の部分を特定して標的にするように選択された周波数を有する。例えば、第１の波形２０２は、２０Ｈｚの周波数を有していてもよく、２０Ｈｚの周波数は、陰部神経の自律線維の枝への作用を有することが知られていて、陰部神経の自律線維の枝への作用は、過活動膀胱に影響を及ぼすことが知られていて、第３の波形２１０は１０Ｈｚの周波数を有していてもよく、１０Ｈｚの周波数は、陰部神経の体性運動神経への作用を有することが知られていて、陰部神経の体性運動神経への作用は、間質性膀胱炎の治療に有用であることが知られている。周波数範囲が重なり合うことがある限り、第３の波形は、上述したように、第１の神経の無反応期間の間に加えられることができる。
【００３３】
上述したシステムおよび方法によって、変調された信号パッケージの個々の成分は、異なる神経、異なる神経の枝、または、選択された別の体の部分、を選択的に標的にするために用いられることができる。したがって、一つのパッチが、過活動膀胱、大便失禁、間質性膀胱炎、および、任意のその他の骨盤底の異常、に関連するもののような複数の異なる症状を軽減するために指定された刺激信号を提供することができる。
【００３４】
ある特定の実施の形態がここまで説明されてきたが、当業者は、適正な信号が適切な変調された信号および／または信号パッケージを獲得するために多くの異なる方法で操作されてもよいことに、気付くであろう。例えば、第４の波形発生器１０９がさらに含まれている場合があり、その第４の波形発生器１０９は第２の搬送波波形とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形２１４を生み出す。第４の波形発生器１０９をさらに含むことは、第１および第２の神経または体の部分への刺激が、信号が異なる種類のまたは量の組織を通過することを必要とする場合に、望ましいことがある。図示されているように、一つの振幅変調器１０８を用いることは、第４の搬送波波形２１４が、変調された信号２０６となる信号に影響を及ぼすことを防止するために、第１の波形の非活動期間の間にのみ加えられなければならない。別の実施の形態では、図１ａに示されているように、第１の波形２０２および第２の搬送波波形２０４は、第１の振幅変調器１０８ａに供給されてもよく、その結果、図２ｂに波形２０６として示された第１の変調された波形が生み出される。同様に、第３の波形２１０および第４の搬送波波形２１４が第２の振幅変調器１０８ｂに供給されてもよく、その結果、図２ｂに示された第２の変調された波形２０６が生み出される。これらの第１および第２の変調された波形は、さらに、第３の変調器１０８ｃによって変調されてもよく、信号パッケージ（たとえば、２１０）が作り出されて、その信号パッケージは、電極１１０によって経皮的に加えられることができる。もちろん、第１および第２の変調された信号は、第１および第２の電極を通して別個に加えられることもできる。
【００３５】
信号パッケージ２１２から分かるように、波形の期間には活動的でない期間が依然として存在する。追加的な信号が、これらの期間中に挿入されることができて、周波数に依存しない他の陰部神経または他の体の部分を標的にすることができる。
【００３６】
こんどは図１１を再び参照すると、本明細書に記載されている経皮刺激装置は、経皮的パッチ１０１に組み込まれてもよい。このパッチは、その下側面に任意の適切な接着剤を有する第１の層１１１０を含んでいてもよく、活性電極１１１２および戻り電極１１１４が、第１の層１１１０の上側面１１１１に固定されている。接着層は、電極の形状に合わせ電極が患者の皮膚の表面に直接接触できるようにするための開口（図示されていない。）を接着層の中にさらに含んでいてもよい。電極は、第１の層に直接固定されている場合があり、または、プラスチックのような任意の適切な材料で構成された第２の層１１１６によって所定の位置に保持されていてもよい。第３の層１１１８は、柔軟な電子ボードまたは柔軟なボードを含み、そのボードは、上述したすべての電子要素を含み、ボードは、電極と電気的に接続されている。第４の層１１２０は、任意の適切な寸法および形状の薄膜バッテリーであり、第５の層１１２２は、絆創膏で広く用いられているプラスチック被覆のような、任意の適切な被覆である。
【００３７】
経皮的にのみ加えられることができるが、刺激エネルギーの表面電極から標的の神経への伝導は、伝導性通路または「管」を配置することによって増加することができ、その伝導性通路または「管」は、図１２ａから図１２ｃに示されているように、表面電極から標的の神経までのすべてにまたは一部に延びていてもよい。伝導性管は、デンマーク国のコントゥラ（Contura）から入手可能なアクアミド（Aquamid）（登録商標）注入可能ゲルのような架橋結合ポリアクリルアミドゲルであることがある。この生体不活性ゲルは、注入され、または別様に挿入されて、伝導率が高く、水溶液であることがあり、または、水溶液でないことがある。注入されたゲルは、ワイヤまたは鋼電極のような硬質の移植片を上回る利益を提供する。これらの利益のうちのあるものには、配備の容易さ、低侵襲性の特性、高められた患者の快適さ、が含まれ、その理由は、ゲルが硬くなく、患者の体の形状に沿うことができるからである。上述したように、注入されたゲルの管は、表面電極から標的の神経への伝導率の高い通路であり、さらに、エネルギーの分散を減らし、表面電極と標的の神経との間のエネルギー伝達の効率を高める。伝導性ゲルの通路は、体外（すなわち、皮膚の表面）に配置された電極からの、または、皮膚の表面の下に配置された電極からの、伝導性通路を提供する場合があり、それらの通路の両方が、皮膚の「近傍」にあるとみなされる。
