(57)【要約】本発明は、主に筋肉弛緩に関する。筋肉弛緩は、多くの疾患状態において望まれている（例えば、痙性不全まひおよび生体力学的および神経筋機能障害）。より詳細には、本発明は、筋肉弛緩を誘導するシステムに関する。前記筋肉弛緩の誘導は、関節および筋肉への刺激付与を通じた筋肉痙縮の低減によって、行われる。前記システムは、電極を含む装着具と、ハードウェアユニットと、前記刺激を制御するソフトウェアとからなる。【選択図】図５
2013512709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトの痙性拮抗筋肉の弛緩のためのシステム（１０）であって、
第１の電極（１１ａ）およびａ第２の電極（１１ｂ）を有する電子筋肉刺激デバイス（１１）であって、前記第１の電極（１１ａ）およびａ第２の電極（１１ｂは、対応する主動筋肉へと接続される、電子筋肉刺激デバイス（１１）と、
靱帯、関節包または腱へ接続されるバイブレータデバイス（１２）であって、前記靱帯、関節包または腱において主動筋肉が骨格へ付着する、バイブレータデバイス（１２）と、
前記電子筋肉刺激デバイス（１１）および前記バイブレータデバイス（１２）を同時に制御するように構成された制御ユニット（１３）であって、前記制御するステップは、第１のパルス電流信号を前記第１の電極（１１ａ）と前記第２の電極（１１ｂ）との間に、第２のパルス電流信号を前記バイブレータデバイス（１２）へと付加することにより、行われる、制御ユニット（１３）と、
を含む、システム（１０）。
【請求項２】
前記第１のパルス電流信号は、パルス周波数がおよそ１５Ｈｚ〜３５Ｈｚ（例えば、２０Ｈｚ〜３５Ｈｚ）である、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記第１のパルス電流信号のパルス継続時間はおよそ３０μｓである、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記第１のパルス信号のパルス周波数はおよそ２０Ｈｚであり、パルス継続時間はおよそ３０μｓである、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記振動デバイス（１２）は、前記靱帯（単数または複数）、関節包（単数または複数）または腱（単数または複数）あるいはその異なる部分へと接続される振動ユニットを１つより多く含み、前記前記靱帯（単数または複数）、関節包（単数または複数）または腱（単数または複数）あるいはその異なる部分において、前記主動筋肉が前記骨格へと付着する、上記請求項のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記痙性拮抗筋肉内の電気活動を評価および記録するための筋電図検査デバイス（１４）をさらに含み、前記筋電図検査デバイスは、前記痙性拮抗筋肉へと接続される第１のＥＭＧ電極（１４ａ）および第２のＥＭＧ電極（１４ｂ）を含む、上記請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記第１のＥＭＧ電極（１４ａ）は前記第１の電極（１１ａ）として用いることができ、あるいは、前記第２のＥＭＧ電極（１４ｂ）を前記第２の電極（ｌ１ｂ）として用いることができる、請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項８】
使用時において、前記第１の電極（１１ａ）および第２の電極（１１ｂ）が接続された前記主動筋は、以下を含む群から選択された少なくとも１つの筋である：
後頭前頭筋（ＥＦ１）；側頭筋（ＥＦ２）；咬筋（ＥＦ３）；胸鎖乳突筋（ＥＦ４）；傍脊柱筋（ＥＦ５）；上部僧帽筋（ＥＦ６）；大胸筋（ＥＦ７）；三角筋（ＥＦ８）；上腕二頭筋（ＥＦ８）；腕橈骨筋（ＥＦ１０）；橈側手根屈筋（ＥＦ１１）；尺側手根屈筋（ＥＦ１２）；浅指屈筋および深指屈筋（ＥＦ１３）；腹直筋（ＥＦ１４）；外腹斜筋（ＥＦ１５）；大腿筋膜張筋（ＥＦ１６）；腸骨筋（ＥＦ１７）；長内転筋（ＥＦ１８）；大内転筋（ＥＦ１９）；縫工筋（ＥＦ２０）；大腿直筋（ＥＦ２１）；大腿四頭筋内側広筋（ＥＦ２２）；大腿四頭筋外側広筋（ＥＦ２３）；前脛骨筋（ＥＦ２４）；長腓骨筋（ＥＦ２５）；母指球筋（ＥＦ２６）；小指球筋（ＥＦ２７）；後頭筋（ＥＢ１）；頭板状筋および頚筋；脊髄上部頸部起立筋（ＥＢ２）；中僧帽筋および下僧帽筋；脊髄下部頸部起立筋；脊椎上部胸部起立筋（ＥＢ３）；脊椎胸中部起立筋（ＥＢ４）；脊椎胸腰部起立筋（ＥＢ５）；広背筋（ＥＢ６）；棘下筋（ＥＢ７）；小円筋（ＥＢ８）；大円筋（ＥＢ９）；上腕三頭筋筋（ＥＢ１０）；橈側手根伸筋および回外筋（ＥＢ１１）；尺側手根伸筋（ＥＢ１２）；総指伸および（母指、小指）筋（ＥＢ１３）；腰方形筋および腰部起立脊椎筋（ＥＢ１４）；中臀筋筋（ＥＢ１５）；大臀筋筋（ＥＢ１６）；大腿二頭筋（ＥＢ１７）；半膜様筋および半腱様筋（ＥＢ１８）；腓腹筋（ＥＢ１９）；ヒラメ筋（ＥＢ２０）；長趾屈筋（ＥＢ２１）；長母趾屈筋（ＥＢ２２）；ｏｒ足底弓筋（ＥＢ２３）、
使用時において、前記バイブレータデバイス（１２）は、以下を含む群から選択された少なくとも１つの位置、靱帯、関節包または腱へと接続される、前記側頭下顎関節の関節包において前記側頭下顎靱帯の近位において（ＶＦ１）；鎖骨間靱帯および前胸鎖靱帯（ＶＦ２）；肋鎖靱帯および後胸鎖靱帯（ＶＦ３）；前肩鎖靱帯および烏口肩峰靱帯（ＶＦ４）；烏口鎖骨靱帯（ＶＦ５）；前関節上腕靱帯（ＶＦ６）；第３肋骨および第４肋骨の肋間部ならびに第３肋骨および第４肋骨の肋骨肋軟骨連結（ＶＦ７）；肋剣靱帯（ＶＦ８）；第５肋骨および第６肋骨の肋間部；および肋骨肋軟骨連結５および６（ＶＦ９）；第７肋骨および第８肋骨の肋間部および肋骨肋軟骨連結９および１０（ＶＦ１０）；第９肋骨および第１０肋骨の肋間部ならびに肋骨肋軟骨連結９および１０（ＶＦ１１）；腕尺関節の前関節関節包（ＶＦ１２）；腕尺関節中の内側側副靱帯（ＶＦ１３）；上前腸骨棘（ＶＦ１４）；鼠径部靱帯（ＶＦ１５）；恥骨大腿靱帯（ＶＦ１６）；尺骨手根靱帯（ＶＦ１７）；橈骨手根靱帯（ＶＦ１８）；橈骨手根靱帯（ＶＦ１９）；橈骨手根関節内の外側側副靱帯（ＶＦ２０）；側副脛骨大腿骨靱帯（ＶＦ２１）；前十字靱帯および膝蓋腱（ＶＦ２２）；側副外側大腿靱帯（ＶＦ２３）；三角靱帯（ＶＦ２４）；背側立方−および楔舟靱帯（ＶＦ２５）；踵腓靱帯および外側距踵靱帯（ＶＦ２６）；近位中足骨５の付着における短腓骨筋腱（ＶＦ２７）；前脛骨腱；舟状骨における足底付着（ＶＦ２８）；長腓骨筋腱；立方骨における足底付着（ＶＦ２９）；足底長頭靱帯（ＶＦ３０）；つま先部Ｉおよびつま先部ＩＩ間の深横中足靱帯、母指および第２趾の中足指節関節の背関節包（ＶＦ３１）；第４趾および第５趾の間の深横中足靱帯（ＶＦ３２）；  蝶形頬骨縫合線および靱帯ｓ（ＶＦ３３）；環椎後頭膜（ＶＢ１）；乳様突起（ＶＢ２）；前記下顎関節突起の後ろにおいて、環椎骨の横突起近位置、および茎突下顎靱帯（ＶＢ３）；軸Ｃ２の外側脊髄突起（ＶＢ４）；Ｃ３の横突起（ＶＢ５）；Ｃ５の棘突起（ＶＢ６）；Ｃ５の横突起（ＶＢ７）；隆起Ｃ７の棘突起（ＶＢ８）；横突起ＴＨ２（ＶＢ９）；ＴＨ３の棘突起（ＶＢ１０）；ＴＨ４の横突起（ＶＢ１１）；ＴＨ６の横突起（ＶＢ１２）；ＴＨ５の棘突起（ＶＢ１３）；ＴＨ７の棘突起（ＶＢ１４）；ＴＨ９の横突起（ＶＢ１５）；ＴＨ１０の棘突起（ＶＢ１６）；第１０肋骨の角（ＶＢ１７）；後関節上腕靱帯（ＶＢ１８）；腕尺関節内の後関節包（ＶＢ１９）；腕橈／橈尺関節内の外側側副靱帯（ＶＢ２０）；Ｓ３の棘突起（ＶＢ２１）；腕尺関節の後関節包（ＶＢ２２）；後輪状放射状靱帯（ＶＢ２３）；第１２肋骨の端部（ＶＢ２４）；ＬＩの棘突起（ＶＢ２５）；Ｌ４の横突起および上腸腰靱帯（ＶＢ２６）；Ｌ３の棘突起（ＶＢ２７）；Ｌ５の横突起および下腸腰靱帯（ＶＢ２８）；Ｌ５の棘突起（ＶＢ２９）；後上腸骨棘（ＶＢ３０）；ＳＩの棘突起（ＶＢ３１）；仙棘靱帯の仙骨付着および仙結節靱帯（ＶＢ３２）；坐骨大腿靱帯（ＶＢ３３）；母指の後中手指節関節（ＶＢ３４）；手根間弓状靱帯および背橈骨手根靱帯（ＶＢ３５）；中手骨２および３の遠位中手骨間領域（ＶＢ３６）；中手骨３および４の遠位中手骨間領域（ＶＢ３���）；中手骨４および５の遠位中手骨間領域（ＶＢ３８）；膝部関節（ＶＢ３９）の後十字靱帯および後関節包；後脛腓靱帯（ＶＢ４０）；踵骨の付着におけるアキレス腱（ＶＢ４１）；または後頭隆起（ＶＢ４２）、
