神経障害の治療のための電気刺激装置と方法
【課題】神経障害の治療のための電気刺激システムと方法。
【解決手段】神経障害の治療のための電気刺激システムと方法が開示される。好適な実施形態において、電気刺激システムは、パターン化神経筋刺激を患者の筋系に提供するために、患者の神経筋の目標身体領域の組織と電気的接触して配置される電極(18a、18b、20a、20b)のチャネルを含む。加えて、チャネルからの少なくとも1本の電極(118a、118b、120a、120b)が、脳(135a、135b、135c)の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される。一連のパターン化電気パルスは、次に、周辺神経筋刺激を提供するチャネルを通して、患者に印加され、直流電流は脳に経頭蓋経由で印加される。発明の種々の代表的実施形態が、開示される。
【解決手段】神経障害の治療のための電気刺激システムと方法が開示される。好適な実施形態において、電気刺激システムは、パターン化神経筋刺激を患者の筋系に提供するために、患者の神経筋の目標身体領域の組織と電気的接触して配置される電極(18a、18b、20a、20b)のチャネルを含む。加えて、チャネルからの少なくとも1本の電極(118a、118b、120a、120b)が、脳(135a、135b、135c)の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される。一連のパターン化電気パルスは、次に、周辺神経筋刺激を提供するチャネルを通して、患者に印加され、直流電流は脳に経頭蓋経由で印加される。発明の種々の代表的実施形態が、開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願へのクロスリファレンス]
本出願は、2007年2月27日に出願された米国正規出願第11/711,285号に基づき、優先権を主張するものである。その出願は、ここに、参照により組み込まれる。
【0002】
本発明は、一般には、神経障害の治療に関し、より詳細には、電気刺激装置と電気刺激を印加する方法に関する。好適には、脳の経頭蓋電気刺激で神経障害を治療するための手続きに従った電極の1つ以上のチャネルあるいは分岐電極へのパターン化電気パルスに関する。
【背景技術】
【0003】
神経学的症状の治療に有効な表皮ないし経皮的神経筋電気刺激の多数の形式がある。
1つの形式は、脊柱と脳を含む神経、筋肉、中枢神経系の活性化パターンを複製しようとするパターン化神経筋刺激である。これらのパターンは、筋肉と神経の活性化を最終的に生じる複数のエネルギー入力パターンによって発生することができる。上記のデバイスは、典型的には、長期にわたって繰り返される、過渡的あるいは短い活性化バーストを生じる。
【0004】
直流刺激が、頭または頭蓋を通した脳への適用において、十分に用いることができることが示されている。それは経頭蓋直流電気刺激と呼ばれ、脳組織に頭蓋骨を通して連続低電流イオン・フローを生成するマルチプルデバイスによって達成される。脳刺激の他の形式は、頭蓋骨に穴をあけて、種々のエネルギー送信機を挿入することを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第5,562,718号
【発明の概要】
【0006】
本発明は、神経障害の治療のための電気刺激システムと方法に関する。本システムは、身体領域を目標とする神経筋電気刺激と経頭蓋直流電気刺激を1つの治療体制として組み合わせるものである。
【0007】
1つの態様では、電気刺激システムは(1)患者の顔、体幹、下肢または腕の筋肉などの患者の筋系の感覚神経や運動神経を刺激するのに適応した神経筋刺激器を備える。(1)は、(2)患者の筋系の知覚と運動制御と関連した脳の領域を刺激するの適応した経頭蓋刺激器と結合されている。神経筋刺激器と経頭蓋刺激器は、単一のデバイスに含まれることも可能であり、1つ以上の電子制御ユニットによって操作される別々のデバイスであることも可能である。
【0008】
別の態様では、電気刺激システムは、少なくとも1つの電子制御ユニットを経皮的な電極などの電極のチャネルに接続している神経筋刺激器を備える。各チャネルは、2つの電極(すなわち相対的正電極と相対的負電極)を備える。第1のチャネルの電極は、神経障害によって結びつくか悩まされている1つ以上の筋肉を刺激するように患者の目標領域の組織と電気的接触して配置される。第2のチャネルの電極は、神経障害と結びつくか悩まされている組織と電気的接触して配置される。多くの実施例において、第1および第2のチャネルの電極は、患者の筋肉の主動筋/拮抗筋ペアの組織に、左右相称に、または電気的接触して、配置される。電子制御ユニットは、神経障害を治療する手続きに従う電極のチャネルを通して、患者に一連のパターン化電気パルスを印加する。
【0009】
加えて、電気刺激システムは、患者の頭蓋と電気的接触してを配置された第3のチャネルとオプションの第4のチャネルの電極を備える。電子制御ユニット(または別々のデバイスの電子制御ユニット)は、神経障害を治療する手続きに従って、患者の脳の領域を選択するために、電極を通して経頭蓋直流を印加する。典型的には、第3のチャネルとオプションの第4のチャネルの正電極は、目標筋肉(例えば顔の筋肉、下肢、腕、体幹など)および関連脳感覚領域の制御に結びついた脳領域上に配置され、第3およびオプションの第4のチャネルの負電極は、中立位置に配置することができる。たとえば、負電極は、頭蓋の反対側の目標筋肉の制御と関連した脳領域の上に、対側性に配置することができる。それは、その脳領域の阻害(刺激でなく)となる可能性がある。別法として、負電極を、前頭葉前部皮質(すなわち額)の上に、または、中立位置としての患者の反対側の肩/首領域の上に配置することができる。
【0010】
本発明の電気刺激システムは、顔、首、肩、背中、体幹、腕、前腕、手首、手、腰、腿、下脚、足首と足の主要筋肉を含む(ただし、これらに限定されるものではない)、ボディの主要筋肉の運動制御をリハビリして、治療するのに非常に適している。
【0011】
更なる態様において、電気刺激システムと本発明の方法は、他に、正常または無傷の個人でパフォーマンスを強化するのに用いることができる。例えば、競技のパフォーマンスを強化することなどである。
【0012】
さらに別の態様では、患者の筋系と脳の運動感覚領域は、好適には、患者の限定的な痛みあるいは無痛で、目標筋肉の動きを容易にするように、刺激される。
【0013】
典型的には、患者は、10分ないし2時間、最も好適には20分ないし1時間、さらにもっと好適にはおよそ20分ないし40分、電気刺激システムで治療される。治療セッションは、必要に応じて繰り返すことができる。
【0014】
一つの態様においては、神経筋パターン化刺激は、経頭蓋直流電気刺激が患者の上で実行されるのと同じ時に実行される。別の態様においては、治療の方法は、経頭蓋直流電気刺激の最初の期間のみ、典型的には、5、10、15、20または30分の定常またはパルス状の直流電流刺激、続いて同時神経筋刺激と経頭蓋直流電気刺激を含む。更に別の態様においては、治療の方法は、神経筋刺激の最初の期間だけ、典型的には5、10、15、20または30分、続いて同時神経筋刺激と経頭蓋直流電気刺激を含む。
【0015】
経頭蓋直流電気刺激が脳活性化の閾値を下げ、周辺刺激が、脳の機能再構築と周辺活性化からの刺激への脳の応答に、より効果的であるのを可能とすると考えられる。周辺刺激は、筋肉と神経を活性化する。これらの末梢神経は、感覚情報を脳の体性感覚運動センターに送り返し、脳内の中央パターンあるいは回路反射を活性化する。
【0016】
[パターン化電気的神経筋刺激(「PENS」)]
上で議論したように、本発明は、患者の筋系、例えば患者の正面、体幹、下肢または腕の筋肉などの運動神経と感覚神経を刺激するのに適している複数のチャネルを有する神経筋刺激器を備える電気刺激システムと方法に関する。
【0017】
チャネルに印加される一連の電気パルス(種々のパルス生成器または波生成器からつくることができる)は、種々の異なるタイプのパルス列パターンを含むことができる。たとえば、二相シーケンシャルまたはオーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを使うことができ、電気パルスの第一段階が電極の第1のチャネルに印加され、
電気パルスの第二段階が、電極の第2のチャネルに印加される。二相シーケンシャル・パルス列パターンを使って、電気パルスの第二段階は、時間遅延が間にあるように、電気パルスの第一段階の終了の後に始まる。二相オーバーラップ・パルス列パターンを使って、オーバーラップが間にあるように、電気パルスの第二段階は、電気パルスの第1のフェースの終了と同時か、その前に始まる。
【0018】
別の例では、シーケンシャル三相性またはオーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを、使うことができ、電気パルスの第一段階は、電極の第1のチャネルに印加され、電気パルスの第二段階は、電極の第2のチャネルに印加され、そして、電気パルスの第三段階は、電極の第1のチャネルに印加される。三相性シーケンシャル・パルス列パターンを使って、電気パルスの第二段階は、時間遅延が間にあるように、電気パルスの第一段階の終了の後、始まる。同様に、電気パルスの第三段階は、時間遅延が間にあるように、電気パルスの第二段階の終了の後、始まる。三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを使用して、オーバーラップが間にあるように、電気パルスの第二段階は、電気パルスの第1のフェースの終了と同時か、その前に始まり、同様に、電気パルスの第三段階は、オーバーラップが間にあるように、電気パルスの第二段階の終了の前に始まる。さらにまた、二相または三相性パルス列パターンは結合することができるか、一緒に対にされることができる。そして、集められる4つ、5つまたは、6つの段階をつくる。二相または三相性パルス列パターンは結合することができるか、一緒に対にすることができ、4つ、5つあるいは、6つの段階を一緒にグループにすることができる。
【0019】
さらに別の実施例では、電気パルスのシリーズは、電極の1つ以上のチャネルに印加される機能パルス列パターンを含む。この実施例において、パルス列パターンは、通常の機能している活動の間に含まれる特定の筋肉の電気的シーケンスを模倣しようとする。実施例は、典型的には歩行の間に達成される足首の背屈と外転、物をつかんだり持つのを援助する指の伸展、屈曲、対向を含むが、それに制限されるものではない。
【0020】
更なる実施例では、一連の電気パルスは、電極の1つ以上のチャネルに印加される低周波パルス列パターンを含み、個々の電気パルスは、選択的に相対的選択的な生産神経伝達物質と変調器(エンドルフィン、ダイノルフィン、エンケファリンとセロトニン、その他)を選ばれた周波数に基づいて、生成するために、4Hzないし200Hzの周波数で生成される。特定の周波数の刺激は、機能亢進の感覚センター(それは、中心パターンジェネレータの再教育の役割を果たす)または、過敏性筋緊張及び/又は痙性を減らす下行性抑制のトリガーにより、神経障害の治療に有益な効果を持つと考えられている。刺激の単一周波数の使用は、機能不全かもしれない抑制の単一のメカニズムをターゲットとするのに、最も効果的である可能性がある。
【0021】
別法として、周波数系列パルス・バースト列パターンは、電極の1つ以上のチャネルに印加することができ、変調された電気パルスの異なるシーケンスは、異なるバースト周波数で生成される。好適には、それぞれのシーケンスの間にエンドルフィン、ダイノルフィン、エンケファリンおよびセロトニンの同時生成を行うように、異なるバースト周波数が選ばれる。過敏性筋緊張及び/又は痙性を減少する下行性抑制のトリガー機能亢進の感覚入力の正規化による神経障害の治療に有益な効果を持つと考えられる。複数の抑制性または興奮性神経伝達物質の生成の複合効果は、より難しいケースに使用する、または、単一の周波数法と比較してより一般的なアプローチとして、提供することができる単一の神経伝達物質よりも強力な効果を提供することができる。
【0022】
[経頭蓋直流電気刺激]
上で議論したように、本発明は、脳の体性感覚および運動制御部位を刺激するの適応する電極の1つ以上のチャネルを有する経頭蓋直流電気刺激器を備える電気刺激システムと方法に関する。
【0023】
経頭蓋直流電気刺激は、定常、パルス、変調、または干渉であり得る。1つの態様では、直流電流は定常電流または定常電圧またはその組合せである。別の態様においては、直流電流は、電極の1つ以上のチャネルに印加される中間周波数パターンの一連の電気パルスを含み、個別の電気パルスは、キャリア周波数で生成される。刺激は、定常電流、定常電圧またはその組合せであり得る。さらに別の態様では、直流は周波数系列パルス・バースト列パターンであり、変調された電気パルスの異なるシーケンスは、異なるバースト周波数で生成される。
【0024】
1つの態様では、経頭蓋直流電気刺激が、前処理ステップとして、神経筋パターン化電気刺激の前に印加される。前処理ステップは、周辺刺激の第1のチャネルの活性化の前に通常500ミリ秒未満、好適には、300のミリ秒未満の間続く。
【0025】
本発明の電気刺激方法は、また、神経障害を治療することに有用な種々の医薬の治療的に有効な量の投与と組み合せることが可能である。例えば、ドーパミン取り込み阻害薬、ノルエピネフリン再摂取防止剤、選択的セロトニン再取り込み阻害薬、モノアミンオキシダーゼ阻害薬、セロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬、ノルエピネフリン取り込み阻害薬、ドーパミン作用薬、アセトコリンエステラーゼ阻害薬、カテコール0−メチル基転移酵素阻害薬および抗コリン作用薬などである。抗酸化剤を、経頭蓋刺激への補助剤として、他の神経保護の薬剤とともに使うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
本発明は、発明の部分を構成する添付図面を参照して、より詳細に、以下の本発明の詳しい説明において記述される。
【図1A】本発明の電気刺激システムと方法に従って使用することができる神経筋電気刺激デバイスのブロック図である。
【図1B】本発明の電気刺激システムと方法に従って使用することができる経頭蓋直流電流電気刺激デバイスのブロック図である。
【図2A】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加二相シーケンシャル・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2B】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる二相オーバーラップ・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2C】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる三相性(の)シーケンシャル・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2D】図1の神経筋電気刺激デバイスの出力チャネルに印加することができる三相性オーバーラッピング・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2E】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる低周波パルス列パターンのタイミング図である。
【図2F】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる第1の周波数系列パルス・バースト列パターンのタイミング図である。
【図2G】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる第2の周波数系列パルス・バースト列パターンのタイミング図である。
【図2H】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる第3の周波数系列パルス・バースト列パターンのタイミング図である。
【図3A】本発明の第1の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。患者の顔の筋肉(例えば、咬筋及び/又は翼状突起と頬筋口輪筋)がどれであるか、刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電流電気刺激と結合される。
【図3B】本発明の第2の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。患者の顔の筋肉(例えば、頬筋及び/又は口輪筋と咬筋)と舌及び/又は咽頭が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3C】(最上のパネル)本発明の第2の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。顔の筋肉(例えば、頬筋及び/又は口輪筋)と患者の頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。(下のパネル)本発明の第3の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。顔の筋肉(例えば、咬筋及び/又は翼状突起の筋肉)と患者の頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3D】本発明の第4の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。僧帽筋の筋肉と患者の頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3E】本発明の第5の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。患者の頚部の傍脊柱と胸の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3F】本発明の第6の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の頚部下部/胸上部の傍脊柱および患者の胸中部ないし下部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3G】本発明の第7の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の腰部の傍脊柱の筋肉と腹筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。この実施形態は、特に患者で腰部の安定化を促進するのに役立つ。
【図3H】本発明の第8の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の胸の及び/又は腰部の傍脊柱の筋肉と腹筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。この実施形態は、特に患者で体幹屈曲/拡張を促進するのに役立つ。
【図3I】本発明の第9の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の上腕二頭筋と上腕三頭筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。この実施形態は、特に患者の腕屈曲/拡張を促進するのに役立つ。
【図3J】本発明の第10の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。肩の内転および外転と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3K】本発明の第11の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。肩の屈曲と伸張と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3L】本発明の第12の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。手首と指の屈曲と伸展と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3M】本発明の第13の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。腕運動制御に関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3N】本発明の第14の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。サイクリングなどの身体活動の間、上腕三頭筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3O】本発明の15番目の典型的な実施形態に従って神経筋電気刺激を適用することによって、患者の神経障害を治療する方法を図示する。肩甲骨外転と上方回転とに関係する筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3P】本発明の第16の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する例えば、第1の背の骨間の筋肉または手内在筋、肘の近くの筋肉(例えば、放射神経を含む肘の近くに原点を有する長橈側手根伸筋および短橈側手根伸筋)、など、腕の筋肉が刺激され、後方肩の筋肉と頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3Q】本発明の第17の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。ひざ(例えば内側広筋)、脚(例えば近位前脛骨と遠位腓骨の筋肉)及び/又は足(例えば短指伸筋の筋肉)と関連した筋肉を含むがこれらに限らず、下肢の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3R】本発明の第18の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。つま先の反転/外転だけでなく伸展/屈曲と関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3S】本発明の第19の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。足首背屈/外転と足底屈曲/外転に結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3T】本発明の第20の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。下肢の動きに関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3U】本発明の第21の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。腰の外転/内転/伸展とひざの伸展/屈曲と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電流電気刺激と結合される。
【図3V】本発明の第22の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。ひざの屈曲と伸展と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3W】本発明の第23の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。両方向性ひざ伸展に関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図4A】患者に経頭蓋直流電流電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。顔の筋系、下肢筋系あるいは上肢筋系の体性感覚と運動制御領域が刺激される。上のパネルは患者の側面図であり、下のパネルは患者の正面図である。一般に図3A−3Wに図示されるように、経頭蓋直流電気刺激は神経筋電気刺激と結合される。
【図4B】図4Aに示される経頭蓋刺激の3つの代替電極配置を例示する。
【図4C】図4Aに示される経頭蓋刺激の3つの代替電極配置を例示する。図4Bと図4Cの両方において、正電極118aは、目標筋肉と関連した脳の体性感覚および運動制御領域の上に配置される。図4Bでは、負電極118bが、次に、正電極118aと対側性に配置され、図4Cでは、負電極は、前頭葉前部皮質の上に、または、患者の首または肩部に配置される。
【図4D】患者の両方向性経頭蓋直流電気刺激のために、電極配置の2つの代替実施形態を例示する。図4Dにおいて、正電極118aと120aは、脳の体性感覚および運動制御部位の上に、各々に対側性に配置される。負電極118bと120bは、前頭葉前部皮質(上パネル)の上に、または、患者の肩(下のパネル)の上で、それらの対応する正電極118a、120a、同じ側に、互いに対側性に配置される。
【図4E】患者の干渉経頭蓋直流電気刺激のために、電極配置の2つの代替実施形態を例示する。図4Eにおいて、正電極118aと120aは、脳の同じ体性感覚および運動制御部位の上に、各々に対側性に配置される。負電極118bと120bは、次に、それらの対応する正電極118a、120aに比べて、前頭葉前部皮質(上のパネル)または患者の肩(下のパネル)の反対側に、互いに対側性に配置される。図4Eにおいて、電極は干渉電流をつくるために交差する。直流電流またはパルス状直流電流の各々のチャネルが互いから電気的に絶縁されているので、フィールドが交差するように電極が配置された場合、新たなフィールドが、2つ以上のフィールドの総和から、深部組織につくられる。これらのフィールドは、2つのフィールドのベクトル和であり、信号が、例えば下肢体性感覚と運動制御サイトなど、さもなければ表面上刺激からアクセス可能でない、脳内の深部組織の選択的な領域に向けられることを可能とする。深部脳組織の総和フィールドあるいはベクトルフィールドの極性は、表面上の電極配置の極性に依存する。このアプローチは、直流電流またはパルス状直流電流フィールドの極性に基づいて、ユニークに深部脳構造の刺激または抑制を可能とする。パルス状直流電流が十分な周波数であるならば、組織インピーダンスに打ち勝つことができ、ストレートな直流電流フィールドよりも効率的に、頭蓋骨を通して容量結合することができる。ただし、両方とも、深部脳組織で総和ベクトルを引き起こすものである。
【図5A】経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。
【図5B】経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。
【図5C】経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。図5Aにおいて、定常直流電流が、患者に印加される。図5Bにおいて、反復的な単極パルス列が、適切なキャリア周波数で印加される。図5Cは、図1Bの経頭蓋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる単極バースト・変調パルス列パターンのタイミング図である。
【図6】本発明に従う典型的な電気刺激システムのタイミング図である。上2つのパネルは、神経筋刺激の典型的なタイミング図を例示し、下2つのパネルは、経頭蓋直流電気刺激の代替の典型的なタイミング図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明は、電気刺激システムと神経障害の治療のための方法に関する。
【0028】
ここでの使用では、「投与」という用語は、患者に薬剤を与える方法を指す。その方法は、例えば、局所投与、経口投与、静脈投与、経皮投与、腹膜内投与あるいは筋肉内投与である。投与の好適な方法は、例えば、医薬品組成物の成分など種々の要因に従い変化することができる。
【0029】
ここでの使用では、「並列投与」、「同時投与」または「同時治療」は、一緒または、互いに前後する薬剤の投与を含む。電気刺激処理法で共同投与される治療剤は、同じか異なるルートによって投与することができる。
【0030】
ここでの使用では、「電気刺激」という語は、経皮的な、または経皮的電極を通過する患者への電流の種々のタイプを指す。これは、センサー(皮膚センサーおよび位置センサー)と中心パターンジェネレータ入力と関連した筋線維を神経支配する神経の刺激による、または目標領域で筋肉を活性化するモーター遠心性線維の抑制性メカニズムと刺激による、間接的な神経及び/又は筋肉の活性化を含む。
【0031】
使用することができる電気刺激のタイプの例は、パターン化電気的神経筋刺激(「PENS」)、経皮的神経電気刺激法(「TENS」)、神経筋電気刺激(「NMES」)、および、干渉電流(「IFC」)、経皮的電気筋肉刺激(「PEM」)、経皮的電気神経刺激(「PENS」)、パルス磁場神経筋脱分極システム、機能的電気刺激(「FES」)と電気鍼療法を含む。しかし、それらに制限されるものではない。それらは、交流電流波形あるいは変調交流電流波形、非対称又は対称二相パルス電流波形、単相パルス電流波形、あるいは正弦波変調を用いることができる。もちろん、当業者は、他のタイプの電気刺激を本発明に従って使用することもできるということを認識するであろう。
【0032】
ここでの使用では、「直流電流」という用語は、回路またはネット・イオン流を引き起こす機器を1つの方向だけに流れる電流を指す。「直流電流」という語は、定常(連続的)直流電流とパルス状(断続的)直流電流を含む。関連する直流電流は、交流とは対照的に、極性が変わらないものである。直流電流は、電気回路の閉ループあるいはループに沿って1つの変わらない方向への電荷のドリフトまたは変位に対応する。極性は、時々反転することが可能であるが、しかし、ネット・イオン流が形成されなければならない。直流電流と直流電圧は、定常的大きさであることも、時間とともに変化することもできる。
【0033】
ここでの使用では、「運動皮質」という用語は、一次運動野(またはM1)と、選択的に、二次運動皮質(例えば、後頭頂葉、運動前野と補足的運動野)を指す。
【0034】
ここでの使用では、「体性感覚皮質」という用語は、側方中心後回を指し、ほぼ、ブロードマン領域3、1および2と同じである。
【0035】
ここでの使用では、「運動点」という用語は、包囲領域と比較し、下位レベルの電気によって電気的刺激することができる組織の領域を指す。運動点は、運動神経終末が集中する、あるいは、神経幹が筋肉に入る筋肉の神経刺激地帯の上に存在する。運動点は、筋肉を刺激するのに用いあれる表面電極の配置場所として、しばしば使われる。以下の実施形態において、筋肉の運動点が、好適には刺激される。
【0036】
ここでの使用では、「神経障害」という用語は、例えば、運動機能の縮小を起こす多発性硬化症、パーキンソン病およびその他の神経学的症状など神経変性障害と同様に脳卒中、外傷性脳損傷、脳性麻痺、失調症、水頭症、毒性、炎症、筋ジストロフィー、運動ニューロン疾患、炎症性筋疾患、神経筋接合部不規則度、末梢神経障害を指す。運動ニューロン疾患の例は、成人脊髄筋萎縮症、筋萎縮性側索硬化症(ルー・ゲーリッグ病)、小児進行性の脊髄筋萎縮症(SMAタイプ1、またはウェルドニッヒ−ホフマン病)、中間脊髄筋萎縮症(SMAタイプ2)、若年性脊髄筋萎縮症(SMAタイプ3、またはウオールフアルト・クーゲルベルク・ウエランダー病)、球脊髄性筋萎縮症(SBMAまたはケネディ病)またはX連鎖球脊髄性筋萎縮症を含む。しかし、それらに制限されるものではない。神経筋接合部疾患の例は、重症筋無力症、ランバート−イートン・シンドローム及び先天性筋無力症症候群を含む。しかし、これらに制限さえるものではない。末梢神経障害の例は、チャルコー・マリー・トゥース病あるいは腓骨筋萎縮症、デジュリーヌ・ソッタ病、およびフリードライヒ失調症を含む。しかし、これらに制限されるものではない。他の筋疾患は、先天性筋緊張症あるいはトムゼン及びベッカー病、先天性筋緊張症、中心コア病、周期性麻痺(PP)低カリウム血性、高カリウム血症内分泌筋疾患およびミトコンドリア筋疾患を含む。
【0037】
「脳卒中」の用語は、血管性の脈管またはポスト働いている自然から、脳内出血だけでなく血栓性あるいは塞栓梗塞を含む脳血管障害の多数のサブカテゴリを指す。
【0038】
好適な態様において、本発明は、脳卒中の後の神経障害の治療に使用される。脳卒中は、今日、アメリカ合衆国での2番目に一般的な死因であり、成人障害の主要な原因である。700,000件の脳卒中が、毎年米国で起っており、500,000人の生存者に後遺障害が残っている。これらの生存者の40パーセントには運動機能と基本モビリティに関連し中程度の障害と機能制限があり、15−30%には深刻な障害がある。
皮質の機能が無傷の患者には、脳卒中の後で起こる機能再編成の間、脳可塑性に関して利点がある。出血性脳卒中または左半身麻痺(右半球の病変)の患者は、虚血性脳卒中または右半身麻痺(左半球の病変)の患者より、運動機能の回復のためには、よりたいへんな運動障害があると考えられている。
【0039】
ここでの使用では、「中立である」という用語は、電極についての文脈において、その領域の刺激が重大な身体的あるいは神経学的変化を引き起こさないことを意味する。典型的には、これは、領域(例えば額、首または肩)は、1平方センチメートルにつき0.015アンペア未満の電流を受けることを意味する。
【0040】
「薬学的に許容できる」というフレーズは、それらの化合物、物質、組成及び/又は、堅実な医学的判断の範囲内の、過度の毒性、刺激作用、アレルギー応答または他の問題または合併症が無く、妥当な利益/危険率と釣り合った人間や動物の組織と接触の使用に適している剤形を指すために、ここで採用される。
【0041】
「治療的に有効量」というフレーズは、ここでの使用では、活性な薬剤の量は、単独または他の薬剤と結合して、神経障害の予防、治療または管理において治療的な利益を提供することを意味する。異なる治療的に有効な量が、当業者にはすぐに分かるように、各々の障害に適用することができる。
【0042】
ここでの使用では、「組織」という用語は、上皮、結合組織、筋肉および神経組織を含む、ボディの1つ以上の特定機能を実行するために一緒に働く形態学的に類似したセルと関連細胞間物質の集合を指す。
【0043】
ここでの使用では、「治療」という用語は、哺乳類(特に人間)などの患者の神経障害の治療を指す。それは、神経障害の1つ以上の徴候の予防、改善、抑制、軽減を含む。
【0044】
ここでの使用では、「主動筋の筋肉」という用語は、広く、もう一つの筋肉によって抵抗され、対抗される筋肉すなわち「拮抗筋」を指す。主動筋/拮抗筋対の例は、外転筋/内転筋、屈筋/伸筋、回外筋/回内筋、伸出筋/牽引筋と外回旋筋/内回旋筋を含む。
【0045】
ここでの使用では、「内転筋」が一般的にボディ中心線に向かう動向を引き起こす筋肉であるのに対し、「外転筋」という用語は、一般にボディ中心線から離れてゆく動きを引き起こす筋肉を指す。
【0046】
ここでの使用では、「伸筋」がジョイントの角度を減らすのに対し、「屈筋」の用語は一般的にジョイントの角度を減らす筋肉を指す。たとえば、橈側手根屈筋と尺側手根屈筋は、手首の両方の屈筋である。長橈側手根伸筋は、短橈側手根伸筋とともに、手首の伸筋である。
【0047】
ここでの使用では、「回内筋」という用語は、前に向けた手のひらを後ろ向きにする手首の動きを引き起こす筋肉を指す。手のひらを前向きにする逆の運動は、「回外筋」によって指示される。ここでの使用では、「伸出筋」という語は、水平面で前方にボディの一部を動かす筋肉を指す。一方、「牽引筋」は逆の運動に関与する。
【0048】
ここでの使用では、「外回旋筋」という用語は、足底を外側に回す足の撚り運動に関係する筋肉を指す。足底を内側に回す逆の運動が「内回旋筋」によって実行される。
【0049】
図1を参照して、本発明の方法に従って使用することができる電気刺激システムの代表的実施形態を説明する。当業者には、理解できるように、電気刺激システムは、神経筋刺激デバイス10と経頭蓋電気刺激デバイス100を備える。神経筋刺激デバイス10と経頭蓋電気刺激デバイス100とは、単一の電子制御ユニットによって操作される単一のデバイスに結合することができる。しかしながら、単純さのために、ここでは、別々のデバイスを記述する。
【0050】
[神経筋刺激装置]
図1Aに示すように、神経筋刺激デバイスは、一般に参照番号10で指定される。神経筋電気刺激デバイス10は、複数の出力コネクタ14、16で、一般に電子制御ユニット12を備える。それは、複数の出力ケーブル18、20と関連電極対18a、18bと20a、20bにそれぞれ、接続している。2つの出力コネクタ14、16が図1Aで示されるが、本発明に従って、電子制御ユニット12が多くの出力コネクタ(例えば1つ、2つ、6つまたは8つの出力コネクタ)を含むことができることを理解すべきである。加えて、1つ以上のケーブルを、複数電極(例えば、2つ、3つ、4つ、5つまたは6つ)に分岐することができる。
【0051】
出力ケーブル18、20は、各々、同軸ケーブルなど適切なタイプの絶縁伝導性のケーブルからなる。図示した実施形態において、出力ケーブル18は、出力コネクタ14に付属するコネクタ24(例えば雄型ジャック)と第1スプリット端部26aと第2スプリット端部26bに分かれる前端部分26を有する後端部分22を含む。同様に、出力ケーブル20は、出力コネクタ16に付属するコネクタ30(例えば雄型ジャック)と第1スプリット端部32aと第2端部32bに分かれる前端部分32を有する後端部分28を含む。もちろん、出力ケーブル18、20の各々は、(スプリット端部を有する前端部分を持つのではなく)2つの別々のリードから別法として製造できることを理解すべきである。加えて、出力ケーブル18、20は、コネクタを使わずに直接電子制御ユニット12に接続することも可能である。
【0052】
図1Aで分かるように、電極18a、18bはそれぞれ、出力ケーブル18のスプリット端部26a、26bに付属する。同様に、電極20a、20bは、それぞれ、出力ケーブル20のスプリット端部32a、32bに付属する。出力ケーブル18と電極18a、18bは、一緒に、第1出力チャネル(以下「チャネルA」と呼ぶ)を作り、出力ケーブル20と電極20a、20bは、一緒に、第2の出力チャネル(以下「チャネルB」と呼ぶ)を作る。2つのチャネルが図1に示されるが、多くのチャネルを、本発明に従って使用することができることを理解すべきである(もちろん、チャネルの数が電子制御ユニット12の出力コネクタの数と一致することが前提である)。
【0053】
図の例では、電極18aと20aは各々相対的な正電極を備え、電極18bと20bは各々相対的な負電極を備える。以下に、より詳細に記述されるように、電極18a、18bと電極20a、20bに印加される電気パルスの各々は、たとえば、単相波形(絶対極性を持つ)、二相非対称波形(相対的な極性を持つ)または二相対称波形(極性を持たない)を含むことができる。このように、ここでの使用では「正電極」という用語は、相対的な正電極を指し、「負電極」という用語は、相対的な負電極を指す(電気パルスが単相波形、非対称二相波形または対称二相波形を備えるか否かを問わない(それは、波形の各々の位相において、相対的な陽電極または相対的な負電極のようにふるまう))。
【0054】
電極18a、18bと20a、20bは、図3A−3Wを参照して、より詳細に下で記述されるように、各々、患者の選択された領域の組織で電気的に導通して配置されるのに適している。図示した実施形態において、各電極18a、18bと20a、20bは、患者の皮膚上に配置することができる表面電極パッドを有する経皮的電極を備える。従来技術において知られているように、各電極18a、18bと20a、20bは、金属または他の生理的に許容できる伝導材質から形成することができ、種々の異なるサイズと形状をとることができる。もちろん、1つ以上の電極20b、18a、18bと20aは、例えば、針電極または本発明に従う他のタイプのどんな適切な電極でも、経皮的電極を別法として含むことができる。
【0055】
電子制御ユニット12も、神経障害を治療する手続きに従って、一連の電気パルスを選択的に生成するために、内部回路(図示せず)を含む。回路によって生成される電気パルスのシリーズは、出力コネクタ14、16で提供され、チャネルAやチャネルBを通して患者に印加することができる。電気パルスのシリーズは、パルス列パターンの種々の異なるタイプを含むことができる。例えば、二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクル、二相オーバーラップ・パルス列パターンの複数のサイクル、三相性シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクル、三相性オーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクル、機能パルス列パターン、低周波パルス列パターン、または、周波数系列パルス・バースト列パターンなどである。これらのパルス列パターンの各々は、図2A−2Hを参照して下に詳述される。当業者は、例えば、参照によってここに組み入れられるパラモ米国特許第5,562,718号で記述される回路など種々の異なる回路構成は、種々のパルス列パターンを生成するのに用いることができることを理解するであろう。
【0056】
種々の異なる神経筋電気刺激デバイスが、本発明に従って使用できる、及び/又は、使用するのに適していることがありえる。たとえば、OMNISTIMR FX2パターン化電気神経筋刺激器または、OMNISTIMR FX2プロ・パターン化電気神経筋刺激器に、ここに開示されるプロトコルを簡単に取り入れることができる。そのどちらも、本出願の出願人により販売されている。もちろん、当該産業で一般的に利用できる他のタイプの電気刺激デバイスを使用することもできる。
【0057】
次に、図2A−2Hを参照して、本発明に従って使用することができるパルス列パターンの種々のタイプの実施例が、以下に記述される。パルス列パターンの各々は、特定のパターンに構成された一連の個別の電気パルスから成る。電気パルスの各々は、単相または二相波形を備えることができる。そしてそれは、たとえば、非対称、対称、正方、正弦波、オーバーラップ正弦波(干渉)などである。好適には、電気パルスの各々は、ポジティブ相とネガティブ相の間、30マイクロ秒ないし400マイクロ秒(好適には100マイクロ秒未満)の範囲のパルス持続時間および、典型的には25ミリアンペアと140ミリアンペアの間で変動する電流振幅を有する、二相非対称矩形波を備える。パルス幅が小さいなった場合、より大きい電流が許容できる(たとえば最高200ミリアンペア)ことが理解される。
【0058】
短いパルス持続時間と高電流振幅を有する電気パルスは、選択的にP型カルシウムチャンネルを起動させる(好適には、30−100マイクロ秒のパルス持続時間と25−140ミリアンペアの電流振幅を有する)ことが分かっている。P型カルシウムチャンネルの活性化は、軸索再生と修復を支えるために、神経成長因子(「NGF」)の放出を順番に起動させる。この反復したP型カルシウムチャンネル活性化は、神経筋接合部においてカルシウム・プールを増加する。それは拡張筋肉補充を容易にする。経験的に観察されるように、刺激出力は増やされないが、痙攣短縮は、治療の間、強度を増加させる可能性がある。神経筋接合部における、この付加カルシウムは、数時間の後処理の間続き、それは随意運動を容易にする。「神経の刺激効果表現(Neural stimulation effects presentation)(反復的電気刺激を用いた短期および長期の神経発達強化)」、Regeneron社(タリータウン、NY)、神経科学協会、サンディエゴ、1998、を参照。
【0059】
[二相シーケンシャル・パルス列パターン]
図2Aを参照する。電気刺激システム10は、患者に二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのに用いることができる。二相シーケンシャル・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、電気パルスの第二段階は、間に遅延期間をもって、チャネルBに印加される。
【0060】
図解した例において、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階の終結において、電気パルスの第二段階がチャネルBに印加される前に、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の遅延期間がある。そして、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒(100ミリ秒の間最も好適には)の間、チャネルBに印加される。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hz〜100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0061】
上述の二相シーケンシャル・パルス列パターンは、およそ0.33秒(3Hz)ないし3秒(0.33Hz)毎に、繰り返すことができる。好適には、パルス列パターンは、特定の治療に望ましいように、全体治療時間およそ10分ないし30分(最も好適には、20分の間)、患者に印加される。
【0062】
[二相オーバーラップ・パルス列パターン]
図2Bを参照する。電気刺激システム10は、患者に二相オーバーラップ・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのにも用いることができる。典型的二相オーバーラップ・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、電気パルスの第二段階は、間に重複期間を有し、チャネルBに印加される。
【0063】
図解した例において、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階が40のミリ秒と100のミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の間の期間に達したとき、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒ないし120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルBに印加される。このように、チャネルAとチャネルBが電気刺激を患者に提供している重複期間がおよそ20ミリ秒ないし80ミリ秒(最も好適には、20ミリ秒)ある。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hzないし100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0064】
上述の二相オーバーラップ・パルス列パターンは、およそ0.33秒(3Hz)ないし3秒(0.33Hz)毎に反復することができる。好適には、特定の治療に望ましいように、パルス列パターンは、およそ10分ないし60分(最も好適には20分)の全体治療時間において、患者に印加される。
【0065】
[三相性シーケンシャル・パルス列パターン]
図2Cを参照する。電気刺激システム10は、患者に三相性シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのにも用いることができる。三相性シーケンシャル・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、
電気パルスの第二段階は、チャネルBに印加され、電気パルスの第三段階は、チャネルAに印加される、電気パルスの第一および第二の段階の間に遅延期間があり、電気パルスの第2と第三段階の間のもう一つの遅延期間がある。