【００３８】
図１２ａは、伝導性ゲル管１２０１が、患者の皮膚１２００の表面に位置付けられた経皮刺激装置から、標的の神経１２０２または神経束に近接した位置まで延びている、場合を示している。しかし、そのようなゲル材料を使用することのもう一つの利益は、硬質の伝導体（ワイヤ）と異なり、ゲルは孔およびその他の凹状の領域に押し込められることができるということである。ワイヤまたは針電極は、標的の神経の一つの平面の付近にのみ到達することができるのに対して、変形可能なおよび流動可能なゲル材料は、図１２ｂに示されているように、標的の神経を包むことができる。したがって、ゲルの管は、標的の神経に３６０度全体に亘って電気的および物理的に接触することができ、それによって、従来の電極配置の問題を解消する。経皮刺激装置から標的の神経ら近接した位置まで実質的に延びているとして上述されたが、伝導性管は、標的の神経に実質的に接触した位置から経皮刺激装置に近接した（しかし、実質的に接触していない）位置まで延びている場合もある。この種類の構成が、図１２ｃに示されている。任意の構成の複数のゲルのポケットまたは管が用いられてもよい。
【００３９】
一つの適切な伝導性ゲルが上述されたが、さまざまな他の材料も適している。多くの熱硬化性ヒドロゲルおよび熱可塑性ヒドロゲルも用いられてもよい。熱硬化性ヒドロゲルの例には、ポリＨＥＭＡおよびコポリマーの架橋結合した変種、Ｎ置換アクリルアミド、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリグリセリルメタクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル−Ｎ’−アクリルアミド、ならびに、親水性および疎水性コモノマー、架橋剤、および、その他の改質剤、とのそれらの組み合わせ、が含まれる。熱可塑性ヒドロゲルの例には、ＨＹＰＡＮのようなアクリル系誘導体、ビニルアルコール誘導体、親水性ポリウレタン（ＨＰＵ）、および、スチレン／ＰＶＰブロックコポリマー、が含まれる。
【００４０】
上記の信号伝送装置は、切迫性尿失禁を治療するための閉ループシステムを生成する、および、陰部神経の刺激が、選択的で、陰部神経を刺激する場合に知られている場合でのように絶えず加えられるのとは逆に必要なときにのみ加えられる、システムを提供する、両方のために、さまざまなバイオフィードバック機構を組み込んだシステムで、用いられてもよい。そのようなシステムは、好ましくは体内に植え込まれている一つ以上のセンサー装置１１５を、さらに含んでいる。そのセンサー装置は、好ましくは、選択された生理学的特性を感知する少なくとも一つのセンサー１２０（図３）と、以下により十分に記載されるようにさらに処理するためにセンサーによって収集されたデータまたは情報を体の外側に送り返す、データ伝送装置１２２と、を含む。
【００４１】
こんどは図３を参照すると、信号伝送器１００は、より大きな信号制御装置３００の一部であり、信号制御装置３００は、アメリカ合衆国カリフォルニア州サニーベイル（Sunnyvale CA）のマキシム・セミコンダクタース（Maxim Semiconductors）から入手可能なＭＡＸ１４７２のような受信装置３１０をさらに含んでいて、受信装置３１０は、バッテリー１０２に電気的に接続され、バッテリー１０２から電力を供給されている。受信装置は、一つ以上のセンサー１１５からデータを受信し、受信したデータをマイクロコントローラ３１２またはその類似物に供給する。マイクロコントローラは、データを受信し分析するようにプログラムされていて、このデータに基づいて第１および第２の波形発生器１０４，１０６に入力を供給し、それによって、信号伝送器１００による信号伝送を制御する、ようにプログラムされている。例えば、バイオフィードバックセンサー１１５は、以下に詳しく記載されるように、膀胱内に植え込まれた圧力センサーである場合がある。ある時間に亘る膀胱内で測定された圧力は、膀胱収縮の存在および大きさを示しているので、そのような測定値が（膀胱内のゆっくりとして一様な圧力の増加を結果としてもたらす正常な膀胱収縮と比較して）痙攣性の膀胱筋肉の活動を示す場合には、フィードバック信号が、受信装置に伝送され、次に、マイクロコントローラへ伝送されうる。この信号の受信に基づいて、マイクロコントローラは、波形発生器を制御することによって、電極が変調された信号を伝送するようにする。陰部神経がその変調された信号を受信すると、膀胱筋肉を神経支配して、痙攣性の筋肉収縮を実質的に除去する。