上記請求項のいずれか１つに記載のシステム（１０）。
【請求項９】
使用時において、前記第１の電極（１１ａ）および第２の電極（１１ｂ）は、対応する参照符号を有する前記主動筋肉へと接続され、前記対応する参照符号は以下の表に記載され、使用時において、前記バイブレータデバイス（１２）が、以下の表に記載される対応する参照符号を有する前記位置、靱帯、関節包または腱へと接続される、請求項８に記載のシステム。
【表１】
2013512709.tif 000018
2013512709.tif 000019
【請求項１０】
使用時において、前記第１の電極（１１ａ）および第２の電極（１１ｂ）は、前記対応する参照符号の前記主動筋肉へと接続され、使用時において、前記バイブレータデバイス（１２）、前記対応する参照符号の前記位置、靱帯、関節包または腱へと接続され、前記対応する参照符号は、以下の表に記載される、請求項８に記載のシステム。
【表２】
2013512709.tif 000020
2013512709.tif 000021
2013512709.tif 000022
2013512709.tif 000023
2013512709.tif 000024
2013512709.tif 000025
【請求項１１】
上記請求項のいずれか１つに記載の前記システム（１０）を含む装着具（３０）。
【請求項１２】
ソフトウェアコードを含むコンピュータ読み出し可能な媒体上に保存されたコンピュータプログラム製品であって、前記ソフトウェアコードは、データ処理装置上において実行された場合、請求項１〜１０のうちいずれか１つに記載のシステムを制御するように適合される、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に筋肉弛緩に関し、より詳細には、少なくとも筋肉刺激を用いることによる、中枢神経系（ＣＮＳ）に損傷を負っている患者内の痙性筋肉への筋肉弛緩に関する。
【背景技術】
【０００２】
中枢神経系（ＣＮＳ）が損傷を受けた場合、治療および治癒が困難である。痙性不全まひは、筋肉緊張が病理学的に増加した状態であり、中枢神経系（ＣＮＳ）の損傷に起因して発生する。痙性不全まひは、姿勢の回避および可動度の損失において大きな障害となる。
【０００３】
今日、ＣＮＳ損傷症状（例えば、痙性）の逆転のための代替治療は、極めて限られている。すなわち、このような治療は、さらなる機能喪失を食い止めるためのものであり、症状軽減は目的としていない。すなわち、真の意味で機能を回復させかつ長期的観点から痙性筋肉の筋肉弛緩を通じた損傷逆転を可能にする治療は見つかっていない。
【０００４】
痙攣そのものに加えて、一般的な関連する訴えとして筋骨格痛がある。筋骨格系の機能障害に起因する痛みは、ほとんどの場合、筋肉のバランス不均衡に起因する筋肉痙攣が原因である。このような痛みが適切に治療されなかった場合、患者が慢性疼痛症候群になる危険性が高まる。慢性疼痛症候群は、治癒が困難である状態である。
【０００５】
ヒト身体中の筋肉に影響を与えるための技術はいくつかある。電気筋肉刺激（ＥＭＳ）（神経筋電気刺激または筋電刺激としても知られる）は、特定領域内の筋肉質量を増加するための一般的な公知の方法である。電気筋肉刺激（ＥＭＳ）においては、筋肉中に電流を通すことで筋肉を収縮させ、その結果、治療対象筋肉中の質量が徐々に増加する。
【０００６】
経皮的電気刺激刺激（ＴＥＮＳ）は、ＥＭＳに高く関連する方法であるが、この方法の場合、筋肉に刺激を付与して収縮させる代わりに、他の身体部分の刺激を通じて脳を混乱させることにより、電気刺激を用いて痛みを間接的に治療する。ＵＳ４，５８０，５７２号において、サイトの電気監視または電気刺激のための装着具（例えば、ＥＭＳ）が開示されている。
【０００７】
しかし、現在公知の筋肉刺激技術の場合、対象の筋肉弛緩の獲得には不適切である。よって、筋肉弛緩を増すための新規のシステムおよび装着具があれば有利である。
【発明の概要】
【０００８】
よって、本発明の目的は好適には、上記した当該分野における欠陥および不利点のうち１つ以上を単独でまたは任意の組み合わせで低減、軽減または排除することである。また、本発明の目的は、少なくとも上記の問題を解消することがである。痙性患者内の筋肉弛緩を向上させるためのシステムおよび装着具を提供することにより、上記の問題を解消することがである。
【０００９】
本発明の目的は、筋肉弛緩を得ることである。
【００１０】
さらに、本発明は、筋肉弛緩を得るシステムに関する。
【００１１】
さらに、目的は、神経筋系の痙性不全まひまたは他の機能障害（例えば、筋肉痙攣）に起因する筋肉痙攣を低減することである。
【００１２】
さらに、目的は、痙性不全まひ患者の拘縮の姿勢および進行を低減することである。
【００１３】
別の目的は、自給自足的なリハビリテーション器具を痙性患者に付与することである。このリハビリテーション器具により、患者の機能および動きが向上し、クオリティーオブライフの向上に繋がる。
【００１４】
別の目的は、痙性不全まひ患者ならびに生体力学的機能障害患者および神経筋機能障害患者の痛みを低減することである。
である。
【００１５】
別の目的は、神経学、整形外科および用手療法の治療専門家に対し、診断ツールを得ることである。
【００１６】
別の目的は、脳損傷についての神経学研究における信頼できる研究システムとなることである
【００１７】
別の目的は、痙縮についての評価尺度または測定尺度を得ることである。
【００１８】
一局面によれば、ヒトの痙性拮抗筋肉の弛緩のためのシステムが提供される。前記システムは、電子筋肉刺激デバイスを含む。前記電子筋肉刺激デバイスは、第１の電極および第２の電極を有する。前記第１の電極および第２の電極は、対応する主動筋肉へ接続される。前記システムは、バイブレータデバイスをさらに含む。前記バイブレータデバイスは、靱帯、関節包または腱へと接続される。前記靱帯、関節包または腱において、前記主動筋肉が骨格へと付着している。さらに、前記システムは、制御ユニットを含む。前記制御ユニットは、前記電子筋肉刺激デバイスおよび前記バイブレータデバイスを同時に制御するように構成される。前記制御するステップは、第１のパルス電流信号を前記第１の電極と前記第２の電極との間に付加し、第２のパルス電流信号を前記バイブレータデバイスへ付加することにより、行われる。
【００１９】
別の局面によれば、前記システムを含む装着具が提供される。
【００２０】
本発明が提供可能な上記および他の局面、特徴および利点は、以下の本発明の実施形態についての記載から明らかとなる。ここで、添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態によるシステムを示す。
【図２】別の実施形態によるシステムを示す。
【図３】実施形態による装着具の正面図を示す。
【図４】実施形態による装着具の背面図を示す。
【図５】実施形態による装着具の構成要素の正面図である。
【図６】実施形態による装着具の構成要素の背面図である。
【図７】実施形態によるＥＭＳ／ＥＭＧ電極の配置様態の正面図である。
【図８】実施形態によるＥＭＳ／ＥＭＧ電極の配置様態の背面図である。
【図９】実施形態による振動電極配置様態の正面図である。
【図１０】実施形態による振動電極配置様態の背面図である。
【図１１】実施形態による全解剖学的電極配置様態の正面図である。
【図１２】実施形態による全解剖学的電極配置様態の背面図である。
【図１３】実施形態による装着具構成要素、ハードウェア配置様態、接続ポートおよびケーブル束コネクタの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、当業者が本発明を実施できるようにするために、本発明のいくつかの実施形態について添付図面を参照しながらさらに詳述していく。しかし、本発明は、多数の異なる様態で具現化することが可能であり、本明細書中に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。すなわち、これらの実施形態は、本開示を網羅的および完全なものとするために記載されるものであり、本発明の範囲を当業者へと完全に伝達する。これらの実施形態は本発明を制限せず、本発明は、添付の特許請求の範囲のみによって限定される。さらに、添付図面中に示す特定の実施形態の記載において用いられる用語は、本発明を限定することを意図していない。