【0066】
図の例では、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒ないし120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階の終結において、電気パルスの第二段階がチャネルBに印加される前に、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の遅延期間がある。それから、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルBに印加される。電気パルスの第二段階の終結において、電気パルスの第三段階がチャネルAに印加される前に、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(最も好適には80のミリ秒の遅延期間がある。次に、電気パルスの第三段階は、およそ36ミリ秒〜72ミリ秒の間(最も好適には、60ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hzないし100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0067】
上述の三相性シーケンシャル・パルス列パターンは、約0.3秒(3.3Hz)から3秒(0.33Hz)まで毎に、繰り返すことができる。好適には、特定の治療に望ましいように、パルス列パターンはおよそ10分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。
【0068】
図2Dを参照する。電気刺激システム10は、患者に三相性オーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのにも用いることができる。典型的三相性オーバーラッピング・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、電気パルスの第二段階は、チャネルBに印加され、電気パルスの第三段階は、チャネルAに印加される。重複期間が、電気パルスの第一および第二の段階の間にあり、電気パルスの第2と第三段階の間にもう一つの重複期間がある。
【0069】
図の実施例において、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階が40のミリ秒と100のミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の間の期間に達したとき、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒(最も好適には100のミリ秒)の間、チャネルBに印加される。このように、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(そして、最も好適には20のミリ秒)の重複期間があり、その間、チャネルAとチャネルBのどちらも、電気刺激を患者に提供する。電気パルスの第二段階が40のミリ秒と100のミリ秒の間(最も好適には80のミリ秒)の期間に達したとき、電気パルスの第三段階は、およそ36ミリ秒〜72ミリ秒(最も好適には60のミリ秒)の間、チャネルAに印加される(すなわち、電気パルスの第三段階は、電気パルスの第一段階のより短い時間持続時間を有する)。このように、およそ0ミリ秒〜72ミリ秒(最も好適には20のミリ秒)の重複期間があり、その間、チャネルBとチャネルAのどちらも、電気刺激を患者に提供する。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hzないし100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0070】
上述の三相性オーバーラッピング・パルス列パターンは、およそ0.33秒(3Hz)ないし3.0秒(0.33Hz)毎に、繰り返すことができる。好適には、特定の治療に望ましいようにパルス列パターンはおよそ10分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。
【0071】
[機能パルス列パターン]
電気刺激システム10は、患者に機能パルス列パターンを印加するのにも用いることができる。機能パルス列パターンは、正常な機能活動に含まれる特定の筋肉の電気シーケンスを模倣するように、チャネルAとチャネルB(または付加チャネルに)に印加される。当業者は、特定の機能活動(例えば、咀嚼、急速投与、嚥下)のための機能パルス列パターンは、筋電図記録の(EMG)記録装置を用いることにより得ることができることを理解するであろう。筋肉の発火シーケンス、発火周波数、および筋肉の発火の持続時間と周波数は、このように、標準化された健康な正常対象に対して決定することができ、次に、適当な刺激パターンにプログラムすることができる。好適には、特定の治療に望ましいように、機能パルス列パターンは、およそ10分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。例には、把握すること、保持すること、つまむこと、立ち上がること、サイクリング、ウォーキング、および足関節背屈を含む。しかし、それらに制限されるものではない。
【0072】
[低周波パルス列パターン]
図2Eを参照する。電気刺激システム10は、患者に低周波パルス列パターンを印加するのにも用いることができる。低頻度パルス列パターンは、個別の電気パルスが4Hzと200Hzの間での周波数で各々のチャネルの上で生成されるチャネルAやチャネルBに印加することができる。一般的に、電気パルスの周波数は、望ましい応答を提供し、患者に最大の安心感を提供している間に、中枢にあるいは脊髄に刺激性または抑制性神経伝達物質を放出するために、選ばれる。チャネルAとチャネルB両方が使われるならば、低周波パルス列パターンは、チャネルAとチャネルBに同時に印加することができる。または、異なる周波数は、嚥下の種々の段階と関連した異なる領域に、各々のチャネルの上で印加することができる。好適には、特定の治療に望ましいように、低周波パルス列パターンはおよそ5分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。
【0073】
[周波数系列パルス・バースト列パターン]
図2F−2Hを参照する。電気刺激システム10は、患者に周波数系列パルス・バースト列パターンを印加するのにも用いることができる。周波数系列パルス・バースト列パターンは、調整された電気パルスの異なるシーケンスが異なる周波数で生成されるチャネルAやチャネルBに印加することができる。好適には、それぞれのシーケンスの各々の間に、エンドルフィン、ダイノルフィンとエンケファリン/セロトニンの生産を選択的に生成するように異なるバースト周波数が選ばれる。それは、本発明の神経障害の治療において有益な効果を持つと考えられている。
【0074】
図2Fに示される実施例において、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ1秒〜150秒(好適には10〜120秒)の持続時間において、およそ0.1Hz〜10Hz(好適には1〜5Hz)のバースト周波数で発生された、変調された電気パルスの第1シーケンスで、およそ1〜150秒(好適には10秒〜120秒)の持続時間において、およそ5Hz〜20Hzのバースト周波数で発生された変調された電気パルスの第2のシーケンスで、およそ1〜150秒(好適には10秒〜120秒)の持続時間において、およそ20Hz〜250Hzのバースト周波数で発生された変調された電気パルスの第3のシーケンスで、典型的には500Hz〜100,000Hzのキャリア周波数を有する。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ1分〜60分の全体治療時間、患者に印加される。このセラピーを使うことにより、患者は、周波数が速く終わりまで循環するため、比較的速く神経伝達物質の全ての効果を受け始める。このセラピーはまた、非常に快適であり、かつ適度にアグレッシブである。
【0075】
図2Gで示される実施例において、周波数系列パルス・バースト列パターンは、典型的には、およそ1分〜15分(好適には2−10分)の持続時間、およそ5Hz〜20Hzのバースト周波数で生成される変調された電気パルスの第1シーケンスを有し、およそ1分〜60分(好適には10〜30分)の持続時間、およそ0.1Hz〜10Hz(好適には1−5Hz)のバースト周波数で生成される変調された電気パルスの第2のシーケンスを有し、およそ1分〜30分(好適には10〜20分)の持続時間、およそ20Hz〜250Hzのバースト周波数で生成される変調された電気パルスの第3のシーケンスを有する、500Hz〜100,000Hzのキャリア周波数を持つ。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ3分〜50分の全体治療時間、患者に印加される。このセラピーは最もアグレッシブであり、あまり受け入れられていないが、最も長く続く効果を提供する。最初の効果はダイノルフィン(5−20Hz)であり、そして、エンドルフィン(1−5Hz)、次に、エンケファリン/セロトニン(20−250Hz)が追従する。エンドルフィンを活性化するために15〜30分かかり、エンケファリン/セロトニンを活性化するためには5−10分しかかからないので、治療の完了時点で、両方とも、最大の効果として存在する。
【0076】
図2Hで示される実施例において、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ20Hz〜250Hzのバースト周波数で生成される変調された電気パルスの、持続時間のおよそ1分〜30分(好適には10〜20分)の第1のシーケンスを有し、およそ0.1Hz〜20Hz(好適には1〜20Hz)のバースト周波数で生成される変調された電気パルスの、持続時間およそ1分〜20分(好適には10〜20分)の第2のシーケンスを有する、500Hz〜100,000Hzのキャリア周波数を持つ。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ20分〜40分の全体治療時間、患者に印加される。このセラピーは、最もアグレッシブでなく、最も受け入れられているが、最も効果が長続きしない。最初の効果は、エンケファリン/セロトニン(20−250Hz)であり、エンドルフィン(1−20Hz)が追従する。エンドルフィンを活性化するためにおよそ15−30分かかり、エンケファリン/セロトニンを活性化するためには、およそ5−10分しかかからないので、両方とも治療完了の時点で存在する。しかしながら、エンケファリン/セロトニンは、エンドルフィン(2−6時間)と比較して、比較的短い半減期(15分〜2時間)を持っており、エンケファリン/セロトニンは減損し始めている。より高い周波数の刺激は、より受け入れられるので、より敏感な患者に対してより適切である。
【0077】
多重チャネルが使われるとき(例えば、二相および三相性パルスパターンの場合)、第1のパルスパターンは、最も深刻に影響を受ける筋肉に、好適には印加されることが理解される。たとえば、患者が、主に体の右側の咀嚼において筋肉の弱さを訴えるのであれば、患者のボディの右辺の上の咬筋の運動点は、好適にはチャネルAの上でパルスパターンを受け、患者のボディの左側の上の咬筋の運動点は、チャネルBの上で好適にはパルスパターンを受ける。
【0078】
[経頭蓋刺激装置]
図1Bに示すように、経頭蓋刺激装置には、一般に参照番号100が与えられる。神経筋電気刺激デバイス100は、一般に、1つ以上の出力ケーブル118および関連電極対118a、118bにそれぞれ接続している1つ以上の出力コネクタ114を有する電子制御ユニット112を備える。1つの出力コネクタ114が図1Bに示されているが、本発明に従って、電子制御ユニット112が多くの出力コネクタ(例えば1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、またはより多くの出力コネクタ)を含むかもしれないことを理解すべきである。そのうえ、ケーブルの一つ以上は、マルチプル(例えば、2つ、3つ、4つ、5つまたは6つ)の電極に分岐することができる。
【0079】
出力ケーブル118は、各々、同軸ケーブルなど適切なタイプの絶縁伝導性のケーブルからなる。図示した実施形態において、出力ケーブル118は、出力コネクタ114に付属するコネクタ124(例えば雄型ジャック)を有する後端部分122と、第1のスプリット端部126aと第2のスプリット端部126bに分かれる前端部分126を含む。もちろん、出力ケーブル118は、(スプリット端部を有する前端部分を持つのではなく)2つの別々のリードから別法として製造することができることを理解すべきである。加えて、出力ケーブル118は、コネクタを使わずに直接電子制御ユニット112に接続することもできる。
【0080】
図1Bで分かるように、電極118a、118bは、それぞれ出力ケーブル118のスプリット端部126a、126bに付けられる。このように、出力ケーブル118と電極118a、118bは、一緒に第1の出力チャネルを形成する。1つのチャネルが図IBで示されるが、本発明に従って、任意の数のチャネルを使用することができる(もちろん、チャネルの数が電子制御ユニットの出力コネクタの数と一致することが前提であるが)ことを理解すべきである。
【0081】
図解した例において、電極118aは正電極を備え、電極118bは負電極を備える。
以下により詳細に記述されるように、各々の電極118a、18bに印加された直流電流は、たとえば、(絶対極性を持つ)連続直流電流または単相(単極)波形を備える。このように、ここでの使用では、(電気パルスが連続直流電流を備えるか単相波形を備えるかを問わず)「正電極」という用語は正の電極を指し、「負電極」という用語は負電極を指す。
【0082】
電極118a、118bは、各々、図4A−4Eを参照して以下により詳細に記述されるように、患者の選ばれた領域の経頭蓋組織と電気的接触して、配置されるのに適している。図示した実施例において、電極118a、118bの各々は、患者の皮膚の上に配置することができる表面電極パッドを有する経皮的な電極を備える。従来技術において知られているように、電極118a、118bの各々は、金属または他の生理的に許容できる伝導材質から形成することができ、種々の異なるサイズと形状をとることができる。もちろん、電極118a、118bの1つ以上は、本発明に従う他のタイプのどんな適当な電極でも。別法として、備えることができる。
【0083】
電子制御ユニット112はまた、神経障害を治療する手続きに従って、一連の電気パルスを選択的に生成するために、内部回路(図示せず)を含む。回路によって生成される電気パルスのシリーズは、出力コネクタ114に提供されて、チャネルを通して患者に印加することができる。当業者は、種々の異なる回路構成が直流電流を生成するのに用いることができることを理解するであろう。
【0084】
種々の異なる経頭蓋直流電流電気刺激デバイスが、本発明にしたがって使用が可能である、及び/又は、使用に適する。たとえば、「Iomed Phoresor (R)II」直流電流刺激器に、ここに開示されたプロトコルを簡単に取り入れることができる。もちろん、一般に、当該産業で利用できる他のタイプの電気刺激デバイスを使うこともできる。
【0085】
次に、図4A−図4Eを参照する。電極118a、118bの少なくとも1つは、患者の脳の選択された領域の組織と電気的接触して、配置するのに適している。これらの領域は、一般的に、運動皮質または、より好適には、体性感覚および運動皮質である。一般に、図4Aで示すように、経頭蓋電極配置と刺激のため、顔の筋肉135aの体性感覚脳と運動制御の上の頭蓋領域、上肢の筋肉135bの体性感覚脳と運動制御の上の頭蓋領域、および、下肢の筋肉135cの体性感覚脳と運動制御の上の頭蓋領域、の3つの主要領域135a、135bまたは135cが存在する、電極のサイズを減少させるか、さもなければ領域を集中させることによって、刺激を、主に運動皮質領域(前横におよそ1cm)の上にすることができることが理解される。
【0086】
好適には、正電極は脳目標領域135a、135bまたは135cの上に印加される。他の電極(典型的には正電極)は、次に、3つの位置のうちの1つに印加される。最初に、図4Bで示すように、負電極は、脳の同じ運動制御領域の反対側に配置される。この場合には、正電極は典型的には、負電極とほぼ同じサイズである。第2に、図4Cで示すように、負電極は「中立の」場所に配置される。好適な中立のサイトは、前頭葉前部皮質の反対側、または、患者の首または肩に額である。これらの後者の2つの実施例において、負電極は大きさは、正電極の大きさより典型的には大きい。サイズの差は、脳の体性感覚と運動制御領域のより特定領域に刺激するため、より小さな電極の近くにフィールドを集中させる。
【0087】
脳標的領域135a、135bと135cは、周辺の影響された標的領域の反対側にあることも理解される。たとえば、患者が脳の右辺に影響を及ぼす脳卒中に襲われると、
身体の左側は、機能を失うこととなる。身体の左側をコントロールする右脳の場所に正電極を印加することは、身体の左側の機能の改善をもたらす。
【0088】
図4Dは、各々が2つの電極118、118bと120a、120bを有する2つのチャネルを備えている経頭蓋直流電気刺激器のための電極配置の2つの代替的実施形態を図示する。これらの実施形態は、多発性硬化症を含む神経障害のような、患者の身体の両側に影響を及ぼす神経障害にも、特に、よく適している。
【0089】
図4d(上のパネル)に示すように、1つの実施形態において、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳(例えば135a、135bまたは135c)の体性感覚・運動制御領域の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の同じ側の額の上で患者の前頭葉前部皮質と電気的接触して配置される。
第2のチャネルの電極120a、120bは、同じように左右相称に配置される。
この形態は、バイポーラ頭蓋額電極配置とされる。
【0090】
図4d(下のパネル)に示すように、別の実施形態では、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳(例えば135a、135bまたは135c)の体性感覚および運動制御領域の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の同じ側の患者の肩または首と電気的接触して配置される。電極120a、第2のチャネルの120bは、同じように左右相称に配置される。この形態は、バイポーラの頭蓋首電極配置とされる。
【0091】
図4Eは、各々が2つ電極118a、118bと120a、120bを有する2つのチャネルを備えている経頭蓋直流電気刺激器の電極配置のための2つの代替実施形態を図示する。これらの実施形態は、例えば、多発性硬化症またはパーキンソン病を含む、患者の身体の両側に影響を及ぼす神経障害にも、特によく適している。
【0092】
1つの実施形態(図4E上のパネル)において、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳(例えば135a、135bまたは135c)の体性感覚・運動制御領域の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の反対側の額の上で患者の前頭葉前部皮質と電気的接触して配置される。第2のチャネルの電極120a、120bは、同じように配置される。つまり、第2のチャネルの第1の電極120aは、第1のチャネルの第1の電極118aの反対側に配置され、第2のチャネルの第2の電極120bは、第1のチャネルの第2の電極118bの反対側に配置される。この形態は、四極頭蓋額電極配置とされる。この実施形態は、特に、下肢の体性感覚・運動制御と関連した脳の領域を経頭蓋で刺激するのに役立ち、その領域は、脳のより深いところにある。
【0093】
さらに別の実施形態(図4Eの下のパネル)において、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳の体性感覚および運動制御部位(例えば135a、135bまたは135c)の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の反対側の患者の肩または首と電気的接触して配置される。第2のチャネルの電極120a、120bは、同じように配置される。このように、第2のチャネルの第1の電極120aは、脳の体性感覚および運動制御領域(例えば135a、135bまたは135c)の反対側に配置され、第2のチャネルの第2の電極120bは、身体の反対側(すなわち、目標領域と135a、135bまたは135c同じ側)の患者の肩または首と電気的接触して配置される。この形態は、四極頭蓋−首−肩電極配置とされる。この実施形態は、特に下肢の体性感覚・運動制御と関連した、脳のより深いところにある脳の領域を経頭蓋で刺激することに役立つ。
【0094】
経頭蓋直流電流は、連続、パルス、及び/又は、パースト変調であり得る。電流は、好適には、低アンペア電流流、典型的には10mA未満であり、より好適には0.5〜2mA、最も好適にはおよそ1mAである。パルス状直流電流のパルス持続時間は、好適には0.5マイクロ秒〜60分の間の範囲であり、より好適にはおよそ1と10マイクロ秒間であり、均一でも、不均一でもよい。パルス状直流電流のパルス周波数は、好適には、1Mhzまで連続的に変動する。
【0095】
直流電流は、正電極の下で発火のためにニューロン閾値を減少するのに十分な時間印加される、及び/又は、負電極の下で発火閾値を増加させる。特定の理論に縛られるものではないが、神経活性化の閾値は正電極の近くでは低くなるようである。電子密度の増加が、NMDAを形成し、他のイオンチャンネルをオープンするのを容易にし、そして、より容易にシナプス前減極をつくるからである。
【0096】
図5は、経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。図5Aにおいて、定常直流電流が、患者に印加される。直流電流は連続電流であり、定常電流または定常電圧またはその組合せであってもよい。定常DCは、通常、1ないし60分の時間印加される。
【0097】
図5Bにおいて、直流電流刺激波形は、電極の1つ以上のチャネルに印加される中間周波数パターンを有する一連の単極を含む。直流電流は、定常電流、定常電圧またはその組合せであり得る。典型的には、キャリア周波数は、100Hzないし1MHzである。
【0098】
図5Cにおいて、直流刺激波形は、電極の1つ以上の出力チャネルに印加することができる単極バーストを含む。周波数系列パルス・バースト列パターンは、100Hz〜1MHzのキャリア周波数を持ち、およそ0.01Hz〜250Hzのバースト周波数で生成された変調された電気パルスの第1のシーケンスを有する。およそ1秒〜120秒の間の各々のバースト範囲の持続時間、および、各々のバーストの間の時間は、1秒〜120秒の間で変動する。周波数はランダムに変更可能であるか、あるいは、所定の範囲(例えば0.1〜15Hzまたは15〜250Hz)でセットすることができる。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ1分〜60分の全体治療時間、患者に印加される。
【0099】
図6は、周辺パターン化電気刺激と経頭蓋直流電気刺激との間の典型的な時間リンケージを示す。後者が、周辺刺激タイミングと同時であるようにその電流の強さを増加するキャリア信号によって変調される場合において、上2つの発火パターンは、原型の二相周辺刺激タイミングを示し、第3のパターンは、周辺刺激と同じ時間頃に始まり、周辺刺激の期間にあるいはその直後に終わる強度における増加に伴う、連続的な位相性の根底にある直流電流の流れを示す。上肢または下肢から脳まで神経伝送の遅延が与えられると、超皮質刺激を、周辺から脳への遅延に対する付加的期間、継続することができる。第4行の発火パターンは、「準備電位(berieftshaftpotential)」と言われる中心神経生理学的イベント、あるいは、意図的な運動のための運動ニューロンの活性化直前の脳のプレ活性化を模倣する試みにおける、周辺刺激パルスの前、およそ300のミリ秒に開始する、予備刺激強度を示す。
【0100】
[組合せセラピー]
本発明の神経障害処理法は、他の従来のセラピーで使うことができるように、よく適合したものであり、ダイエットを変えること、嚥下の訓練、身体姿勢を変えること、運動の強化、協調運動訓練、外科手術さえも含む(ただし、これらに限定されるものではない)。神経障害を治療に有用な治療剤はメルクインデックスと米国薬局方で見つけることができ、それらは定期的に更新される。
【0101】
特に、本発明の電気刺激方法は、神経障害を治療することに有用な種々の医薬、例えば、ドーパミン取り込み阻害薬、ノルエピネフリン再摂取防止剤、選択的セロトニン再取り込み阻害薬、モノアミンオキシダーゼ阻害薬、セロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬、ノルエピネフリン取り込み阻害薬、ドーパミン作用薬、アセトコリンエステラーゼ阻害薬、カテコール0−メチル基転移酵素阻害薬、抗コリン作用薬の治療的に有効な量の投与と組み合わせることができる。抗酸化剤を、経頭蓋刺激への補助剤として、他の神経保護の薬剤とともに使うこともできる。薬剤は、患者に、単独で投与されてもよいし、共同投与されてもよい。薬剤は、薬学的に許容できるキャリヤーと賦形剤に加えて投与されてもよい。
【0102】
本発明における適当な抗酸化剤は、ハーブ、アミノ酸、ミネラル、ビタミンおよび酵素抗酸化剤を含む。有用な、ハーブ抗酸化剤は、βカロチン、種々のビオフラボノイド(コエンザイムQ10、ウコン属植物、イチョウ葉エキス(好適には抽出物)、人参(好適にはアメリカ産、韓国産、あるいはシベリア産)、ゴツ・コラ、ブドウ種(プロアントシアニジン)、および、ケルセチン含む。しかし、それらに制限されるものではない。有用なアミノ酸抗酸化剤は、L−アルギニン、L−グルタチオン)L−リジン、L−メチオニン、およびL‐カルニチンを含むが、それらに制限されるものではない。有用なミネラル抗酸化剤は、硼素、セレン(例えば、ナトリウム亜セレン酸塩、セレン・メチオニン)、マンガン(例えばクエン酸塩)、マグネシウム(好適には基本的な)と亜鉛を含むが、それらに制限されるものではない。有用なビタミン抗酸化剤はビタミンA、B、C、E、そして、葉酸(プテロイルグルタミン酸)を含むが、それらに制限されるものではない。好適なBビタミンは、Bi(チアミンHCl)、B2(好適にはリボフラビン5’−リン酸塩)、B3(ナイアシンアミド)、B6(好適にはピリドキシンHClと活性ピリドキサール5’−リン酸塩)およびB12(メチル・コバラミン)を含む。他の好適なビタミンは、ビタミンA(パルミネート)とビタミンE(d−アルファ・トコフェリル・コハク酸塩)である。他の好適なビタマーは、アルファ−リポ酸、ルテイン、リコピン(カロチノイド)、コハク酸塩、ユビキノン(補酵素Q1O)とゼアキサンチン(黄色カロチノイド)を含む。酵素抗酸化剤の例は、スーパーオキシドジスムターゼとカタラーゼを含む。上記の合成物の他の形態または同等物は、代替の実施形態で利用することができる。
【0103】
適切なドーパミン取り込み阻害薬は、ブプロピオン、アミネプチン、フェンメトラジン、メチルフェニデート、バノキセリン、CFT、デキストロメトルファン、MDPV、および、それらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。最も好適なものは、ブプロピオン(WELLBUTRINR(R))とメチルフェニデート(RITALINR(R))である。
【0104】
適切なノルエピネフリン再摂取防止剤、第三級アミン三環系抗鬱薬と二次アミン三環系抗鬱薬を含む。しかしそれらに制限されるものではない。第三級アミン三環系抗鬱薬の適当な例は、アミトリプチリン(クロミプラミン、ドキセピン、イミプラミンとトリミプラミン)およびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。二次アミン三環系抗鬱薬の適当な例は、アモキサピン(デシプラミン、マプロチリン、ノルトリプチリンとプロトリプチリン)およびその薬学的に許容できる塩類を含む。本発明で使用するもう一つのノルエピネフリン再摂取防止剤は、レボキセチンである。
【0105】
適切な選択的セロトニン再取り込み阻害薬は、アラプロクラート、シタロプラム、ダポキサティン、エシタロプラム・シュウ酸塩、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチン、セルトラリン、ジメルジンおよびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。
【0106】
適切なモノアミンオキシダーゼ阻害薬は、ハルマリン、イプロニアジド、イプロクロジド、イソカルボキサジド、モクロベミド、ニアラミド、パルジリン、フェネルジン、トラニルシプロミン、セレジリン、トロキサトン、トラニルシプロミン、ラサギリン、多くのトリプタミンおよびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。これらのうち、セレジリン(ELDEPRYLR(R))が最も好適である。
【0107】
適切なセロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬はデシプラミン、デュロキセチン、ミルナシプラン、ネファゾドン、ベンラファキシンおよびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。これらのうち、ベンラファキシン(EFFEXORR(R))が最も好適である。
【0108】
適切なノルエピネフリン取り込み阻害薬は、アトモキセチン、ブプロピオン、マプロチリン、レボキセチンとビロキサジンを含む。しかしそれらに制限されるものではない。
【0109】
適切なドーパミン作用薬は、カルビドパ、レボドパ、ブロモクリプチン、ペルゴリド、ジヒドロエルゴクリプチン・メシラート、ロピニロール、プラミペキソール、カベルゴリン、アポモルヒネ、ピリベジル、ロチゴチンとリスリド水素マレアートを含む。しかしそれらに制限されるものではない。これらのうち、カルビドパ−レボドパ(SINEMETR)が、最も好適である。
【0110】
適切なアセトコリンエステラーゼ阻害薬は、種々の有機リン化合物(メトリホナート)、カルバミン酸塩(フィソスチグミン、ネオスチグミン、ピリドスチグミン、アンベノニウム、デマカリウム、リバスティグミン)、フェナントレン誘導体(ガランタミン)、ピペリジン(ドネペジル)、タクリン、およびエドロフォニウムを含む。しかしそれらに制限されるものではない。
【0111】
適切なカテコール0−メチル基転移酵素阻害薬は、エンタカポンとトルカポンを含む。しかしそれらに制限されるものではない。適当な抗コリン作用薬は、トリヘキシフェニジル、ベンゾ・トロピン、スコポラミン、アトロピン、ジサイクロミン、フラボキサート、イプラトロピウム、オキシブチニン、ピレンゼピン、チオトロピウム、トルテロジン、トロピカミド、ソリフェナシン、ソリフェナシン、ダリフェナシン、アトラクリウム、ドキサクリウム、ミバクリウム、パンクロニウム、ツボクラリン、およびベクロニウムを含む、これらのうち、トリヘキシフェニジルが最も好適である。
【0112】
本発明のいくつかの代表的実施形態が以下に述べられるが、当業者は、種々の修正をこれらの実施形態に対して行うことが可能であり、本発明は、その中で記述される特定の電極配置とパルス列パターンに限られていないことをすぐに理解することができる。
【0113】
[1番目の代表的実施形態]
本発明の第1の代表的実施形態において、一般に図3Aに図示されるように、一対の電極は、電気刺激を顔の筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。1対の第2の電極は、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は顔135aの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0114】
より詳細には、図3Aで示すように、第1の電極18aは、患者の咬筋及び/又は翼状突起の筋肉(内側及び/又は側方)の運動点を刺激する組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、咬筋の突出物において、下顎骨のローアングルの前およそ1インチの患者の皮膚の上に患者の口の遠端部の角に沿って、配置される表面の電極を備える。第2の電極18bは、患者の頬筋及び/又は口輪筋を刺激する組織と電気接触して配置される。一般に図3Aで例示されるように、もう一対の電極20a、20bは、類似した位置で左右相称に提供される。
【0115】
この代表的実施形態において、顔の筋肉に印加されるパルス列パターンは、以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの現在の振幅:25〜70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0116】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0117】
[2番目の代表的実施形態]
本発明の3番目の代表的実施形態において、一般に図3Bに図示されるように、舌の運動制御を改善ため舌の1つ以上の部分に、電気刺激を提供するために、一対の電極は、患者の組織と咀嚼及び/又は嚥下に関連した筋肉に電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、図4Aに図示されるように一対の電極のうちの少なくとも1つは、顔135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0118】
より詳しくは、図3Bで示すように、患者の舌の運動点を刺激する第1の電極18aは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、患者の皮膚舌または咽頭の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の咬筋や顔の筋肉を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、患者の咬筋及び/又は頬筋の筋肉及び/又は口輪筋の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極18bは、咬筋の突出物において、または、患者の頬筋の筋肉や口輪筋の運動点の上に、下顎骨のローアングルの前およそ1インチの顎に沿って患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。一般的に図3Bで例示されるように、電極20a、20bのもう一つの対は類似した位置で左右相称に提供される。
【0119】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの現在の振幅:25〜70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0120】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0121】
[3番目の代表的実施形態]
本発明の3番目の代表的実施形態において、一般に図3Cに図示されるように、一対の電極が、電気刺激を、適当な唇のシールをつくるのに用いられる顔の筋肉の一つ以上、また、後頚部領域と関連した筋肉に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、顔135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0122】
より詳しくは、図3Cで示すように、第1の電極18aは、患者の頬筋及び/又は口輪筋、図3C(下のパネル)で示されるように、あるいは、咬筋及び/又は翼状突起筋(上のパネル)の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、患者の皮膚の上あるいは、患者の頬筋の筋肉や口輪筋の運動点の上に配置される表面電極を備える。最も好適には、第1の電極18aは、咬筋(下のパネル)の突出物において、中で、下顎骨のローアングル前およそ1インチの顎の中(上のパネル)、または顎に沿って、患者の口の遠端角に沿って患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の頚部の傍脊柱筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、一つ以上の頸椎、最も好適にはCl、C2、C3やC4頚部脊柱の近くのちょうど側方後頚部領域で、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。もう一対の電極20a、20bは、図3Bで一般的に図示するように、類似した位置で左右相称に提供される。
【0123】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの現在の振幅:25〜70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0124】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0125】
[4番目の代表的実施形態]
本発明の第4番目の代表的実施形態において、一般に図3Dに図示されるように、一対の電極が、電気刺激を、後頚部領域における嚥下に関連する筋肉の一つ以上に、また嚥下の間、適切な姿勢を維持することに関係している筋肉に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aで図示されるように、顔と首135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0126】
より詳しくは、図3Dで示すように、第1の電極18aは、患者の上部僧帽筋の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、それは、上部僧帽筋の中間に沿って、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の頚部の傍脊柱筋肉を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、一つ以上の頸椎、最も好適にはCl、C2、C3やC4頚部脊柱の近くのちょうど側方後頚部領域で、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。電極20a、20bのもう一つの対は、一般的に図3Dで例示されるように、類似した位置で左右相称に提供される。
【0127】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0128】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0129】
[5番目の代表的実施形態]
本発明の第5番目の代表的実施形態において、一般に図3Eに図示されるように、2対の電極が、患者の首と電気的接触して配置される。そのうえ、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aで図示されるように、顔と首135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。この実施形態は、特に神経障害で苦しんでいる患者の姿勢を改善することに役立つ。
【0130】
より詳しくは、図3Eで示すように、第1の電極18aは、患者の頚部下部および胸上部の傍脊柱の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、せき髄のちょうど側方上部僧帽筋の中間、最も好適には、近いC6、C7、Tl、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸椎、に沿って、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の頚部の傍脊柱筋肉を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、一つ以上の頸椎、最も好適にはCl、C2、C3やC4頚部脊柱の近くのちょうど側方後頚部領域で、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。一般的に図3Eで例示されるように、電極20a、20bのもう一つの対は類似した位置で左右相称に提供される。
【0131】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ。
【0132】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、首の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0133】
[6番目の代表的実施形態]
本発明の第6番目の代表的実施形態において、一般に図3Fに図示されるように、2対の電極が、患者の背中中部または背中上部と電気的接触して配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、背中中部と背中上部135bの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0134】
この実施形態は、特に神経障害で苦しんでいる患者の姿勢を改善することに役立つ。より詳細には、図3Fで示すように、電極は脊柱起立筋と僧帽筋の筋肉と電気的接触して配置される。第1の電極18aは、患者の胸部の傍脊柱の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触している。最も好適には、第2の電極18aは、1つ以上胸椎のちょうど側方、最も好適には、T3、T4、T5、T6、T7、T8やT9胸部の脊柱の近く、の患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。患者の胸部の傍脊柱上部の筋肉を刺激するために、第2の電極18bは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、
第1の電極18aは、せき髄、最も好適にはC7、Tl、T2、T3やT4頚部および胸脊柱の近くのちょうど側方の上部僧帽筋の中間に沿った患者の皮膚の上に配置される表面の電極を備える。一般的に図3Fに図示されるように、もう一対の電極20a、20bは類似した位置で左右相称に提供される。
【0135】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有するがある二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:36
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0136】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、背中中部および背中上部の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0137】
[7番目の代表的実施形態]
本発明の第7番目の代表的実施形態において、一般に図3Gに図示されるように、一対の電極が、電気刺激を腰部の安定化と関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、体幹135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0138】
より詳しくは、図3Gで示すように、第1の電極18aは、患者の腰部の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、胸部下部及び/又は腰部脊柱の一つ以上、最も好適には、L1、L2、L3、L4やL5腰椎の近くのちょうど側方、下部傍脊柱の筋肉の下後方の領域で患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の腹筋を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、臍のレベルくらい、前上腸骨棘(「ASIS」)と、複合腹筋上の前方中央線とのだいたい中間で、患者の皮膚上の前に配置される表面電極を備える。一般的に図3Gで例示されるように、もう一対の電極20aは20b、類似した位置で左右相称に提供される。
【0139】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
【0140】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、同時に、腰部のおよび腹筋135cを支配している脳体性感覚・運動皮質領域に、経頭蓋経由で印加される。
【0141】
[8番目の代表的実施形態]
本発明の第8の代表的実施形態で、一般に図3Hに図示されるように、4対の電極が、電気刺激を体幹屈曲と伸展に関係する筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。図3Hで例示されるように、2つのチャネルは、二叉に分かれているケーブルを使用することができる。
【0142】
より詳しくは、図3Hで示すように、第1の電極18aは、患者の腰部上部および腹部上部の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、胸部下部及び/又は腰部脊柱の一つ以上、最も好適には、L1、L2、L3、L4やL5腰椎の近くのちょうど側方、多裂筋の上の背中下部領域において、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第1のチャネルの第2の電極18bは、多裂筋の上の背中下部領域で、胸部下部及び/又は腰部脊柱の一つ以上、最も好適には、T9、TlO、T11、T12、L1、L2やL3腰椎の近くのちょうど側方で、患者の皮膚の上後方に配置される。第3の電極18cと第4の電極18dは、患者の下部腹筋を刺激するために、同じ椎骨レベルで、同じ側の腹筋の上に配置される。一般に図3Hで例示されるように、4本の電極20a、20b、20cと2Odの別のセットは、類似した位置で左右相称に提供される。
【0143】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
【0144】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、同時に、腰部のおよび腹筋135cを支配している脳体性感覚・運動皮質領域に、経頭蓋経由で印加される。
【0145】
[9番目の代表的実施形態]
本発明の第9番目の代表的実施形態において、一般に図31に図示されるように、一対の電極が、電気刺激を、肘屈曲に関係している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。1対の第2の電極は、刺激を、肘伸展に関係している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、上肢135bの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0146】