【００４２】
こんどは、図４、図５ａ、および、図５ｂ、を参照すると、例示的なバイオフィードバック装置１１５が、こんどは、より詳しく記載される。ある好ましい実施の形態では、植え込み可能なバイオフィードバック装置１１５は、電源４０２、一つまたは複数のセンサーコンポーネント４０４、および、電子的インターフェース４０６、を含む複数の電子コンポーネントから成り、電子コンポーネントの各々は、当業者によく知られた方式で、互いに電気的に接続され、プリント回路基板４０７上に機械的に取り付けられている。一つまたは複数のセンサーコンポーネント４０４は、体内の予め決められた生理学的特性を感知し、その特性を表現する信号またはデータを電子的インターフェース４０６に伝送する。そのシステムは、感知された生理学的特性と相関を有するデータを記憶するためのデータ記憶要素をさらに含んでいてもよいが、患者の体の外側にデータを伝送してシステムが上述したような変調された信号の生成を制御するのに用いられるようにするための伝送器４０９をも含んでいてもよい。図５ａおよび図５ｂの両方に示されているように、ある実施の形態では、バイオフィードバック装置１１５は、潰れることができるハウジング５１０すなわちケージによって実質的に囲まれている。
【００４３】
好ましくは、バイオフィードバックシステム（ハウジングを除いて）は、全体の寸法で、直径ｄが約０．６５ｍｍ〜約１０ｍｍ、長さＬが約０．６５ｍｍ〜約１０ｍｍである。ある好ましい実施の形態では、センサーコンポーネントは、患者の膀胱内の圧力を測定するための超小型圧電抵抗圧力トランスデューサ（micro-miniature piezo-resistive pressure transducer）である。適切なトランスデューサは、アメリカ合衆国イリノイ州ショームバーグ（Schaumburg, Ill）のモトローラ（Motorola）からのＭＰＸシリーズ圧力センサーである。その他の適切なコンポーネントには、アメリカ合衆国テキサス州ダラス（Dallas, TX）のテキサス・インスツルメンツ・インコーポレイテッド（Texas Instruments, Inc.）からのＭＳＰ４３０Ｆ１４９マイクロコントローラが含まれていてよく、そのコンポーネントは、圧力センサーからのデータを獲得し、フィルタリングし、記憶するのに使われることができ、その他の適切なコンポーネントには、任意の適切な生体適合性のリチウム電池のような電源も含まれていてよい。特に適切な電子的コンポーネントが上述されたが、その他にも多くの適切なコンポーネントが存在し、本発明に組み込まれてもよい。上述したように、電子的コンポーネントは、好ましくは、プリント回路基板上に取り付けられている。それに続いて、コンポーネントおよび回路基板は、コンポーネントおよび回路基板を膀胱内の流体環境のような環境から保護するために、シリコーンもしくはその他の適切なカバーによって被覆されるか、またはカプセル封入されていてよい。
【００４４】
こんどは、図５ａおよび図５ｂにより詳しく例示されているようなハウジング５１０を再び参照すると、ある好ましい実施の形態では、ハウジングは、ニチノール、ステンレス鋼、または、チタン合金、のような適切な金属、もしくは、ポリプロピレン、または、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terapthalate）、のような適切な生体適合性のポリマー、で作られた潰れることが可能なケージである。潰れることが可能なケージは、ケージが患者の尿道を通して挿入できるように十分小さい図５ａに示された潰れた状態で存在できるという点で、有益である。しかし、以下により詳しく記載されるように膀胱内に挿入された後は、ケージは、図５ｂに示されている拡張した状態を呈し、その拡張した状態は、ケージが尿道に戻ることができず、したがって、身体から除去するのが望まれるまで、膀胱内に留まるように、十分に大きい寸法を有する。ハウジングすなわちケージは、外力によって圧縮されていなければその拡張した状態（図５ｂ）に戻る。電子的コンポーネントおよびプリント回路基板は、生体適合性の接着剤を使用するなど、任意の適切な方式で、ケージに機械的に固定されていてよい。ハウジングは、ハウジングから外向きに延びる尾部要素５１２をさらに含んでいてよい。この尾部要素１１２は、図４に示された伝送器構成の代わりに、装置のための伝送器として動作してよい。以下により詳しく記載されるように、尾部要素５１２は、必要な場合には、追加のセンサー要素を組み込んでいてもよい。
【００４５】
