(57)【要約】  本発明は、経皮的な神経および／または筋肉刺激のための電極システムに関し、この電極システムは、１対の刺激電極（１、２）と、上記刺激電極（１、２）の相互間において神経および／または筋肉刺激電流を発生させる刺激手段（３）とを備える。本発明は、この電極システムが、刺激電極（１、２）の一方に近接して配置されている電流注入電極（４、１１）と、上記注入電極（４、１１）の区域内の電流発生手段（５、１２）とをさらに備え、電流注入電極（４、１１）とこれに対応する電流発生手段（５、１２）は、上記刺激電流による皮下受容体の興奮から結果的に生じる可能性がある不快感を減少させるようになっているか、または、さらには除去するようになっていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
経皮的な神経および／または筋肉刺激のための電極システムであって、
１対の刺激電極（１、２）と、
前記刺激電極（１、２）の相互間において神経および／または筋肉刺激電流を発生させる刺激手段（３）と、
を備える電極システムにおいて、
前記刺激電極（１、２）の一方に近接して配置されている電流注入電極（４、１１）と、
前記注入電極（４、１１）の区域内の電流発生手段（５、１２）と、
をさらに備え、前記電流注入電極（４、１１）とこれに対応する前記電流発生手段（５、１２）は、前記刺激電流による前記皮下受容体の興奮から結果的に生じる可能性がある不快感を減少させるように、または、さらには完全に除去するように設計されていることを特徴とする電極システム。
【請求項２】
前記電流注入電極（４、１１）は前記刺激電極（１、２）の周囲に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電極システム。
【請求項３】
各刺激電極（１、２）は電流注入電極（４、１１）によって囲まれていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電極システム。
【請求項４】
一つの刺激電極は、前記電流注入電極の第１の部分（４′）によって囲まれている第１の部分（１′）を少なくとも備え、および、前記電流注入電極の前記第１の部分（４′）自体は前記刺激電極の第２の部分（１″）によって囲まれており、前記刺激電極の前記第２の部分（１″）自体は前記電流注入電極の第２の部分（４″）によって囲まれていることを特徴とする、請求項３に記載の電極システム。
【請求項５】
前記刺激電流による前記皮下受容体の興奮から結果的に生じる可能性がある不快感を減少させるかまたはさらには除去するように、前記注入電極（４，１１；４′，４″）の区域内において前記電流発生手段（５、１２）によって発生させられる電流の形態が選択されることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電極システムの使用方法。
【請求項６】
前記皮下受容体の区域内を循環する全電流を低減させるかまたは消滅させるように注入電流の形態が選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記皮下受容体と脳との間の神経伝導の遮断（麻酔効果）を生じさせるように注入電流の形態が選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ＴＥＮＳタイプの効果、すなわち、前記受容体を囲む区域の痛みのない興奮を得るように、電流の形態が選択される、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流発生器に接続されている１対の電極を備えるシステムによる神経と筋肉の経皮的刺激に関する。
【０００２】
このタイプの刺激は様々な分野で使用されることが可能である。取り上げることが可能な例が、スポーツまたは医療目的のための神経筋電気刺激、麻酔、除細動、または、外部ペースメーカによる心拍動の調整の分野を含む。
【背景技術】
【０００３】
経皮的な神経および／または筋肉刺激に関して、皮膚上に配置された２つの電極の間に電流を発生させることが知られている。典型的な例としては、本出願に引例として組み入れられている特許出願ＥＰ 1 095 670 が、刺激電極と電気パルス発生器とを使用するこのような電気神経筋刺激装置を説明している。
【０００４】
神経および／または筋肉を刺激することに加えて、この電流は、皮膚表面と刺激されるべき神経および／または筋肉との間に位置している皮下受容体も刺激する。
【０００５】
しかし、この皮下受容体は、温度や圧力や痛みのような様々な要素に対する感受性を有する。したがって、電流による皮下受容体の興奮は、ユーザにとって、例えば、痛み、刺痛感覚等のような、好ましくない効果を生じさせることがある。
【０００６】
したがって、電極による経皮的な神経および／または筋肉の刺激の最中に経験される不快感を減少させるか、または、さらには完全に取り除くことが可能であることが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、従来の技術から公知であるこうしたシステムを改良することである。
