電気刺戟処置装置及び方法
【課題】より高い処置均一性を実現する電気刺激処置を施すための装置及び方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも１つの電源、被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブに電源の出力を断続的に接続するための第１のスイッチングデバイス、電源によって供給される電流に対して電流帰還経路を形成するために被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブを断続的に接続するための第２のスイッチングデバイス、並びに第１及び第２のスイッチングデバイスに接続されたスイッチング制御デバイスを備え、電源の出力の断続的接続あるいは電流帰還経路の断続的な形成が処置中に変わり、第１及び第２のスイッチングデバイスのスイッチングが互いに独立に行われる、被験者に信号を供給するための電気刺戟システム。
【解決手段】 少なくとも１つの電源、被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブに電源の出力を断続的に接続するための第１のスイッチングデバイス、電源によって供給される電流に対して電流帰還経路を形成するために被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブを断続的に接続するための第２のスイッチングデバイス、並びに第１及び第２のスイッチングデバイスに接続されたスイッチング制御デバイスを備え、電源の出力の断続的接続あるいは電流帰還経路の断続的な形成が処置中に変わり、第１及び第２のスイッチングデバイスのスイッチングが互いに独立に行われる、被験者に信号を供給するための電気刺戟システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には、処置の被験者に電気的に接続されている複数のプローブに電力が印加される、身体、細胞または組織培養の電気刺戟処置のための方法及び装置に関する。本発明は特に、現在のところ熟練した術者による比較的高水準の手作業による介入及び作業を必要とする、美容術及び／または医療目的のための電流による身体のいずれかの１つまたは複数の領域の処置に適する。
【背景技術】
【０００２】
微弱電流処置を提供する電気刺戟装置は１９８０年代半ばに普及した。電気刺戟処置装置の出現は医療及び美容術上の恩恵をもたらしたが、これには長時間の‘手作業’処置を施す術者による比較的高水準の介入が必要であった。同様に、（本明細書では以降被験者と称される）依頼人／患者は処置を受けるために診療所で比較的長い時間を過ごす必要があった。
【０００３】
電気刺戟処置装置の出現以来、熟練した術者による装置の手作業操作の必要性を下げる必要があることが一般に認識されてきた。診療所は、十分に熟練した術者を配置する必要に加えて、術者の労務費がこれらのタイプの処置の施行費用のかなりの部分を占めることに気づいた。さらに、時間がたつにつれて、処置を受けるために診療所に出向くのに要する時間を依頼人が使いたがらなくなっていることがわかった。
【０００４】
上に指摘した問題に加えて、被験者に提供されるいずれの処置の効験を保証するという別の問題がある。
【０００５】
現行の処置プログラムによれば、いずれの処置の効験も術者の技量及び経験に強く依存する。処置は現在、被験者の皮膚表面上へプローブを配置することによって施され、プローブに信号が印加されている間、プローブは皮膚表面上を移動させられる。高度に熟練した経験豊富な術者であっても、処置中の領域が電気刺戟を均一に受けていることを保証することは現在不可能である。
【０００６】
処置を必要とする領域が電気刺戟を不均一に受けると、通常は処置の効験が減じることになるであろう。そのような場合、被験者には被験者が必要とする結果を得るのに必要であるより多くの処置が必要となることがあり、したがって、必然的に、そうでない場合に必要であったであろう時間よりも長い時間を被験者は処置を受けるために費やさなければならなくなるであろう。
【０００７】
したがって、熟練した術者による手作業操作の必要性を減じる電気刺戟処置装置が必要とされている。さらに、均一な処置、あるいは少なくとも規定された処置をあらゆる特定処置施療に対して適用することによって、有効な処置を確実に施すのに必要な時間量を削減することを、より高い信頼水準で実現できるような装置が必要とされている。
【０００８】