【００２３】
本発明のコンセプトとしては、痙性不全まひおよび／または筋骨格痛の患者のためにＥＭＳ刺激および関節組織振動刺激を組み合わせることで、痙性筋肉（単数または複数）の弛緩を向上させる、
【００２４】
このようなＥＭＳ刺激および関節組織振動刺激の組み合わせの用途を挙げると、筋肉のＥＭＳ刺激と、前記筋肉と相関する関節または腱の振動刺激との組み合わせを用いることによる、不均衡の治療のための炎症低減、筋肉緊張低減および筋肉増強がある。
【００２５】
本発明者は、拮抗筋肉対をＥＭＳ刺激および関節組織刺激の組み合わせと共に用いるというコンセプトを用いることにより、上記を実現する。前記刺激を特定の様式で行うと、痙性筋肉を弛緩させることができる。このような弛緩は、患者の関節組織に対する用手刺激と、ＥＭＳ刺激との組み合わせによって行われる。驚くべきことに、本発明者によれば、ＥＭＳ刺激および関節組織振動を同時に行った場合、痙性筋肉の弛緩において、ＥＭＳ刺激および振動刺激を別個に用いた場合よりもずっと良好な結果が得られる。上記のような用手刺激を行うことにより、複数の特定の有利な組み合わせが得られた。以下、このような組み合わせについて説明する。
【００２６】
詳細には、刺激によって系統的な効果が得られ得ることが分かった（すなわち、単一の筋肉および関節または前記筋肉に相関する腱あるいは各筋肉に相関する隣接筋肉および関節または腱の群への刺激により、身体のうち異なる場所にある筋肉に影響を与えることができることが分かった）。
【００２７】
身体中に拮抗対が必要な理由として、筋肉はけん引力しか付与できず、その後元の位置へと戻るからである。この種の筋肉対の一例として、上腕二頭筋および上腕三頭筋がある。二頭筋が収縮すると、三頭筋が弛緩し、伸張して元の位置へと戻る。三頭筋が収縮した場合、上記と逆のことが起こる。
【００２８】
主動とは、筋肉を記述する際に用いられる分類用語であり、主動により、当該筋肉そのものの収縮プロセスを通じて、特定の動きまたは恐らくはいくつかの動きが発生する。各拮抗対は、主動筋肉および拮抗筋肉を含む。そのため、上腕二頭筋が収縮すると、当該腕二頭筋は主動筋肉として機能し、上腕三頭筋は拮抗筋肉として機能する。一方、上腕三頭筋が収縮すると、当該上腕三頭筋は主動筋肉として機能し、上腕二頭筋は拮抗筋肉として機能する。
【００２９】
本発明者によれば、緩やかな主動筋肉刺激を行うと、拮抗筋肉の逆制止と、若干の収縮とが発生し、前記主動筋肉の短縮は発生しないことが分かった。このような関節組織刺激により、主動活動が促進され、逆制止を通じて拮抗筋肉が弛緩する。このコンセプトによれば、いくつかの筋肉および関節組織の副刺激を同時に行うことで、或る痙性筋肉グループの筋肉弛緩を発生させる。前記筋肉刺激の基盤となる考え方として、主動筋肉の短縮を引き起こすこと無く前記主動筋肉を容易に刺激することがある。神経系が前記刺激を感知することで、拮抗筋肉はいわゆる逆制止状態となり、弛緩に起因して伸長し、その結果、前記刺激を受けた主動筋肉の短縮が間接的に引き起こされる。
【００３０】
刺激が長引いた場合、体全体において、一般的な筋肉弛緩および筋肉痙攣低下が起こる。弱かった筋肉が増強され、その結果、最終的には筋肉痙攣および筋骨格痛が総じて低下し、その結果、￥身体障害および痛みが低減する。
【００３１】
ＥＭＳ＋振動
【００３２】
実施形態において、図１によれば、ヒトの痙性拮抗筋肉の弛緩のためのシステム１０が図示されている。前記システムは、電子筋肉刺激デバイス１１を含む。この電子筋肉刺激デバイス１１は、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂを有する。第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂは、対応する主動筋肉へと接続される。システム１０は、バイブレータデバイス１２をさらに含む。バイブレータデバイス１２は、靱帯、関節包または腱へと接続される。前記靱帯、関節包または腱において、主動筋肉が骨格へと付着している。さらに、前記システムは、制御ユニット１３を有する。制御ユニット１３は、電子筋肉刺激デバイス１１およびバイブレータデバイス１２を制御するように構成される。前記制御するステップは、パルスＥＭＳ電流信号を第１の電極１１ａと第２の電極１１ｂとの間に付加し、パルスバイブレータ電流信号をバイブレータデバイス１２へと付加することにより、行われる。
【００３３】
通常、ＣＮＳ損傷症状の患者は、いくつかの痙性筋肉を有するため、可動度および生活の質が著しく低下する。実施形態によれば、前記システムは、電子筋肉刺激デバイスまたは一対の第１のおよび第２の電極と、バイブレータデバイスとを含む。前記電子筋肉刺激デバイスまたは一対の第１のおよび第２の電極は、治療対象となる各痙性拮抗筋肉の各主動のためのものである。前記バイブレータデバイスは、治療対象となる各痙性拮抗筋肉の各主動筋肉に対する各対応する靱帯、関節包または腱のためのものである。実施形態において、前記システムは、第１の電極および第２の電極と、バイブレータデバイスとを含む。前記第１の電極および第２の電極は、ヒト身体内の主動筋肉の大部分のためのものである。前記バイブレータデバイスは、前記主動筋肉それぞれのためのものである。本発明者によれば、前記ヒト身体内の拮抗対筋肉の大部分に前記ＥＭＳ電極に装着しかつ前記対応する関節組織にバイブレータデバイスを装着するためのシステムを用いることにより、前記身体内の筋肉のうち大部分全てが痙性ではない場合でも、前記筋肉の大部分への刺激を行うことにより、真に痙性の筋肉の弛緩を増すことが可能となる。このような弛緩増加は、シナプスと、脳および脊髄内を循環している脳脊髄液とに対して神経抑制信号物質が放出されることに起因するものと考えられる。そのため、脳脊髄液サイトの近隣に他のシナプスおよびニューロンが存在する場合、前記他のシナプスおよびニューロンに影響を与えることができる。例えば、脚部の痙縮が低下すれば、腕部の痙縮も低下することが知られている。第１の電極１１ａおよび／または第２の電極１１ｂは、筋肉弛緩の目的に適しておりかつ患者の不快感を低減することが可能な任意の公知のＥＭＳ電極でよい。第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂはそれぞれ、＋／−ノードとして機能し、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂが接続された筋肉に電気的刺激を付与するように設計される。
【００３４】
第１の電極１１ａおよび／または第２の電極１１ｂは、治療対象筋肉に基づいて選択される。
【００３５】
実施形態において、前記第１の電極および／または第２の電極は、接着材（例えば、導電性パッドまたは導電性ゲル）によって皮膚に直接取り付けることができる。
【００３６】
これらの電極は、例えば、シリコーン電極および導電性ゲルの組み合わせであり得る。電極の重要な特性として、皮膚との接触／接着が良いこと、良好な伝導性、低刺激性でありかつ耐久性があることがある。
【００３７】
パルスＥＭＳ電流信号
【００３８】
一般的に、ＥＭＳ電流信号のパラメータは、身体の生理を真似て選択するとよい。神経系中の信号は、シナプスに対する電流インパルス（刺激）に喩えることができる。一定量の刺激が発生すると、信号物質が分泌される。
【００３９】
一般的に、位相性ＥＭＳ刺激は、２〜５０Ｈｚの周波数で行われ、５〜３００マイクロ秒間行われる。
【００４０】
痙性筋肉が筋肉弛緩した場合、選択された弛緩筋肉における筋肉収縮の機能制御を誘導することが可能となる。筋肉収縮を誘導するために必要な周波数は、最適な拮抗筋肉弛緩（２０Ｈｚ／３０マイクロ秒）に用いられる周波数よりも高い。機能筋肉収縮のための刺激周波数は２５〜５０Ｈｚであり、必要な継続時間は５０〜３００マイクロ秒である。
【００４１】
パルスＥＭＳ電流信号は、少なくとも以下のパラメータによって制御される：パルス周波数、パルス継続時間およびパルス強度。
【００４２】