より詳細には、図31に示すように、第1および第2の電極18a、18bは患者の上腕二頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、上腕二頭筋付着部位より上の上腕上の前方の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極18bは、上腕二頭筋の起始のちょうど下の上腕の上の患者の皮膚の前方に配置される表面電極を備える。もう一対の電極20a、20bは、患者の上腕三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して提供される。最も好適には、第1の電極20aは、上腕三頭筋の付着部位より上の上腕の患者の皮膚の上の後方に配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極20bは、上腕三頭筋の起始のちょうど上の上腕の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。
【0147】
治療の間、第一および第二のチャネルは右または左の腕の上で配置される、そして、より完全に下で議論されるように、模様のついたパルス列は印加される。第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下で十分議論されるように、パターン化パルス列が印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、肘屈曲と伸展に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。例えば、両方向性二頭筋の刺激または図3Nに類似したレシプロ式機能パターンの三頭筋の刺激のための、1つは、右腕を刺激するため、1つは左腕を刺激するためである。
【0148】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67秒
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0149】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0150】
[10番目の代表的実施形態]
本発明の第10番目の代表的実施形態において、一般に図3Jに図示されるように、
2対の電極が、肩の内外の回転に関与する筋肉の一つ以上に、電気刺激を提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0151】
より詳しくは、図3Jで示すように、電極18a、18bの第1の対は、肩の内部回転に関係する筋肉に刺激を与えるために提供される。第1の電極18aは、上腕二頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、上腕二頭筋の中間の近くで患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。患者の大胸筋と前三角筋を刺激する第2の電極18bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、葉腋のちょうど上の患者の皮膚の前方に配置される表面電極を備える。
【0152】
もう一対の電極20aは、20b、肩の外旋に関係する筋肉を刺激するために提供される。第1の電極20aは、下腿三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、上腕三頭筋の中間の近くで配置される表面電極を備える。棘下筋小円筋と後方三角筋を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。
【0153】
最も好適には、第2の電極20bは、わきの下のちょうど上の患者の皮膚の後方に配置される表面の電極を備える。治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下に十分議論されるように、パターン化パルス列が印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、肩回転に関係する筋肉を左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは右肩を刺激するため、1つは、左肩を刺激するためである。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0154】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0155】
[11番目の代表的実施形態]
一般に図3Jに図示されるように、本発明の第11の代表的実施形態において、2対の電極が、電気刺激を肩と肘の屈曲と伸展に関係している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0156】
より詳しくは、図3Jで示すように、電極18a、18bの第1の対は、肩と肘の屈曲に関係する筋肉を刺激するために提供される。第1の電極18aは、上腕二頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、上腕二頭筋の中間の近くの患者の皮膚に配置される表面電極を備える。患者の前三角筋を刺激する第2の電極18bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、葉腋のちょうど上の患者の皮膚の前方に配置される表面電極を備える。
【0157】
もう一対の電極20a、20bが、肩の伸展に関係する筋肉を刺激するために提供される。上腕三頭筋を刺激する第1の電極20aは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、上腕三頭筋の末端部の近くに配置される表面電極を備える。後方三角筋を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、葉腋のちょうど上の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。
【0158】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下に十分議論されるように、パターン化パルス列が印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、肩回転に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右肩を刺激するため、1は左肩を刺激するためである。
【0159】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0160】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0161】
[12番目の代表的実施形態]
一般的に図3Lにも図示される、本発明の第12の代表的実施形態において、一対の電極は、電気刺激を、手首屈曲、伸展、うつ向きと回外と伸展、および/または上肢の神経障害のための治療としての指屈曲と伸展と関連する筋肉の一つ以上に提供するために患者の組織と電気的接触して配置される。治療される筋肉は、浅指屈筋、橈側手根屈筋、尺側手根屈筋、指伸筋、小指伸筋の筋肉、尺側手根伸筋、長橈側手根伸筋や短橈側手根伸筋を含む。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0162】
より詳しくは、一般的に図3Lに示されるように、二チャネル・システムが、手首と指の筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、手内在筋を刺激する近位の手掌表面の第1の電極18aが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、手首縦溝のちょうど下の手首のベースにおける、前腕の手掌/前方側の母指球および低母指球隆起の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。近位前腕の手のひらの表面の筋肉を刺激する第2の電極は、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bが、肘関節のちょうど下の腕下部の手掌/前方側の患者の皮膚の上で配置される表面の電極を備える。
【0163】
第2のチャネルのために、第1の電極20aが、患者の指伸筋と母指の筋肉の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、手首縦溝と肘関節間の道程の約1/3の腕下部の背面/後ろの側の患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極20bが、患者の前腕の近位伸筋の筋肉の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、肘関節のちょうど下の腕下部の背面/後ろ側の、患者の皮膚に配置された表面電極を備える。
【0164】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下で十分に議論されるように、パターン化パルス列が腕と手首に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、手首伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右の手首と指を刺激するため、1つは、左の手首と指を刺激するためである。
【0165】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0166】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0167】
[13番目の代表的実施形態]
一般に図3Mに図示されるように、本発明の第13の代表的実施形態において、電極の2つの対が、電気刺激を、上肢の動きに関与している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。
【0168】
より詳しくは、図3Mで示すように、電極18a、18bの第1の対は、腕の前部分に刺激を与えるに提供される。手内在筋を刺激する近位の手掌表面の第1の電極18aが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、手首縦溝のちょうど下の手首のベースにおける、前腕の手掌/前方側の母指球および低母指球隆起の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。患者の上腕二頭筋とメジアンと尺骨神経を刺激する第2の電極18bが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、(メジアンと尺骨神経束をキャプチャするために)上腕二頭筋の中間の近くの患者の皮膚に、前および中央に配置される表面電極を備える。
【0169】
もう一対の電極20a、20bが、腕の後方筋肉を刺激するために提供される。第1の電極20aは、前腕の患者の近位伸筋の筋肉の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、肘関節のちょうど下の腕下部の背部/後ろ側で、患者の皮膚に配置される表面電極を備える。患者の上腕三頭筋を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、上腕三頭筋の中間の近くの患者の皮膚の後ろ側に配置される表面の電極を備える。
【0170】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下で十分に議論されるように、パターン化パルス列が腕と手首に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、アーム動作に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右の手首と指を刺激するため、1つは、左の手首と指を刺激するためである。
【0171】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0172】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0173】
[14番目の代表的実施形態]
本発明の第14番目の代表的実施形態において、一般に図3Nに図示されるように、2対の電極が、電気刺激を患者の上腕三頭筋に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。上肢135bの脳体性感覚・運動制御の上に左右相称に配置される2つのチャネル刺激器を用いる代替配置が、図4Dに図示される。患者は、好適には、治療の間に、サイクリングに関係するような、交代的往復運動に参加するように指示される。
【0174】
より詳しくは、図3Nで示すように、第1および第2の電極18a、18bは患者の上腕三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。もう一対の電極20aは、20b、患者の他の上腕三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して提供される。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する機能パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
遅延の持続時間:300のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
遅延の持続時間:300のミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
全体の治療時間:10−20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0175】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、図4Aの場合のように、一方のみ、または、図4Dの場合のように左右相称に、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。本実施形態は、1Hzにおける上肢サイクリングのタイミング・パターンを示す。
【0176】
[15番目の代表的実施形態]
本発明の15番目の代表的実施形態において、図30に示すように、2対の電極が、電気刺激を肩甲骨の動き、特に肩甲骨外転と上への回転に関係する筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。より詳しくは、図3Oで示すように、電極18a、18bの第1の対は、上部および中部僧帽筋と菱形筋に刺激を提供するために印加される。最も好適には、第1の電極18aは、上部僧帽筋の中位点の患者の皮膚に配置される表面の電極を備え、第2の電極18bは、C6,C7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの僧帽筋、頚部下部、胸部上部の傍脊柱の筋肉を刺激するように、患者の皮膚に配置された表面電極を備える。
【0177】
電極20a、20bの第2の対は、より低い僧帽筋と鋸筋前筋肉と神経に刺激を提供するために、印加される。第2のチャネルの第1の電極20aは、前鋸筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置され、第2の電極20bは、前記患者のT3、T4、T5、T6、T7、T8及び/又はT9胸椎の近くの頚部下部および胸部傍脊柱の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0178】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0179】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0180】
[16番目の代表的実施形態]
本発明の第16番目の代表的実施形態において、一般に図3Pに図示されるように、電極の2つの対の対は、電気刺激を、上肢の動きに関与している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。
【0181】
より詳しくは、図3Pで示すように、電極18a、18bの第1の対は、腕の後ろの部分に刺激を提供するために提供される。第1の電極18aは、後ろ側方首表面の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、C6、C7とTlの領域において、首表面後ろ側部の患者の皮膚に配置された表面電極を備える。患者の後方三角筋を刺激する第2の電極18bが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、肩峰より後方下の三角筋の背面に配置された表面電極を備える。もう一対の電極20a、20bは、腕の後方筋肉を刺激するために提供される。第1の電極20aは、患者の前腕の近位伸筋の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、長橈側手根伸筋の起始の上、下部の腕の背/後ろの側の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。第2の電極20bは、患者の第一背側骨間筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、親指と第1中手骨の間の趾間の患者の皮膚の後ろに配置される表面電極を備える。
【0182】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、腕に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、アーム動作に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右上肢を刺激するために、1つは、左上肢を刺激するためである。
【0183】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、低周波パルス列パターンまたは以下のパラメーターを有する周波数系列パルス・バースト列パターンを備える。
[低周波パルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
[周波数シーケンス・パルス・バースト列パターン]
キャリア周波数:500Hz−100,000Hz
最初のシーケンス・バースト周波数:最高10分間、2−20Hz
第2のシーケンス・バースト周波数:最高30分間、0.1Hz−5Hz
第3のシーケンス・バースト周波数:最高20分間、20Hz−250Hz
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:最高60分
治療の合計数:18(6週以上)
【0184】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0185】
[17番目の代表的実施形態]
本発明の第17番目の代表的実施形態において、一般的に図3Qに図示するように、
電極の2つの対の対は、電気刺激を、下肢の動作に関与している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。
【0186】
より詳しくは、図3Qで示すように、電極18a、18bの第1の対は、下肢の前部分に刺激を提供するために提供される。第1の電極18aは、膝蓋骨より上の腿の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、例えば内側広筋など四頭筋上の膝蓋骨の内側上縁へおよそ2ボディ・インチ近位の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。電極18bが配置される瞬間、組織による電気接触は、患者の前脛骨を刺激することになっている。最も好適には、第2の電極18bは、前方に、腓骨のヘッドより下に配置される表面電極を備える。
【0187】
もう一対の電極20a、20bは、足側方と足背部の筋肉と神経を刺激するために提供される。第1の電極20aは、遠位腓骨の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、腓骨筋腱の上の腓骨の後縁の側方くるぶしの3つボディ・インチ上の点の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。短指伸筋の筋肉と深い腓骨神経を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、最初の3つの中足骨の上、足の背部に配置される表面電極を備える。
【0188】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の下肢に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように腕に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、アーム動作に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右下肢を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。
【0189】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは低周波パルス列パターンまたは以下のパラメーターを有する周波数系列パルス・バースト列パターンを備える。
[低周波パルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
[周波数シーケンス・パルス・バースト列パターン]
キャリア周波数:500Hz−100,000Hz
最初のシーケンス・バースト周波数:最高10分間、2−20Hz
第2のシーケンス・バースト周波数:最高30分間、0.1Hz−5Hz
第3のシーケンス・バースト周波数:最高20分間、20Hz−250Hz
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:最高60分
治療の合計数:18(6週以上)
【0190】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0191】
[18番目の代表的実施形態]
本発明の第18番目の代表的実施形態において、一般に図3Rに図示されるように、
一対の電極は、電気刺激を、下肢を悩ましている神経障害のための治療として、つま先と足首背屈(または伸展)と屈曲(または足底屈曲)に結びついた筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は、下肢135cの脳の体性感覚と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0192】
より詳細には、一般的に図3Rに示されるように、二チャネル・システムが、つま先と足首伸展/屈曲に関係する主動筋/拮抗筋に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルで、短指伸筋の筋肉の運動点を刺激する第1の電極18aは、組織と電気的接触して配置される(それは、つま先1−4の近位指節骨のジョイントを広げる)。最も好適には、第2の電極18bは、脛骨前中央の足の前方側方中央のシャフトおよび、長指伸筋と長母指伸筋の腹のおよそ中央部分において、患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。最も好適には、第1の電極18aは、脚中部あたりの患者の皮膚に配置される表面電極を備える。
【0193】
第2のチャネルに対して、足の内在筋を刺激する第1の電極20aが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、外転筋伸筋を含む前方三分の一ジャンクションにおける足のソール上の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。第2の電極20bは、後方脛骨と屈筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0194】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左下肢の上に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、つま先伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは左下肢を刺激するためである。
【0195】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリセカンド
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0196】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。両方向性下肢が含まれるならば、経頭蓋刺激は、頭蓋の両側で135cに記載されているように、正電極を配置し、負電極を、より大きな電極を利用している額の上、または、肩の上の中立位置に配置して、左右相称に印加することができる。
【0197】
[19番目の代表的実施形態]
本発明の第19番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Sで例示されるように、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として、足首背屈、外転および足底屈曲と関連した筋肉の一つ以上への電気刺激を提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域に電気接触して配置される。
【0198】
より詳しくは、図3Sで示すように、二チャネル・システムは、電気刺激を、足首背屈と足底屈曲や足首極性反転と外転に関係する筋肉に印加するのに用いられる。第1のチャネル(図3Sのパネル1)において、前脛骨筋の下部を刺激する第1の電極18aは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、前脛骨の腹中央の患者の皮膚の上で配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の近位前脛骨筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、腓骨のヘッドに下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。
【0199】
代替的に、第1のチャネル(図3Sのパネル2)において、足の前側方筋肉を刺激する第1の電極18aが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、腓骨筋の筋肉だけでなく前脛骨の腹中央の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者近位前脛骨筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、腓骨のヘッド下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。
【0200】
第2のチャネル(図3Sのパネル3)に対して、第1の電極20aと第2の電極20bが、患者の下腿三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、直接腓腹筋とヒラメ筋の交差のすぐ上の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極20bは、脛骨神経と腓腹筋の2つのヘッドの上の膝窩窩のすぐ後ろ下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の足の上に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、つま先伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、典型的には、以下のパラメーターを有する足首背屈と外転をつくる、三相性オーバーラッピング・パルス列パターンまたは機能パターンを備える。
[三相性オーバーラッピング・パルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
[足首背屈と外転のための機能パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:オーバーラップ:250の400ミリ秒の持続時間ミリ秒
第二段階の持続時間:250ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
全体の治療時間:最高30分
治療の合計数:18回(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0201】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0202】
[20番目の代表的実施形態]
本発明の第20の代表的実施形態において、一般的に、3T、図に図示される、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として、電気刺激を下肢と関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、下肢135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0203】
より詳細には、一般的に3T図に示されるように、二チャネル・システムが、下肢の動作に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、
第1の電極18aが、患者の近位前脛骨筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、腓骨のヘッドの下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。第2の電極18bが、四頭筋の筋肉の中点値を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。第2のチャネルにおいて、患者の下腿三頭筋を刺激する第1の電極20aが、組織と電気接触して配置される。第2の電極20bは、膝窩筋中央を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0204】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の脚に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、つま先伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。
【0205】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−100マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0206】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0207】
[21番目の代表的実施形態]
本発明の第21番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Uに図示される、
一対の電極は、電気刺激を、下肢を悩ます神経障害のための治療として、腰内転とひざ屈曲(安定化)と同様に腰外転とひざ伸展と関連する筋肉の一つ以上に提供するために患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢135cの脳の体性感覚と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0208】
より詳細には、一般的に図3Uに示されるように、二チャネル・システムは、腰外転/内転、膝伸展/屈曲に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、第1の電極18aは、特に、ひざの伸筋として機能する内側広筋の運動点を刺激するために、四頭筋の筋肉と電気的接触して配置される。第2の電極18bが、中殿筋、小臀筋と大腿筋膜張筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。好適には、第2の電極18bは、腸骨稜と大転子のだいたい中間に配置される。第2のチャネルにおいて、患者の大腿屈筋(大腿二頭筋、半腱様筋や半膜筋肉)を刺激する第1の電極20aが、組織と電気接触して配置される。第2の電極20bは、大内転筋、長内転筋、短内転筋と内側大腿屈筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0209】
図3Uの一番右パネルは、腰伸筋選択肢配置を示す。第2のチャネルにおいて、第1の電極20aは、大内転筋、長内転筋、短内転筋と内側大腿屈筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。第2の電極20bが、大臀筋の中央の腹を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0210】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の足の上に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、腰外転/内転とひざ伸展/屈曲に関係する筋肉は、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。
【0211】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0212】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。両方向性神経筋刺激のために、パターンは二相で、1つの端から他の端まで順番付けられる。
両方向性下肢が含まれるならば、経頭蓋刺激は、頭蓋の両側で135cに記載されているように、正電極を配置し、負電極を、より大きな電極を利用している額の上、または、僧帽筋の上の中立位置に配置して、左右相称に印加することができる。
【0213】
[22番目の代表的実施形態]
本発明の第22番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Vに図示されるように、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として電気刺激をひざ伸展と屈曲に関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域に電気接触して配置される。
【0214】
より詳細には、一般的に、3V図に示されるように、二チャネル・システムが、ひざ伸展/屈曲に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、大腿直筋と外側股筋を刺激するために、第1の電極18aが、組織と電気的接触して配置される。第2の電極18bは、内側広筋、具体的には、閉路の運動点を刺激するひざの伸筋として機能する内側広筋と電気的接触して配置される。第2のチャネルにおいて、電極20aは、患者の大腿二頭筋、半膜様筋や半腱様筋の筋肉の末端部分を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。電極20bは、患者の腿二頭筋、半膜様筋や半腱様筋の筋肉近位部分を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0215】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の足の上に配置され、そして、パターン化パルス列が、以下で十分に議論されるように脚に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、腰ひざ伸展/屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリセカンド
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0216】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0217】
[23番目の代表的実施形態]
本発明の第23番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Wに図示されるように、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として、電気刺激を、ウォーキング、サイクリングと立ち上がる動作の機能回復に関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢の脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域に電気接触して配置される。代替的に、図4E(どちらのパネルにも)に図示されるように、図4Aの135c上に配置されている第1のチャネルの負電極を有する2対の電極を使用することができる。
【0218】
より詳細には、一般的に、図3Wに示されるように、二チャネル・システムが、ひざ伸展に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、
第1の電極18aは、大腿直筋と外側股筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。第2の電極18bは、特に、ひざの伸筋として機能する内側広筋の運動点を刺激するために、内側広筋と電気的接触して配置される。第2のチャネルにおいて、
電極20aは、身体の反対側の膝伸筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0219】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する機能パルス列パターンを備える。
[歩行のためのパルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−100マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:50−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:240ミリ秒
遅延の持続時間:260のミリ秒
第二段階の持続時間:240ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
全体の治療時間:10分
治療の合計数:18回(6週以上にわたり)
【0220】
タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。本実施形態は、1Hzで歩いている下肢のタイミング・パターンを示す。
[サイクリングのためのパルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:50−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:340ミリ秒
遅延の持続時間:160のミリ秒
第二段階の持続時間:340ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
全体の治療時間:10分
治療の合計数:18回(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0221】
タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。
【0222】
本実施形態は、1Hzでサイクリングする下肢のタイミング・パターンを示す。
[立ち上がることのためのパルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:50−140ミリアンペア
第一段階ランプの持続時間:2秒
第一段階の持続時間:3秒
パルス列パターンの周波数:0.1ヘルツ
全体の治療時間:15分
治療の合計数:18回(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0223】
タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。本実施形態は、10秒ごとに立ち上がるタイミング・パターンを示す。立ち上がるトレーニングを使用するとき、両方のチャネルは、同時に刺激される。
【0224】
これらの代表的実施形態で、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、図4Aに図示されるように、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。図4Aに図示されるように、下肢135cを支配している脳体性感覚・運動皮質領域に印加される正電極である電極118aで、四極構成で配置される2つのチャネル刺激器を使用する、脳刺激のための代替配置が、図4E(どちらのパネルでも)に図示される。
【0225】
本発明の神経障害処理法は、自然に非対称あるいは両方向性であるように、電極を構成することによって、すぐに構成することができることも理解される。たとえば、第5と第7の代表的実施形態の組合せを、使用することができる。患者のニーズと徴候に合う類似した方法で、代表的実施形態の全てが結合できると考えられる(例えば、第1のチャネルの第1の実施形態、および、第2のチャネルのための第2、第3、第4、第5、第6、あるいは第7の実施形態、その他)。
【0226】
[ケーススタディNo.1]
このケーススタディは、身体の左側に影響を及ぼした脳卒中の後、4ヵ月間、67才の女性に関するものである。彼女は自発的に全く彼女の左手を動かすことができず、セラピー・スタッフによって受動的に彼女の指を動かすのにかなりの努力が必要であった。ストレッチングの後、彼女の手は、急速に指と親指の完全な屈曲に戻った。親指は、屈曲痙縮を現した。彼女は、自発的回外を有さず、約45度の回内に手首を維持した。彼女は、脳卒中の1週後に始まった3週の毎日の入院患者のセラピーと毎週二回の外来患者セラピーを経験した。それは、この治療プログラムの以前に、成功しなかった3ヵ月のストレッチングとファシリテーション技術を含んでいる。
【0227】
患者は、最初に、手と上肢の脳体性感覚と運動領域の上にある右の頭皮に配置された正電極(30のcm2)を有する経頭蓋定常直流電流刺激器で治療された。負電極(22cm2)は、中立の場所として左肩の筋肉の上に配置された。1.0mAの定常直流電流で10分間経頭蓋直流電気刺激を印加した後に、周辺刺激プログラムは、下記のように始まった。
【0228】
治療の間、患者は、経頭蓋刺激器の陽電極と負電極の下で非常にかすかなうずく感覚を経験した。副作用は認められなかった。経頭蓋刺激のための全体の治療時間は、およそ30分であった。
【0229】
およそ10分後に、患者は、セラピー・プロトコルをチャネルによる「上肢三相性」と称する、Omnistim(R) FX2電気刺激で治療された。陰極(2”x4”)電極は前腕屈筋に適用され、陽極(2”x4”)電極は手内在筋に適用された。チャンネルBが、前腕手首と指伸筋に印加され、陰極(2”x4”)電極が、近位前腕の筋肉に印加され、陽極(2”x4”)電極は、遠位前腕の筋肉に印加された。電極配置とプロトコルは、第12の代表的実施形態の記述にしたがう。
【0230】
可視の活性化と最小の指と手首運動とで痙攣筋収縮を最小とするために、周辺刺激の強度が、増加された。パルス列タイミング・パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを含む。
段階1と3は、チャネルAを通して印加される。
第二相は、チャネルBを通して印加される。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:60−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
オーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
第二段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
第三段階の持続時間:60のミリ秒(列につき5つのパルス)
第二段階の上の第三段階のオーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
パルス列パターンの周波数:1.5秒(0.67Hz)
全体の治療時間:周辺刺激のための20分
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0231】
経頭蓋直流電気刺激と周辺パターン化刺激の組合せの後で、患者は彼女の手が、特に尺骨の分布において、いくぶんより「正常である」と感じると述べた。彼女は、部分的な屈曲を通して彼女の親指を動かすことができ、伸展以外の自発的な努力による45度の伸展関節可動域は、筋拘縮によって妨げられた。全4つの指は、完全な屈曲の初期位置から伸展まで随意運動で即時的な機能改善を示した。掌部の指骨(MP)共同の動作と10度の近位の内側指骨ジョイント(PIP)運動の最後の20度だけが欠如していた。この動作は自発的に繰り返されることができ、関節可動域の部分的な損失だけで維持された。
【0232】
12週間のフォローアップで、彼女は指を広げることがまだできたが、マイナス45度のMP伸展はできなかった。しかし、PIP伸展は全範囲へ改善された。単一の繰り返しの組合せ刺激は、マイナス20度MP運動に、再び、自発的指伸展を改善した。操作は、かなり速く、この手順に続いて1−2秒しかかからなかった。最初の手順の後、同じ範囲を通しての指伸展に、4秒がかかった。彼女は、ニュートラルに前腕を回外運動することもできた。
【0233】
[ケーススタディNo.#2]
第2のケーススタディは、34年前にストロークに苦しんだ81才の男性に関係するものである。彼は左手のいかなる随意運動も回復しなかった。彼は、その時に、右中央の脳動脈梗塞部を維持した。セラピーにもかかわらず、彼は手首と手を、自発的に返す動きをすることができなかった。彼は、若干の肩と肘の動きを行うことができた。
彼は、彼の右手を使って、指と親指を伸ばすことができた。彼は、手のどの指も最小の随意痙攣さえ生成することができなかった。
【0234】
患者は、手と上肢の2つの脳運動領の上にある右の頭皮に配置された正電極(30cm2)を有する経頭蓋定常直流電流刺激器で、最初に、治療された。負電極(22cm2)は、中立の場所として左肩の筋肉の上に配置された。1.0mAの定常直流電流で10分間、経頭蓋直流電気刺激を印加した後に、周辺刺激プログラムは、下記のように始まった。
【0235】
治療の間、患者は、経頭蓋刺激器の陽電極と負電極の下で非常にかすかなうずく感覚を経験した。副作用は認められなかった。経頭蓋刺激のための全体の治療時間は、およそ30分であった。
【0236】
およそ10分後に、患者は、セラピー・プロトコルをチャネルによる「上肢三相性」と称する、OmnistimR FX2電気刺激で治療された。陰極(2”x4”)電極は前腕屈筋に適用され、陽極(2”x4”)電極は手内在筋に適用された。チャンネルBが、前腕手首と指伸筋に印加され、陰極(2”x4”)電極が、近位前腕の筋肉に印加され、陽極(2”x4”)電極は、遠位前腕の筋肉に印加された。電極配置とプロトコルは、第12の代表的実施形態の記述にしたがう。
【0237】