別の実施の形態では、拡張可能なケージは、アメリカ合衆国ニュージャージー州サマヴィル（Somerville, N.J.）のエチコン・インコーポレイテッド（Ethicon, Inc.）からのエチソーブ（Ｅｔｈｉｓｏｒｂ）（登録商標）（ポリグラクチン（polyglactin）およびポリジオキサノン（polydioxanon）から作られた吸収性合成複合材料）のような吸収性材料、または、吸収性材料および非吸収性材料の組み合わせで作られていてよい。吸収性材料は、好ましくは、少なくとも２日または３日のような予め決められた期間の後に、分解して、植え込み可能な装置が、一時的なデータの獲得のために用いられ、十分なデータが収集された後に、非侵襲的な方式で、体から放出されるようにされている。
【００４６】
上記の潰れることが可能なケージの代わりとして、ハウジングは、潰れることが可能な構造ではなく安定した構造を有していてもよく、その安定した構造は、それ自体が尿道の直径より小さい外径Ｄを有していて、尿道を通して膀胱の中に挿入できるようにされている（図６を参照）。そのハウジングは、ハウジングから外向きに延びる、ねじ山、とげ、または、それらの類似物、のような一つまたは複数の突出部６０２をさらに含んでいてよく、その突出部は膀胱の側壁に向けて押されることによってまたはたたき込まれることによって、膀胱の側壁に取り付けられうる。さらに別の実施の形態では、植え込み可能な装置は、膀胱の壁に縫合されてよく、または、適切な生体適合性の接着剤を用いて、膀胱の壁に接着されてよい。
【００４７】
装置１１５を植え込むために、ハウジング５１０が圧縮され、図７ａに示されているように単一または複数の内腔を備えたカテーテル７００の中に装填され、カテーテル７００が、先端または遠位端部７０３が膀胱７０４の中に配置されるまで、尿道７０２を通して挿入される。カテーテルは、フォーリーカテーテル（Foley catheter）のような、尿道内での使用に適した任意のカテーテルであってよい。Ｘ線透視検査、超音波検査、または、当業者に知られたその他の同様の技術が、植え込み可能なシステムを膀胱の中に導入し配置するのを援助するために用いられてよい。複数の内腔を備えたカテーテルが用いられる場合、植え込み可能なシステムを配置する間に、他の内腔は、膀胱を満たすまたは水分を排出させるために、薬剤を供給するために、可視化のためのアクセスを提供するために、または、圧力を監視するために、用いられてよい。プッシュロッドまたはその類似物などの放出要素７０６が、装置およびハウジングの後で第１の内腔の中に挿入され、カテーテルの遠位端部が膀胱の中に適正に配置された後に、放出要素７０６が図７ｂおよび図７ｃに示されている矢印の向きにカテーテルの遠位端部に向けて動かされ、それによって、装置およびハウジングをカテーテルの遠位端部から膀胱の中に放出する。植え込み可能なシステムがカテーテルから出ると、潰れることが可能なケージ５１０は、もはやその潰れた状態に保持されず、その完全に拡張した状態に向けて拡張し続ける。カテーテルの使用が述べられたが、その他の適切な植え込み方法が用いられてもよく、膀胱鏡またはそれに類似の手術器具の作業チャネルを通した配置、または、腹腔鏡または開腹手術（open surgical methods）による配置、などが用いられてもよい。膀胱の中に配置されると、拡張可能なケージは、装置が膀胱頸部に引っかかるか、さもなければ、装置が尿道に入るのを防止しながら、なお、尿が自由に尿道を流れるようにするための寸法を有するようになる。図８は、膀胱７０４内で完全に配備された装置を示している。
【００４８】
上述されたように、拡張可能なケージを用いない別の実施の形態も、図６に示されたもののように、適切であろう。そのような装置の植え込み方法は、上述したものと同様であり、カテーテル内の放出要素が突出要素６０２を膀胱の壁に向けて駆動するために用いられ、それによって装置を膀胱に繋留する。
【００４９】
本発明の目的のために、装置１１５は、好ましくは、長期間に亘って膀胱内に留まって、電極の動作を制御するために用いられる一定のフィードバックを供給する。一定のフィードバックが用いられない場合（すなわち、図１では）、それにもかかわらず本明細書に記載された植え込み可能なセンサーが、正確な診断および／または適切な治療を与えるのに有用なデータを得るために用いられてよい。例えば、装置は、１日〜２日に亘って膀胱内に留まり、その間に１／２秒毎に膀胱内圧の測定値が測定される。膀胱内圧の変化のタイプおよび頻度が、その後に分析されて、泌尿機能を評価するためにフィードバックが提供されうる。例えば、ある期間に亘って測定された膀胱内圧が、排尿時刻および頻度を明らかにすることができ、過活動膀胱の表示、または、膀胱への尿のたまりすぎの表示、を提供できる。ある実施の形態では、センサー要素が、長期間に亘るスリープモードで動作し、圧力またはその類似値を測定するために一定の時間間隔で「起動（waking up）」するように、設計されている。十分なデータが収集されると、装置はその後、植え込み可能な装置を回収するために膀胱内にカテーテルを挿入することによって、または、装置を回収するために膀胱鏡またはその他の適切な器具の操作チャネルを用いることによって、膀胱から取り出される。カテーテルまたは膀胱鏡は、膀胱に挿入され、装置が把持されてカテーテルまたは膀胱鏡のチャネル内に引き戻され、その後、体から取り出される。