実験によれば、パルス周波数がおよそ１５Ｈｚ〜およそ３５Ｈｚにおいて筋肉が収縮し始め、この周波数範囲において、中枢神経系が前記電流信号の存在を感知している。本発明者によれば、できるだけ低い周波数を選択しかつ中枢神経系による検出が可能な周波数を選択することにより、中枢神経系を介した痙性拮抗筋肉の自動的弛緩が可能となりつつ、患者の不快感が低減する。周波数がおよそ３５Ｈｚを越えた場合、刺激を受けた主動筋肉が短縮するため、拮抗筋肉における伸張反射活動も短縮し、望ましくない。なぜならば、周波数がおよそ３５Ｈｚを越えた場合、主動筋肉の逆痙攣の原因となるからである。
【００４３】
電流信号のパルス継続時間を選択する際、神経信号のパルス継続時間に類似したパルス継続時間を選択する。例えば、パルス継続時間がおよそ５〜６０マイクロ秒（例えば、３０μｓ）であると適切であることが分かっている。しかし、さらに短いパルス継続時間も有利であり得る。ＥＭＳ電流信号のパルス継続時間が長すぎる場合、身体の神経生理学的パラメータに対応しない。
【００４４】
さらに、より長いパルス継続時間にした場合、筋肉短縮のリスクが高まるため、望ましくない。
【００４５】
実施形態において、パルスＥＭＳ電流信号のパルス周波数は１０〜３０Ｈｚであり、パルス継続時間は５〜６０マイクロ秒である。
【００４６】
好適な実施形態によれば、パルスＥＭＳ信号のパルス周波数は２０Ｈｚであり、パルス継続時間は３０マイクロ秒である。
【００４７】
ＥＭＳ電流信号強度を選択する場合、第１のＥＭＳ電極１１ａおよび／または第２の１１ｂＥＭＳ電極に隣接する皮膚が振動し始める振幅を越えないＥＭＳ電流信号強度を選択する。使用時においては、患者によっては、振動かつ無痛の感覚を感じる者もいる。電流信号を上げていった場合、筋肉短縮および患者の痛みに繋がる場合があり、望ましくない。好適には、前記第１の電極および／または第２の電極に隣接する皮膚が使用時において振動を感じるのに必要な信号強度の５０％〜７５％の範囲内に収まる電流信号強度を選択するとよい。こうすることにより、患者の不快感を引き起こさずかつ患者によってはチクチクする感覚を覚えるようなパルスＥＭＳ電流信号強度を得ることができる。
【００４８】
振動デバイス
【００４９】
実施形態において、振動デバイス１２はマイクロ振動モータであり、振動デバイス１２が接触している関節の関節固有感覚に刺激を与えるように設計される。この振動デバイスは、小型の円筒形であり、ゴムによって被覆され、これにより、皮膚との摩擦を向上させ、振動刺激を前記皮膚の下側の関節組織へと方向付ける。
【００５０】
実施形態によれば、パルスバイブレータ電流信号のパルス周波数は、５Ｈｚ〜４００Ｈｚである。
【００５１】
振動刺激は、３つの主要周波数において付与される。これら３つの主要周波数は、３つの重要な感覚受容器を刺激するように設計される。１つの周波数は、パチーニ小体を刺激するように選択され、１つの周波数は、メルケル触覚盤受容器を刺激するように選択され、１つの周波数は、マイスナー小体を刺激するように選択される。メルケル触覚盤受容器を刺激するように選択された周波数の範囲は５〜１５Ｈｚである。マイスナー小体を刺激するように選択された周波数の範囲は２０〜５０Ｈｚであり、パチニ小体を刺激するように選択された周波数の範囲は６０〜４００Ｈｚである。これらの範囲の平均値として、最適な振動が規定される。
【００５２】
ＥＭＧ
【００５３】
図２に示す実施形態において、システム１０は、筋電図検査（ＥＭＧ）デバイス１４をさらに含む。筋電図検査（ＥＭＧ）デバイス１４は、痙性拮抗筋肉における電気活動を評価および記録する。
【００５４】
ＥＭＳ刺激および振動刺激の最中および／またはＥＭＳ刺激および振動刺激の後の痙性拮抗筋肉における電気活動に基づいて、ＥＭＳ電流信号パラメータまたは振動電流信号パラメータを適合させることができる。
【００５５】
ＥＭＧデバイス１４は、第１のＥＭＧ電極１４ａおよび第２のＥＭＧ電極１４ｂを含む。第１のＥＭＧ電極１４ａおよび第２のＥＭＧ電極１４ｂは、電気活動の監視対象となる各筋肉に対応する。
【００５６】
前記ＥＭＧ電極は、ＥＭＳ電極１１ａ、および１１ｂと同一の種類でよい。そのため、実施形態において、前記電子刺激デバイスの第１の電極１１ａおよび／または第２の電極１１ｂはそれぞれ、第１の電極１１ａおよび／または第２の電極１１ｂが接続された筋肉における電気信号を検出するＥＭＧ電極として機能することができる。
【００５７】
使用時において、ＥＭＧ電極１４ａおよび１４ｂは、痙性拮抗筋肉と接触するように配置され、ＥＭＳ電極ｓ１１ａおよび１１ｂは、対応する主動筋肉と接触するように配置される。
【００５８】
較正
【００５９】
ＣＮＳ損傷患者における痙性筋肉挙動は幅広く異なるため、使用前のシステム較正においては、神経筋系専門家の技能が必要となる。このようなシステム較正を通じて、対応するＥＭＳ電極を正しい主動筋肉にあてがうことができ、バイブレータデバイスを前記主動筋肉に対応する関節にあてがうことができる。所望の弛緩効果を強化するために、選択された筋肉刺激はそれぞれ、解剖学的に関連する関節刺激と組み合わされる。さらに、パルスＥＭＳ電流信号パラメータも選択する必要がある。これらのパラメータは、患者によって異なり得る。
【００６０】
本発明者の非限定的理論によれば、電流レベルを個々に調節する必要があり得る。なぜならば、いくつかの筋肉は、他の筋肉よりも深い位置に存在するからである。しかし、ＥＭＳ電流信号の周波数およびパルス継続時間は、個々の痙縮レベルからより高くまたはより低く独立し得る。なぜならば、神経系は患者間においてあまり違いが無いからである。
【００６１】
弛緩は、先ず治療専門家によって拮抗筋肉刺激により誘導される。その際、前記治療専門家は、痙性主要筋肉の弛緩を示すＥＭＧ読み取りを判断支援のために用いる。このプロセスは、痙縮較正と呼ばれる。必要な刺激量（電流×時間（Ｉｘｔ））に基づいて、拮抗筋肉の逆制止を誘導するために必要なエネルギー量が得られる。痙縮の重症度が低いほど、逆制止の誘導がより容易になる。そのため、治療専門家は、このプロセスを支援として用いて、各患者に必要な刺激量を正確に決定することができる。
【００６２】
較正時においては、例えば少なくとも１つの筋肉へと接続されたＥＭＧデバイスからの読み取りに基づいて、前記少なくとも１つの筋肉が痙縮較正対象として選択される。前記ＥＭＧデバイスによって読み取られる筋肉は、痙性拮抗筋肉であり得る。
【００６３】
痙縮が１つの筋肉内に発生した場合、別の筋肉にも痙縮が発生し得ることが一般的に知られている。そのため、脚部の痙縮を低減できれば、腕部の痙縮も低減できる。よって、複数の筋肉における電気活動を較正時に読み取ることにより、当該患者の全体的筋肉痙縮の尺度を得ることができる（この尺度は、前記患者の質量反射活動を示す）。
【００６４】
全身に適用される好適な実施形態によれば、筋肉（例えば、少なくとも３つのＥＭＧ読み取り対象筋肉）（すなわち、ＥＭＧデバイスへと接続された３つの筋肉）を選択することができる。例えば、１対のＥＭＧ電極を腕部に、１対のＥＭＧ電極を脚部に、１対のＥＭＧ電極を脊椎または顎部に装着し、各ＥＭＧ電極対をＥＭＧデバイスへと接続する。非筋肉電気表面活動の読み取りのための１つのＥＭＧ電極を、下側に筋肉の存在しない骨部位に配置する。これにより、較正時に用いられる比較測定値が得られる。
【００６５】
本実施形態の利点として、患者体内のごく少数の筋肉からのＥＭＧ読み取りに基づいて、全体的痙縮および／または全体的弛緩を測定できる点がある。
【００６６】
別の利点として、ＥＭＧデバイスによって読み取られる筋肉を、ＥＭＳ刺激を受ける対象筋肉から一定距離を空けて配置することが可能であるため、前記ＥＭＳ電極から前記ＥＭＧ電極への電流漏れが低減する点がある。
【００６７】
実施形態において、較正は、本システムによる治療時において行うことができる。
【００６８】
制御ユニット
【００６９】
制御ユニットは、プロセッサを含む。前記プロセッサは、ソフトウェアと、前記ソフトウェアの保存先であるメモリとを実行する。前記制御ユニットは、電源またはパルス生成器へと接続され得る。前記電源またはパルス生成器は、パルスＥＭＳ信号およびバイブレータ信号を生成する。
【００７０】
前記制御ユニットはポータブルであり、前記装着具中の電極に接続され、かつ、例えばＵＳＢまたはブルートゥースを介してパーソナルコンピュータへと接続することができる。異なる治療プログラムおよびパターンを、前記メモリ中に保存することができる。
【００７１】
前記制御ユニットは、前記システムの機能性ＥＭＳデバイス１１、バイブレータデバイス１２および任意選択的に前記ＥＭＧデバイス１４を制御するためのコードセグメントを実行するように構成される。