【０００８】
さらに明確に述べると、本発明の目的は、刺激中の不快感の発生という上述の問題を克服する、神経および筋肉の経皮的な電気的刺激のためにシステムを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、使用が容易であり、かつ、効果的でありかつユーザの快適性の改善を実現する、単純な装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のために、本発明は、経皮的な神経および／または筋肉刺激のための電極システムに関し、この電極システムは、
−  １対の刺激電極と、
−  上記刺激電極の相互間において神経および／または筋肉刺激電流を発生させる刺激手段と、
を少なくとも備え、および、前記電極システムは、
上記刺激電流による皮下受容体の興奮から結果的に生じる可能性がある不快感を減少させるか、または、さらには完全に除去するように、
−  一方の刺激電極に近接して配置されている電流注入電極と、
−  上記注入電極と最も近い刺激電極との間の、上記注入電極の区域内の電流発生手段と、
を少なくとも備える。
【００１１】
術語「近接（proximity）」は、刺激電極の相互間の距離よりも短い距離を意味する。
【００１２】
したがって、本発明によって、このシステムは２つの回路を備え、一方の回路は、筋肉および／または神経を刺激するための回路であり、および、他方の回路は、皮下受容体の興奮性を低減させ、これによってユーザの快適性を向上させるための回路である。皮下受容体に対するこの特定の作用は、互いに接近して配置されている電極の存在によって可能になり、したがって、注入された電流は深さ方向には広がらず、この代わりに表面に残留する。さらに、注入される電流の形態は、この目的を実現するように選択される。
【００１３】
電流注入電極が刺激電極の周囲に配置されていることが有利である。
【００１４】
本発明の特定の実施態様では、各々の刺激電極が電流注入電極によって囲まれている。
【００１５】
別の特定の実施態様では、刺激電極は、電流注入電極の第１の部分によって囲まれている第１の部分を備え、および、この電流注入電極の第１の部分自体は刺激電極の第２の部分によって囲まれており、および、この刺激電極の第２の部分自体は電流注入電極の第２の部分によって囲まれている。この形状構成は幾度か反復することが可能である。
【００１６】
本発明は、さらに、上述の電極システムの使用方法にも関し、この方法は、上記注入電極の区域内で電流発生手段によって発生される電流の形態が、上記刺激電流による皮下受容体の興奮の結果として生じる可能性がある不快感を低減させるかまたはさらには取り除くように選択されるということを特徴とする。
【００１７】
この目的を実現する第１の方法が、皮下受容体の区域内を循環する全電流を低減させるかまたは消滅させるように注入電流の強度を選択することである。この場合には、対応する刺激電極に向けて送られる注入された電流は、刺激電極から出現する刺激電流を打ち消す。
【００１８】
刺激電流と注入された電流との間の打ち消し合いが皮下受容体の区域内だけでの全電流の消滅を結果的に生じさせるということに、ここでは留意されたい。こうした電流の消滅は、興奮させられる神経および／または筋肉の区域内では生じさせられない。
【００１９】
第２の実行方法が、皮下受容体に対する神経伝導の遮断を生じさせるように注入電流の形態を選択することである。これは、皮下受容体に対する麻酔効果を生じさせる。
【００２０】
第３のアプローチが、痛みを生じさせることなしに皮下受容体の周囲の区域を興奮させることである（ＴＥＮＳの効果）。この場合には、皮下受容体から脳に送られる痛み信号が、一般的な信号の中に埋め込まれる。典型的には、ＴＥＮＳの効果では、恒久的な疼き感覚がユーザによって経験され、この疼き感覚が痛みのような他の感覚をマスクする。このようにして、１つの感覚が別の感覚によって覆い隠される。
【００２１】
別のアプローチが、皮下受容体の興奮性を低下させる局所電流を最初に送ることと、その次に刺激電流を送ることとである。
【００２２】
時差のある間隔で互いに異なる電流が使用されることが可能である。
【００２３】
１つの変型例では、皮下受容体が帯電させられ、および、これらの受容体は刺激電流に対する感受性がより低くなるだろう。
【００２４】
典型的には、公開ＷＯ 02/065896 またはＵＳ 2004/0127953 に説明されている原理が、本発明によるシステムにおいて発生させられる電流の形態に対して適用可能であり、これらの公開は、使用可能な信号に関して本出願の中に引例として組み入れられている。他の例が次の公開の中で示されている。
−  Bhadra N, Kilgore KL, “Direct current electrical conduction block of peripheral nerve”, IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng.2004 Sep;12(3):313-324、