周辺刺激の強度が、可視の活性化と最小の指と手首運動とで痙攣筋収縮を最小とするために、増加された。パルス列タイミング・パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
段階1と3は、チャネルAを通して印加される
第二相は、チャネルBを通して印加される
個別の電気パルスのパルス持続時間:50マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:60−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
オーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
第二段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
第三段階の持続時間:60のミリ秒(列につき5つのパルス)
第二段階の上の第三段階のオーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
パルス列パターンの周波数:1.5秒(0.67Hz)
全体の治療時間:周辺刺激のための20分
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0238】
手の領域に近くなっている右脳運動皮質の上に配置される陽極と、患者の上の肩の左側の上に配置される陰極とでの、超皮質直流電流刺激の30分と結合される20分の神経筋刺激の後で、彼は、親指の最も小さいものであるが、確かな随意最小の痙攣のみをもたらすことができた。しかし、他の指のどれもできなかった。また、親指の運動は、最初の刺激プログラムが完了した、わずかおよそ15分間続いた。
【0239】
5日後に、同じ複合刺激プロトコルの第2のセッションに続き、患者は、その時には、45度関節可動域を通して親指の随意運動を生じることができた。MPジョイントとPIPジョイントにおいて、等しい動作で、指の60度の伸展を通して完全な屈曲を始めることができた。彼がこの34年で、彼の指を動かすことができるのはそれが初めてだった。
【0240】
この改善は、継続的な自発的な運動で12週を超えて続いた。彼もまた、彼の手の感じの改善を認めた。
【0241】
[ケーススタディNo.#3]
第3のケース例は、69才の男性が関係するものである。彼は、組合わせ刺激治療の前、およそ9ヵ月前に左側脳血管発作を起こし、その結果右半身麻痺となった。彼は、話すことと唾をのむことを回復したが、まる9ヵ月の週に3回の集中したリハビリ・セラピーにもかかわらず、歩行とアーム動作に伴う難点を持ち続けた。彼は、下記のFX2電気刺激セラピーの複数のセッションを受けたが、改善がなかった。
【0242】
患者は、左の下肢の脳運動領の上にある右の頭皮に配置された正電極(30cm2)を有する経頭蓋定常直流電流刺激器で、最初に、治療された。負電極(22cm2)は、中立の場所として左上僧帽筋の筋肉の上に配置された。1.0mAの定常直流電流で10分間、経頭蓋直流電気刺激を印加した後に、周辺刺激プログラムは、下記のように始まった。
【0243】
患者は、セラピー・プロトコルをチャネルによる「下肢三相性」と称する、OMNISTIMR FX2電気刺激で治療された。陰極(3”x5”)電極は、前側方腰筋系に印加され、陽極(3”x5”)電極は、ひざのちょうど内側で上内側広筋に印加された。図3U(パネル2)による第21の代表的実施形態に記載されているように、チャンネルBが、後方腰と腿に印加され、陰極(3”x5”)電極が、大臀筋の筋肉に印加され、陽極(3”x5”)電極が、大腿屈筋と腰内転筋の内側面中ごろに印加された。
【0244】
周辺刺激の強度は、中程度の筋収縮を引き起こすことができ、とても十分に許容されるものであった。パルス列タイミング・パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
段階1と3は、チャネルAを通して印加される
第二相は、チャネルBを通して印加される
個別の電気パルスのパルス持続時間:70マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:60−100ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
第二段階の上の第三段階のオーバーラップの持続時間:40のミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.5秒(0.67Hz)
全体の治療時間:周辺刺激のための20分
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
段階1と3は、チャネルAを通して印加される
【0245】
脳の運動・ストリップ領域に対応する左の頂点上にある頭皮に印加された経頭蓋直流電気刺激と、腿と足の筋肉、四頭筋(膝窩筋)および腓腹筋、に印加したEMGパターン化電気刺激との最初の2つのセッションの後、患者は、足取りの顕著な改善を示さなかった。上で示したように、正電極場所は、まず、最初に左の頂点で下肢運動皮質の上にあった。しかし、最初の2つの不成功の治療の後、反対側の運動皮質への刺激を減少させる試みにおいて、横に1cmに移された。
【0246】
3回目のセッションは、最初の2つの修正であり、経頭蓋アプリケーションが、頂点から離れて横に1センチメートル動かされ、第21の代表的実施形態で示されるように、周辺刺激が腰と腿筋系に印加された。20分の周辺刺激による1mAの30分の経頭蓋DC刺激の後で、患者は、再び、援助なしで移動することができた。しかし、彼の足取り速度は、かなり改善した。3回目の刺激セッション以前には、彼のシャトル・ウォーキングに、29秒かかり、刺激より2日前、および直前に、29秒で繰り返した。刺激の後で、彼は、22秒に時間調節されて、22秒で繰り返した。腰屈曲とひざ屈曲は30度までよくなり、彼は主観的により良いバランスを感じた。
【0247】
5日後には、彼の足取りは、25秒まで減速した。3回目のセッションと同じ修正されたシステムを使用している4回目の刺激セッションの後、彼のシャトル時間は、20秒平均(21秒と19秒)に改善した。彼は、また、バランスの主観的な改善を認識した。同じシャトルのための正常な速い足取りがテストされ、10秒であった。足取りとバランスの改善は、さらに5日間続いた。
【0248】
本発明が記述されて、いくつかの代表的実施形態を参照して、例示してきたが、種々の修正は、発明の範囲を離れることなく、これらの実施形態に対して行うことができることを理解すべきである。したがって、本発明は、記述され、特許請求の範囲による制限を除いて、ここに例示される代表的実施形態に限られていない。
【技術分野】
【0001】
[関連出願へのクロスリファレンス]
本出願は、2007年2月27日に出願された米国正規出願第11/711,285号に基づき、優先権を主張するものである。その出願は、ここに、参照により組み込まれる。
【0002】
本発明は、一般には、神経障害の治療に関し、より詳細には、電気刺激装置と電気刺激を印加する方法に関する。好適には、脳の経頭蓋電気刺激で神経障害を治療するための手続きに従った電極の1つ以上のチャネルあるいは分岐電極へのパターン化電気パルスに関する。
【背景技術】
【0003】
神経学的症状の治療に有効な表皮ないし経皮的神経筋電気刺激の多数の形式がある。
1つの形式は、脊柱と脳を含む神経、筋肉、中枢神経系の活性化パターンを複製しようとするパターン化神経筋刺激である。これらのパターンは、筋肉と神経の活性化を最終的に生じる複数のエネルギー入力パターンによって発生することができる。上記のデバイスは、典型的には、長期にわたって繰り返される、過渡的あるいは短い活性化バーストを生じる。
【0004】
直流刺激が、頭または頭蓋を通した脳への適用において、十分に用いることができることが示されている。それは経頭蓋直流電気刺激と呼ばれ、脳組織に頭蓋骨を通して連続低電流イオン・フローを生成するマルチプルデバイスによって達成される。脳刺激の他の形式は、頭蓋骨に穴をあけて、種々のエネルギー送信機を挿入することを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第5,562,718号
【発明の概要】
【0006】
本発明は、神経障害の治療のための電気刺激システムと方法に関する。本システムは、身体領域を目標とする神経筋電気刺激と経頭蓋直流電気刺激を1つの治療体制として組み合わせるものである。
【0007】
1つの態様では、電気刺激システムは(1)患者の顔、体幹、下肢または腕の筋肉などの患者の筋系の感覚神経や運動神経を刺激するのに適応した神経筋刺激器を備える。(1)は、(2)患者の筋系の知覚と運動制御と関連した脳の領域を刺激するの適応した経頭蓋刺激器と結合されている。神経筋刺激器と経頭蓋刺激器は、単一のデバイスに含まれることも可能であり、1つ以上の電子制御ユニットによって操作される別々のデバイスであることも可能である。
【0008】
別の態様では、電気刺激システムは、少なくとも1つの電子制御ユニットを経皮的な電極などの電極のチャネルに接続している神経筋刺激器を備える。各チャネルは、2つの電極(すなわち相対的正電極と相対的負電極)を備える。第1のチャネルの電極は、神経障害によって結びつくか悩まされている1つ以上の筋肉を刺激するように患者の目標領域の組織と電気的接触して配置される。第2のチャネルの電極は、神経障害と結びつくか悩まされている組織と電気的接触して配置される。多くの実施例において、第1および第2のチャネルの電極は、患者の筋肉の主動筋/拮抗筋ペアの組織に、左右相称に、または電気的接触して、配置される。電子制御ユニットは、神経障害を治療する手続きに従う電極のチャネルを通して、患者に一連のパターン化電気パルスを印加する。
【0009】
加えて、電気刺激システムは、患者の頭蓋と電気的接触してを配置された第3のチャネルとオプションの第4のチャネルの電極を備える。電子制御ユニット(または別々のデバイスの電子制御ユニット)は、神経障害を治療する手続きに従って、患者の脳の領域を選択するために、電極を通して経頭蓋直流を印加する。典型的には、第3のチャネルとオプションの第4のチャネルの正電極は、目標筋肉(例えば顔の筋肉、下肢、腕、体幹など)および関連脳感覚領域の制御に結びついた脳領域上に配置され、第3およびオプションの第4のチャネルの負電極は、中立位置に配置することができる。たとえば、負電極は、頭蓋の反対側の目標筋肉の制御と関連した脳領域の上に、対側性に配置することができる。それは、その脳領域の阻害(刺激でなく)となる可能性がある。別法として、負電極を、前頭葉前部皮質(すなわち額)の上に、または、中立位置としての患者の反対側の肩/首領域の上に配置することができる。
【0010】
本発明の電気刺激システムは、顔、首、肩、背中、体幹、腕、前腕、手首、手、腰、腿、下脚、足首と足の主要筋肉を含む(ただし、これらに限定されるものではない)、ボディの主要筋肉の運動制御をリハビリして、治療するのに非常に適している。
【0011】
更なる態様において、電気刺激システムと本発明の方法は、他に、正常または無傷の個人でパフォーマンスを強化するのに用いることができる。例えば、競技のパフォーマンスを強化することなどである。
【0012】
さらに別の態様では、患者の筋系と脳の運動感覚領域は、好適には、患者の限定的な痛みあるいは無痛で、目標筋肉の動きを容易にするように、刺激される。
【0013】
典型的には、患者は、10分ないし2時間、最も好適には20分ないし1時間、さらにもっと好適にはおよそ20分ないし40分、電気刺激システムで治療される。治療セッションは、必要に応じて繰り返すことができる。
【0014】
一つの態様においては、神経筋パターン化刺激は、経頭蓋直流電気刺激が患者の上で実行されるのと同じ時に実行される。別の態様においては、治療の方法は、経頭蓋直流電気刺激の最初の期間のみ、典型的には、5、10、15、20または30分の定常またはパルス状の直流電流刺激、続いて同時神経筋刺激と経頭蓋直流電気刺激を含む。更に別の態様においては、治療の方法は、神経筋刺激の最初の期間だけ、典型的には5、10、15、20または30分、続いて同時神経筋刺激と経頭蓋直流電気刺激を含む。
【0015】
経頭蓋直流電気刺激が脳活性化の閾値を下げ、周辺刺激が、脳の機能再構築と周辺活性化からの刺激への脳の応答に、より効果的であるのを可能とすると考えられる。周辺刺激は、筋肉と神経を活性化する。これらの末梢神経は、感覚情報を脳の体性感覚運動センターに送り返し、脳内の中央パターンあるいは回路反射を活性化する。
【0016】
[パターン化電気的神経筋刺激(「PENS」)]
上で議論したように、本発明は、患者の筋系、例えば患者の正面、体幹、下肢または腕の筋肉などの運動神経と感覚神経を刺激するのに適している複数のチャネルを有する神経筋刺激器を備える電気刺激システムと方法に関する。
【0017】
チャネルに印加される一連の電気パルス(種々のパルス生成器または波生成器からつくることができる)は、種々の異なるタイプのパルス列パターンを含むことができる。たとえば、二相シーケンシャルまたはオーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを使うことができ、電気パルスの第一段階が電極の第1のチャネルに印加され、
電気パルスの第二段階が、電極の第2のチャネルに印加される。二相シーケンシャル・パルス列パターンを使って、電気パルスの第二段階は、時間遅延が間にあるように、電気パルスの第一段階の終了の後に始まる。二相オーバーラップ・パルス列パターンを使って、オーバーラップが間にあるように、電気パルスの第二段階は、電気パルスの第1のフェースの終了と同時か、その前に始まる。
【0018】
別の例では、シーケンシャル三相性またはオーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを、使うことができ、電気パルスの第一段階は、電極の第1のチャネルに印加され、電気パルスの第二段階は、電極の第2のチャネルに印加され、そして、電気パルスの第三段階は、電極の第1のチャネルに印加される。三相性シーケンシャル・パルス列パターンを使って、電気パルスの第二段階は、時間遅延が間にあるように、電気パルスの第一段階の終了の後、始まる。同様に、電気パルスの第三段階は、時間遅延が間にあるように、電気パルスの第二段階の終了の後、始まる。三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを使用して、オーバーラップが間にあるように、電気パルスの第二段階は、電気パルスの第1のフェースの終了と同時か、その前に始まり、同様に、電気パルスの第三段階は、オーバーラップが間にあるように、電気パルスの第二段階の終了の前に始まる。さらにまた、二相または三相性パルス列パターンは結合することができるか、一緒に対にされることができる。そして、集められる4つ、5つまたは、6つの段階をつくる。二相または三相性パルス列パターンは結合することができるか、一緒に対にすることができ、4つ、5つあるいは、6つの段階を一緒にグループにすることができる。
【0019】
さらに別の実施例では、電気パルスのシリーズは、電極の1つ以上のチャネルに印加される機能パルス列パターンを含む。この実施例において、パルス列パターンは、通常の機能している活動の間に含まれる特定の筋肉の電気的シーケンスを模倣しようとする。実施例は、典型的には歩行の間に達成される足首の背屈と外転、物をつかんだり持つのを援助する指の伸展、屈曲、対向を含むが、それに制限されるものではない。
【0020】
更なる実施例では、一連の電気パルスは、電極の1つ以上のチャネルに印加される低周波パルス列パターンを含み、個々の電気パルスは、選択的に相対的選択的な生産神経伝達物質と変調器(エンドルフィン、ダイノルフィン、エンケファリンとセロトニン、その他)を選ばれた周波数に基づいて、生成するために、4Hzないし200Hzの周波数で生成される。特定の周波数の刺激は、機能亢進の感覚センター(それは、中心パターンジェネレータの再教育の役割を果たす)または、過敏性筋緊張及び/又は痙性を減らす下行性抑制のトリガーにより、神経障害の治療に有益な効果を持つと考えられている。刺激の単一周波数の使用は、機能不全かもしれない抑制の単一のメカニズムをターゲットとするのに、最も効果的である可能性がある。
【0021】
別法として、周波数系列パルス・バースト列パターンは、電極の1つ以上のチャネルに印加することができ、変調された電気パルスの異なるシーケンスは、異なるバースト周波数で生成される。好適には、それぞれのシーケンスの間にエンドルフィン、ダイノルフィン、エンケファリンおよびセロトニンの同時生成を行うように、異なるバースト周波数が選ばれる。過敏性筋緊張及び/又は痙性を減少する下行性抑制のトリガー機能亢進の感覚入力の正規化による神経障害の治療に有益な効果を持つと考えられる。複数の抑制性または興奮性神経伝達物質の生成の複合効果は、より難しいケースに使用する、または、単一の周波数法と比較してより一般的なアプローチとして、提供することができる単一の神経伝達物質よりも強力な効果を提供することができる。
【0022】
[経頭蓋直流電気刺激]
上で議論したように、本発明は、脳の体性感覚および運動制御部位を刺激するの適応する電極の1つ以上のチャネルを有する経頭蓋直流電気刺激器を備える電気刺激システムと方法に関する。
【0023】
経頭蓋直流電気刺激は、定常、パルス、変調、または干渉であり得る。1つの態様では、直流電流は定常電流または定常電圧またはその組合せである。別の態様においては、直流電流は、電極の1つ以上のチャネルに印加される中間周波数パターンの一連の電気パルスを含み、個別の電気パルスは、キャリア周波数で生成される。刺激は、定常電流、定常電圧またはその組合せであり得る。さらに別の態様では、直流は周波数系列パルス・バースト列パターンであり、変調された電気パルスの異なるシーケンスは、異なるバースト周波数で生成される。
【0024】
1つの態様では、経頭蓋直流電気刺激が、前処理ステップとして、神経筋パターン化電気刺激の前に印加される。前処理ステップは、周辺刺激の第1のチャネルの活性化の前に通常500ミリ秒未満、好適には、300のミリ秒未満の間続く。
【0025】
本発明の電気刺激方法は、また、神経障害を治療することに有用な種々の医薬の治療的に有効な量の投与と組み合せることが可能である。例えば、ドーパミン取り込み阻害薬、ノルエピネフリン再摂取防止剤、選択的セロトニン再取り込み阻害薬、モノアミンオキシダーゼ阻害薬、セロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬、ノルエピネフリン取り込み阻害薬、ドーパミン作用薬、アセトコリンエステラーゼ阻害薬、カテコール0−メチル基転移酵素阻害薬および抗コリン作用薬などである。抗酸化剤を、経頭蓋刺激への補助剤として、他の神経保護の薬剤とともに使うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
本発明は、発明の部分を構成する添付図面を参照して、より詳細に、以下の本発明の詳しい説明において記述される。
【図1A】本発明の電気刺激システムと方法に従って使用することができる神経筋電気刺激デバイスのブロック図である。
【図1B】本発明の電気刺激システムと方法に従って使用することができる経頭蓋直流電流電気刺激デバイスのブロック図である。
【図2A】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加二相シーケンシャル・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2B】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる二相オーバーラップ・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2C】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる三相性(の)シーケンシャル・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2D】図1の神経筋電気刺激デバイスの出力チャネルに印加することができる三相性オーバーラッピング・パルス列パターンのタイミング図である。
【図2E】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる低周波パルス列パターンのタイミング図である。
【図2F】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる第1の周波数系列パルス・バースト列パターンのタイミング図である。
【図2G】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる第2の周波数系列パルス・バースト列パターンのタイミング図である。
【図2H】図1の神経筋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる第3の周波数系列パルス・バースト列パターンのタイミング図である。
【図3A】本発明の第1の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。患者の顔の筋肉(例えば、咬筋及び/又は翼状突起と頬筋口輪筋)がどれであるか、刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電流電気刺激と結合される。
【図3B】本発明の第2の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。患者の顔の筋肉(例えば、頬筋及び/又は口輪筋と咬筋)と舌及び/又は咽頭が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3C】(最上のパネル)本発明の第2の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。顔の筋肉(例えば、頬筋及び/又は口輪筋)と患者の頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。(下のパネル)本発明の第3の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。顔の筋肉(例えば、咬筋及び/又は翼状突起の筋肉)と患者の頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3D】本発明の第4の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。僧帽筋の筋肉と患者の頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3E】本発明の第5の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。患者の頚部の傍脊柱と胸の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3F】本発明の第6の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の頚部下部/胸上部の傍脊柱および患者の胸中部ないし下部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3G】本発明の第7の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の腰部の傍脊柱の筋肉と腹筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。この実施形態は、特に患者で腰部の安定化を促進するのに役立つ。
【図3H】本発明の第8の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の胸の及び/又は腰部の傍脊柱の筋肉と腹筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。この実施形態は、特に患者で体幹屈曲/拡張を促進するのに役立つ。
【図3I】本発明の第9の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。患者の上腕二頭筋と上腕三頭筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。この実施形態は、特に患者の腕屈曲/拡張を促進するのに役立つ。
【図3J】本発明の第10の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。肩の内転および外転と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3K】本発明の第11の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。肩の屈曲と伸張と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3L】本発明の第12の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。手首と指の屈曲と伸展と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3M】本発明の第13の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。腕運動制御に関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3N】本発明の第14の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。サイクリングなどの身体活動の間、上腕三頭筋が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3O】本発明の15番目の典型的な実施形態に従って神経筋電気刺激を適用することによって、患者の神経障害を治療する方法を図示する。肩甲骨外転と上方回転とに関係する筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3P】本発明の第16の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する例えば、第1の背の骨間の筋肉または手内在筋、肘の近くの筋肉(例えば、放射神経を含む肘の近くに原点を有する長橈側手根伸筋および短橈側手根伸筋)、など、腕の筋肉が刺激され、後方肩の筋肉と頚部の傍脊柱の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3Q】本発明の第17の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。ひざ(例えば内側広筋)、脚(例えば近位前脛骨と遠位腓骨の筋肉)及び/又は足(例えば短指伸筋の筋肉)と関連した筋肉を含むがこれらに限らず、下肢の筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3R】本発明の第18の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。つま先の反転/外転だけでなく伸展/屈曲と関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3S】本発明の第19の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。足首背屈/外転と足底屈曲/外転に結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3T】本発明の第20の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。下肢の動きに関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3U】本発明の第21の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。腰の外転/内転/伸展とひざの伸展/屈曲と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電流電気刺激と結合される。
【図3V】本発明の第22の代表的実施形態に従って、神経筋電気刺激を印加することによって患者の神経障害を治療する方法を例示する。ひざの屈曲と伸展と結びついた筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図3W】本発明の第23の代表的実施形態に従って神経筋電気刺激を印加することによって、患者の神経障害を治療する方法を例示する。両方向性ひざ伸展に関連した筋肉が刺激される。一般に図4に図示されるように、神経筋電気刺激は経頭蓋直流電気刺激と結合される。
【図4A】患者に経頭蓋直流電流電気刺激を印加することによって患者で神経障害を治療する方法を例示する。顔の筋系、下肢筋系あるいは上肢筋系の体性感覚と運動制御領域が刺激される。上のパネルは患者の側面図であり、下のパネルは患者の正面図である。一般に図3A−3Wに図示されるように、経頭蓋直流電気刺激は神経筋電気刺激と結合される。
【図4B】図4Aに示される経頭蓋刺激の3つの代替電極配置を例示する。
【図4C】図4Aに示される経頭蓋刺激の3つの代替電極配置を例示する。図4Bと図4Cの両方において、正電極118aは、目標筋肉と関連した脳の体性感覚および運動制御領域の上に配置される。図4Bでは、負電極118bが、次に、正電極118aと対側性に配置され、図4Cでは、負電極は、前頭葉前部皮質の上に、または、患者の首または肩部に配置される。
【図4D】患者の両方向性経頭蓋直流電気刺激のために、電極配置の2つの代替実施形態を例示する。図4Dにおいて、正電極118aと120aは、脳の体性感覚および運動制御部位の上に、各々に対側性に配置される。負電極118bと120bは、前頭葉前部皮質(上パネル)の上に、または、患者の肩(下のパネル)の上で、それらの対応する正電極118a、120a、同じ側に、互いに対側性に配置される。
【図4E】患者の干渉経頭蓋直流電気刺激のために、電極配置の2つの代替実施形態を例示する。図4Eにおいて、正電極118aと120aは、脳の同じ体性感覚および運動制御部位の上に、各々に対側性に配置される。負電極118bと120bは、次に、それらの対応する正電極118a、120aに比べて、前頭葉前部皮質(上のパネル)または患者の肩(下のパネル)の反対側に、互いに対側性に配置される。図4Eにおいて、電極は干渉電流をつくるために交差する。直流電流またはパルス状直流電流の各々のチャネルが互いから電気的に絶縁されているので、フィールドが交差するように電極が配置された場合、新たなフィールドが、2つ以上のフィールドの総和から、深部組織につくられる。これらのフィールドは、2つのフィールドのベクトル和であり、信号が、例えば下肢体性感覚と運動制御サイトなど、さもなければ表面上刺激からアクセス可能でない、脳内の深部組織の選択的な領域に向けられることを可能とする。深部脳組織の総和フィールドあるいはベクトルフィールドの極性は、表面上の電極配置の極性に依存する。このアプローチは、直流電流またはパルス状直流電流フィールドの極性に基づいて、ユニークに深部脳構造の刺激または抑制を可能とする。パルス状直流電流が十分な周波数であるならば、組織インピーダンスに打ち勝つことができ、ストレートな直流電流フィールドよりも効率的に、頭蓋骨を通して容量結合することができる。ただし、両方とも、深部脳組織で総和ベクトルを引き起こすものである。
【図5A】経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。
【図5B】経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。
【図5C】経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。図5Aにおいて、定常直流電流が、患者に印加される。図5Bにおいて、反復的な単極パルス列が、適切なキャリア周波数で印加される。図5Cは、図1Bの経頭蓋電気刺激装置の出力チャネルに印加することができる単極バースト・変調パルス列パターンのタイミング図である。
【図6】本発明に従う典型的な電気刺激システムのタイミング図である。上2つのパネルは、神経筋刺激の典型的なタイミング図を例示し、下2つのパネルは、経頭蓋直流電気刺激の代替の典型的なタイミング図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明は、電気刺激システムと神経障害の治療のための方法に関する。
【0028】
ここでの使用では、「投与」という用語は、患者に薬剤を与える方法を指す。その方法は、例えば、局所投与、経口投与、静脈投与、経皮投与、腹膜内投与あるいは筋肉内投与である。投与の好適な方法は、例えば、医薬品組成物の成分など種々の要因に従い変化することができる。
【0029】
ここでの使用では、「並列投与」、「同時投与」または「同時治療」は、一緒または、互いに前後する薬剤の投与を含む。電気刺激処理法で共同投与される治療剤は、同じか異なるルートによって投与することができる。
【0030】
ここでの使用では、「電気刺激」という語は、経皮的な、または経皮的電極を通過する患者への電流の種々のタイプを指す。これは、センサー(皮膚センサーおよび位置センサー)と中心パターンジェネレータ入力と関連した筋線維を神経支配する神経の刺激による、または目標領域で筋肉を活性化するモーター遠心性線維の抑制性メカニズムと刺激による、間接的な神経及び/又は筋肉の活性化を含む。
【0031】
使用することができる電気刺激のタイプの例は、パターン化電気的神経筋刺激(「PENS」)、経皮的神経電気刺激法(「TENS」)、神経筋電気刺激(「NMES」)、および、干渉電流(「IFC」)、経皮的電気筋肉刺激(「PEM」)、経皮的電気神経刺激(「PENS」)、パルス磁場神経筋脱分極システム、機能的電気刺激(「FES」)と電気鍼療法を含む。しかし、それらに制限されるものではない。それらは、交流電流波形あるいは変調交流電流波形、非対称又は対称二相パルス電流波形、単相パルス電流波形、あるいは正弦波変調を用いることができる。もちろん、当業者は、他のタイプの電気刺激を本発明に従って使用することもできるということを認識するであろう。
【0032】
ここでの使用では、「直流電流」という用語は、回路またはネット・イオン流を引き起こす機器を1つの方向だけに流れる電流を指す。「直流電流」という語は、定常(連続的)直流電流とパルス状(断続的)直流電流を含む。関連する直流電流は、交流とは対照的に、極性が変わらないものである。直流電流は、電気回路の閉ループあるいはループに沿って1つの変わらない方向への電荷のドリフトまたは変位に対応する。極性は、時々反転することが可能であるが、しかし、ネット・イオン流が形成されなければならない。直流電流と直流電圧は、定常的大きさであることも、時間とともに変化することもできる。
【0033】
ここでの使用では、「運動皮質」という用語は、一次運動野(またはM1)と、選択的に、二次運動皮質(例えば、後頭頂葉、運動前野と補足的運動野)を指す。
【0034】
ここでの使用では、「体性感覚皮質」という用語は、側方中心後回を指し、ほぼ、ブロードマン領域3、1および2と同じである。
【0035】
ここでの使用では、「運動点」という用語は、包囲領域と比較し、下位レベルの電気によって電気的刺激することができる組織の領域を指す。運動点は、運動神経終末が集中する、あるいは、神経幹が筋肉に入る筋肉の神経刺激地帯の上に存在する。運動点は、筋肉を刺激するのに用いあれる表面電極の配置場所として、しばしば使われる。以下の実施形態において、筋肉の運動点が、好適には刺激される。
【0036】
ここでの使用では、「神経障害」という用語は、例えば、運動機能の縮小を起こす多発性硬化症、パーキンソン病およびその他の神経学的症状など神経変性障害と同様に脳卒中、外傷性脳損傷、脳性麻痺、失調症、水頭症、毒性、炎症、筋ジストロフィー、運動ニューロン疾患、炎症性筋疾患、神経筋接合部不規則度、末梢神経障害を指す。運動ニューロン疾患の例は、成人脊髄筋萎縮症、筋萎縮性側索硬化症(ルー・ゲーリッグ病)、小児進行性の脊髄筋萎縮症(SMAタイプ1、またはウェルドニッヒ−ホフマン病)、中間脊髄筋萎縮症(SMAタイプ2)、若年性脊髄筋萎縮症(SMAタイプ3、またはウオールフアルト・クーゲルベルク・ウエランダー病)、球脊髄性筋萎縮症(SBMAまたはケネディ病)またはX連鎖球脊髄性筋萎縮症を含む。しかし、それらに制限されるものではない。神経筋接合部疾患の例は、重症筋無力症、ランバート−イートン・シンドローム及び先天性筋無力症症候群を含む。しかし、これらに制限さえるものではない。末梢神経障害の例は、チャルコー・マリー・トゥース病あるいは腓骨筋萎縮症、デジュリーヌ・ソッタ病、およびフリードライヒ失調症を含む。しかし、これらに制限されるものではない。他の筋疾患は、先天性筋緊張症あるいはトムゼン及びベッカー病、先天性筋緊張症、中心コア病、周期性麻痺(PP)低カリウム血性、高カリウム血症内分泌筋疾患およびミトコンドリア筋疾患を含む。
【0037】
「脳卒中」の用語は、血管性の脈管またはポスト働いている自然から、脳内出血だけでなく血栓性あるいは塞栓梗塞を含む脳血管障害の多数のサブカテゴリを指す。
【0038】
好適な態様において、本発明は、脳卒中の後の神経障害の治療に使用される。脳卒中は、今日、アメリカ合衆国での2番目に一般的な死因であり、成人障害の主要な原因である。700,000件の脳卒中が、毎年米国で起っており、500,000人の生存者に後遺障害が残っている。これらの生存者の40パーセントには運動機能と基本モビリティに関連し中程度の障害と機能制限があり、15−30%には深刻な障害がある。
皮質の機能が無傷の患者には、脳卒中の後で起こる機能再編成の間、脳可塑性に関して利点がある。出血性脳卒中または左半身麻痺(右半球の病変)の患者は、虚血性脳卒中または右半身麻痺(左半球の病変)の患者より、運動機能の回復のためには、よりたいへんな運動障害があると考えられている。
【0039】
ここでの使用では、「中立である」という用語は、電極についての文脈において、その領域の刺激が重大な身体的あるいは神経学的変化を引き起こさないことを意味する。典型的には、これは、領域(例えば額、首または肩)は、1平方センチメートルにつき0.015アンペア未満の電流を受けることを意味する。
【0040】
「薬学的に許容できる」というフレーズは、それらの化合物、物質、組成及び/又は、堅実な医学的判断の範囲内の、過度の毒性、刺激作用、アレルギー応答または他の問題または合併症が無く、妥当な利益/危険率と釣り合った人間や動物の組織と接触の使用に適している剤形を指すために、ここで採用される。
【0041】
「治療的に有効量」というフレーズは、ここでの使用では、活性な薬剤の量は、単独または他の薬剤と結合して、神経障害の予防、治療または管理において治療的な利益を提供することを意味する。異なる治療的に有効な量が、当業者にはすぐに分かるように、各々の障害に適用することができる。
【0042】
ここでの使用では、「組織」という用語は、上皮、結合組織、筋肉および神経組織を含む、ボディの1つ以上の特定機能を実行するために一緒に働く形態学的に類似したセルと関連細胞間物質の集合を指す。
【0043】
ここでの使用では、「治療」という用語は、哺乳類(特に人間)などの患者の神経障害の治療を指す。それは、神経障害の1つ以上の徴候の予防、改善、抑制、軽減を含む。
【0044】
ここでの使用では、「主動筋の筋肉」という用語は、広く、もう一つの筋肉によって抵抗され、対抗される筋肉すなわち「拮抗筋」を指す。主動筋/拮抗筋対の例は、外転筋/内転筋、屈筋/伸筋、回外筋/回内筋、伸出筋/牽引筋と外回旋筋/内回旋筋を含む。
【0045】
ここでの使用では、「内転筋」が一般的にボディ中心線に向かう動向を引き起こす筋肉であるのに対し、「外転筋」という用語は、一般にボディ中心線から離れてゆく動きを引き起こす筋肉を指す。
【0046】
ここでの使用では、「伸筋」がジョイントの角度を減らすのに対し、「屈筋」の用語は一般的にジョイントの角度を減らす筋肉を指す。たとえば、橈側手根屈筋と尺側手根屈筋は、手首の両方の屈筋である。長橈側手根伸筋は、短橈側手根伸筋とともに、手首の伸筋である。
【0047】
ここでの使用では、「回内筋」という用語は、前に向けた手のひらを後ろ向きにする手首の動きを引き起こす筋肉を指す。手のひらを前向きにする逆の運動は、「回外筋」によって指示される。ここでの使用では、「伸出筋」という語は、水平面で前方にボディの一部を動かす筋肉を指す。一方、「牽引筋」は逆の運動に関与する。
【0048】
ここでの使用では、「外回旋筋」という用語は、足底を外側に回す足の撚り運動に関係する筋肉を指す。足底を内側に回す逆の運動が「内回旋筋」によって実行される。
【0049】
図1を参照して、本発明の方法に従って使用することができる電気刺激システムの代表的実施形態を説明する。当業者には、理解できるように、電気刺激システムは、神経筋刺激デバイス10と経頭蓋電気刺激デバイス100を備える。神経筋刺激デバイス10と経頭蓋電気刺激デバイス100とは、単一の電子制御ユニットによって操作される単一のデバイスに結合することができる。しかしながら、単純さのために、ここでは、別々のデバイスを記述する。
【0050】
[神経筋刺激装置]
図1Aに示すように、神経筋刺激デバイスは、一般に参照番号10で指定される。神経筋電気刺激デバイス10は、複数の出力コネクタ14、16で、一般に電子制御ユニット12を備える。それは、複数の出力ケーブル18、20と関連電極対18a、18bと20a、20bにそれぞれ、接続している。2つの出力コネクタ14、16が図1Aで示されるが、本発明に従って、電子制御ユニット12が多くの出力コネクタ(例えば1つ、2つ、6つまたは8つの出力コネクタ)を含むことができることを理解すべきである。加えて、1つ以上のケーブルを、複数電極(例えば、2つ、3つ、4つ、5つまたは6つ)に分岐することができる。
【0051】
出力ケーブル18、20は、各々、同軸ケーブルなど適切なタイプの絶縁伝導性のケーブルからなる。図示した実施形態において、出力ケーブル18は、出力コネクタ14に付属するコネクタ24(例えば雄型ジャック)と第1スプリット端部26aと第2スプリット端部26bに分かれる前端部分26を有する後端部分22を含む。同様に、出力ケーブル20は、出力コネクタ16に付属するコネクタ30(例えば雄型ジャック)と第1スプリット端部32aと第2端部32bに分かれる前端部分32を有する後端部分28を含む。もちろん、出力ケーブル18、20の各々は、(スプリット端部を有する前端部分を持つのではなく)2つの別々のリードから別法として製造できることを理解すべきである。加えて、出力ケーブル18、20は、コネクタを使わずに直接電子制御ユニット12に接続することも可能である。
【0052】
図1Aで分かるように、電極18a、18bはそれぞれ、出力ケーブル18のスプリット端部26a、26bに付属する。同様に、電極20a、20bは、それぞれ、出力ケーブル20のスプリット端部32a、32bに付属する。出力ケーブル18と電極18a、18bは、一緒に、第1出力チャネル(以下「チャネルA」と呼ぶ)を作り、出力ケーブル20と電極20a、20bは、一緒に、第2の出力チャネル(以下「チャネルB」と呼ぶ)を作る。2つのチャネルが図1に示されるが、多くのチャネルを、本発明に従って使用することができることを理解すべきである(もちろん、チャネルの数が電子制御ユニット12の出力コネクタの数と一致することが前提である)。
【0053】
図の例では、電極18aと20aは各々相対的な正電極を備え、電極18bと20bは各々相対的な負電極を備える。以下に、より詳細に記述されるように、電極18a、18bと電極20a、20bに印加される電気パルスの各々は、たとえば、単相波形(絶対極性を持つ)、二相非対称波形(相対的な極性を持つ)または二相対称波形(極性を持たない)を含むことができる。このように、ここでの使用では「正電極」という用語は、相対的な正電極を指し、「負電極」という用語は、相対的な負電極を指す(電気パルスが単相波形、非対称二相波形または対称二相波形を備えるか否かを問わない(それは、波形の各々の位相において、相対的な陽電極または相対的な負電極のようにふるまう))。
【0054】
電極18a、18bと20a、20bは、図3A−3Wを参照して、より詳細に下で記述されるように、各々、患者の選択された領域の組織で電気的に導通して配置されるのに適している。図示した実施形態において、各電極18a、18bと20a、20bは、患者の皮膚上に配置することができる表面電極パッドを有する経皮的電極を備える。従来技術において知られているように、各電極18a、18bと20a、20bは、金属または他の生理的に許容できる伝導材質から形成することができ、種々の異なるサイズと形状をとることができる。もちろん、1つ以上の電極20b、18a、18bと20aは、例えば、針電極または本発明に従う他のタイプのどんな適切な電極でも、経皮的電極を別法として含むことができる。
【0055】
電子制御ユニット12も、神経障害を治療する手続きに従って、一連の電気パルスを選択的に生成するために、内部回路(図示せず)を含む。回路によって生成される電気パルスのシリーズは、出力コネクタ14、16で提供され、チャネルAやチャネルBを通して患者に印加することができる。電気パルスのシリーズは、パルス列パターンの種々の異なるタイプを含むことができる。例えば、二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクル、二相オーバーラップ・パルス列パターンの複数のサイクル、三相性シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクル、三相性オーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクル、機能パルス列パターン、低周波パルス列パターン、または、周波数系列パルス・バースト列パターンなどである。これらのパルス列パターンの各々は、図2A−2Hを参照して下に詳述される。当業者は、例えば、参照によってここに組み入れられるパラモ米国特許第5,562,718号で記述される回路など種々の異なる回路構成は、種々のパルス列パターンを生成するのに用いることができることを理解するであろう。
【0056】
種々の異なる神経筋電気刺激デバイスが、本発明に従って使用できる、及び/又は、使用するのに適していることがありえる。たとえば、OMNISTIMR FX2パターン化電気神経筋刺激器または、OMNISTIMR FX2プロ・パターン化電気神経筋刺激器に、ここに開示されるプロトコルを簡単に取り入れることができる。そのどちらも、本出願の出願人により販売されている。もちろん、当該産業で一般的に利用できる他のタイプの電気刺激デバイスを使用することもできる。
【0057】
次に、図2A−2Hを参照して、本発明に従って使用することができるパルス列パターンの種々のタイプの実施例が、以下に記述される。パルス列パターンの各々は、特定のパターンに構成された一連の個別の電気パルスから成る。電気パルスの各々は、単相または二相波形を備えることができる。そしてそれは、たとえば、非対称、対称、正方、正弦波、オーバーラップ正弦波(干渉)などである。好適には、電気パルスの各々は、ポジティブ相とネガティブ相の間、30マイクロ秒ないし400マイクロ秒(好適には100マイクロ秒未満)の範囲のパルス持続時間および、典型的には25ミリアンペアと140ミリアンペアの間で変動する電流振幅を有する、二相非対称矩形波を備える。パルス幅が小さいなった場合、より大きい電流が許容できる(たとえば最高200ミリアンペア)ことが理解される。
【0058】