【００７２】
実施形態において、コンピュータプログラム製品が提供される。前記コンピュータプログラム製品は、コンピュータ読み出し可能な媒体上に保存される。前記媒体は、ソフトウェアコードを含む。前記ソフトウェアコードは、データ処理装置上において実行された場合に、前記システムを制御するように適合される。
【００７３】
前記コードセグメントは、いくつかの実施形態に従って前記システムを制御するためのものである。
【００７４】
実施形態において、前記制御ユニットは、治療情報を外部デバイスへと送るように構成される。前記治療情報は、例えば、治療進展（すなわち、当該筋肉の弛緩の向上）についての情報を含み得る。治療専門家は、この情報を受信し、例えば治療戦略を更新し、治療計画を変更することができる。
【００７５】
実施形態において、前記制御ユニットは、更新されたソフトウェアを外部デバイス（例えば、コンピュータ）から受信するように構成される。前記更新されたソフトウェアは、例えば、前記治療専門家から受信された新規の治療計画、刺激プログラムであり得る。よって、前記治療専門家のもとに出向く必要なく、前記システムの更新を行うことが可能となる。前記外部デバイスに含まれ得るソフトウェアとして、較正を行うためのソフトウェア、ＥＭＳプログラム、振動プログラム、および痙縮較正モードを可能とするＥＭＧ測定の制御のためのソフトウェアがある。治療計画作成においては、治療パラメータ（例えば、ＥＭＳ電流信号、振動電流信号、治療時間、治療対象筋肉など）が用いられる。前記外部デバイスソフトウェアは、システムパラメータをディスプレイ上に可視化するためのコードセグメントを含み得る。よって、治療専門家が刺激すべき筋肉と、電極および振動による刺激の配置様態とを選択した場合、これがディスプレイ上に可視化される。
【００７６】
治療継続時間
【００７７】
実施形態において、治療継続時間は、１日あたり１〜２時間であるか、または、前記システムが１週間あたりに２〜４回しか用いられない場合、これよりも長時間である。
【００７８】
装着具
【００７９】
実施形態において、図３および図４によれば、前記システムを含む装着具３０が図示されている。ここでＥＭＳ電極、バイブレータデバイス、任意選択のＥＭＧ電極および制御ユニットは全て、装着具３０内に設けられている。
患者が装着具３０を装着すると、専門家またはヘルスケア担当者がそばにいる必要なく、前記患者が治療を受けることが可能となる。その結果、前記患者および血縁者のクオリティーオブライフが大幅に向上する。なぜならば、医院に出向く必要が無くなり、また、患者は、装着具３０を装着するだけでどこでも治療を受けることができるからである。
【００８０】
図５および図６に示す実施形態において、装着具３０は、７つの相互ロック部分を含む。１つの部分５１は頭部および首部に対応し、２つの部分５２ａおよび５２ｂは肘部、前腕部および手に対応し、１つの部分５３は胴部、肩部および上腕部に対応し、１つの部分５４は腰部、下腹部、骨盤、大腿部、臀部および上肢に対応し、最後の２つの部分５５ａおよび５５ｂは、膝部、下肢および足部に対応する。全部分は、別個にまたは異なる組み合わせでハードウェアユニット１３１へと接続することができる。そのような組み合わせとしては、患者の要求に応じて２つの部分〜７つの部分全てがある。図１３は、前記装着具の部分の接続点１３０を示す。
【００８１】
上記実施形態によれば、個々の患者の要求に応じて、前記装着具のうち一部のみを用いることが可能であることが理解されるべきである。そのため、患者によっては、身体装着具全体ではなく１つ以上の部分を装着すれば、有効な治療を得るために十分である場合があり得る。
【００８２】
実施形態によれば、前記装着具は、５つの主要織物支持材料を含み得る。筋肉を被覆する領域に対応する部分は弾性スパンデックス製であり、このスパンデックス内には、皮膚と接触する筋肉用電極が埋設される。関節領域に対応する部分は硬質弾性スパンデックス織物製となっており、これにより、関節が安定し、埋設された筋肉および振動電極と特定の皮膚とが接触とが接触する。前記装着具部分を相互ロックするためにベルクロが用いられており、これにより、関節安定性および電極皮膚との接触が可能となる。異なる装着具部分においてファスナーが配置されており、これにより、前記装着具を簡単に装着および利用することが可能となる。詰め物材料および他の支持材料が前記織物層間に設けられ、これにより安定性および電極皮膚との接触が向上する。
【００８３】
装着具を各患者に完全にぴったりと装着できるようにするために、各装着具を各患者に合わせて調整することができる。そのため、各患者を個々に測定する。専門家によって行われた較正に基づいて、治療専門家は、刺激を付与すべき筋肉およびよって対応する痙性筋肉の筋肉弛緩を誘導すべき箇所を選択する。このようにして個別調整された装着具が得られ、前記制御ユニットは、必要なパラメータ（例えば、バイブレータおよびＥＭＳ刺激を規定の様態で行うためのパラメータ）と共にプログラムされる。
【００８４】
個々の測定に基づいて、個別調整された装着具を得ることができる。個別調整された製造および機能的装着具の提供を保証できるたけの十分なデータが、工場へと送られる。装着具の構築および送付の後、最終の個別調整（すなわち、装着具の微調整）、較正およびハードウェアユニットプログラミングを行うことができる。
【００８５】
別の実施形態において、前記装着具は、広範囲にわたる多様なサイズの装着具構成要素から選択することができ、このようなサイズを組み合わせることで、異なる可能なサイズ要求全てに対応することが可能となる。
【００８６】
解剖学的測定チャートを設計することで、特定の筋肉への刺激付与のための電極の解剖学的位置決めを正確に行うことが可能となる。
【００８７】
各筋肉のための第１の電極および第２の電極は、治療対象者の不快感を回避するためなどの目的のために、筋肉の種類、前記装着具内における当該筋肉の位置に基づいて選択することができる。本質的には、２種類のＥＭＳ電極が用いられ得る。
【００８８】
第１の種類のＥＭＳ電極は、円形の柔らかく乾燥しておりかつ凸型の電極であり、前記装着具の内側から皮膚に対向し、前記スパンデックスの弾性により、不快感無く前記皮膚へと押圧される。異なるサイズの刺激付与対象筋肉に対し、異なる電極サイズが利用可能である。
【００８９】
第２の種類のＥＭＳ電極は、四角形の柔らかく乾燥しておりかつ平坦な電極であり、圧力が発生し易い領域に用いられる（例えば、臀部領域（座位）または硬質スパンデックスまたはベルクロが上に載置された領域）。異なるサイズの刺激付与対象筋肉に対し、異なる電極サイズが利用可能である。
【００９０】
ＥＭＳ電極の解剖学的配置様態は２００種類あり得ることを、図７、図８、図１１および図１２に示す。刺激パターンの較正時においては、ＥＭＧ電極は、臨床にかかわる治療専門家のみによって用いられる。図７、図８、図１１および図１２中のＥＭＳ電極（２００箇所）と同じ位置において、ＥＭＧ分析を行うことができる。
【００９１】
振動電極の皮膚への押圧は、前記装着具内の硬質スパンデックスおよびベルクロを用いて行う。前記装着具中の振動電極の位置決めは解剖学的であるため、生理学的に特定である。振動電極の解剖学的配置様態は１３７種類あり得ることを、図９、図１０、図１１および図１２に示す。
【００９２】
任意選択的に、痙性筋肉における筋肉弛緩を監視するために、ＥＭＧ電極を前記装着具内に配置する。
【００９３】
必要であれば、治療専門家は、インターネットを介して治療プログラムを前記制御ユニットへと送ることができる。前記制御ユニットは、極めて容易に用いることが可能である。すなわち、患者は、プログラムを選択し、適切な刺激を開始するだけでよい。前記制御ユニットは、最大９本のケーブル束接続ポート１３０を通じて、異なる装着具構成要素へと接続され得る（図１３を参照）。ハードウェアユニット１３１の上部上に５個の接続部が配置され、頭部構成要素、胴部構成要素および腕部構成要素へ刺激を付与する（図１３）。４つの接続ポートが前記ハードウェアユニット１３１の下部上に配置され得、前記装着具中の骨盤用構成要素および２脚用構成要素への供給を行う（図１３を参照）。
【００９４】