−  Kilgore KL, Bhadra N, “Nerve conduction block utilizing high-frequency alternating current”, Med Biol Eng Comput.2004 May;42(3):394-406、
−  Bhadra N, Kilgore KL, Creasey GH, “Block of Mammalian Motor Nerve Conduction Using High Frequency Alternating Current”,10th Annual Conference of the International FES Society, July 2005, Montreal, Canada、
−  Kilgore KL, Bhadra N, “Block of Nerve Conduction Using High Frequency Alternating Current”,9th Annual Conference of the International FES Society, September 2004, Bournemouth, UK。
【００２５】
これらの文献は、伝導遮断（衝突遮断（collision block）、過分極、脱分極、高周波数ＡＣ遮断）を実現するための様々な方法の説明を提供する。
【００２６】
上述したように、痛みの感覚をマスクする（ＴＥＮＳ）か、または、皮膚の感覚繊維（sensitive fiber）の区域内の電流密度または電荷密度を低減させる電流形態を使用することも可能である。当然であるが、このリストは網羅的ではなく、他の形態が想定されてもよく、この着想は、皮下受容体の興奮性を低下させるために、皮下受容体に対して注入電流を送ることである。
【００２７】
本発明は、以下の本発明の２つの実施形態の詳細な説明からより適切に理解されるだろう。この目的のために、非限定的な具体例が次の図面に概略的に示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１と図２とに示されている第１の実施形態によるシステムが、刺激電流を発生させるための手段３に接続されている２つの刺激電極１、２を備える。皮膚８の下では、刺激電流９が刺激電極１、２の相互間を流れて筋肉６を刺激する。
【００２９】
刺激電極１，２の各々は、示されているこの例では環状の形状である電流注入電極４、１１によってそれぞれに囲まれている。電流注入電極４、１１は、それぞれに注入電流発生器５、１２によって刺激電極１、２に接続されている。
【００３０】
所望の効果が、電極の構成と、電極の形状と、例えば、皮下受容体７の区域内を移動する電流の部分的な除去または完全な除去、皮下受容体と脳との間の神経伝導の遮断（麻酔効果）、または、皮下受容体を取り囲む区域の興奮（ＴＥＮＳの効果）のような、選択された電流の形態とに応じて実現される。
【００３１】
このようにして、皮下受容体７の寄生的な興奮によって誘発される不快感が低減させられ、マスクされ、または、さらには完全に除去される。
【００３２】
図３に示されている実施形態では、刺激電極は、電流注入電極の第１の部分４′によって囲まれている第１の部分１′を備え、この電流注入電極の第１の部分４′自体は、刺激電極の第２の部分１″によって囲まれており、この刺激電極の第２の部分１″自体は、電流注入電極の第２の部分４″によって囲まれている。当然であるが、この形状構成は反復可能である。
【００３３】
言うまでもなく、本発明は上述の実施形態に限定されない。
【００３４】
一般的に、本発明は、皮下受容体の興奮の結果として生じる不快感を低減させるか除去することを可能にする上述の種類のあらゆる電極構成に関係している。特に、皮下受容体の区域内の表面に注入電流が残存することが必要とされればされるほど，注入電極と刺激電極は互いにますます接近して配置されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、皮膚上に配置された本発明によるシステムの断面図を示す。
【図２】図２は、図１からのシステムの平面図を示す。
【図３】図３は、本発明の別の具体例を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１    第１の刺激電極
２    第２の刺激電極
３    刺激電流を発生させる手段
４    第１の電流注入電極
５    第１の注入電流発生器
６    筋肉
７    皮下受容体
８    皮膚の表面
９    刺激電流
１０    打ち消し電流
１１    第２の電流注入電極
１２    第２の注入電流発生器
１′    刺激電極の第１の部分（第２の実施形態）
１″    刺激電極の第２の部分（第２の実施形態）
４′    注入電極の第１の部分（第２の実施形態）
４″    注入電極の第２の部分（第２の実施形態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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