短いパルス持続時間と高電流振幅を有する電気パルスは、選択的にP型カルシウムチャンネルを起動させる(好適には、30−100マイクロ秒のパルス持続時間と25−140ミリアンペアの電流振幅を有する)ことが分かっている。P型カルシウムチャンネルの活性化は、軸索再生と修復を支えるために、神経成長因子(「NGF」)の放出を順番に起動させる。この反復したP型カルシウムチャンネル活性化は、神経筋接合部においてカルシウム・プールを増加する。それは拡張筋肉補充を容易にする。経験的に観察されるように、刺激出力は増やされないが、痙攣短縮は、治療の間、強度を増加させる可能性がある。神経筋接合部における、この付加カルシウムは、数時間の後処理の間続き、それは随意運動を容易にする。「神経の刺激効果表現(Neural stimulation effects presentation)(反復的電気刺激を用いた短期および長期の神経発達強化)」、Regeneron社(タリータウン、NY)、神経科学協会、サンディエゴ、1998、を参照。
【0059】
[二相シーケンシャル・パルス列パターン]
図2Aを参照する。電気刺激システム10は、患者に二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのに用いることができる。二相シーケンシャル・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、電気パルスの第二段階は、間に遅延期間をもって、チャネルBに印加される。
【0060】
図解した例において、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階の終結において、電気パルスの第二段階がチャネルBに印加される前に、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の遅延期間がある。そして、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒(100ミリ秒の間最も好適には)の間、チャネルBに印加される。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hz〜100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0061】
上述の二相シーケンシャル・パルス列パターンは、およそ0.33秒(3Hz)ないし3秒(0.33Hz)毎に、繰り返すことができる。好適には、パルス列パターンは、特定の治療に望ましいように、全体治療時間およそ10分ないし30分(最も好適には、20分の間)、患者に印加される。
【0062】
[二相オーバーラップ・パルス列パターン]
図2Bを参照する。電気刺激システム10は、患者に二相オーバーラップ・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのにも用いることができる。典型的二相オーバーラップ・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、電気パルスの第二段階は、間に重複期間を有し、チャネルBに印加される。
【0063】
図解した例において、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階が40のミリ秒と100のミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の間の期間に達したとき、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒ないし120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルBに印加される。このように、チャネルAとチャネルBが電気刺激を患者に提供している重複期間がおよそ20ミリ秒ないし80ミリ秒(最も好適には、20ミリ秒)ある。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hzないし100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0064】
上述の二相オーバーラップ・パルス列パターンは、およそ0.33秒(3Hz)ないし3秒(0.33Hz)毎に反復することができる。好適には、特定の治療に望ましいように、パルス列パターンは、およそ10分ないし60分(最も好適には20分)の全体治療時間において、患者に印加される。
【0065】
[三相性シーケンシャル・パルス列パターン]
図2Cを参照する。電気刺激システム10は、患者に三相性シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのにも用いることができる。三相性シーケンシャル・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、
電気パルスの第二段階は、チャネルBに印加され、電気パルスの第三段階は、チャネルAに印加される、電気パルスの第一および第二の段階の間に遅延期間があり、電気パルスの第2と第三段階の間のもう一つの遅延期間がある。
【0066】
図の例では、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒ないし120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階の終結において、電気パルスの第二段階がチャネルBに印加される前に、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の遅延期間がある。それから、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルBに印加される。電気パルスの第二段階の終結において、電気パルスの第三段階がチャネルAに印加される前に、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(最も好適には80のミリ秒の遅延期間がある。次に、電気パルスの第三段階は、およそ36ミリ秒〜72ミリ秒の間(最も好適には、60ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hzないし100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0067】
上述の三相性シーケンシャル・パルス列パターンは、約0.3秒(3.3Hz)から3秒(0.33Hz)まで毎に、繰り返すことができる。好適には、特定の治療に望ましいように、パルス列パターンはおよそ10分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。
【0068】
図2Dを参照する。電気刺激システム10は、患者に三相性オーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを印加するのにも用いることができる。典型的三相性オーバーラッピング・パルス列パターンにおいて、電気パルスの第一段階は、チャネルAに印加され、電気パルスの第二段階は、チャネルBに印加され、電気パルスの第三段階は、チャネルAに印加される。重複期間が、電気パルスの第一および第二の段階の間にあり、電気パルスの第2と第三段階の間にもう一つの重複期間がある。
【0069】
図の実施例において、電気パルスの第一段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒の間(最も好適には、100ミリ秒の間)、チャネルAに印加される。電気パルスの第一段階が40のミリ秒と100のミリ秒(最も好適には80のミリ秒)の間の期間に達したとき、電気パルスの第二段階は、およそ60ミリ秒〜120ミリ秒(最も好適には100のミリ秒)の間、チャネルBに印加される。このように、およそ0ミリ秒〜100ミリ秒(そして、最も好適には20のミリ秒)の重複期間があり、その間、チャネルAとチャネルBのどちらも、電気刺激を患者に提供する。電気パルスの第二段階が40のミリ秒と100のミリ秒の間(最も好適には80のミリ秒)の期間に達したとき、電気パルスの第三段階は、およそ36ミリ秒〜72ミリ秒(最も好適には60のミリ秒)の間、チャネルAに印加される(すなわち、電気パルスの第三段階は、電気パルスの第一段階のより短い時間持続時間を有する)。このように、およそ0ミリ秒〜72ミリ秒(最も好適には20のミリ秒)の重複期間があり、その間、チャネルBとチャネルAのどちらも、電気刺激を患者に提供する。各々の位相の個別の電気パルスの周波数は、およそ30Hzないし100Hz(最も好適には50Hz)である。
【0070】
上述の三相性オーバーラッピング・パルス列パターンは、およそ0.33秒(3Hz)ないし3.0秒(0.33Hz)毎に、繰り返すことができる。好適には、特定の治療に望ましいようにパルス列パターンはおよそ10分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。
【0071】
[機能パルス列パターン]
電気刺激システム10は、患者に機能パルス列パターンを印加するのにも用いることができる。機能パルス列パターンは、正常な機能活動に含まれる特定の筋肉の電気シーケンスを模倣するように、チャネルAとチャネルB(または付加チャネルに)に印加される。当業者は、特定の機能活動(例えば、咀嚼、急速投与、嚥下)のための機能パルス列パターンは、筋電図記録の(EMG)記録装置を用いることにより得ることができることを理解するであろう。筋肉の発火シーケンス、発火周波数、および筋肉の発火の持続時間と周波数は、このように、標準化された健康な正常対象に対して決定することができ、次に、適当な刺激パターンにプログラムすることができる。好適には、特定の治療に望ましいように、機能パルス列パターンは、およそ10分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。例には、把握すること、保持すること、つまむこと、立ち上がること、サイクリング、ウォーキング、および足関節背屈を含む。しかし、それらに制限されるものではない。
【0072】
[低周波パルス列パターン]
図2Eを参照する。電気刺激システム10は、患者に低周波パルス列パターンを印加するのにも用いることができる。低頻度パルス列パターンは、個別の電気パルスが4Hzと200Hzの間での周波数で各々のチャネルの上で生成されるチャネルAやチャネルBに印加することができる。一般的に、電気パルスの周波数は、望ましい応答を提供し、患者に最大の安心感を提供している間に、中枢にあるいは脊髄に刺激性または抑制性神経伝達物質を放出するために、選ばれる。チャネルAとチャネルB両方が使われるならば、低周波パルス列パターンは、チャネルAとチャネルBに同時に印加することができる。または、異なる周波数は、嚥下の種々の段階と関連した異なる領域に、各々のチャネルの上で印加することができる。好適には、特定の治療に望ましいように、低周波パルス列パターンはおよそ5分〜60分(最も好適には20分)の全体治療時間、患者に印加される。
【0073】
[周波数系列パルス・バースト列パターン]
図2F−2Hを参照する。電気刺激システム10は、患者に周波数系列パルス・バースト列パターンを印加するのにも用いることができる。周波数系列パルス・バースト列パターンは、調整された電気パルスの異なるシーケンスが異なる周波数で生成されるチャネルAやチャネルBに印加することができる。好適には、それぞれのシーケンスの各々の間に、エンドルフィン、ダイノルフィンとエンケファリン/セロトニンの生産を選択的に生成するように異なるバースト周波数が選ばれる。それは、本発明の神経障害の治療において有益な効果を持つと考えられている。
【0074】
図2Fに示される実施例において、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ1秒〜150秒(好適には10〜120秒)の持続時間において、およそ0.1Hz〜10Hz(好適には1〜5Hz)のバースト周波数で発生された、変調された電気パルスの第1シーケンスで、およそ1〜150秒(好適には10秒〜120秒)の持続時間において、およそ5Hz〜20Hzのバースト周波数で発生された変調された電気パルスの第2のシーケンスで、およそ1〜150秒(好適には10秒〜120秒)の持続時間において、およそ20Hz〜250Hzのバースト周波数で発生された変調された電気パルスの第3のシーケンスで、典型的には500Hz〜100,000Hzのキャリア周波数を有する。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ1分〜60分の全体治療時間、患者に印加される。このセラピーを使うことにより、患者は、周波数が速く終わりまで循環するため、比較的速く神経伝達物質の全ての効果を受け始める。このセラピーはまた、非常に快適であり、かつ適度にアグレッシブである。
【0075】
図2Gで示される実施例において、周波数系列パルス・バースト列パターンは、典型的には、およそ1分〜15分(好適には2−10分)の持続時間、およそ5Hz〜20Hzのバースト周波数で生成される変調された電気パルスの第1シーケンスを有し、およそ1分〜60分(好適には10〜30分)の持続時間、およそ0.1Hz〜10Hz(好適には1−5Hz)のバースト周波数で生成される変調された電気パルスの第2のシーケンスを有し、およそ1分〜30分(好適には10〜20分)の持続時間、およそ20Hz〜250Hzのバースト周波数で生成される変調された電気パルスの第3のシーケンスを有する、500Hz〜100,000Hzのキャリア周波数を持つ。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ3分〜50分の全体治療時間、患者に印加される。このセラピーは最もアグレッシブであり、あまり受け入れられていないが、最も長く続く効果を提供する。最初の効果はダイノルフィン(5−20Hz)であり、そして、エンドルフィン(1−5Hz)、次に、エンケファリン/セロトニン(20−250Hz)が追従する。エンドルフィンを活性化するために15〜30分かかり、エンケファリン/セロトニンを活性化するためには5−10分しかかからないので、治療の完了時点で、両方とも、最大の効果として存在する。
【0076】
図2Hで示される実施例において、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ20Hz〜250Hzのバースト周波数で生成される変調された電気パルスの、持続時間のおよそ1分〜30分(好適には10〜20分)の第1のシーケンスを有し、およそ0.1Hz〜20Hz(好適には1〜20Hz)のバースト周波数で生成される変調された電気パルスの、持続時間およそ1分〜20分(好適には10〜20分)の第2のシーケンスを有する、500Hz〜100,000Hzのキャリア周波数を持つ。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ20分〜40分の全体治療時間、患者に印加される。このセラピーは、最もアグレッシブでなく、最も受け入れられているが、最も効果が長続きしない。最初の効果は、エンケファリン/セロトニン(20−250Hz)であり、エンドルフィン(1−20Hz)が追従する。エンドルフィンを活性化するためにおよそ15−30分かかり、エンケファリン/セロトニンを活性化するためには、およそ5−10分しかかからないので、両方とも治療完了の時点で存在する。しかしながら、エンケファリン/セロトニンは、エンドルフィン(2−6時間)と比較して、比較的短い半減期(15分〜2時間)を持っており、エンケファリン/セロトニンは減損し始めている。より高い周波数の刺激は、より受け入れられるので、より敏感な患者に対してより適切である。
【0077】
多重チャネルが使われるとき(例えば、二相および三相性パルスパターンの場合)、第1のパルスパターンは、最も深刻に影響を受ける筋肉に、好適には印加されることが理解される。たとえば、患者が、主に体の右側の咀嚼において筋肉の弱さを訴えるのであれば、患者のボディの右辺の上の咬筋の運動点は、好適にはチャネルAの上でパルスパターンを受け、患者のボディの左側の上の咬筋の運動点は、チャネルBの上で好適にはパルスパターンを受ける。
【0078】
[経頭蓋刺激装置]
図1Bに示すように、経頭蓋刺激装置には、一般に参照番号100が与えられる。神経筋電気刺激デバイス100は、一般に、1つ以上の出力ケーブル118および関連電極対118a、118bにそれぞれ接続している1つ以上の出力コネクタ114を有する電子制御ユニット112を備える。1つの出力コネクタ114が図1Bに示されているが、本発明に従って、電子制御ユニット112が多くの出力コネクタ(例えば1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、またはより多くの出力コネクタ)を含むかもしれないことを理解すべきである。そのうえ、ケーブルの一つ以上は、マルチプル(例えば、2つ、3つ、4つ、5つまたは6つ)の電極に分岐することができる。
【0079】
出力ケーブル118は、各々、同軸ケーブルなど適切なタイプの絶縁伝導性のケーブルからなる。図示した実施形態において、出力ケーブル118は、出力コネクタ114に付属するコネクタ124(例えば雄型ジャック)を有する後端部分122と、第1のスプリット端部126aと第2のスプリット端部126bに分かれる前端部分126を含む。もちろん、出力ケーブル118は、(スプリット端部を有する前端部分を持つのではなく)2つの別々のリードから別法として製造することができることを理解すべきである。加えて、出力ケーブル118は、コネクタを使わずに直接電子制御ユニット112に接続することもできる。
【0080】
図1Bで分かるように、電極118a、118bは、それぞれ出力ケーブル118のスプリット端部126a、126bに付けられる。このように、出力ケーブル118と電極118a、118bは、一緒に第1の出力チャネルを形成する。1つのチャネルが図IBで示されるが、本発明に従って、任意の数のチャネルを使用することができる(もちろん、チャネルの数が電子制御ユニットの出力コネクタの数と一致することが前提であるが)ことを理解すべきである。
【0081】
図解した例において、電極118aは正電極を備え、電極118bは負電極を備える。
以下により詳細に記述されるように、各々の電極118a、18bに印加された直流電流は、たとえば、(絶対極性を持つ)連続直流電流または単相(単極)波形を備える。このように、ここでの使用では、(電気パルスが連続直流電流を備えるか単相波形を備えるかを問わず)「正電極」という用語は正の電極を指し、「負電極」という用語は負電極を指す。
【0082】
電極118a、118bは、各々、図4A−4Eを参照して以下により詳細に記述されるように、患者の選ばれた領域の経頭蓋組織と電気的接触して、配置されるのに適している。図示した実施例において、電極118a、118bの各々は、患者の皮膚の上に配置することができる表面電極パッドを有する経皮的な電極を備える。従来技術において知られているように、電極118a、118bの各々は、金属または他の生理的に許容できる伝導材質から形成することができ、種々の異なるサイズと形状をとることができる。もちろん、電極118a、118bの1つ以上は、本発明に従う他のタイプのどんな適当な電極でも。別法として、備えることができる。
【0083】
電子制御ユニット112はまた、神経障害を治療する手続きに従って、一連の電気パルスを選択的に生成するために、内部回路(図示せず)を含む。回路によって生成される電気パルスのシリーズは、出力コネクタ114に提供されて、チャネルを通して患者に印加することができる。当業者は、種々の異なる回路構成が直流電流を生成するのに用いることができることを理解するであろう。
【0084】
種々の異なる経頭蓋直流電流電気刺激デバイスが、本発明にしたがって使用が可能である、及び/又は、使用に適する。たとえば、「Iomed Phoresor (R)II」直流電流刺激器に、ここに開示されたプロトコルを簡単に取り入れることができる。もちろん、一般に、当該産業で利用できる他のタイプの電気刺激デバイスを使うこともできる。
【0085】
次に、図4A−図4Eを参照する。電極118a、118bの少なくとも1つは、患者の脳の選択された領域の組織と電気的接触して、配置するのに適している。これらの領域は、一般的に、運動皮質または、より好適には、体性感覚および運動皮質である。一般に、図4Aで示すように、経頭蓋電極配置と刺激のため、顔の筋肉135aの体性感覚脳と運動制御の上の頭蓋領域、上肢の筋肉135bの体性感覚脳と運動制御の上の頭蓋領域、および、下肢の筋肉135cの体性感覚脳と運動制御の上の頭蓋領域、の3つの主要領域135a、135bまたは135cが存在する、電極のサイズを減少させるか、さもなければ領域を集中させることによって、刺激を、主に運動皮質領域(前横におよそ1cm)の上にすることができることが理解される。
【0086】
好適には、正電極は脳目標領域135a、135bまたは135cの上に印加される。他の電極(典型的には正電極)は、次に、3つの位置のうちの1つに印加される。最初に、図4Bで示すように、負電極は、脳の同じ運動制御領域の反対側に配置される。この場合には、正電極は典型的には、負電極とほぼ同じサイズである。第2に、図4Cで示すように、負電極は「中立の」場所に配置される。好適な中立のサイトは、前頭葉前部皮質の反対側、または、患者の首または肩に額である。これらの後者の2つの実施例において、負電極は大きさは、正電極の大きさより典型的には大きい。サイズの差は、脳の体性感覚と運動制御領域のより特定領域に刺激するため、より小さな電極の近くにフィールドを集中させる。
【0087】
脳標的領域135a、135bと135cは、周辺の影響された標的領域の反対側にあることも理解される。たとえば、患者が脳の右辺に影響を及ぼす脳卒中に襲われると、
身体の左側は、機能を失うこととなる。身体の左側をコントロールする右脳の場所に正電極を印加することは、身体の左側の機能の改善をもたらす。
【0088】
図4Dは、各々が2つの電極118、118bと120a、120bを有する2つのチャネルを備えている経頭蓋直流電気刺激器のための電極配置の2つの代替的実施形態を図示する。これらの実施形態は、多発性硬化症を含む神経障害のような、患者の身体の両側に影響を及ぼす神経障害にも、特に、よく適している。
【0089】
図4d(上のパネル)に示すように、1つの実施形態において、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳(例えば135a、135bまたは135c)の体性感覚・運動制御領域の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の同じ側の額の上で患者の前頭葉前部皮質と電気的接触して配置される。
第2のチャネルの電極120a、120bは、同じように左右相称に配置される。
この形態は、バイポーラ頭蓋額電極配置とされる。
【0090】
図4d(下のパネル)に示すように、別の実施形態では、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳(例えば135a、135bまたは135c)の体性感覚および運動制御領域の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の同じ側の患者の肩または首と電気的接触して配置される。電極120a、第2のチャネルの120bは、同じように左右相称に配置される。この形態は、バイポーラの頭蓋首電極配置とされる。
【0091】
図4Eは、各々が2つ電極118a、118bと120a、120bを有する2つのチャネルを備えている経頭蓋直流電気刺激器の電極配置のための2つの代替実施形態を図示する。これらの実施形態は、例えば、多発性硬化症またはパーキンソン病を含む、患者の身体の両側に影響を及ぼす神経障害にも、特によく適している。
【0092】
1つの実施形態(図4E上のパネル)において、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳(例えば135a、135bまたは135c)の体性感覚・運動制御領域の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の反対側の額の上で患者の前頭葉前部皮質と電気的接触して配置される。第2のチャネルの電極120a、120bは、同じように配置される。つまり、第2のチャネルの第1の電極120aは、第1のチャネルの第1の電極118aの反対側に配置され、第2のチャネルの第2の電極120bは、第1のチャネルの第2の電極118bの反対側に配置される。この形態は、四極頭蓋額電極配置とされる。この実施形態は、特に、下肢の体性感覚・運動制御と関連した脳の領域を経頭蓋で刺激するのに役立ち、その領域は、脳のより深いところにある。
【0093】
さらに別の実施形態(図4Eの下のパネル)において、第1のチャネルの第1の電極118aは、脳の体性感覚および運動制御部位(例えば135a、135bまたは135c)の上にある頭蓋と電気的接触して配置され、第1のチャネルの第2の電極118bは、身体の反対側の患者の肩または首と電気的接触して配置される。第2のチャネルの電極120a、120bは、同じように配置される。このように、第2のチャネルの第1の電極120aは、脳の体性感覚および運動制御領域(例えば135a、135bまたは135c)の反対側に配置され、第2のチャネルの第2の電極120bは、身体の反対側(すなわち、目標領域と135a、135bまたは135c同じ側)の患者の肩または首と電気的接触して配置される。この形態は、四極頭蓋−首−肩電極配置とされる。この実施形態は、特に下肢の体性感覚・運動制御と関連した、脳のより深いところにある脳の領域を経頭蓋で刺激することに役立つ。
【0094】
経頭蓋直流電流は、連続、パルス、及び/又は、パースト変調であり得る。電流は、好適には、低アンペア電流流、典型的には10mA未満であり、より好適には0.5〜2mA、最も好適にはおよそ1mAである。パルス状直流電流のパルス持続時間は、好適には0.5マイクロ秒〜60分の間の範囲であり、より好適にはおよそ1と10マイクロ秒間であり、均一でも、不均一でもよい。パルス状直流電流のパルス周波数は、好適には、1Mhzまで連続的に変動する。
【0095】
直流電流は、正電極の下で発火のためにニューロン閾値を減少するのに十分な時間印加される、及び/又は、負電極の下で発火閾値を増加させる。特定の理論に縛られるものではないが、神経活性化の閾値は正電極の近くでは低くなるようである。電子密度の増加が、NMDAを形成し、他のイオンチャンネルをオープンするのを容易にし、そして、より容易にシナプス前減極をつくるからである。
【0096】
図5は、経頭蓋直流電気刺激のタイミング図を例示する。図5Aにおいて、定常直流電流が、患者に印加される。直流電流は連続電流であり、定常電流または定常電圧またはその組合せであってもよい。定常DCは、通常、1ないし60分の時間印加される。
【0097】
図5Bにおいて、直流電流刺激波形は、電極の1つ以上のチャネルに印加される中間周波数パターンを有する一連の単極を含む。直流電流は、定常電流、定常電圧またはその組合せであり得る。典型的には、キャリア周波数は、100Hzないし1MHzである。
【0098】
図5Cにおいて、直流刺激波形は、電極の1つ以上の出力チャネルに印加することができる単極バーストを含む。周波数系列パルス・バースト列パターンは、100Hz〜1MHzのキャリア周波数を持ち、およそ0.01Hz〜250Hzのバースト周波数で生成された変調された電気パルスの第1のシーケンスを有する。およそ1秒〜120秒の間の各々のバースト範囲の持続時間、および、各々のバーストの間の時間は、1秒〜120秒の間で変動する。周波数はランダムに変更可能であるか、あるいは、所定の範囲(例えば0.1〜15Hzまたは15〜250Hz)でセットすることができる。好適には、周波数系列パルス・バースト列パターンは、およそ1分〜60分の全体治療時間、患者に印加される。
【0099】
図6は、周辺パターン化電気刺激と経頭蓋直流電気刺激との間の典型的な時間リンケージを示す。後者が、周辺刺激タイミングと同時であるようにその電流の強さを増加するキャリア信号によって変調される場合において、上2つの発火パターンは、原型の二相周辺刺激タイミングを示し、第3のパターンは、周辺刺激と同じ時間頃に始まり、周辺刺激の期間にあるいはその直後に終わる強度における増加に伴う、連続的な位相性の根底にある直流電流の流れを示す。上肢または下肢から脳まで神経伝送の遅延が与えられると、超皮質刺激を、周辺から脳への遅延に対する付加的期間、継続することができる。第4行の発火パターンは、「準備電位(berieftshaftpotential)」と言われる中心神経生理学的イベント、あるいは、意図的な運動のための運動ニューロンの活性化直前の脳のプレ活性化を模倣する試みにおける、周辺刺激パルスの前、およそ300のミリ秒に開始する、予備刺激強度を示す。
【0100】
[組合せセラピー]
本発明の神経障害処理法は、他の従来のセラピーで使うことができるように、よく適合したものであり、ダイエットを変えること、嚥下の訓練、身体姿勢を変えること、運動の強化、協調運動訓練、外科手術さえも含む(ただし、これらに限定されるものではない)。神経障害を治療に有用な治療剤はメルクインデックスと米国薬局方で見つけることができ、それらは定期的に更新される。
【0101】
特に、本発明の電気刺激方法は、神経障害を治療することに有用な種々の医薬、例えば、ドーパミン取り込み阻害薬、ノルエピネフリン再摂取防止剤、選択的セロトニン再取り込み阻害薬、モノアミンオキシダーゼ阻害薬、セロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬、ノルエピネフリン取り込み阻害薬、ドーパミン作用薬、アセトコリンエステラーゼ阻害薬、カテコール0−メチル基転移酵素阻害薬、抗コリン作用薬の治療的に有効な量の投与と組み合わせることができる。抗酸化剤を、経頭蓋刺激への補助剤として、他の神経保護の薬剤とともに使うこともできる。薬剤は、患者に、単独で投与されてもよいし、共同投与されてもよい。薬剤は、薬学的に許容できるキャリヤーと賦形剤に加えて投与されてもよい。
【0102】
本発明における適当な抗酸化剤は、ハーブ、アミノ酸、ミネラル、ビタミンおよび酵素抗酸化剤を含む。有用な、ハーブ抗酸化剤は、βカロチン、種々のビオフラボノイド(コエンザイムQ10、ウコン属植物、イチョウ葉エキス(好適には抽出物)、人参(好適にはアメリカ産、韓国産、あるいはシベリア産)、ゴツ・コラ、ブドウ種(プロアントシアニジン)、および、ケルセチン含む。しかし、それらに制限されるものではない。有用なアミノ酸抗酸化剤は、L−アルギニン、L−グルタチオン)L−リジン、L−メチオニン、およびL‐カルニチンを含むが、それらに制限されるものではない。有用なミネラル抗酸化剤は、硼素、セレン(例えば、ナトリウム亜セレン酸塩、セレン・メチオニン)、マンガン(例えばクエン酸塩)、マグネシウム(好適には基本的な)と亜鉛を含むが、それらに制限されるものではない。有用なビタミン抗酸化剤はビタミンA、B、C、E、そして、葉酸(プテロイルグルタミン酸)を含むが、それらに制限されるものではない。好適なBビタミンは、Bi(チアミンHCl)、B2(好適にはリボフラビン5’−リン酸塩)、B3(ナイアシンアミド)、B6(好適にはピリドキシンHClと活性ピリドキサール5’−リン酸塩)およびB12(メチル・コバラミン)を含む。他の好適なビタミンは、ビタミンA(パルミネート)とビタミンE(d−アルファ・トコフェリル・コハク酸塩)である。他の好適なビタマーは、アルファ−リポ酸、ルテイン、リコピン(カロチノイド)、コハク酸塩、ユビキノン(補酵素Q1O)とゼアキサンチン(黄色カロチノイド)を含む。酵素抗酸化剤の例は、スーパーオキシドジスムターゼとカタラーゼを含む。上記の合成物の他の形態または同等物は、代替の実施形態で利用することができる。
【0103】
適切なドーパミン取り込み阻害薬は、ブプロピオン、アミネプチン、フェンメトラジン、メチルフェニデート、バノキセリン、CFT、デキストロメトルファン、MDPV、および、それらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。最も好適なものは、ブプロピオン(WELLBUTRINR(R))とメチルフェニデート(RITALINR(R))である。
【0104】
適切なノルエピネフリン再摂取防止剤、第三級アミン三環系抗鬱薬と二次アミン三環系抗鬱薬を含む。しかしそれらに制限されるものではない。第三級アミン三環系抗鬱薬の適当な例は、アミトリプチリン(クロミプラミン、ドキセピン、イミプラミンとトリミプラミン)およびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。二次アミン三環系抗鬱薬の適当な例は、アモキサピン(デシプラミン、マプロチリン、ノルトリプチリンとプロトリプチリン)およびその薬学的に許容できる塩類を含む。本発明で使用するもう一つのノルエピネフリン再摂取防止剤は、レボキセチンである。
【0105】
適切な選択的セロトニン再取り込み阻害薬は、アラプロクラート、シタロプラム、ダポキサティン、エシタロプラム・シュウ酸塩、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチン、セルトラリン、ジメルジンおよびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。
【0106】
適切なモノアミンオキシダーゼ阻害薬は、ハルマリン、イプロニアジド、イプロクロジド、イソカルボキサジド、モクロベミド、ニアラミド、パルジリン、フェネルジン、トラニルシプロミン、セレジリン、トロキサトン、トラニルシプロミン、ラサギリン、多くのトリプタミンおよびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。これらのうち、セレジリン(ELDEPRYLR(R))が最も好適である。
【0107】
適切なセロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬はデシプラミン、デュロキセチン、ミルナシプラン、ネファゾドン、ベンラファキシンおよびそれらの薬学的に許容できる塩類を含む。しかしそれらに制限されるものではない。これらのうち、ベンラファキシン(EFFEXORR(R))が最も好適である。
【0108】
適切なノルエピネフリン取り込み阻害薬は、アトモキセチン、ブプロピオン、マプロチリン、レボキセチンとビロキサジンを含む。しかしそれらに制限されるものではない。
【0109】
適切なドーパミン作用薬は、カルビドパ、レボドパ、ブロモクリプチン、ペルゴリド、ジヒドロエルゴクリプチン・メシラート、ロピニロール、プラミペキソール、カベルゴリン、アポモルヒネ、ピリベジル、ロチゴチンとリスリド水素マレアートを含む。しかしそれらに制限されるものではない。これらのうち、カルビドパ−レボドパ(SINEMETR)が、最も好適である。
【0110】
適切なアセトコリンエステラーゼ阻害薬は、種々の有機リン化合物(メトリホナート)、カルバミン酸塩(フィソスチグミン、ネオスチグミン、ピリドスチグミン、アンベノニウム、デマカリウム、リバスティグミン)、フェナントレン誘導体(ガランタミン)、ピペリジン(ドネペジル)、タクリン、およびエドロフォニウムを含む。しかしそれらに制限されるものではない。
【0111】
適切なカテコール0−メチル基転移酵素阻害薬は、エンタカポンとトルカポンを含む。しかしそれらに制限されるものではない。適当な抗コリン作用薬は、トリヘキシフェニジル、ベンゾ・トロピン、スコポラミン、アトロピン、ジサイクロミン、フラボキサート、イプラトロピウム、オキシブチニン、ピレンゼピン、チオトロピウム、トルテロジン、トロピカミド、ソリフェナシン、ソリフェナシン、ダリフェナシン、アトラクリウム、ドキサクリウム、ミバクリウム、パンクロニウム、ツボクラリン、およびベクロニウムを含む、これらのうち、トリヘキシフェニジルが最も好適である。
【0112】
本発明のいくつかの代表的実施形態が以下に述べられるが、当業者は、種々の修正をこれらの実施形態に対して行うことが可能であり、本発明は、その中で記述される特定の電極配置とパルス列パターンに限られていないことをすぐに理解することができる。
【0113】
[1番目の代表的実施形態]
本発明の第1の代表的実施形態において、一般に図3Aに図示されるように、一対の電極は、電気刺激を顔の筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。1対の第2の電極は、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は顔135aの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0114】
より詳細には、図3Aで示すように、第1の電極18aは、患者の咬筋及び/又は翼状突起の筋肉(内側及び/又は側方)の運動点を刺激する組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、咬筋の突出物において、下顎骨のローアングルの前およそ1インチの患者の皮膚の上に患者の口の遠端部の角に沿って、配置される表面の電極を備える。第2の電極18bは、患者の頬筋及び/又は口輪筋を刺激する組織と電気接触して配置される。一般に図3Aで例示されるように、もう一対の電極20a、20bは、類似した位置で左右相称に提供される。
【0115】
この代表的実施形態において、顔の筋肉に印加されるパルス列パターンは、以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの現在の振幅:25〜70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0116】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0117】
[2番目の代表的実施形態]
本発明の3番目の代表的実施形態において、一般に図3Bに図示されるように、舌の運動制御を改善ため舌の1つ以上の部分に、電気刺激を提供するために、一対の電極は、患者の組織と咀嚼及び/又は嚥下に関連した筋肉に電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、図4Aに図示されるように一対の電極のうちの少なくとも1つは、顔135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0118】
より詳しくは、図3Bで示すように、患者の舌の運動点を刺激する第1の電極18aは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、患者の皮膚舌または咽頭の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の咬筋や顔の筋肉を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、患者の咬筋及び/又は頬筋の筋肉及び/又は口輪筋の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極18bは、咬筋の突出物において、または、患者の頬筋の筋肉や口輪筋の運動点の上に、下顎骨のローアングルの前およそ1インチの顎に沿って患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。一般的に図3Bで例示されるように、電極20a、20bのもう一つの対は類似した位置で左右相称に提供される。
【0119】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの現在の振幅:25〜70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0120】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0121】
[3番目の代表的実施形態]
本発明の3番目の代表的実施形態において、一般に図3Cに図示されるように、一対の電極が、電気刺激を、適当な唇のシールをつくるのに用いられる顔の筋肉の一つ以上、また、後頚部領域と関連した筋肉に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、顔135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0122】
より詳しくは、図3Cで示すように、第1の電極18aは、患者の頬筋及び/又は口輪筋、図3C(下のパネル)で示されるように、あるいは、咬筋及び/又は翼状突起筋(上のパネル)の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、患者の皮膚の上あるいは、患者の頬筋の筋肉や口輪筋の運動点の上に配置される表面電極を備える。最も好適には、第1の電極18aは、咬筋(下のパネル)の突出物において、中で、下顎骨のローアングル前およそ1インチの顎の中(上のパネル)、または顎に沿って、患者の口の遠端角に沿って患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の頚部の傍脊柱筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、一つ以上の頸椎、最も好適にはCl、C2、C3やC4頚部脊柱の近くのちょうど側方後頚部領域で、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。もう一対の電極20a、20bは、図3Bで一般的に図示するように、類似した位置で左右相称に提供される。
【0123】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの現在の振幅:25〜70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0124】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0125】
[4番目の代表的実施形態]
本発明の第4番目の代表的実施形態において、一般に図3Dに図示されるように、一対の電極が、電気刺激を、後頚部領域における嚥下に関連する筋肉の一つ以上に、また嚥下の間、適切な姿勢を維持することに関係している筋肉に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。そのうえ、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aで図示されるように、顔と首135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0126】
より詳しくは、図3Dで示すように、第1の電極18aは、患者の上部僧帽筋の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、それは、上部僧帽筋の中間に沿って、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の頚部の傍脊柱筋肉を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、一つ以上の頸椎、最も好適にはCl、C2、C3やC4頚部脊柱の近くのちょうど側方後頚部領域で、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。電極20a、20bのもう一つの対は、一般的に図3Dで例示されるように、類似した位置で左右相称に提供される。
【0127】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0128】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、顔の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0129】
[5番目の代表的実施形態]
本発明の第5番目の代表的実施形態において、一般に図3Eに図示されるように、2対の電極が、患者の首と電気的接触して配置される。そのうえ、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aで図示されるように、顔と首135aの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。この実施形態は、特に神経障害で苦しんでいる患者の姿勢を改善することに役立つ。
【0130】
より詳しくは、図3Eで示すように、第1の電極18aは、患者の頚部下部および胸上部の傍脊柱の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、せき髄のちょうど側方上部僧帽筋の中間、最も好適には、近いC6、C7、Tl、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸椎、に沿って、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の頚部の傍脊柱筋肉を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、一つ以上の頸椎、最も好適にはCl、C2、C3やC4頚部脊柱の近くのちょうど側方後頚部領域で、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。一般的に図3Eで例示されるように、電極20a、20bのもう一つの対は類似した位置で左右相称に提供される。
【0131】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ。
【0132】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、首の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0133】
[6番目の代表的実施形態]
本発明の第6番目の代表的実施形態において、一般に図3Fに図示されるように、2対の電極が、患者の背中中部または背中上部と電気的接触して配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、背中中部と背中上部135bの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0134】
この実施形態は、特に神経障害で苦しんでいる患者の姿勢を改善することに役立つ。より詳細には、図3Fで示すように、電極は脊柱起立筋と僧帽筋の筋肉と電気的接触して配置される。第1の電極18aは、患者の胸部の傍脊柱の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触している。最も好適には、第2の電極18aは、1つ以上胸椎のちょうど側方、最も好適には、T3、T4、T5、T6、T7、T8やT9胸部の脊柱の近く、の患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。患者の胸部の傍脊柱上部の筋肉を刺激するために、第2の電極18bは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、
第1の電極18aは、せき髄、最も好適にはC7、Tl、T2、T3やT4頚部および胸脊柱の近くのちょうど側方の上部僧帽筋の中間に沿った患者の皮膚の上に配置される表面の電極を備える。一般的に図3Fに図示されるように、もう一対の電極20a、20bは類似した位置で左右相称に提供される。
【0135】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有するがある二相オーバーラップ・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.6ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:36
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0136】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、背中中部および背中上部の筋肉135aをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0137】