ハードウェアユニット１３１は、臍帯部上のパウチ内に配置することができる。このようなハードウェアユニット配置様態により、異なる身体部分から延びたケーブル束のポート接続のための適切な位置に接続ポートを配置することが可能となる（図１３を参照）。
【００９５】
ペアリングチャート
【００９６】
各患者における刺激付与対象筋肉は、前記システムまたは装着具の較正時において治療専門家によって選択される。治療専門家によって選択された刺激筋肉は、強い痙性拮抗に「負けている」筋肉である。
【００９７】
ＥＭＳ刺激の付与対象となる各主動筋肉を、解剖学的に関連する関節とペアリングする。前記解剖学的に関連する関節は、バイブレータデバイスによる振動刺激を付与すべき関節である。
【００９８】
刺激を付与すべき筋肉は、治療専門家によって特定することができる。実施形態において、治療専門家は、より強い／短縮状態の拮抗に負けている筋肉（すなわち、誤った位置に反作用しているおいて筋肉）を特定すする。例えば、直線状の痙性脚部（膝部）の場合、膝部によって脚部を屈曲させる機能を有する大腿部の裏側が、前記脚部を痙性位置から移動させるための刺激付与標的として特定され得る。このようにして刺激付与対象として筋肉を特定することにより、例えば以下のようなペアリングチャートが得られる。
【００９９】
図７〜図１０はそれぞれ、可能な異なる電極配置様態を示す。図７〜図１０において、「Ｍ」は、「ＥＭＳ／ＥＭＧのための筋肉用電極対」を意味し、「Ｆ」は前方を意味し、「Ｂ」は後方を意味する。
【０１００】
図７は、身体の前側上の異なる筋肉に対する第１のＥＭＳ電極および第２のＥＭＳ電極の位置を示す。図中、参照符号は、以下の表１に記載の筋肉に対応する。
【表１】
2013512709.tif 000003
【０１０１】
表１から分かるように、身体の両側部上の２７個の前側筋が、ＥＭＳ電極の任意選択の配置様態において特定される。図８は、身体の後側上の異なる筋肉に対する、第１のＥＭＳ電極および第２のＥＭＳ電極の位置を示す。図中、参照符号は、以下の表２に記載の筋肉に対応する。
【表２】
2013512709.tif 000004
【０１０２】
表２から分かるように、身体の両側部上の２３個の側筋が、ＥＭＳ電極の任意選択の配置様態において特定される。よって、合計で５０個の筋グループ（すなわち、２３個の後側筋および２７前側筋）が、ＥＭＳ電極／ＥＭＧ電極の任意選択の配置様態において特定される。言い換えると、全身において合計で１００種類のの筋に対する刺激付与が可能となる。
【０１０３】
各筋肉に対して２つの電極を配置することで、最大で２００種類のＥＭＳ／ＥＭＧ電極配置様態が可能となる。各ＥＭＳ電極配置様態は、ＥＭＧ測定のためにも用いることが可能である
【０１０４】
図９は、身体の前側における前記バイブレータデバイスの位置を示す。図中、参照符号は、以下の表３に記載の位置、靱帯、関節包または腱に対応する。
【表３】
2013512709.tif 000005
2013512709.tif 000006
【０１０５】
図１０は、身体の後側上のバイブレータデバイスの位置を示す。図中、参照符号は、以下の表４中の位置、靱帯、関節包または腱に対応する。
【表４】
2013512709.tif 000007
2013512709.tif 000008
2013512709.tif 000009
【０１０６】
表３および表４から分かるように、合計７５個の振動サイトがあり、そのうち６２個は両側性であり、１３個は中線に沿って存在する。その結果、バイブレータデバイスのを任意選択的に配置することが可能な振動サイトが合計で１３７（６２＊２＋１３）個だけヒト身体上に存在する。
実施形態によれば、以下の表５に示す第１のペアリングチャートは、各主動筋肉と、複数の関連する関節、靱帯または腱とをペアリングするためのものである。これらのペアリングチャート対は、専門家が前記システムおよび／または装着具を較正する際の貴重なツールとして用いることができる。
【表５】
2013512709.tif 000010
2013512709.tif 000011
【０１０７】
別の実施形態において、以下の表６に示す第２のペアリングチャートは、複数の主動筋肉と、複数の関連する関節、靱帯または腱とをペアリングするためのものである。すなわち、いくつかの筋肉および振動への刺激を同時に行うことにより、四肢または身体の残り部分（例えば、脊椎および頭部）における姿勢の全体的変化を誘導する。
【表６】
2013512709.tif 000012
2013512709.tif 000013
2013512709.tif 000014
2013512709.tif 000015
2013512709.tif 000016
2013512709.tif 000017
【０１０８】
これらの第１のペアリングチャートおよび第２のペアリングチャートは、いくつかの関節単位および運動単位を用いて主要身体領域の全体的弛緩を成功裏に得るための真の鍵である。
【０１０９】
当業者であれば、多数の改変および変更を容易に想起するため、本発明を図示および記載の構造および動作そのものに制限することは望ましくない。よって、適切な改変および均等物全てが本発明の範囲内に収まるものとして考えられる。
【０１１０】
実施例１
【０１１１】
この例は、重症の痙縮の治療における本発明の利用を示す。患者は、ミトコンドリア神経疾患に起因する重症の痙縮のある３０歳男性であり、発症は１５歳のときである。この患者の症状としては、全肢部が痙攣しており、身体の右側の方が左側よりも痙攣がひどかった左腕および頸部において、一定の随意運動が見られた。拘縮進行に起因して、右腕は全運動範囲において伸長不可能であった。上位障害に起因する典型的な痙攣パターンが見られた。胴部および頭部は屈曲し、横方向に左側に屈曲していた。脊椎の神経性脊柱側弯が右側に突出してｃ字型形状となっていた。脊髄筋肉組織の痙縮は、主に左側において見られた。肩部は内側に内転しており、肘部は屈曲しており、手は屈曲しており、指は握り拳状になっていた。両脚は臀部から内転しており、臀部および膝部において伸長し、足部において足底が屈曲していた。
【０１１２】
この患者については、痙性筋肉の弛緩を誘導するための刺激付与先として、以下の筋肉を選択した。
ＥＢ１．後頭筋肉
ＥＢ２．頭板状筋および頚筋肉、脊椎上頸起立筋肉
ＥＢ３．中僧帽筋および下僧帽筋肉、脊椎下頸起立筋肉、脊椎上胸郭起立筋肉
ＥＢ４．脊椎胸中部起立筋肉
ＥＢ５．脊椎胸腰部起立筋肉
ＥＢ８．小円筋肉
ＥＢ１０．上腕三頭筋
ＥＢ１１．橈側手根伸筋および回外筋肉
ＥＢ１２．尺側手根伸筋
ＥＢ１４．腰方形筋および腰部起立脊椎筋肉
ＥＢ１５．中臀筋
ＥＢ１７．大腿二頭筋
ＥＢ１８．半膜様筋および半腱様筋
ＥＦ４．胸鎖乳突筋
ＥＦ５．傍脊柱筋
ＥＦ８．三角筋肉
ＥＦ２１．大腿直筋肉
ＥＦ２４．前脛骨筋肉
【０１１３】
脊髄筋肉に対して、両側から刺激を付与した。その際、右側の強度をより高くした。肢部に対しても刺激を両側から付与したが、肢部への刺激は両側とも同様の強度で行った。
【０１１４】
ペアリングチャート１に従って、筋肉用電極と、振動電極とをペアリングした。
ＥＢ１．ＶＦ１．ＶＢ１．ＶＢ２．ＶＢ４２．
ＥＢ２．ＶＢ４．ＶＢ５．ＶＦ１．
ＥＢ３．ＶＢ６．ＶＢ５．ＶＢ７．ＶＢ８．ＶＢ９．ＶＢ１０．ＶＢ１１．
ＥＢ４．ＶＢ１２．ＶＢ１３．ＶＢ１４．ＶＢ１５．
ＥＢ５．ＶＢ１６．ＶＢ１７．ＶＢ２４．ＶＢ２５．
ＥＢ８．ＶＢ１８．
ＥＢ１０．ＶＢ１９．ＶＢ２２．
ＥＢ１１．ＶＢ２０．ＶＢ２３．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．
ＥＢ１２．ＶＢ２０．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．ＶＦ２０．
ＥＢ１４．ＶＢ２６．ＶＢ２７．ＶＢ２８．ＶＢ２９．ＶＢ３０．ＶＢ３１．ＶＢ３２．ＶＢ３３
ＥＢ１５．ＶＢ２８．ＶＢ２９．ＶＢ３０．ＶＢ３１．ＶＢ３２．ＶＢ３３．
ＥＢ１７．ＶＢ３９．ＶＢ４０
ＥＢ１８．ＶＢ３９．
ＥＦ４．ＶＢ３．ＶＢ４２．
ＥＦ５．ＶＢ５．ＶＢ７．
ＥＦ８．ＶＢ１８．
ＥＦ２１．ＶＦ１４．ＶＦ１５．
ＥＦ２４．ＶＦ２４．ＶＦ２５．ＶＦ２７．ＶＦ２８．ＶＦ３２
【０１１５】
痙縮較正のため、治療専門家は、以下の３つの刺激筋肉およびその拮抗筋肉を選択した。前記選択された筋肉により、主動／拮抗筋肉対を形成した。１つの筋肉対は両脚内にあり、１つの筋肉対は両腕内にあり、もう１つの筋肉対は脊椎内にある。脊柱側弯の凹側（この場合では、左側）において、脊椎内での測定を行った。