【００５０】
これらの環境の下で、バイオフィードバック装置は、データを伝送するのではなくデータを記憶するために、伝送器に加えてまたは伝送器の代わりに、データ記憶装置４０８（図４）をさらに組み込んでいてもよい。データは、その後、好ましくは、例えば、ＥＮＤＥＣ  ＨＳＤＬ−７００１のような赤外線データ収集ユニットおよびマイクロプロセッサとインターフェースを介して接続されたＩｒＤＡトランシーバＨＳＤＬ−３２０２を用いる、または、無線周波数取得を用いる、など無線で、もしくは、ＲＳ２３２インターフェースを通してのような有線配線の接続を用いる、などの任意の適切な方法で、データをＰＣベースのソフトウェアアプリケーションにアップロードすることによって、検索されそして操作されてよい。
【００５１】
図３を再び参照すると、この場合には、フィードバックデータが用いられていて、受信機３１０は、一つより多くのフィードバック装置１１５からフィードバックデータを受信する場合がある。図９に示されたある実施の形態では、図４に関して図示され記載されたセンサー装置と同様の第２の植え込み可能なセンサー装置９０２が、第２の植え込み可能な装置は、患者の膣管内に挿入するように設計されていて、したがって、好ましくは、図示されているように、「タンポンに類似の」装置またはケース内にカプセル封入されている。このケース９１２は、好ましくは、タンポンと同様に、簡単に巻かれたまたは束ねられた綿である。腹圧を検出する第２の植え込み可能な装置、および、膀胱内圧を検出する第１の植え込み可能な装置、によって、排尿筋圧（膀胱組織の壁を裏打ちしている筋肉の圧力）が、膀胱内圧を腹圧から減算することによって求められる。排尿筋圧の上昇は、患者が緊張する、せきをする、くしゃみをする、笑う、など、のときに起こり、これらの圧力の検出は、膀胱および下部尿路のさまざまな疾患状態の診断において臨床的に重要である。例えば、排尿筋圧の上昇の頻度は、切迫性尿失禁を評価するための有意義なデータを提供する。
【００５２】
別の実施の形態では、２つの植え込み可能な装置のうちの一つが、データをもう一つの植え込み可能な装置に伝送し、次に、そのもう一つの植え込み可能な装置が、両方の集合のデータを受信機３１０に無線で伝送する。
【００５３】
さらに別の実施の形態では、膀胱内の第１の植え込み可能な装置は、図１０ａおよび図１０ｂに示すように、一つまた複数の尾部要素に組み込まれた一つまたは複数の追加のセンサー９５０をさらに含んでいる。ある具体的な実施例では、センサーは、図８に示すように、膀胱の中の装置から、括約筋を通って尿道７０２に入って延びるように設計された尾部要素の中に組み込まれた漏れ検出センサーである。このセンサーは、流体の存在を検出し、したがって、腹圧性尿失禁の患者で起こるような尿の漏れを検出し、それと同時に、膀胱内の圧力センサーが膀胱内圧を測定する。したがって、腹圧性尿失禁の発現は、尿道を通る流体の漏れの検出と同時に膀胱内圧の上昇が起こったときを関連付けることによって記録できる。
【００５４】
さらに、複数の尾部要素９５０ａ，９５０ｂ，９５０ｃが、膀胱内の異なる点での圧力を記録するために、そして、より正確な読み取り値を提供するために、図１０ａに示されているように複数のセンサー要素９５２ａ，９５２ｂ，９５２ｃを組み込んでいてよい。
【００５５】
これまでの記載から、本発明の具体的な形態が例示され記載されたが、さまざまな変形が本発明の真髄および範囲を逸脱せずに行われることが、明らかであろう。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲によって限定される以外に、限定されることは意図されていない。
【００５６】
〔実施の態様〕
（１）哺乳類の選択された体の部分を刺激するための経皮電気刺激装置において、
第１の波形発生器であって、第１の予め決められた体の部分を刺激することができる第１の周波数を有する第１の波形を生み出すように構成された、第１の波形発生器と、
第２の波形発生器であって、前記哺乳類の組織を通過することができる第２の周波数を有する搬送波波形を生み出すように構成された、第２の波形発生器と、
第３の波形発生器であって、前記第１の波形の前記第１の周波数とは異なり、かつ、前記第１の波形とは位相が異なる、第２の予め決められた体の部分を刺激することができる第３の周波数を有する、第３の波形を生み出すように構成された、第３の波形発生器と、
変調装置であって、前記第１、前記第２、および、前記第３の波形発生器と電気的に接続されており、かつ、前記搬送波波形、前記第１の波形、および、前記第３の波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出すように構成された、変調装置と、