[7番目の代表的実施形態]
本発明の第7番目の代表的実施形態において、一般に図3Gに図示されるように、一対の電極が、電気刺激を腰部の安定化と関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。第2の1対の電極が、同様の方法で左右相称に配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、体幹135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0138】
より詳しくは、図3Gで示すように、第1の電極18aは、患者の腰部の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、胸部下部及び/又は腰部脊柱の一つ以上、最も好適には、L1、L2、L3、L4やL5腰椎の近くのちょうど側方、下部傍脊柱の筋肉の下後方の領域で患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の腹筋を刺激するために、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、臍のレベルくらい、前上腸骨棘(「ASIS」)と、複合腹筋上の前方中央線とのだいたい中間で、患者の皮膚上の前に配置される表面電極を備える。一般的に図3Gで例示されるように、もう一対の電極20aは20b、類似した位置で左右相称に提供される。
【0139】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
【0140】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、同時に、腰部のおよび腹筋135cを支配している脳体性感覚・運動皮質領域に、経頭蓋経由で印加される。
【0141】
[8番目の代表的実施形態]
本発明の第8の代表的実施形態で、一般に図3Hに図示されるように、4対の電極が、電気刺激を体幹屈曲と伸展に関係する筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。図3Hで例示されるように、2つのチャネルは、二叉に分かれているケーブルを使用することができる。
【0142】
より詳しくは、図3Hで示すように、第1の電極18aは、患者の腰部上部および腹部上部の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、胸部下部及び/又は腰部脊柱の一つ以上、最も好適には、L1、L2、L3、L4やL5腰椎の近くのちょうど側方、多裂筋の上の背中下部領域において、患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第1のチャネルの第2の電極18bは、多裂筋の上の背中下部領域で、胸部下部及び/又は腰部脊柱の一つ以上、最も好適には、T9、TlO、T11、T12、L1、L2やL3腰椎の近くのちょうど側方で、患者の皮膚の上後方に配置される。第3の電極18cと第4の電極18dは、患者の下部腹筋を刺激するために、同じ椎骨レベルで、同じ側の腹筋の上に配置される。一般に図3Hで例示されるように、4本の電極20a、20b、20cと2Odの別のセットは、類似した位置で左右相称に提供される。
【0143】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:20−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
【0144】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、同時に、腰部のおよび腹筋135cを支配している脳体性感覚・運動皮質領域に、経頭蓋経由で印加される。
【0145】
[9番目の代表的実施形態]
本発明の第9番目の代表的実施形態において、一般に図31に図示されるように、一対の電極が、電気刺激を、肘屈曲に関係している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。1対の第2の電極は、刺激を、肘伸展に関係している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、上肢135bの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0146】
より詳細には、図31に示すように、第1および第2の電極18a、18bは患者の上腕二頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、上腕二頭筋付着部位より上の上腕上の前方の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極18bは、上腕二頭筋の起始のちょうど下の上腕の上の患者の皮膚の前方に配置される表面電極を備える。もう一対の電極20a、20bは、患者の上腕三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して提供される。最も好適には、第1の電極20aは、上腕三頭筋の付着部位より上の上腕の患者の皮膚の上の後方に配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極20bは、上腕三頭筋の起始のちょうど上の上腕の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。
【0147】
治療の間、第一および第二のチャネルは右または左の腕の上で配置される、そして、より完全に下で議論されるように、模様のついたパルス列は印加される。第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下で十分議論されるように、パターン化パルス列が印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、肘屈曲と伸展に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。例えば、両方向性二頭筋の刺激または図3Nに類似したレシプロ式機能パターンの三頭筋の刺激のための、1つは、右腕を刺激するため、1つは左腕を刺激するためである。
【0148】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67秒
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0149】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0150】
[10番目の代表的実施形態]
本発明の第10番目の代表的実施形態において、一般に図3Jに図示されるように、
2対の電極が、肩の内外の回転に関与する筋肉の一つ以上に、電気刺激を提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0151】
より詳しくは、図3Jで示すように、電極18a、18bの第1の対は、肩の内部回転に関係する筋肉に刺激を与えるために提供される。第1の電極18aは、上腕二頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、上腕二頭筋の中間の近くで患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。患者の大胸筋と前三角筋を刺激する第2の電極18bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、葉腋のちょうど上の患者の皮膚の前方に配置される表面電極を備える。
【0152】
もう一対の電極20aは、20b、肩の外旋に関係する筋肉を刺激するために提供される。第1の電極20aは、下腿三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、上腕三頭筋の中間の近くで配置される表面電極を備える。棘下筋小円筋と後方三角筋を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。
【0153】
最も好適には、第2の電極20bは、わきの下のちょうど上の患者の皮膚の後方に配置される表面の電極を備える。治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下に十分議論されるように、パターン化パルス列が印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、肩回転に関係する筋肉を左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは右肩を刺激するため、1つは、左肩を刺激するためである。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0154】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0155】
[11番目の代表的実施形態]
一般に図3Jに図示されるように、本発明の第11の代表的実施形態において、2対の電極が、電気刺激を肩と肘の屈曲と伸展に関係している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0156】
より詳しくは、図3Jで示すように、電極18a、18bの第1の対は、肩と肘の屈曲に関係する筋肉を刺激するために提供される。第1の電極18aは、上腕二頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、上腕二頭筋の中間の近くの患者の皮膚に配置される表面電極を備える。患者の前三角筋を刺激する第2の電極18bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、葉腋のちょうど上の患者の皮膚の前方に配置される表面電極を備える。
【0157】
もう一対の電極20a、20bが、肩の伸展に関係する筋肉を刺激するために提供される。上腕三頭筋を刺激する第1の電極20aは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、上腕三頭筋の末端部の近くに配置される表面電極を備える。後方三角筋を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、葉腋のちょうど上の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。
【0158】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下に十分議論されるように、パターン化パルス列が印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、肩回転に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右肩を刺激するため、1は左肩を刺激するためである。
【0159】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0160】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0161】
[12番目の代表的実施形態]
一般的に図3Lにも図示される、本発明の第12の代表的実施形態において、一対の電極は、電気刺激を、手首屈曲、伸展、うつ向きと回外と伸展、および/または上肢の神経障害のための治療としての指屈曲と伸展と関連する筋肉の一つ以上に提供するために患者の組織と電気的接触して配置される。治療される筋肉は、浅指屈筋、橈側手根屈筋、尺側手根屈筋、指伸筋、小指伸筋の筋肉、尺側手根伸筋、長橈側手根伸筋や短橈側手根伸筋を含む。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0162】
より詳しくは、一般的に図3Lに示されるように、二チャネル・システムが、手首と指の筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、手内在筋を刺激する近位の手掌表面の第1の電極18aが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、手首縦溝のちょうど下の手首のベースにおける、前腕の手掌/前方側の母指球および低母指球隆起の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。近位前腕の手のひらの表面の筋肉を刺激する第2の電極は、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bが、肘関節のちょうど下の腕下部の手掌/前方側の患者の皮膚の上で配置される表面の電極を備える。
【0163】
第2のチャネルのために、第1の電極20aが、患者の指伸筋と母指の筋肉の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、手首縦溝と肘関節間の道程の約1/3の腕下部の背面/後ろの側の患者の皮膚の上に配置される表面電極を備える。第2の電極20bが、患者の前腕の近位伸筋の筋肉の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、肘関節のちょうど下の腕下部の背面/後ろ側の、患者の皮膚に配置された表面電極を備える。
【0164】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下で十分に議論されるように、パターン化パルス列が腕と手首に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、手首伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右の手首と指を刺激するため、1つは、左の手首と指を刺激するためである。
【0165】
この代表的実施形態に、パルス列パターンは以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0166】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0167】
[13番目の代表的実施形態]
一般に図3Mに図示されるように、本発明の第13の代表的実施形態において、電極の2つの対が、電気刺激を、上肢の動きに関与している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。
【0168】
より詳しくは、図3Mで示すように、電極18a、18bの第1の対は、腕の前部分に刺激を与えるに提供される。手内在筋を刺激する近位の手掌表面の第1の電極18aが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、手首縦溝のちょうど下の手首のベースにおける、前腕の手掌/前方側の母指球および低母指球隆起の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。患者の上腕二頭筋とメジアンと尺骨神経を刺激する第2の電極18bが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、(メジアンと尺骨神経束をキャプチャするために)上腕二頭筋の中間の近くの患者の皮膚に、前および中央に配置される表面電極を備える。
【0169】
もう一対の電極20a、20bが、腕の後方筋肉を刺激するために提供される。第1の電極20aは、前腕の患者の近位伸筋の筋肉の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、肘関節のちょうど下の腕下部の背部/後ろ側で、患者の皮膚に配置される表面電極を備える。患者の上腕三頭筋を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、上腕三頭筋の中間の近くの患者の皮膚の後ろ側に配置される表面の電極を備える。
【0170】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、以下で十分に議論されるように、パターン化パルス列が腕と手首に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、アーム動作に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右の手首と指を刺激するため、1つは、左の手首と指を刺激するためである。
【0171】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0172】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0173】
[14番目の代表的実施形態]
本発明の第14番目の代表的実施形態において、一般に図3Nに図示されるように、2対の電極が、電気刺激を患者の上腕三頭筋に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は上肢135bの体性感覚脳と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。上肢135bの脳体性感覚・運動制御の上に左右相称に配置される2つのチャネル刺激器を用いる代替配置が、図4Dに図示される。患者は、好適には、治療の間に、サイクリングに関係するような、交代的往復運動に参加するように指示される。
【0174】
より詳しくは、図3Nで示すように、第1および第2の電極18a、18bは患者の上腕三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。もう一対の電極20aは、20b、患者の他の上腕三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して提供される。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する機能パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
遅延の持続時間:300のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
遅延の持続時間:300のミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
全体の治療時間:10−20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0175】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、図4Aの場合のように、一方のみ、または、図4Dの場合のように左右相称に、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。本実施形態は、1Hzにおける上肢サイクリングのタイミング・パターンを示す。
【0176】
[15番目の代表的実施形態]
本発明の15番目の代表的実施形態において、図30に示すように、2対の電極が、電気刺激を肩甲骨の動き、特に肩甲骨外転と上への回転に関係する筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。より詳しくは、図3Oで示すように、電極18a、18bの第1の対は、上部および中部僧帽筋と菱形筋に刺激を提供するために印加される。最も好適には、第1の電極18aは、上部僧帽筋の中位点の患者の皮膚に配置される表面の電極を備え、第2の電極18bは、C6,C7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの僧帽筋、頚部下部、胸部上部の傍脊柱の筋肉を刺激するように、患者の皮膚に配置された表面電極を備える。
【0177】
電極20a、20bの第2の対は、より低い僧帽筋と鋸筋前筋肉と神経に刺激を提供するために、印加される。第2のチャネルの第1の電極20aは、前鋸筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置され、第2の電極20bは、前記患者のT3、T4、T5、T6、T7、T8及び/又はT9胸椎の近くの頚部下部および胸部傍脊柱の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0178】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第二段階の持続時間:100ミリ秒
オーバーラップの持続時間:20ミリ秒
第三段階の持続時間:60ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0179】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0180】
[16番目の代表的実施形態]
本発明の第16番目の代表的実施形態において、一般に図3Pに図示されるように、電極の2つの対の対は、電気刺激を、上肢の動きに関与している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。
【0181】
より詳しくは、図3Pで示すように、電極18a、18bの第1の対は、腕の後ろの部分に刺激を提供するために提供される。第1の電極18aは、後ろ側方首表面の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、C6、C7とTlの領域において、首表面後ろ側部の患者の皮膚に配置された表面電極を備える。患者の後方三角筋を刺激する第2の電極18bが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、肩峰より後方下の三角筋の背面に配置された表面電極を備える。もう一対の電極20a、20bは、腕の後方筋肉を刺激するために提供される。第1の電極20aは、患者の前腕の近位伸筋の運動点を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、長橈側手根伸筋の起始の上、下部の腕の背/後ろの側の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。第2の電極20bは、患者の第一背側骨間筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、親指と第1中手骨の間の趾間の患者の皮膚の後ろに配置される表面電極を備える。
【0182】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の腕に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、腕に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、アーム動作に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右上肢を刺激するために、1つは、左上肢を刺激するためである。
【0183】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、低周波パルス列パターンまたは以下のパラメーターを有する周波数系列パルス・バースト列パターンを備える。
[低周波パルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
[周波数シーケンス・パルス・バースト列パターン]
キャリア周波数:500Hz−100,000Hz
最初のシーケンス・バースト周波数:最高10分間、2−20Hz
第2のシーケンス・バースト周波数:最高30分間、0.1Hz−5Hz
第3のシーケンス・バースト周波数:最高20分間、20Hz−250Hz
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:最高60分
治療の合計数:18(6週以上)
【0184】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、上肢135bをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0185】
[17番目の代表的実施形態]
本発明の第17番目の代表的実施形態において、一般的に図3Qに図示するように、
電極の2つの対の対は、電気刺激を、下肢の動作に関与している筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。
【0186】
より詳しくは、図3Qで示すように、電極18a、18bの第1の対は、下肢の前部分に刺激を提供するために提供される。第1の電極18aは、膝蓋骨より上の腿の組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、例えば内側広筋など四頭筋上の膝蓋骨の内側上縁へおよそ2ボディ・インチ近位の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。電極18bが配置される瞬間、組織による電気接触は、患者の前脛骨を刺激することになっている。最も好適には、第2の電極18bは、前方に、腓骨のヘッドより下に配置される表面電極を備える。
【0187】
もう一対の電極20a、20bは、足側方と足背部の筋肉と神経を刺激するために提供される。第1の電極20aは、遠位腓骨の筋肉を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、腓骨筋腱の上の腓骨の後縁の側方くるぶしの3つボディ・インチ上の点の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。短指伸筋の筋肉と深い腓骨神経を刺激する第2の電極20bが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第2の電極20bは、最初の3つの中足骨の上、足の背部に配置される表面電極を備える。
【0188】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の下肢に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように腕に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、アーム動作に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使うことができる。1つは、右下肢を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。
【0189】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは低周波パルス列パターンまたは以下のパラメーターを有する周波数系列パルス・バースト列パターンを備える。
[低周波パルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:20分
治療の合計数:18(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
[周波数シーケンス・パルス・バースト列パターン]
キャリア周波数:500Hz−100,000Hz
最初のシーケンス・バースト周波数:最高10分間、2−20Hz
第2のシーケンス・バースト周波数:最高30分間、0.1Hz−5Hz
第3のシーケンス・バースト周波数:最高20分間、20Hz−250Hz
個別の電気パルスの電流振幅:10−50ミリアンペア
全体の治療時間:最高60分
治療の合計数:18(6週以上)
【0190】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0191】
[18番目の代表的実施形態]
本発明の第18番目の代表的実施形態において、一般に図3Rに図示されるように、
一対の電極は、電気刺激を、下肢を悩ましている神経障害のための治療として、つま先と足首背屈(または伸展)と屈曲(または足底屈曲)に結びついた筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1本は、下肢135cの脳の体性感覚と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0192】
より詳細には、一般的に図3Rに示されるように、二チャネル・システムが、つま先と足首伸展/屈曲に関係する主動筋/拮抗筋に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルで、短指伸筋の筋肉の運動点を刺激する第1の電極18aは、組織と電気的接触して配置される(それは、つま先1−4の近位指節骨のジョイントを広げる)。最も好適には、第2の電極18bは、脛骨前中央の足の前方側方中央のシャフトおよび、長指伸筋と長母指伸筋の腹のおよそ中央部分において、患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。最も好適には、第1の電極18aは、脚中部あたりの患者の皮膚に配置される表面電極を備える。
【0193】
第2のチャネルに対して、足の内在筋を刺激する第1の電極20aが、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、外転筋伸筋を含む前方三分の一ジャンクションにおける足のソール上の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。第2の電極20bは、後方脛骨と屈筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0194】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左下肢の上に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、つま先伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは左下肢を刺激するためである。
【0195】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリセカンド
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0196】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。両方向性下肢が含まれるならば、経頭蓋刺激は、頭蓋の両側で135cに記載されているように、正電極を配置し、負電極を、より大きな電極を利用している額の上、または、肩の上の中立位置に配置して、左右相称に印加することができる。
【0197】
[19番目の代表的実施形態]
本発明の第19番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Sで例示されるように、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として、足首背屈、外転および足底屈曲と関連した筋肉の一つ以上への電気刺激を提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域に電気接触して配置される。
【0198】
より詳しくは、図3Sで示すように、二チャネル・システムは、電気刺激を、足首背屈と足底屈曲や足首極性反転と外転に関係する筋肉に印加するのに用いられる。第1のチャネル(図3Sのパネル1)において、前脛骨筋の下部を刺激する第1の電極18aは、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、前脛骨の腹中央の患者の皮膚の上で配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者の近位前脛骨筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、腓骨のヘッドに下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。
【0199】
代替的に、第1のチャネル(図3Sのパネル2)において、足の前側方筋肉を刺激する第1の電極18aが、組織と電気接触して配置される。最も好適には、第1の電極18aは、腓骨筋の筋肉だけでなく前脛骨の腹中央の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。第2の電極18bは、患者近位前脛骨筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、腓骨のヘッド下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。
【0200】
第2のチャネル(図3Sのパネル3)に対して、第1の電極20aと第2の電極20bが、患者の下腿三頭筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第1の電極20aは、直接腓腹筋とヒラメ筋の交差のすぐ上の患者の皮膚に配置される表面電極を備える。最も好適には、第2の電極20bは、脛骨神経と腓腹筋の2つのヘッドの上の膝窩窩のすぐ後ろ下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の足の上に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、つま先伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、典型的には、以下のパラメーターを有する足首背屈と外転をつくる、三相性オーバーラッピング・パルス列パターンまたは機能パターンを備える。
[三相性オーバーラッピング・パルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50〜700マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−70ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
[足首背屈と外転のための機能パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:オーバーラップ:250の400ミリ秒の持続時間ミリ秒
第二段階の持続時間:250ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
全体の治療時間:最高30分
治療の合計数:18回(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0201】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0202】
[20番目の代表的実施形態]
本発明の第20の代表的実施形態において、一般的に、3T、図に図示される、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として、電気刺激を下肢と関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、一対の電極のうちの少なくとも1つは、図4Aに図示されるように、下肢135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0203】
より詳細には、一般的に3T図に示されるように、二チャネル・システムが、下肢の動作に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、
第1の電極18aが、患者の近位前脛骨筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。最も好適には、第2の電極18bは、腓骨のヘッドの下の患者の皮膚に配置される表面の電極を備える。第2の電極18bが、四頭筋の筋肉の中点値を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。第2のチャネルにおいて、患者の下腿三頭筋を刺激する第1の電極20aが、組織と電気接触して配置される。第2の電極20bは、膝窩筋中央を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0204】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の脚に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、つま先伸展と屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。
【0205】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−100マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0206】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0207】
[21番目の代表的実施形態]
本発明の第21番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Uに図示される、
一対の電極は、電気刺激を、下肢を悩ます神経障害のための治療として、腰内転とひざ屈曲(安定化)と同様に腰外転とひざ伸展と関連する筋肉の一つ以上に提供するために患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢135cの脳の体性感覚と運動制御の上にある頭蓋の領域と電気接触して配置される。
【0208】
より詳細には、一般的に図3Uに示されるように、二チャネル・システムは、腰外転/内転、膝伸展/屈曲に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、第1の電極18aは、特に、ひざの伸筋として機能する内側広筋の運動点を刺激するために、四頭筋の筋肉と電気的接触して配置される。第2の電極18bが、中殿筋、小臀筋と大腿筋膜張筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。好適には、第2の電極18bは、腸骨稜と大転子のだいたい中間に配置される。第2のチャネルにおいて、患者の大腿屈筋(大腿二頭筋、半腱様筋や半膜筋肉)を刺激する第1の電極20aが、組織と電気接触して配置される。第2の電極20bは、大内転筋、長内転筋、短内転筋と内側大腿屈筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0209】
図3Uの一番右パネルは、腰伸筋選択肢配置を示す。第2のチャネルにおいて、第1の電極20aは、大内転筋、長内転筋、短内転筋と内側大腿屈筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。第2の電極20bが、大臀筋の中央の腹を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0210】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の足の上に配置され、パターン化パルス列は、以下で十分に議論されるように、足に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、腰外転/内転とひざ伸展/屈曲に関係する筋肉は、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。
【0211】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0212】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。両方向性神経筋刺激のために、パターンは二相で、1つの端から他の端まで順番付けられる。
両方向性下肢が含まれるならば、経頭蓋刺激は、頭蓋の両側で135cに記載されているように、正電極を配置し、負電極を、より大きな電極を利用している額の上、または、僧帽筋の上の中立位置に配置して、左右相称に印加することができる。
【0213】
[22番目の代表的実施形態]
本発明の第22番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Vに図示されるように、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として電気刺激をひざ伸展と屈曲に関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢135cの脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域に電気接触して配置される。
【0214】
より詳細には、一般的に、3V図に示されるように、二チャネル・システムが、ひざ伸展/屈曲に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、大腿直筋と外側股筋を刺激するために、第1の電極18aが、組織と電気的接触して配置される。第2の電極18bは、内側広筋、具体的には、閉路の運動点を刺激するひざの伸筋として機能する内側広筋と電気的接触して配置される。第2のチャネルにおいて、電極20aは、患者の大腿二頭筋、半膜様筋や半腱様筋の筋肉の末端部分を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。電極20bは、患者の腿二頭筋、半膜様筋や半腱様筋の筋肉近位部分を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0215】
治療の間、第一および第二のチャネルは、右または左の足の上に配置され、そして、パターン化パルス列が、以下で十分に議論されるように脚に印加される。電気刺激デバイスが少なくとも4つのチャネルを含むとき、腰ひざ伸展/屈曲に関係する筋肉を、左右相称に刺激することができることが理解される。別法として、2つの電気刺激デバイスを、両方向性刺激のために使用することができる。1つは、右脚を刺激するため、1つは、左下肢を刺激するためである。この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:30−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
第一段階および第二段階のオーバーラップの持続時間:40ミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第二段階および第三段階のオーバーラップの持続時間:40ミリセカンド
第三段階の持続時間:120ミリ秒
パルス列パターンの周波数:0.67ヘルツ
全体の治療時間:20分
治療の合計数:6週間に18回
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50Hz
【0216】
この代表的実施形態において、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。
【0217】
[23番目の代表的実施形態]
本発明の第23番目の代表的実施形態において、一般的に、図3Wに図示されるように、一対の電極は、下肢を悩ます神経障害のための治療として、電気刺激を、ウォーキング、サイクリングと立ち上がる動作の機能回復に関連した筋肉の一つ以上に提供するために、患者の組織と電気的接触して配置される。加えて、図4Aに図示されるように、一対の電極のうちの少なくとも1つは、下肢の脳体性感覚・運動制御の上にある頭蓋の領域に電気接触して配置される。代替的に、図4E(どちらのパネルにも)に図示されるように、図4Aの135c上に配置されている第1のチャネルの負電極を有する2対の電極を使用することができる。
【0218】
より詳細には、一般的に、図3Wに示されるように、二チャネル・システムが、ひざ伸展に関係する筋肉に電気刺激を印加するのに用いられる。第1のチャネルにおいて、
第1の電極18aは、大腿直筋と外側股筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。第2の電極18bは、特に、ひざの伸筋として機能する内側広筋の運動点を刺激するために、内側広筋と電気的接触して配置される。第2のチャネルにおいて、
電極20aは、身体の反対側の膝伸筋を刺激するために、組織と電気的接触して配置される。
【0219】
この代表的実施形態において、パルス列パターンは、以下のパラメーターを有する機能パルス列パターンを備える。
[歩行のためのパルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−100マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:50−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:240ミリ秒
遅延の持続時間:260のミリ秒
第二段階の持続時間:240ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
全体の治療時間:10分
治療の合計数:18回(6週以上にわたり)
【0220】
タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。本実施形態は、1Hzで歩いている下肢のタイミング・パターンを示す。
[サイクリングのためのパルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:50−140ミリアンペア
第一段階の持続時間:340ミリ秒
遅延の持続時間:160のミリ秒
第二段階の持続時間:340ミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.0ヘルツ
全体の治療時間:10分
治療の合計数:18回(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0221】
タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。
【0222】
本実施形態は、1Hzでサイクリングする下肢のタイミング・パターンを示す。
[立ち上がることのためのパルス列パターン]
個別の電気パルスのパルス持続時間:50−200マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:50−140ミリアンペア
第一段階ランプの持続時間:2秒
第一段階の持続時間:3秒
パルス列パターンの周波数:0.1ヘルツ
全体の治療時間:15分
治療の合計数:18回(6週以上)
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0223】
タイミング・パラメーターは、望ましい速度又は、サイクル数/分に調節される。本実施形態は、10秒ごとに立ち上がるタイミング・パターンを示す。立ち上がるトレーニングを使用するとき、両方のチャネルは、同時に刺激される。
【0224】
これらの代表的実施形態で、0.015ミリアンペア/cm2を超える電流密度を有するおよそ1mAの連続直流電流またはパルス状直流電流が、図4Aに図示されるように、経頭蓋経由で、下肢135cをコントロールする脳体性感覚・運動皮質領域に、同時に印加される。図4Aに図示されるように、下肢135cを支配している脳体性感覚・運動皮質領域に印加される正電極である電極118aで、四極構成で配置される2つのチャネル刺激器を使用する、脳刺激のための代替配置が、図4E(どちらのパネルでも)に図示される。
【0225】