【０１１６】
痙縮較正のために選択された筋肉
ＥＭＳ筋肉刺激（２０Ｈｚおよび３０ミクロン）
ＥＢ１７．大腿二頭筋（両側）
ＥＢ１０．上腕三頭筋（両側）
ＥＢ５．脊椎胸腰椎起立筋肉（右側）
【０１１７】
ＥＭＧ筋肉（読み取り）：
ＥＦ２２．大腿四頭筋内側広筋肉（両側）
ＥＦ９．上腕二頭筋肉（両側）
ＥＢ５．脊椎胸腰椎起立筋肉（左側）
【０１１８】
橈骨遠位端の骨部分上に、１つのＥＭＧ電極を配置した。この測定電極により、治療専門家は、体内における非筋肉電気活動の基準測定を得ることができる。
【０１１９】
刺激電流は、以下のようにして選択した。
【０１２０】
治療専門家は、１つのシミュレーション筋肉の触診によって振動が検出可能となるまで、前記筋肉内の電流を徐々に増加させた。その後、振動が検出できなくなるまで、電流を徐々に低下させた。これの目的は、無痛刺激力を選択することであった。
【０１２１】
全ＥＭＳ筋肉において、同じ手順を注意深く繰り返した。
【０１２２】
ＥＭＧ読み取りを短い間隔で行ったところ、痙性ＥＭＧ筋肉における電気活動の低下が数分後に観測された。
【０１２３】
前記患者の較正および測定後、詳細な説明中の仕様に基づいて、前記装着具を構築した（電極の配置様態を含む）。
【０１２４】
最終較正において、前記装着具をプログラムした。刺激付与を、３０分間継続して行った。数分後、筋肉弛緩および痙攣低減の第１の兆候が、ＥＭＧ読み取りおよび関節可動度の物理的検査によって観測された。左腕および頸部の随意運動の機能向上が見られた。前記装着具は、治療専門家が選択した刺激パターンおよび刺激力を再現するように、プログラムされている。推奨される使い方としては、前記装着具を週３回、１回の治療あたり１〜２時間用いると良い。。
【０１２５】
前記装着具を使い初めてから数ヶ月後には、痙縮の全体的低減が観測され、運動機能のさらなる向上も見られた。随意運動の増加が、脊椎、肩部、両腕および両脚において観測された。
【０１２６】
実施例２
【０１２７】
この実施例においては、脳血管事故後の重症の痙縮の治療における本発明の使用を示す。患者は５８歳男性であり、左中大脳動脈における脳卒中後に重症の痙縮が発生している。この患者は、心臓病の病歴が長く、、身体右側の肢部が痙攣しており、右側片まひの典型的兆候を示している。右腕および右足において、随意運動が見られなかった。片側性脳血管事故直後において、上位障害の典型的な片側性痙攣パターンが観測された。脊髄筋肉組織内の痙縮が主に右側に見られた。右肩部が内転していた。右肘部および右手が屈曲し、指は直線状であるかまたは若干屈曲していた。右脚が臀部において内転しており、臀部および膝部において伸長し、足部においては足底が屈曲していた。この患者は、杖を用いて重症の肢部を使って歩行することができた。
【０１２８】
この患者については、痙性筋肉における筋肉弛緩を誘導するための刺激付与先として、以下の筋肉を選択した。
ＥＢ３．中僧帽筋および下僧帽筋肉、脊椎下頸起立筋肉、脊椎上胸郭起立筋肉（右側のみ）
ＥＢ４．脊椎胸中部起立筋肉、両側（左側においてより高い刺激）
ＥＢ５．脊椎胸腰部起立筋肉、両側（左側においてより高い刺激）
ＥＢ８．小円筋肉（右側のみ）
ＥＢ１０．上腕三頭筋（右側のみ）
ＥＢ１１．橈側手根伸筋および回外筋肉（右側のみ）
ＥＢ１２．尺側手根伸筋（右側のみ）ＥＢ１４．腰方形筋および腰部起立脊椎筋肉、両側（左側においてより高い刺激）
ＥＢ１５．中臀筋（右側のみ）
ＥＢ１７．大腿二頭筋（右側のみ）
ＥＢ１８．半膜様筋および半腱様筋（右側のみ）
ＥＦ８．三角筋肉（右側のみ）
ＥＦ２１．大腿直筋肉（右側のみ）、
ＥＦ２４．前脛骨筋肉（右側のみ）
【０１２９】
脊髄筋肉へ両側から刺激を付与する際、左側へより高い刺激を付与した。肢部においては、刺激は片側のみの右側のみへ付与した。
【０１３０】
ペアリングチャート１に従って、筋肉用電極と、振動電極とをペアリングした。
ＥＢ３．ＶＢ６．ＶＢ５．ＶＢ７．ＶＢ８．ＶＢ９．ＶＢ１０．ＶＢ１１．（右側のみ）
ＥＢ４．ＶＢ１２．ＶＢ１３．ＶＢ１４．ＶＢ１５．両側（左側においてより高い刺激）
ＥＢ５．ＶＢ１６．ＶＢ１７．ＶＢ２４．ＶＢ２５．両側（左側においてより高い刺激）
ＥＢ８．ＶＢ１８．（右側のみ）
ＥＢ１０．ＶＢ１９．ＶＢ２２．（右側のみ）
ＥＢ１１．ＶＢ２０．ＶＢ２３．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．（右側のみ）
ＥＢ１２ＶＢ２０．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．ＶＦ２０．（右側のみ）
ＥＢ１４．ＶＢ２６．ＶＢ２７．ＶＢ２８．ＶＢ２９．ＶＢ３０．ＶＢ３１．ＶＢ３２．ＶＢ３３．両側（左側においてより高い刺激）
ＥＢ１５ＶＢ２８．ＶＢ２９．ＶＢ３０．ＶＢ３１．ＶＢ３２．ＶＢ３３．（右側のみ）
ＥＢ１７．ＶＢ３９．ＶＢ４０（右側のみ）
ＥＢ１８．ＶＢ３９．（右側のみ）
ＥＦ８．ＶＢ１８．（右側のみ）
ＥＦ２１．ＶＦ１４．ＶＦ１５．（右側のみ）
ＥＦ２４．ＶＦ２４．ＶＦ２５．ＶＦ２７．ＶＦ２８．ＶＦ３２（右側のみ）
【０１３１】
痙縮較正のため、治療専門家は、以下の３つの刺激筋肉およびその拮抗筋肉を選択した。前記選択された筋肉により、主動／拮抗筋肉対を形成した。１つの筋肉対は右脚内にあり、１つの筋肉対は右腕内にあり、もう１つの筋肉対は脊椎内にある。脊柱側弯の凹側（この場合では、右側）において、脊椎内での測定を行った。
【０１３２】
痙縮較正のために選択された筋肉
ＥＭＳ筋肉刺激（２０Ｈｚおよび３０ミクロン）
ＥＢ１７．大腿二頭筋右
ＥＢ１０．上腕三頭筋右
ＥＢ５．脊椎胸腰椎起立筋肉、左
【０１３３】
ＥＭＧ筋肉読み取り：
ＥＦ２２．大腿四頭筋内側広筋肉右
ＥＦ９．上腕二頭筋肉右
ＥＢ５．脊椎胸腰椎起立筋肉右
【０１３４】
橈骨遠位端の骨部分上に、１つのＥＭＧ電極を配置した。この測定電極により、治療専門家は、体内における非筋肉電気活動の基準測定を得ることができる。
【０１３５】
刺激力は、以下のようにして選択した。
【０１３６】
治療専門家は、１つのシミュレーション筋肉の触診によって振動が検出可能となるまで、前記筋肉内の電流を徐々に増加させた。その後、振動が検出できなくなるまで、電流を徐々に低下させた。これの目的は、無痛刺激力を選択することであった。
【０１３７】
全ＥＭＳ筋肉において、同じ手順を注意深く繰り返した。
【０１３８】
ＥＭＧ読み取りを短い間隔で行ったところ、痙性ＥＭＧ筋肉における電気活動の低下が数分後に観測された。
【０１３９】
前記患者の較正および測定後、詳細な説明中の仕様に基づいて、前記装着具を構築した（電極の配置様態を含む）。
【０１４０】
最終較正において、前記装着具をプログラムした。刺激付与を、３０分間継続して行った。数分後、筋肉弛緩および痙攣低減の第１の兆候が、ＥＭＧ読み取りおよび関節可動度の物理的検査によって観測された。右腕および右脚部の随意運動の若干の機能向上が見られた。前記装着具は、治療専門家が選択した刺激パターンおよび刺激力を再現するように、プログラムされている。推奨される使い方としては、前記装着具を週３回、１回の治療あたり１〜２時間用いると良い。
【０１４１】
実施例３
【０１４２】
本例においては、重症の痙縮の治療における本発明の使用を示す。患者は３０歳男性であり、脳性まひに起因する重症の四肢まひ痙縮を持つ。この患者においては、全肢部が痙攣しており、右肢部の方が左肢部よりも痙攣が若干高い。随意運動を行うと、痙縮の全体的増加に繋がった。脳性まひにおいて典型的な痙攣パターンがみられた。頭部は伸長し右側に回転しており、胴部は屈曲していた。神経性脊柱側弯の脊椎は左側に向かって若干ｃ字型に凸型となっていた。脊髄筋肉組織の痙縮が主に右側に見られた。肩部は外転およびおよび内転しており、両肘部は屈曲しており、両手も屈曲していた。指は握り拳状であるかまたは直線状になっていた。両脚が臀部において内転し、臀部において屈曲し、足部において足底が屈曲していた。
この患者については、痙性筋肉における筋肉弛緩を誘導するための刺激付与先として、以下の筋肉を選択した。
ＥＢ１．後頭筋肉（左側）
ＥＢ２．頭板状筋および頚筋肉、脊椎上頸起立筋肉（左側）
ＥＢ３．中僧帽筋および下僧帽筋肉、脊椎下頸起立筋肉、脊椎上胸郭起立筋肉（両側）
ＥＢ４．脊椎胸中部起立筋肉（両側）