第１の電極であって、前記変調装置に電気的に接続されており、かつ、前記哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、前記哺乳類の前記皮膚に前記変調された信号パッケージを加えるように構成された、第１の電極と、
を具備する、経皮電気刺激装置。
（２）実施態様（１）に記載の装置において、
前記第１、前記第２、および、前記第３の波形発生器、ならびに、前記電極は、パッチ装置内に位置付けられており、
前記パッチ装置は、前記パッチ装置を前記皮膚に固定するための接着剤をその表面に有する、経皮電気刺激装置。
（３）実施態様（２）に記載の装置において、
前記パッチ装置は、前記哺乳類の体の腹部または仙骨部に実質的に位置付けられている、経皮電気刺激装置。
（４）実施態様（１）に記載の装置において、
前記信号パッケージを受信するための戻り電極、
をさらに具備し、
前記第１の電極および前記戻り電極の両方は、前記哺乳類の体外で前記哺乳類の前記皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、かつ、加えられた前記信号パッケージが前記第１の電極から前記戻り電極まで前記哺乳類の組織を実質的に通過せずに通ることができるように、互いに対して位置付けられている、経皮電気刺激装置。
（５）実施態様（４）に記載の装置において、
前記第１および前記第２の予め決められた体の部分が、所定の神経の異なる枝の異なる神経である、経皮電気刺激装置。
（６）実施態様（５）に記載の装置において、
前記第１および前記第２の予め決められた体の部分は、それぞれ、膀胱および生殖器である、経皮電気刺激装置。
（７）実施態様（５）に記載の装置において、
前記第１の波形は、ほぼ２０Ｈｚの周波数を有し、前記第３の波形は、ほぼ１０Ｈｚの周波数を有する、経皮電気刺激装置。
（８）実施態様（７）に記載の装置において、
前記第２の搬送波波形は、ほぼ１０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの周波数を有する、経皮電気刺激装置。
（９）実施態様（７）に記載の装置において、
前記第１および前記第３の波形は、方形波であり、前記第２の搬送波波形は、正弦波である、経皮電気刺激装置。
（１０）実施態様（１）に記載の装置において、
第４の波形発生器であって、前記変調装置に電気的に接続されており、かつ、前記第２の搬送波とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形を生み出すように構成された、第４の波形発生器、
をさらに具備し、
前記変調装置は、前記第２の搬送波波形をさらに変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す、経皮電気刺激装置。
【００５７】
（１１）実施態様（１０）に記載の装置において、
前記変調装置が、第１、第２、および、第３の変調器をさらに含み、
前記第１の変調器は、前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、
前記第２の変調器は、前記第３の波形および前記第４の搬送波波形を変調して、第２の変調された信号を作り出し、
前記第３の変調器は、前記第１および前記第２の変調された信号を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す、経皮電気刺激装置。
（１２）実施態様（１０）に記載の装置において、
前記変調装置は、第１および第２の変調器をさらに含み、
前記第１の変調器は、前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、
前記第２の変調器は、前記第１の変調された信号、前記第３の波形、および、前記第４の搬送波波形を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出し、
前記第４の波形発生器は、前記第１の変調された信号の非活動期間の間にのみ、前記第４の波形を生み出す、経皮電気刺激装置。
（１３）哺乳類の複数の異なる予め選択された神経または神経の枝を刺激する経皮電気刺激装置において、
第１の波形発生器であって、第１の予め決められた神経または神経の枝を刺激することができる第１の周波数を有する第１の波形を生み出すように構成された、第１の波形発生器と、
第２の波形発生器であって、前記哺乳類の組織を通過することができる第２の周波数を有する第２の搬送波波形を生み出すように構成された、第２の波形発生器と、
第３の波形発生器であって、前記第１の周波数とは異なり、かつ、前記第１の波形とは位相が異なる、第２の予め決められた神経または神経の枝を刺激することができる第３の周波数を有する、第３の波形を生み出すように構成された、第３の波形発生器と、