本発明の神経障害処理法は、自然に非対称あるいは両方向性であるように、電極を構成することによって、すぐに構成することができることも理解される。たとえば、第5と第7の代表的実施形態の組合せを、使用することができる。患者のニーズと徴候に合う類似した方法で、代表的実施形態の全てが結合できると考えられる(例えば、第1のチャネルの第1の実施形態、および、第2のチャネルのための第2、第3、第4、第5、第6、あるいは第7の実施形態、その他)。
【0226】
[ケーススタディNo.1]
このケーススタディは、身体の左側に影響を及ぼした脳卒中の後、4ヵ月間、67才の女性に関するものである。彼女は自発的に全く彼女の左手を動かすことができず、セラピー・スタッフによって受動的に彼女の指を動かすのにかなりの努力が必要であった。ストレッチングの後、彼女の手は、急速に指と親指の完全な屈曲に戻った。親指は、屈曲痙縮を現した。彼女は、自発的回外を有さず、約45度の回内に手首を維持した。彼女は、脳卒中の1週後に始まった3週の毎日の入院患者のセラピーと毎週二回の外来患者セラピーを経験した。それは、この治療プログラムの以前に、成功しなかった3ヵ月のストレッチングとファシリテーション技術を含んでいる。
【0227】
患者は、最初に、手と上肢の脳体性感覚と運動領域の上にある右の頭皮に配置された正電極(30のcm2)を有する経頭蓋定常直流電流刺激器で治療された。負電極(22cm2)は、中立の場所として左肩の筋肉の上に配置された。1.0mAの定常直流電流で10分間経頭蓋直流電気刺激を印加した後に、周辺刺激プログラムは、下記のように始まった。
【0228】
治療の間、患者は、経頭蓋刺激器の陽電極と負電極の下で非常にかすかなうずく感覚を経験した。副作用は認められなかった。経頭蓋刺激のための全体の治療時間は、およそ30分であった。
【0229】
およそ10分後に、患者は、セラピー・プロトコルをチャネルによる「上肢三相性」と称する、Omnistim(R) FX2電気刺激で治療された。陰極(2”x4”)電極は前腕屈筋に適用され、陽極(2”x4”)電極は手内在筋に適用された。チャンネルBが、前腕手首と指伸筋に印加され、陰極(2”x4”)電極が、近位前腕の筋肉に印加され、陽極(2”x4”)電極は、遠位前腕の筋肉に印加された。電極配置とプロトコルは、第12の代表的実施形態の記述にしたがう。
【0230】
可視の活性化と最小の指と手首運動とで痙攣筋収縮を最小とするために、周辺刺激の強度が、増加された。パルス列タイミング・パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを含む。
段階1と3は、チャネルAを通して印加される。
第二相は、チャネルBを通して印加される。
個別の電気パルスのパルス持続時間:50マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:60−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
オーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
第二段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
第三段階の持続時間:60のミリ秒(列につき5つのパルス)
第二段階の上の第三段階のオーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
パルス列パターンの周波数:1.5秒(0.67Hz)
全体の治療時間:周辺刺激のための20分
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0231】
経頭蓋直流電気刺激と周辺パターン化刺激の組合せの後で、患者は彼女の手が、特に尺骨の分布において、いくぶんより「正常である」と感じると述べた。彼女は、部分的な屈曲を通して彼女の親指を動かすことができ、伸展以外の自発的な努力による45度の伸展関節可動域は、筋拘縮によって妨げられた。全4つの指は、完全な屈曲の初期位置から伸展まで随意運動で即時的な機能改善を示した。掌部の指骨(MP)共同の動作と10度の近位の内側指骨ジョイント(PIP)運動の最後の20度だけが欠如していた。この動作は自発的に繰り返されることができ、関節可動域の部分的な損失だけで維持された。
【0232】
12週間のフォローアップで、彼女は指を広げることがまだできたが、マイナス45度のMP伸展はできなかった。しかし、PIP伸展は全範囲へ改善された。単一の繰り返しの組合せ刺激は、マイナス20度MP運動に、再び、自発的指伸展を改善した。操作は、かなり速く、この手順に続いて1−2秒しかかからなかった。最初の手順の後、同じ範囲を通しての指伸展に、4秒がかかった。彼女は、ニュートラルに前腕を回外運動することもできた。
【0233】
[ケーススタディNo.#2]
第2のケーススタディは、34年前にストロークに苦しんだ81才の男性に関係するものである。彼は左手のいかなる随意運動も回復しなかった。彼は、その時に、右中央の脳動脈梗塞部を維持した。セラピーにもかかわらず、彼は手首と手を、自発的に返す動きをすることができなかった。彼は、若干の肩と肘の動きを行うことができた。
彼は、彼の右手を使って、指と親指を伸ばすことができた。彼は、手のどの指も最小の随意痙攣さえ生成することができなかった。
【0234】
患者は、手と上肢の2つの脳運動領の上にある右の頭皮に配置された正電極(30cm2)を有する経頭蓋定常直流電流刺激器で、最初に、治療された。負電極(22cm2)は、中立の場所として左肩の筋肉の上に配置された。1.0mAの定常直流電流で10分間、経頭蓋直流電気刺激を印加した後に、周辺刺激プログラムは、下記のように始まった。
【0235】
治療の間、患者は、経頭蓋刺激器の陽電極と負電極の下で非常にかすかなうずく感覚を経験した。副作用は認められなかった。経頭蓋刺激のための全体の治療時間は、およそ30分であった。
【0236】
およそ10分後に、患者は、セラピー・プロトコルをチャネルによる「上肢三相性」と称する、OmnistimR FX2電気刺激で治療された。陰極(2”x4”)電極は前腕屈筋に適用され、陽極(2”x4”)電極は手内在筋に適用された。チャンネルBが、前腕手首と指伸筋に印加され、陰極(2”x4”)電極が、近位前腕の筋肉に印加され、陽極(2”x4”)電極は、遠位前腕の筋肉に印加された。電極配置とプロトコルは、第12の代表的実施形態の記述にしたがう。
【0237】
周辺刺激の強度が、可視の活性化と最小の指と手首運動とで痙攣筋収縮を最小とするために、増加された。パルス列タイミング・パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
段階1と3は、チャネルAを通して印加される
第二相は、チャネルBを通して印加される
個別の電気パルスのパルス持続時間:50マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:60−90ミリアンペア
第一段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
オーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
第二段階の持続時間:100のミリ秒(列につき5つのパルス)
第三段階の持続時間:60のミリ秒(列につき5つのパルス)
第二段階の上の第三段階のオーバーラップの持続時間:20のミリ秒(1つのパルス)
パルス列パターンの周波数:1.5秒(0.67Hz)
全体の治療時間:周辺刺激のための20分
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
【0238】
手の領域に近くなっている右脳運動皮質の上に配置される陽極と、患者の上の肩の左側の上に配置される陰極とでの、超皮質直流電流刺激の30分と結合される20分の神経筋刺激の後で、彼は、親指の最も小さいものであるが、確かな随意最小の痙攣のみをもたらすことができた。しかし、他の指のどれもできなかった。また、親指の運動は、最初の刺激プログラムが完了した、わずかおよそ15分間続いた。
【0239】
5日後に、同じ複合刺激プロトコルの第2のセッションに続き、患者は、その時には、45度関節可動域を通して親指の随意運動を生じることができた。MPジョイントとPIPジョイントにおいて、等しい動作で、指の60度の伸展を通して完全な屈曲を始めることができた。彼がこの34年で、彼の指を動かすことができるのはそれが初めてだった。
【0240】
この改善は、継続的な自発的な運動で12週を超えて続いた。彼もまた、彼の手の感じの改善を認めた。
【0241】
[ケーススタディNo.#3]
第3のケース例は、69才の男性が関係するものである。彼は、組合わせ刺激治療の前、およそ9ヵ月前に左側脳血管発作を起こし、その結果右半身麻痺となった。彼は、話すことと唾をのむことを回復したが、まる9ヵ月の週に3回の集中したリハビリ・セラピーにもかかわらず、歩行とアーム動作に伴う難点を持ち続けた。彼は、下記のFX2電気刺激セラピーの複数のセッションを受けたが、改善がなかった。
【0242】
患者は、左の下肢の脳運動領の上にある右の頭皮に配置された正電極(30cm2)を有する経頭蓋定常直流電流刺激器で、最初に、治療された。負電極(22cm2)は、中立の場所として左上僧帽筋の筋肉の上に配置された。1.0mAの定常直流電流で10分間、経頭蓋直流電気刺激を印加した後に、周辺刺激プログラムは、下記のように始まった。
【0243】
患者は、セラピー・プロトコルをチャネルによる「下肢三相性」と称する、OMNISTIMR FX2電気刺激で治療された。陰極(3”x5”)電極は、前側方腰筋系に印加され、陽極(3”x5”)電極は、ひざのちょうど内側で上内側広筋に印加された。図3U(パネル2)による第21の代表的実施形態に記載されているように、チャンネルBが、後方腰と腿に印加され、陰極(3”x5”)電極が、大臀筋の筋肉に印加され、陽極(3”x5”)電極が、大腿屈筋と腰内転筋の内側面中ごろに印加された。
【0244】
周辺刺激の強度は、中程度の筋収縮を引き起こすことができ、とても十分に許容されるものであった。パルス列タイミング・パターンは、以下のパラメーターを有する三相性オーバーラッピング・パルス列パターンを備える。
段階1と3は、チャネルAを通して印加される
第二相は、チャネルBを通して印加される
個別の電気パルスのパルス持続時間:70マイクロ秒
個別の電気パルスの電流振幅:60−100ミリアンペア
第一段階の持続時間:200ミリ秒
オーバーラップの持続時間:40のミリ秒
第二段階の持続時間:200ミリ秒
第三段階の持続時間:120ミリ秒
第二段階の上の第三段階のオーバーラップの持続時間:40のミリ秒
パルス列パターンの周波数:1.5秒(0.67Hz)
全体の治療時間:周辺刺激のための20分
個別の電気パルス(各々の位相で)の周波数:50ヘルツ
段階1と3は、チャネルAを通して印加される
【0245】
脳の運動・ストリップ領域に対応する左の頂点上にある頭皮に印加された経頭蓋直流電気刺激と、腿と足の筋肉、四頭筋(膝窩筋)および腓腹筋、に印加したEMGパターン化電気刺激との最初の2つのセッションの後、患者は、足取りの顕著な改善を示さなかった。上で示したように、正電極場所は、まず、最初に左の頂点で下肢運動皮質の上にあった。しかし、最初の2つの不成功の治療の後、反対側の運動皮質への刺激を減少させる試みにおいて、横に1cmに移された。
【0246】
3回目のセッションは、最初の2つの修正であり、経頭蓋アプリケーションが、頂点から離れて横に1センチメートル動かされ、第21の代表的実施形態で示されるように、周辺刺激が腰と腿筋系に印加された。20分の周辺刺激による1mAの30分の経頭蓋DC刺激の後で、患者は、再び、援助なしで移動することができた。しかし、彼の足取り速度は、かなり改善した。3回目の刺激セッション以前には、彼のシャトル・ウォーキングに、29秒かかり、刺激より2日前、および直前に、29秒で繰り返した。刺激の後で、彼は、22秒に時間調節されて、22秒で繰り返した。腰屈曲とひざ屈曲は30度までよくなり、彼は主観的により良いバランスを感じた。
【0247】
5日後には、彼の足取りは、25秒まで減速した。3回目のセッションと同じ修正されたシステムを使用している4回目の刺激セッションの後、彼のシャトル時間は、20秒平均(21秒と19秒)に改善した。彼は、また、バランスの主観的な改善を認識した。同じシャトルのための正常な速い足取りがテストされ、10秒であった。足取りとバランスの改善は、さらに5日間続いた。
【0248】
本発明が記述されて、いくつかの代表的実施形態を参照して、例示してきたが、種々の修正は、発明の範囲を離れることなく、これらの実施形態に対して行うことができることを理解すべきである。したがって、本発明は、記述され、特許請求の範囲による制限を除いて、ここに例示される代表的実施形態に限られていない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気刺激によって患者の神経障害を治療することための方法であって、
神経筋電気刺激を前記患者の顔、首、肩、体幹、腕、前腕、手首、手、腰、腿、下脚、足首及び足から選ばれた周辺目標身体領域に適用するステップと、
同時に、経頭蓋直流電気刺激を、前記目標身体領域の運動制御と結びついた前記患者の頭蓋目標身体領域に適用するステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記運動制御領域は、前記目標身体領域の前記患者の体性感覚および運動制御領域を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
神経筋電気刺激を適用する前記ステップは、
2つの電極を備える第1のチャネルを提供するステップであって、前記第1のチャネルの第1の電極は、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、前記第1のチャネルの第2の電極は、前記患者の第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置される、ステップと、
2つの電極を備える第2のチャネルを提供するステップであって、前記第2のチャネルの第1の電極は、前記患者の第3の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極は、前記患者の第4の目標身体領域の組織と電気的接触して配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第1および第2のチャネルを通して、一連の電気パルスを前記患者の前記第1、第2、第3及び第4の目標身体領域に適用するステップと、を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
経頭蓋直流電気刺激を印加する前記ステップは、
2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、前記第3のチャネルの第1の電極は、前記患者の第1の頭蓋組織と電気的接触して配置され、
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記第1の頭蓋組織または神経系組織の反対側の組織領域と電気的接触して配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップと、を含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織と反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
ドーパミン取り込み阻害薬、ノルエピネフリン再摂取防止剤、選択的セロトニン再取り込み阻害薬、モノアミンオキシダーゼ阻害薬、セロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬、ノルエピネフリン取り込み阻害薬、ドーパミン作用薬、アセトコリンエステラーゼ阻害薬、カテコール0−メチル基転移酵素阻害薬、抗コリン作用薬と抗酸化剤から成るグループから選択された薬剤の治療的有効量を前記患者に投与するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の第1の咬筋や第1の翼状突起の筋肉の運動点を刺激するために配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、第1の頬筋の筋肉の運動点や前記患者の輪筋の筋肉を刺激するために配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項8】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が配置されて前記患者の第2の咬筋や第2の翼状突起の筋肉の運動点を刺激するように、前記第2のチャネルの前記第1の電極は双方で配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の第2の頬筋及び/又は輪筋の運動点を刺激するように、左右相称に配置される、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気接して配置される、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の舌または咽頭を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、第1頬筋の筋肉、前記患者の第1咬筋及び/又は輪筋の運動点を刺激するために配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項12】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が配置されて前記患者の舌または咽頭を刺激するように、前記第2のチャネルの前記第1の電極は配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の第2頬筋、第2咬筋及び/又は輪筋の運動点を刺激するように、左右相称に配置される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気的に接触して配置される、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の第1頬筋、第1咬筋及び/又は口輪筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域において頚部の傍脊柱筋を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項16】
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の第2頬筋、第2咬筋及び又は口輪筋を刺激するように、左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域における頚部の傍脊柱筋を刺激するように、左右相称に配置される、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩から成るグループから選ばれる神経系組織の反対側の組織領域と電気的接触して配置される、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の第1の僧帽筋の筋肉の運動点を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域において頚部の傍脊柱の筋肉を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項20】
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の第2の僧帽筋の運動点を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの前記後頚部領域において頚部の傍脊柱の筋肉を刺激するように、左右相称に配置される、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔筋系および首筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項19に記載の方法。
【請求項22】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織に電気接触して配置される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のC6、C7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域における頚部の傍脊柱筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のC6、C7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3及び/又はC4頸椎の近くの後頚部領域における頚部の傍脊柱筋を刺激するように、左右相称に配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、前記首の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項24】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織に反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のT3、T4、T5、T6、T7、T8及び/又はT9胸椎の近くの胸部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のC7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のT3、T4、T5、T6、T7、T8及び/又はT9胸椎の近くの頚部下部および胸部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部脊柱の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、背中中央と体幹の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項26】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織と反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、患者の前腹筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前腹筋を刺激するように、左右相称に配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、体幹筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項28】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織に反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記第1のチャネルは、4本の電極を備え、
前記第1のチャネルの第1の電極は、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記第1のチャネルの第2の電極は、前記患者の第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
第3の電極は、前記患者の第5の目標身体領域の組織と電気接触して配置され、
第4の電極は、前記患者の第6の目標身体領域と電気接触して配置され、
4本の電極を備えている第2のチャネルを提供するステップであって、
前記第2のチャネルの第1の電極は、前記患者の第3の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極は、前記患者の第4の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
第7の電極は、前記患者の第5の目標身体領域の組織と電気接触して配置され、
第4の電極は、前記患者の第8の目標身体領域と電気接触して配置される、ステップを含む、請求項4に記載の方法。
【請求項30】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のT9、T10、T11、L1、L2及び/又はL3腰椎の近くの前記傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第3の電極と前記第4の電極は、前記第1のチャネルの第1および第2の電極と同じ前記患者の椎骨レベルにおいて前腹筋の上で配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腰部および腹部の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩から成るグループから選ばれる神経系組織の反対側の組織領域と電気接触して配置される、請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のT9、T10、T11、L1、L2及び/又はL3腰椎の近くの前記傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第3の電極と前記第4の電極は、前記第1のチャネルの第1および第2の電極と同じ前記患者の椎骨レベルにおいて前腹筋の上に配置される、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
前記第1のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の腕の上腕二頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の前記腕の上腕三頭筋を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項34】
経頭蓋直流電気刺激を印加する前記ステップは、2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、
前記第3のチャネルの第1の電極は、患者の腕筋系の運動制御領域と電気的接触して配置され、前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の組織領域反対側の組織、あるいは前記患者の神経系組織と電気的接触して、配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップとを含む、請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記最初の目標身体領域と前記第2の目標身体領域は、前記患者の肩の内部回転と関連した筋肉であり、
前記第3の目標身体領域と前記第4の目標身体領域の筋肉は、前記肩の外旋と結びついたものである、請求項4に記載の方法。
【請求項36】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の腕の後ろの上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の後方三角筋及び/又は棘下筋小円筋を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項37】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記腕の前上腕二頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前三角筋と前記患者の大胸筋を刺激するように配置される、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
経頭蓋直流電気刺激を適用する前記ステップは、
2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、前記第3のチャネルの第1の電極は、患者の上腕と肩筋系の運動制御領域と電気的接触して配置され、
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の組織領域反対側の組織、あるいは前記患者の神経系組織と電気的接触して、配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップとを含む、請求項37に記載の方法。
【請求項39】
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の腕の上腕二頭筋の運動点を刺激するために配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、患者の前三角筋の運動点を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の前記腕の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、患者の後方三角筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、肩の運動制御領域の組織と前記患者の腕筋系と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項40】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の手の屈筋手内在筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の手首の屈筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記手の伸筋手内在筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の前記手首の伸筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項41】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気的接触して配置される、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の手の屈筋手内在筋を刺激するようために配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の腕の上腕二頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記腕の伸筋前腕の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の前記腕の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項43】
前記第1のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の最初の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の第2の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項44】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の僧帽筋の筋肉の上部を刺激するように、配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前記僧帽筋の筋肉の中央の部分を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前鋸筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記僧帽筋の下部を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項45】
経頭蓋直流電気刺激を適用する前記ステップは、
2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、
前記第3のチャネルの第1の電極は、患者の腕の運動制御領域と電気的接触して配置され、
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の組織領域反対側の組織、あるいは前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織と電気的接触して、配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップとを含む、請求項44に記載の方法。
【請求項46】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のC6、Cl及び/又はTl領域の近くの上の僧帽筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の後方三角筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前腕の近位伸筋の筋肉の運動点を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の第一背側骨間筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項47】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の四頭筋の筋肉を刺激するように、配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前脛骨の筋肉を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の腓骨筋末端の運動点を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の第1、第2及び/又は第3の中足骨上の足の背部の筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項48】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の短指伸筋の筋肉を刺激するように、配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前脛骨筋及び/又は長母指伸筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の固有足の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、後方脛骨と長母指屈筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項49】
前記第1のチャネルの前記第1の電極と第2の電極は、前記患者の前脛骨筋とオプションの腓骨筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極と第2の電極は、前記患者の下腿三頭筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項50】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前脛骨筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の脚部の四頭筋筋肉を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項51】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の下腿三頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記脚部の大腿屈筋を刺激するように配置される、請求項50に記載の方法。
【請求項52】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の下肢の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気的接触して配置される、請求項52に記載の方法。
【請求項54】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の脚部の四頭筋筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前記脚部の中殿筋、小臀筋や大腿筋膜張筋を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項55】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記脚部の大腿屈筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記脚部の大内転筋、長内転筋、短内転筋や内側大腿屈筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記脚部における大内転筋、長内転筋、短内転筋や内側大腿屈筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記脚部の大臀筋筋肉を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項54に記載の方法。
【請求項57】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の脚部で大腿直筋の筋肉や外側股筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前記脚部の内側広筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1と第2の電極は、前記患者の前記脚部の大腿二頭筋、半膜様筋及び/又は半腱様筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項58】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、最初の大腿直筋の筋肉や前記患者の外側股筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の最初の内側広筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1と第2の電極は、第2の大腿直筋の筋肉及び又は前記患者の外側股筋を刺激するように左右相称に配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の第2の内側広筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項59】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、患者の指の屈筋を備えている主動筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、患者の指の伸筋の筋肉を含むきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項60】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の浅指屈筋と深指屈筋からなるグループから選ばれた主動筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の指伸筋と小指伸筋から成るグループから選ばれたきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、患者の手首の屈筋を含む主動筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、患者の手首の伸筋の筋肉を含むきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項62】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の橈側手根屈筋を含む主動筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の長橈側手根伸筋と短橈側手根伸筋からなるグループから選ばれるきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の尺側手根屈筋を含む主動筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の尺側手根伸筋を含むきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項61に記載の方法。
【請求項64】
前記患者によって前記目標身体領域を意識的に活性化するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
【請求項65】
前記意識的な活性化は、前記患者によるサイクリング運動の実行を含む、請求項64に記載の方法。
【請求項66】
前記一連の電気パルスは、二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項67】
前記二相シーケンシャル・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まる、請求項66に記載の方法。
【請求項68】
前記一連の電気パルスは、二相オーバーラップ・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項69】
前記二相オーバーラップ・パルス列パターンは、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まる、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
前記一連の電気パルスは、三相性シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項71】
前記三相性シーケンシャル・パルス列パターンは、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、
前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階と、そして、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第三段階と、を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の後に始まる、請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記一連の電気パルスは、三相性オーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項73】
前記三相性オーバーラッピング・パルス列パターンは、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、
前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階と、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第三段階と、を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の前に始まる、請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記神経筋の刺激は、前記患者に経皮膚的に印加される、請求項3に記載の方法。
【請求項75】
前記神経筋電気刺激は、前記患者に経皮的に印加される、請求項3に記載の方法。
【請求項76】
前記電気パルスの各々は、30マイクロ秒と400マイクロ秒の間でのパルス持続時間を有する、請求項3に記載の方法。
【請求項77】
前記電気パルスの各々は、25ミリアンペアと140ミリアンペアの間の電流振幅を有する、請求項3に記載の方法。
【請求項78】
神経筋刺激を印加する前記ステップが、2つの電極を備えているチャネルを提供するステップを備え、
前記第1の電極は、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記チャネルの前記第2の電極は、第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
4Hzと200Hzとの間の周波数を有し、電流が1ミリアンペアしかない一連の電気パルスが、前記第一および第二の目標身体領域に印加される、請求項1に記載の方法。
【請求項79】
前記一連の電気パルスは、低周波パルス列パターンを備える、請求項3に記載の方法。
【請求項80】
前記低周波パルス列パターンは、4Hzと200Hzの間での周波数で生成される個別の電気パルスを含む、請求項79に記載の方法。
【請求項81】
前記一連の電気パルスは、500Hzと100,000Hzの間でのキャリア周波数で、周波数系列パルス・バースト列パターンを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項82】
前記周波数系列パルス・バースト列パターンは、0.1Hzと5Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第1のシーケンスと、5Hzと20Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第2のシーケンスと、20Hzと250Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第3のシーケンスとを含む、請求項81に記載の方法。
【請求項83】
前記周波数系列パルス・バースト列パターンは、5Hzと20Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの最初のシーケンスと、0.1Hzと5Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第2のシーケンスと、20Hzと250Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第3のシーケンスとを含む、請求項81に記載の方法。
【請求項84】
前記周波数系列パルス・バースト列パターンは、20Hzと250Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第1のシーケンスと、0.1Hzと5Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第2のシーケンスとを含む、請求項81に記載の方法。
【請求項85】
前記経頭蓋直流電気刺激は、前記患者に経皮膚的に印加される、請求項1に記載の方法。
【請求項86】
前記経頭蓋直流電気刺激は、電気パルスの各々が0.5マイクロ秒と10分の間でのパルス持続時間を有する、連続またはパルス状直流を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項87】
前記経頭蓋直流電気刺激には、およそ4ミリアンペア以下の電流がある、請求項1に記載の方法。
【請求項88】
前記経頭蓋直流電気刺激は、干渉電流を備える、請求項1に記載の方法。
【請求項89】
前記干渉電流は、2つの経頭蓋電極を有する第1のチャネルと2つ経頭蓋電極を有する第2のチャネルを提供することにより生成され、