ＥＢ５．脊椎胸腰部起立筋肉（両側）
ＥＢ９．大円筋肉（両側）
ＥＢ１０上腕三頭筋（両側）
ＥＢ１１橈側手根伸筋および回外筋肉（両側）
ＥＢ１２尺側手根伸筋（両側）
ＥＢ１４腰方形筋および腰部起立脊椎筋肉（両側）
ＥＢ１６大臀筋（両側）ＥＦ４．胸鎖乳突筋（両側）、右側においてより高い
ＥＦ８．三角筋肉（両側）
ＥＦ２２．大腿四頭筋内側広筋肉（両側）
ＥＦ２３．大腿四頭筋外側広筋肉（両側）
ＥＦ２４．前脛骨筋肉（両側）
【０１４３】
脊髄筋肉へ両側から刺激を付与した。。肢部においては、刺激を両側から付与する際、若干より高い刺激を右側へ付加した。
【０１４４】
ペアリングチャート１に従って、筋肉用電極と、振動電極とをペアリングした。
ＥＢ１．ＶＦ１．ＶＢ１．ＶＢ２．ＶＢ４２．
ＥＢ２．ＶＢ４．ＶＢ５．ＶＦ１．
ＥＢ３．ＶＢ６．ＶＢ５．ＶＢ７．ＶＢ８．ＶＢ９．ＶＢ１０．ＶＢ１１．
ＥＢ４．ＶＢ１２．ＶＢ１３．ＶＢ１４．ＶＢ１５．
ＥＢ５．ＶＢ１６．ＶＢ１７．ＶＢ２４．ＶＢ２５．
ＥＢ９．ＶＦ６．
ＥＢ１０．ＶＢ１９．ＶＢ２２．
ＥＢ１１．ＶＢ２０．ＶＢ２３．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．
ＥＢ１２．ＶＢ２０．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．ＶＦ２０．ＥＢ９．ＶＦ６．
ＥＢ１０．ＶＢ１９．ＶＢ２２．
ＥＢ１１．ＶＢ２０．ＶＢ２３．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．
ＥＢ１２．ＶＢ２０．ＶＢ３４．ＶＢ３５．ＶＢ３６．ＶＢ３７．ＶＢ３８．ＶＦ２０．
ＥＢ１４．ＶＢ２６．ＶＢ２７．ＶＢ２８．ＶＢ２９．ＶＢ３０．ＶＢ３１．ＶＢ３２．ＶＢ３３．
ＥＢ１６．ＶＢ３０．ＶＢ３２．ＶＢ３３．
ＥＦ８．ＶＢ１８．
ＥＦ４．ＶＢ３．ＶＢ４２．
ＥＦ２２．ＶＦ２２．
ＥＦ２３．ＶＦ２２．
ＥＦ２４．ＶＦ２４．ＶＦ２５．ＶＦ２７．ＶＦ２８．ＶＦ３２
【０１４５】
痙縮較正のため、治療専門家は、以下の３つの刺激筋肉およびその拮抗筋肉を選択した。前記選択された筋肉により、主動／拮抗筋肉対を形成した。１つの筋肉対は両脚内にあり、１つの筋肉対は両腕内にあり、もう１つの筋肉対は脊椎内にある。脊柱側弯の凹側（この場合では、左側）において、脊椎内での測定を行った。
【０１４６】
痙縮較正のために選択された筋肉
ＥＭＳ筋肉刺激（２０Ｈｚおよび３０ミクロン）
ＥＦ２２．大腿四頭筋内側広筋肉両側性
ＥＢ１０．上腕三頭筋両側性
ＥＢ５．脊椎胸腰椎起立筋肉左
【０１４７】
ＥＭＧ筋肉読み取り：
ＥＢ１７．大腿二頭筋両側性
ＥＦ９．上腕二頭筋肉両側性
ＥＢ５．脊椎胸腰椎起立筋肉右
【０１４８】
橈骨遠位端の骨部分上に、１つのＥＭＧ電極を配置した。この測定電極により、治療専門家は、体内における非筋肉電気活動の基準測定を得ることができる。
【０１４９】
刺激力は、以下のようにして選択した。
【０１５０】
治療専門家は、１つのシミュレーション筋肉の触診によって振動が検出可能となるまで、前記筋肉内の電流を徐々に増加させた。その後、振動が検出できなくなるまで、電流を徐々に低下させた。これの目的は、無痛刺激力を選択することであった。
【０１５１】
全ＥＭＳ筋肉において、同じ手順を注意深く繰り返した。
【０１５２】
ＥＭＧ読み取りを短い間隔で行ったところ、痙性ＥＭＧ筋肉における電気活動の低下が数分後に観測された。
【０１５３】
前記患者の較正および測定後、詳細な説明中の仕様に基づいて、前記装着具を構築した（電極の配置様態を含む）。
【０１５４】
最終較正において、前記装着具をプログラムした。刺激付与を、３０分間継続して行った。数分後、筋肉弛緩および痙攣低減の第１の兆候が、ＥＭＧ読み取りおよび関節可動度の物理的検査によって観測された。頸部、両腕および両脚の随意運動の若干の機能向上が見られた。前記装着具は、治療専門家が選択した刺激パターンおよび刺激力を再現するように、プログラムされている。推奨される使い方としては、前記装着具を週３回、１回の治療あたり１〜２時間用いると良い。
【０１５５】
前記装着具を使い初めてから数週間後には、痙縮の全体的低減が観測され、運動機能のさらなる向上も見られた。随意運動の増加が、脊椎、両肩、両腕、臀部および両脚において観測された。
【０１５６】
実施例４
【０１５７】
重症の痙性患者についての実施例１〜３を通じても、局所的筋肉緊張または全体的筋肉緊張に苦しんでいる患者全てが、いくつかの実施形態による筋肉弛緩から恩恵を受けることができる。
【０１５８】
例えば、パーキンソン病の患者を支援した。
【０１５９】
すなわち、手の震えが消失した。。さらに、硬直の全体的低下も観測された。
【０１６０】
適用可能性
【０１６１】
いくつかの実施形態によるシステムおよび装着具を用いれば、体内の関節のうち大部分の動きを人工的に誘導することが可能となる。さらに、本発明によれば、脊髄損傷後において脳を身体に接続することが、ＥＥＧ、ＰＣ、ハードウェアおよび前記装着具による支援により理論的に可能となる。
【０１６２】
いくつかの実施形態によるシステムおよび装着具によれば、体内の関節の大部分の動きを人工的に誘導することが可能となる。さらに、本発明者の非限定的理論によれば、前記システムまたは装着具を用いることにより、脊髄損傷後において脳を身体に接続することが、ＥＥＧ、ＰＣ、ハードウェアおよび前記装着具による支援により理論的に可能となる。脊髄損傷後においては、脳の大脳皮質内の運動中枢のうち大部分は損傷を受けていない。よって、脊髄損傷患者であっても、運動を「考える」ことはできる。ＥＥＧ装置により、特定の動きのパターンを記録／読み出すことができる。その後、これらの特定のＥＥＧパターンの認識と、前記装着具によって生成される刺激パターンへのパターン変換とを行うようにソフトウェアをプログラムすることができる。さらに、システムまたは装着具を用いることにより、身体に対する重力の影響様態をシミュレートすることも可能となり、これにより、本発明により、宇宙旅行における無重力による悪影響（筋肉の損失）を強制的に中和することが可能となる。理論的には、前記システムまたは装着具を用いることにより、筋肉による重力への反作用を弱めるかまたは強めることが可能であり、従って、軽くなる間隔または重くなる間隔をシミュレートすることが可能となる。さらに、前記システムまたは装着具は、特定の動きの記録および再現のために用いることができる。そのため、前記システムまたは装着具は、スポーツおよびスポーツ医学において多くの用途を有する。主に運動効果の向上および／または（再度の）損傷の危険性の低減の目的のために、スポーツまたはリハビリテーションにおける動きを、前記装着具によって実行／支持／支援することができる。前記システムまたは装着具はまた、コンピュータゲーム業界においても高い可能性を有する。すなわち、本発明を用いれば、プレーヤ間の相互作用およびアニメーションを革新することができる。
【０１６３】
本発明について、特定の実施形態を参照して上述してきたが、本発明は、本明細書中に記載の特定の形態に限定されない点に留意されたい。すなわち、本発明は、添付の特許請求の範囲のみによって限定され、上記において記載した実施形態以外の他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内において等しく可能である。
【図１】
2013512709.tif 000026
【図２】
2013512709.tif 000027
【図３】
2013512709.tif 000028
【図４】
2013512709.tif 000029
【図５】
2013512709.tif 000030
【図６】
2013512709.tif 000031
【図７】
2013512709.tif 000032
【図８】
2013512709.tif 000033
【図９】
2013512709.tif 000034
【図１０】
2013512709.tif 000035
【図１１】
2013512709.tif 000036
【図１２】
2013512709.tif 000037
【図１３】
2013512709.tif 000038
【国際調査報告】
2013512709.tif 000039
2013512709.tif 000040
2013512709.tif 000041