変調装置であって、前記第１、前記第２、および、前記第３の波形発生器に電気的に接続されており、かつ、前記第２の搬送波波形を前記第１および前記第３の波形で変調して変調された信号パッケージを作り出すように構成された、変調装置と、
電極であって、前記変調装置に電気的に接続されており、かつ、前記哺乳類の皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、前記変調された信号パッケージを前記哺乳類の前記皮膚に加えるように構成された、電極と、
を具備する、経皮電気刺激装置。
（１４）実施態様（１３）に記載の装置において、
前記第１、前記第２、および、前記第３の波形発生器、ならびに、前記電極が、パッチ装置内に位置付けられており、
前記パッチ装置は、前記パッチ装置を前記皮膚に固定するための接着剤をその表面に有する、経皮電気刺激装置。
（１５）実施態様（１４）に記載の装置において、
前記パッチ装置は、前記哺乳類の体の腹部または仙骨部に実質的に位置付けられている、経皮電気刺激装置。
（１６）実施態様（１３）に記載の装置において、
前記信号パッケージを受信するための戻り電極、
をさらに具備し、
前記第１の電極および前記戻り電極の両方は、前記哺乳類の体外で前記哺乳類の前記皮膚に実質的に隣接して位置付けられており、かつ、加えられた前記信号パッケージが前記第１の電極から前記戻り電極まで前記哺乳類の組織を実質的に通過せずに通ることができるように、互いに対して位置付けられている、経皮電気刺激装置。
（１７）実施態様（１６）に記載の装置において、
前記第１の予め決められた神経または神経の枝が、自律神経であり、
前記第２の予め決められた神経または神経の枝が、体性運動神経である、経皮電気刺激装置。
（１８）実施態様（１７）に記載の装置において、
前記第１の波形は、ほぼ１０Ｈｚの周波数を有し、
前記第３の波形は、ほぼ２０Ｈｚの周波数を有する、経皮電気刺激装置。
（１９）実施態様（１８）に記載の装置において、
前記第２の搬送波波形は、ほぼ１０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの周波数を有する、経皮電気刺激装置。
（２０）実施態様（１９）に記載の装置において、
前記第１および前記第３の波形は、方形波であり、
前記搬送波波形は、正弦波である、経皮電気刺激装置。
【００５８】
（２１）実施態様（１３）に記載の装置において、
第４の波形発生器であって、前記変調装置に電気的に接続されており、かつ、前記第２の搬送波波形とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形を生み出すように構成された、第４の波形発生器、
をさらに具備し、
前記変調装置は、前記第２の搬送波波形をさらに変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す、経皮電気刺激装置。
（２２）実施態様（２１）に記載の装置において、
前記変調装置は、第１、第２、および、第３の変調器をさらに含み、
前記第１の変調器は、前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、
前記第２の変調器は、前記第３の波形および前記第４の搬送波波形を変調して、第２の変調された信号を作り出し、
前記第３の変調器は、前記第１および前記第２の変調された信号を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す、経皮電気刺激装置。
（２３）実施態様（２１）に記載の装置において、
前記変調装置は、第１および第２の変調器をさらに含み、
前記第１の変調器は、前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出し、
前記第２の変調器は、前記第１の変調された信号、前記第３の波形、および、前記第４の搬送波波形を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出し、
前記第４の波形発生器は、前記第１の変調された信号の非活動期間の間にのみ、前記第４の搬送波波形を生み出す、経皮電気刺激装置。
（２４）哺乳類の一つ以上の体の部分を経皮的かつ選択的に刺激する方法において、
選択的に刺激するための第１および第２の体内の体の部分を特定する過程と、
前記第１の特定された体の部分を刺激することができる周波数を有する第１の波形を生み出す過程と、
前記哺乳類の組織を通過して前記第１および前記第２の特定された体の部分に到達することができる周波数を有する第２の搬送波波形を生み出す過程と、
前記第２の選択された体の部分を刺激することができる周波数を有する第３の波形を生み出す過程であって、前記第３の波形は前記第１の波形とは位相が異なるように生み出される、第３の波形を生み出す過程と、
前記第１の波形、前記第２の搬送波波形、および、前記第３の波形を変調して、変調された信号パッケージを作り出す過程と、