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記頭蓋目標領域と電気的接触して配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、体の反対側の前記患者の額、首または肩と電気的接触して配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記第1のチャネルの前記第1の電極の反対側に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記第1のチャネルの前記第2の電極の反対側に配置される、請求項88に記載の方法。
【請求項90】
患者の神経障害を治療するための電気刺激システムであって、
少なくとも電極の第1、第2および第3のチャネルと、
電極の前記第1および第2のチャネルに接続し、二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクル、二相オーバーラップ・パルス列パターン、三相性シーケンシャル・パルス列パターン、三相オーバーラップ・パルス列パターン、機能パルス列パターン、低周波パルス列パターン、周波数系列パルス・バースト列パターンからなるグループから選ばれたパルス列パターンを電極の前記第1および第2のチャネルに、前記神経障害を治療する手続きに従って印加するようにプログラムされた電子制御ユニットと、
電極の前記第3のチャネルに接続し、前記神経障害を治療する手続きに従って経頭蓋直流を印加するようにプログラムされた電子制御ユニットとを備えるシステム。
【請求項91】
前記二相シーケンシャル・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階と、を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項92】
前記二相オーバーラップ・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項93】
前記三相性シーケンシャル・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、前記第2のチャネルに印加された電気パルスの第二段階、及び、前記第1のチャネルに印加された電気パルスの第三段階を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の後に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項94】
パルス列パターンに重なっている前記三相性(の)は、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階、前記第2のチャネルに印加された電気パルスの第二段階、及び、前記第1のチャネルに印加された電気パルスの第三段階を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の前に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項95】
前記第1のチャネルは、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している第1の正電極と、前記患者の第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している最初の負極とを備え、
前記第2のチャネルは、前記患者の第3の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している第2の正電極と、前記患者の第4の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している第2の負極とを備え、
前記第3のチャネルは、前記患者の運動制御領域で経頭蓋電気的接触に適している第3の正電極と、前記運動制御領域の反対側の組織または前記患者の神経組織との電気的接触に適している第3の負極とを備える、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項96】
前記第3の負極は、前記第3の正電極より大きいサイズである、請求項95に記載の電気刺激システム。
【請求項97】
前記経頭蓋直流は、定常電流、パルス電流、変調電流、または干渉電流からなるグループから選ばれる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項98】
前記第1および第2のチャネルに接続している前記電子制御ユニットと前記第3のチャネルに接続している前記電子制御ユニットとが、同一の電子制御ユニットである、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項1】
電気刺激によって患者の神経障害を治療することための方法であって、
神経筋電気刺激を前記患者の顔、首、肩、体幹、腕、前腕、手首、手、腰、腿、下脚、足首及び足から選ばれた周辺目標身体領域に適用するステップと、
同時に、経頭蓋直流電気刺激を、前記目標身体領域の運動制御と結びついた前記患者の頭蓋目標身体領域に適用するステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記運動制御領域は、前記目標身体領域の前記患者の体性感覚および運動制御領域を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
神経筋電気刺激を適用する前記ステップは、
2つの電極を備える第1のチャネルを提供するステップであって、前記第1のチャネルの第1の電極は、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、前記第1のチャネルの第2の電極は、前記患者の第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置される、ステップと、
2つの電極を備える第2のチャネルを提供するステップであって、前記第2のチャネルの第1の電極は、前記患者の第3の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極は、前記患者の第4の目標身体領域の組織と電気的接触して配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第1および第2のチャネルを通して、一連の電気パルスを前記患者の前記第1、第2、第3及び第4の目標身体領域に適用するステップと、を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
経頭蓋直流電気刺激を印加する前記ステップは、
2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、前記第3のチャネルの第1の電極は、前記患者の第1の頭蓋組織と電気的接触して配置され、
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記第1の頭蓋組織または神経系組織の反対側の組織領域と電気的接触して配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップと、を含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織と反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
ドーパミン取り込み阻害薬、ノルエピネフリン再摂取防止剤、選択的セロトニン再取り込み阻害薬、モノアミンオキシダーゼ阻害薬、セロトニン及びノルアドレナリン再取り込み阻害薬、ノルエピネフリン取り込み阻害薬、ドーパミン作用薬、アセトコリンエステラーゼ阻害薬、カテコール0−メチル基転移酵素阻害薬、抗コリン作用薬と抗酸化剤から成るグループから選択された薬剤の治療的有効量を前記患者に投与するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の第1の咬筋や第1の翼状突起の筋肉の運動点を刺激するために配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、第1の頬筋の筋肉の運動点や前記患者の輪筋の筋肉を刺激するために配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項8】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が配置されて前記患者の第2の咬筋や第2の翼状突起の筋肉の運動点を刺激するように、前記第2のチャネルの前記第1の電極は双方で配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の第2の頬筋及び/又は輪筋の運動点を刺激するように、左右相称に配置される、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気接して配置される、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の舌または咽頭を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、第1頬筋の筋肉、前記患者の第1咬筋及び/又は輪筋の運動点を刺激するために配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項12】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が配置されて前記患者の舌または咽頭を刺激するように、前記第2のチャネルの前記第1の電極は配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の第2頬筋、第2咬筋及び/又は輪筋の運動点を刺激するように、左右相称に配置される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気的に接触して配置される、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の第1頬筋、第1咬筋及び/又は口輪筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域において頚部の傍脊柱筋を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項16】
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の第2頬筋、第2咬筋及び又は口輪筋を刺激するように、左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域における頚部の傍脊柱筋を刺激するように、左右相称に配置される、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩から成るグループから選ばれる神経系組織の反対側の組織領域と電気的接触して配置される、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の第1の僧帽筋の筋肉の運動点を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域において頚部の傍脊柱の筋肉を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項20】
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の第2の僧帽筋の運動点を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの前記後頚部領域において頚部の傍脊柱の筋肉を刺激するように、左右相称に配置される、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の顔筋系および首筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項19に記載の方法。
【請求項22】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織に電気接触して配置される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のC6、C7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のC1、C2、C3やC4頸椎の近くの後頚部領域における頚部の傍脊柱筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のC6、C7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC1、C2、C3及び/又はC4頸椎の近くの後頚部領域における頚部の傍脊柱筋を刺激するように、左右相称に配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、前記首の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して、配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項24】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織に反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のT3、T4、T5、T6、T7、T8及び/又はT9胸椎の近くの胸部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のC7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のT3、T4、T5、T6、T7、T8及び/又はT9胸椎の近くの頚部下部および胸部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のC7、T1、T2、T3及び/又はT4頚部及び胸部脊柱の近くの頚部下部および胸部上部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、背中中央と体幹の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項26】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織と反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極は、患者の前腹筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前腹筋を刺激するように、左右相称に配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、体幹筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項28】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経組織に反対側の組織領域に電気接触して配置される、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記第1のチャネルは、4本の電極を備え、
前記第1のチャネルの第1の電極は、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記第1のチャネルの第2の電極は、前記患者の第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
第3の電極は、前記患者の第5の目標身体領域の組織と電気接触して配置され、
第4の電極は、前記患者の第6の目標身体領域と電気接触して配置され、
4本の電極を備えている第2のチャネルを提供するステップであって、
前記第2のチャネルの第1の電極は、前記患者の第3の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極は、前記患者の第4の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
第7の電極は、前記患者の第5の目標身体領域の組織と電気接触して配置され、
第4の電極は、前記患者の第8の目標身体領域と電気接触して配置される、ステップを含む、請求項4に記載の方法。
【請求項30】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者のT9、T10、T11、L1、L2及び/又はL3腰椎の近くの前記傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第3の電極と前記第4の電極は、前記第1のチャネルの第1および第2の電極と同じ前記患者の椎骨レベルにおいて前腹筋の上で配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腰部および腹部の筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域または前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩から成るグループから選ばれる神経系組織の反対側の組織領域と電気接触して配置される、請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者のL1、L2、L3、L4及び/又はL5腰椎の近くの腰部傍脊柱の筋肉を刺激するように左右相称に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者のT9、T10、T11、L1、L2及び/又はL3腰椎の近くの前記傍脊柱の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第3の電極と前記第4の電極は、前記第1のチャネルの第1および第2の電極と同じ前記患者の椎骨レベルにおいて前腹筋の上に配置される、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
前記第1のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の腕の上腕二頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の前記腕の上腕三頭筋を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項34】
経頭蓋直流電気刺激を印加する前記ステップは、2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、
前記第3のチャネルの第1の電極は、患者の腕筋系の運動制御領域と電気的接触して配置され、前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の組織領域反対側の組織、あるいは前記患者の神経系組織と電気的接触して、配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップとを含む、請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記最初の目標身体領域と前記第2の目標身体領域は、前記患者の肩の内部回転と関連した筋肉であり、
前記第3の目標身体領域と前記第4の目標身体領域の筋肉は、前記肩の外旋と結びついたものである、請求項4に記載の方法。
【請求項36】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の腕の後ろの上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の後方三角筋及び/又は棘下筋小円筋を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項37】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記腕の前上腕二頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前三角筋と前記患者の大胸筋を刺激するように配置される、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
経頭蓋直流電気刺激を適用する前記ステップは、
2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、前記第3のチャネルの第1の電極は、患者の上腕と肩筋系の運動制御領域と電気的接触して配置され、
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の組織領域反対側の組織、あるいは前記患者の神経系組織と電気的接触して、配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップとを含む、請求項37に記載の方法。
【請求項39】
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の腕の上腕二頭筋の運動点を刺激するために配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、患者の前三角筋の運動点を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記患者の前記腕の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、患者の後方三角筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、肩の運動制御領域の組織と前記患者の腕筋系と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項40】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の手の屈筋手内在筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の手首の屈筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記手の伸筋手内在筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の前記手首の伸筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項41】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気的接触して配置される、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の手の屈筋手内在筋を刺激するようために配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の腕の上腕二頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記腕の伸筋前腕の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の前記腕の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項43】
前記第1のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の最初の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1および第2の電極は、前記患者の第2の上腕三頭筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項44】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の僧帽筋の筋肉の上部を刺激するように、配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前記僧帽筋の筋肉の中央の部分を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前鋸筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記僧帽筋の下部を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項45】
経頭蓋直流電気刺激を適用する前記ステップは、
2つの電極を備える第3のチャネルを提供するステップであって、
前記第3のチャネルの第1の電極は、患者の腕の運動制御領域と電気的接触して配置され、
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域の組織領域反対側の組織、あるいは前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織と電気的接触して、配置される、ステップと、
前記神経障害を治療する手続きに従って前記第3のチャネルを通して直流電流を前記患者に印加するステップとを含む、請求項44に記載の方法。
【請求項46】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者のC6、Cl及び/又はTl領域の近くの上の僧帽筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の後方三角筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前腕の近位伸筋の筋肉の運動点を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の第一背側骨間筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、腕筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項47】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の四頭筋の筋肉を刺激するように、配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前脛骨の筋肉を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の腓骨筋末端の運動点を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、前記患者の第1、第2及び/又は第3の中足骨上の足の背部の筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項48】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の短指伸筋の筋肉を刺激するように、配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前脛骨筋及び/又は長母指伸筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の固有足の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの第2の電極が、後方脛骨と長母指屈筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項49】
前記第1のチャネルの前記第1の電極と第2の電極は、前記患者の前脛骨筋とオプションの腓骨筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極と第2の電極は、前記患者の下腿三頭筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項50】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前脛骨筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の脚部の四頭筋筋肉を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項51】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の下腿三頭筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記脚部の大腿屈筋を刺激するように配置される、請求項50に記載の方法。
【請求項52】
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の下肢の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記第3のチャネルの前記第2の電極は、前記運動制御領域に反対側の組織領域あるいは、前記患者の前頭葉前部皮質と前記患者の肩からなるグループから選択された神経系組織に電気的接触して配置される、請求項52に記載の方法。
【請求項54】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の脚部の四頭筋筋肉を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前記脚部の中殿筋、小臀筋や大腿筋膜張筋を刺激するように配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項55】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記脚部の大腿屈筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記脚部の大内転筋、長内転筋、短内転筋や内側大腿屈筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の前記脚部における大内転筋、長内転筋、短内転筋や内側大腿屈筋を刺激するように、配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記患者の前記脚部の大臀筋筋肉を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、患者の下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項54に記載の方法。
【請求項57】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の脚部で大腿直筋の筋肉や外側股筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の前記脚部の内側広筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1と第2の電極は、前記患者の前記脚部の大腿二頭筋、半膜様筋及び/又は半腱様筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項58】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、最初の大腿直筋の筋肉や前記患者の外側股筋を刺激するように配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の最初の内側広筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1と第2の電極は、第2の大腿直筋の筋肉及び又は前記患者の外側股筋を刺激するように左右相称に配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、前記患者の第2の内側広筋を刺激するように配置され、
前記第3のチャネルの前記第1の電極は、下肢筋系の運動制御領域の組織と電気的接触して配置される、請求項4に記載の方法。
【請求項59】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、患者の指の屈筋を備えている主動筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、患者の指の伸筋の筋肉を含むきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項60】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の浅指屈筋と深指屈筋からなるグループから選ばれた主動筋の筋肉を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の指伸筋と小指伸筋から成るグループから選ばれたきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、患者の手首の屈筋を含む主動筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、患者の手首の伸筋の筋肉を含むきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項3に記載の方法。
【請求項62】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の橈側手根屈筋を含む主動筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の長橈側手根伸筋と短橈側手根伸筋からなるグループから選ばれるきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記第1のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の尺側手根屈筋を含む主動筋を刺激するように配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極が、前記患者の尺側手根伸筋を含むきっ抗筋を刺激するように配置される、請求項61に記載の方法。
【請求項64】
前記患者によって前記目標身体領域を意識的に活性化するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
【請求項65】
前記意識的な活性化は、前記患者によるサイクリング運動の実行を含む、請求項64に記載の方法。
【請求項66】
前記一連の電気パルスは、二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項67】
前記二相シーケンシャル・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まる、請求項66に記載の方法。
【請求項68】
前記一連の電気パルスは、二相オーバーラップ・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項69】
前記二相オーバーラップ・パルス列パターンは、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まる、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
前記一連の電気パルスは、三相性シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項71】
前記三相性シーケンシャル・パルス列パターンは、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、
前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階と、そして、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第三段階と、を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の後に始まる、請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記一連の電気パルスは、三相性オーバーラッピング・パルス列パターンの複数のサイクルを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項73】
前記三相性オーバーラッピング・パルス列パターンは、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、
前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階と、
前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第三段階と、を含み、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の前に始まる、請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記神経筋の刺激は、前記患者に経皮膚的に印加される、請求項3に記載の方法。
【請求項75】
前記神経筋電気刺激は、前記患者に経皮的に印加される、請求項3に記載の方法。
【請求項76】
前記電気パルスの各々は、30マイクロ秒と400マイクロ秒の間でのパルス持続時間を有する、請求項3に記載の方法。
【請求項77】
前記電気パルスの各々は、25ミリアンペアと140ミリアンペアの間の電流振幅を有する、請求項3に記載の方法。
【請求項78】
神経筋刺激を印加する前記ステップが、2つの電極を備えているチャネルを提供するステップを備え、
前記第1の電極は、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
前記チャネルの前記第2の電極は、第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置され、
4Hzと200Hzとの間の周波数を有し、電流が1ミリアンペアしかない一連の電気パルスが、前記第一および第二の目標身体領域に印加される、請求項1に記載の方法。
【請求項79】
前記一連の電気パルスは、低周波パルス列パターンを備える、請求項3に記載の方法。
【請求項80】
前記低周波パルス列パターンは、4Hzと200Hzの間での周波数で生成される個別の電気パルスを含む、請求項79に記載の方法。
【請求項81】
前記一連の電気パルスは、500Hzと100,000Hzの間でのキャリア周波数で、周波数系列パルス・バースト列パターンを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項82】
前記周波数系列パルス・バースト列パターンは、0.1Hzと5Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第1のシーケンスと、5Hzと20Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第2のシーケンスと、20Hzと250Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第3のシーケンスとを含む、請求項81に記載の方法。
【請求項83】
前記周波数系列パルス・バースト列パターンは、5Hzと20Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの最初のシーケンスと、0.1Hzと5Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第2のシーケンスと、20Hzと250Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第3のシーケンスとを含む、請求項81に記載の方法。
【請求項84】
前記周波数系列パルス・バースト列パターンは、20Hzと250Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第1のシーケンスと、0.1Hzと5Hzの間でのバースト周波数で生成され変調された電気パルスの第2のシーケンスとを含む、請求項81に記載の方法。
【請求項85】
前記経頭蓋直流電気刺激は、前記患者に経皮膚的に印加される、請求項1に記載の方法。
【請求項86】
前記経頭蓋直流電気刺激は、電気パルスの各々が0.5マイクロ秒と10分の間でのパルス持続時間を有する、連続またはパルス状直流を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項87】
前記経頭蓋直流電気刺激には、およそ4ミリアンペア以下の電流がある、請求項1に記載の方法。
【請求項88】
前記経頭蓋直流電気刺激は、干渉電流を備える、請求項1に記載の方法。
【請求項89】
前記干渉電流は、2つの経頭蓋電極を有する第1のチャネルと2つ経頭蓋電極を有する第2のチャネルを提供することにより生成され、
前記第1のチャネルの前記第1の電極は、前記頭蓋目標領域と電気的接触して配置され、
前記第1のチャネルの前記第2の電極が、体の反対側の前記患者の額、首または肩と電気的接触して配置され、
前記第2のチャネルの前記第1の電極は、前記第1のチャネルの前記第1の電極の反対側に配置され、
前記第2のチャネルの前記第2の電極は、前記第1のチャネルの前記第2の電極の反対側に配置される、請求項88に記載の方法。
【請求項90】
患者の神経障害を治療するための電気刺激システムであって、
少なくとも電極の第1、第2および第3のチャネルと、
電極の前記第1および第2のチャネルに接続し、二相シーケンシャル・パルス列パターンの複数のサイクル、二相オーバーラップ・パルス列パターン、三相性シーケンシャル・パルス列パターン、三相オーバーラップ・パルス列パターン、機能パルス列パターン、低周波パルス列パターン、周波数系列パルス・バースト列パターンからなるグループから選ばれたパルス列パターンを電極の前記第1および第2のチャネルに、前記神経障害を治療する手続きに従って印加するようにプログラムされた電子制御ユニットと、
電極の前記第3のチャネルに接続し、前記神経障害を治療する手続きに従って経頭蓋直流を印加するようにプログラムされた電子制御ユニットとを備えるシステム。
【請求項91】
前記二相シーケンシャル・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階と、を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項92】
前記二相オーバーラップ・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と前記第2のチャネルに印加される電気パルスの第二段階を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項93】
前記三相性シーケンシャル・パルス列パターンは、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階と、前記第2のチャネルに印加された電気パルスの第二段階、及び、前記第1のチャネルに印加された電気パルスの第三段階を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の後に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の後に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項94】
パルス列パターンに重なっている前記三相性(の)は、前記第1のチャネルに印加される電気パルスの第一段階、前記第2のチャネルに印加された電気パルスの第二段階、及び、前記第1のチャネルに印加された電気パルスの第三段階を備え、
電気パルスの前記第二段階は、電気パルスの前記第一段階の終了の前に始まり、
電気パルスの前記第三段階は、電気パルスの前記第二段階の終了の前に始まる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項95】
前記第1のチャネルは、前記患者の第1の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している第1の正電極と、前記患者の第2の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している最初の負極とを備え、
前記第2のチャネルは、前記患者の第3の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している第2の正電極と、前記患者の第4の目標身体領域の組織と電気的接触して配置されるのに適している第2の負極とを備え、
前記第3のチャネルは、前記患者の運動制御領域で経頭蓋電気的接触に適している第3の正電極と、前記運動制御領域の反対側の組織または前記患者の神経組織との電気的接触に適している第3の負極とを備える、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項96】
前記第3の負極は、前記第3の正電極より大きいサイズである、請求項95に記載の電気刺激システム。
【請求項97】
前記経頭蓋直流は、定常電流、パルス電流、変調電流、または干渉電流からなるグループから選ばれる、請求項90に記載の電気刺激システム。
【請求項98】
前記第1および第2のチャネルに接続している前記電子制御ユニットと前記第3のチャネルに接続している前記電子制御ユニットとが、同一の電子制御ユニットである、請求項90に記載の電気刺激システム。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】
【図3J】
【図3K】
【図3L】
【図3M】
【図3N】
【図3O】
【図3P】
【図3Q】
【図3R】
【図3S】
【図3T】
【図3U】
【図3V】
【図3W】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】
【図3J】
【図3K】
【図3L】
【図3M】
【図3N】
【図3O】
【図3P】
【図3Q】
【図3R】
【図3S】
【図3T】
【図3U】
【図3V】
【図3W】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【公表番号】特表2010−519003(P2010−519003A)
【公表日】平成22年6月3日(2010.6.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−551717(P2009−551717)
【出願日】平成20年2月27日(2008.2.27)
【国際出願番号】PCT/US2008/002601
【国際公開番号】WO2008/106174
【国際公開日】平成20年9月4日(2008.9.4)
【出願人】(509241948)アクセラレイティド ケア プラス コーポレイション (1)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年6月3日(2010.6.3)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年2月27日(2008.2.27)
【国際出願番号】PCT/US2008/002601
【国際公開番号】WO2008/106174
【国際公開日】平成20年9月4日(2008.9.4)
【出願人】(509241948)アクセラレイティド ケア プラス コーポレイション (1)
【Fターム(参考)】
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