前記変調された信号パッケージを、実質的に前記哺乳類の皮膚の表面に加える過程と、
を具備する、方法。
（２５）実施態様（２４）に記載の方法において、
前記変調する過程は、  前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を最初に変調して、第１の変調された信号を作り出す過程と、
前記第１の変調された信号を前記第３の波形で引き続き変調する過程と、
をさらに含む、方法。
（２６）実施態様（２４）に記載の方法において、
前記第２の搬送波波形とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形を生み出す過程、
をさらに具備し、
前記変調する過程は、
前記第１の波形および前記第２の搬送波波形を変調して、第１の変調された信号を作り出す過程と、
前記第３の波形および前記第４の搬送波波形を変調して、第２の変調された信号を作り出す過程と、
を含む、方法。
（２７）実施態様（２６）に記載の方法において、
前記変調する過程が、前記第１および前記第２の変調された信号を変調して、前記変調された信号パッケージを作り出す過程、をさらに含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の選択された実施の形態に基づく経皮伝送装置の模式図である。
【図１ａ】本発明の選択された実施の形態に基づく経皮伝送装置の模式図である。
【図２ａ】図１の装置によって生み出された例示的な波形を示す図である。
【図２ｂ】図１ａの装置によって生み出された例示的な波形を示す図である。
【図３】バイオフィードバック機構をさらに組み込んだ図１の装置を示す模式図である。
【図４】図３の装置と共に用いることができる例示的な植え込み可能なセンサー装置を示す図である。
【図５ａ】非拡張状態にある拡張可能なケージ内での、図４のセンサー装置を示す図である。
【図５ｂ】拡張状態にある拡張可能なケージ内での、図４のセンサー装置を示す図である。
【図６】植え込み可能なセンサー装置の別の実施の形態を示す図である。
【図７ａ】図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を配備する、あるステップを示す図である。
【図７ｂ】図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を配備する、別のステップを示す図である。
【図７ｃ】図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を配備する、さらに別のステップを示す図である。
【図８】膀胱内に配備された、尿道内に延びる尾部を備えた、図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を示す図である。
【図９】図３のシステムと共に用いることができる第１および第２の植え込み可能なセンサー装置を示す図である。
【図１０ａ】植え込み可能なセンサー装置の別の実施の形態を示す図である。
【図１０ｂ】植え込み可能なセンサー装置のさらに別の実施の形態を示す図である。
【図１１】そのパッチの中に本発明の装置が組み込まれてもよい、パッチのある実施の形態を示す図である。
【図１２ａ】導電性ゲル管を伴う経皮伝送装置の使用を示す図である。
【図１２ｂ】導電性ゲル管を伴う経皮伝送装置の使用を示す図である。
【図１２ｃ】導電性ゲル管を伴う経皮伝送装置の使用を示す図である。
【図１】
2009525150.tif 000003
【図１ａ】
2009525150.tif 000004
【図２ａ】
2009525150.tif 000005
【図２ｂ】
2009525150.tif 000006
【図３】
2009525150.tif 000007
【図４】
2009525150.tif 000008
【図５ａ】
2009525150.tif 000009
【図５ｂ】
2009525150.tif 000010
【図６】
2009525150.tif 000011
【図７ａ】
2009525150.tif 000012
【図７ｂ】
2009525150.tif 000013
【図７ｃ】
2009525150.tif 000014
【図８】
2009525150.tif 000015
【図９】
2009525150.tif 000016
【図１０ａ】
2009525150.tif 000017
【図１０ｂ】
2009525150.tif 000018
【図１１】
2009525150.tif 000019
【図１２ａ】
2009525150.tif 000020
【図１２ｂ】
2009525150.tif 000021
【図１２ｃ】
2009525150.tif 000022
【国際調査報告】
2009525150.tif 000023
2009525150.tif 000024
2009525150.tif 000025
2009525150.tif 000026