これまで、電気信号を発生し、被験者の皮膚組織に接触している複数のプローブにこれらの電気信号を分配する処置装置を提供するための試みがなされてきた。一般に、電源に電気的に接続された複数の‘作用’プローブが提供され、電流の帰還経路をとなる別の一組の複数のプローブも提供される。‘作用’プローブと‘帰還’プローブを被験者の身体上に間隔をあけて配置することにより、作用プローブに電気信号を印加して、作用プローブと帰還プローブの間にある身体領域を通って流れる電流を生じさせることが可能となる。
【０００９】
この手法は処置されるべき領域をより広くするが、過去のシステムでは、実質的に同じ電気信号が同時に全ての作用プローブに印加される。この結果、処置中の領域への電流の印加の均一性は保証されない。その領域内のある区域が電流に対してインピーダンスがより低い経路を与え、よって、その区域にわたる処置の集中を生じさせて、処置中の領域内の他の区域を排除または制限し得るからである。
【００１０】
不均一な処置の問題を克服するための別の試みには、被験者の皮膚組織上への一組の作用プローブの配置が異なる電源に接続されたプローブを含むように、一組のプローブの内の一部のプローブに接続された数多くの電源を有するシステムがあった。個々の電源のオンとオフを断続的に切り換えることにより、処置中の領域への電気刺戟処置の施行の何らかの制御が可能になる。しかし、これらのシステムは、脚及び腕などの本質的に異なる身体部位に、これらの離れた領域を同時に処置できるように電気刺戟を印加するために用いられることが目的とされている。全てのプローブが一領域に配置されると、電源間にかなりの干渉が生じる。
【００１１】
本明細書における、文献、装置、行為または知識に関する議論は、いずれも本発明の内容を説明するために含まれている。上記の事柄のいずれについても、従来技術ベースの一部または本出願の出願日以前の該当技術における共通の一般知識を形成していると認められるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、従来技術のシステムに比較してより高い処置均一性を実現する、処置被験者に電気刺戟処置を施すための装置及び方法を提供することである。本発明の別の課題は、従来技術のシステムに比較して改善された処置の均一性及び効率を提供するとともに、処置装置に単一電源または限られた数の電源を備え、よってそのような装置の費用を最小限に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一態様において、本発明は被験者に信号を与えるための電気刺激システムであって、
少なくとも１つの電源、
被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブに電源の出力を断続的に接続するための第１のスイッチングデバイス、
電源によって供給される電流のための電流帰還経路を形成するために被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブを断続的に接続するための第２のスイッチングデバイス、及び
第１及び第２のスイッチングデバイスに接続されたスイッチング制御デバイス、
を備え、
電源の出力の断続的接続または電流帰還経路の断続的形成が処置中に変わり、第１及び第２のデバイスのスイッチングが互いに独立に行われる、
電気刺戟システムを提供する。
【００１４】
電源の出力は、被験者に供給される電流が調整または制御されるように、電流制御回路に接続されることが好ましい。スイッチングデバイスはマルチプレックス動作制御デバイスに接続されたマルチプレックス動作デバイスであることが好ましい。
【００１５】
当業者には認められるであるように、第１及び第２のスイッチングデバイスは個別のユニットとして実現することもできるし、単一ユニットまたは集積回路のような装置内に両方を収めることができる。さらに、第１及び第２のスイッチングデバイスは１つまたはそれより多くの電源とは別の場所におくことができ、あるいは１つまたはそれより多くの電源とともに単一の筐体内に収めることができる。
【００１６】
皮膚組織の電気刺戟のために好ましい実施形態にしたがう装置を用いる場合、‘作用’接続プローブを通して電力が供給され、被験者の皮膚組織に接続された‘帰還’接続プローブによって電流帰還経路が確立されるので、マルチプレックス動作デバイスを通して被験者の皮膚へ電気信号が供給されると、１つまたはそれより多くの‘作用’プローブと１つまたはそれより多くの‘帰還’プローブの間に電流が流れる。
【００１７】
一実施形態において、‘作用’プローブ及び‘帰還’プローブの配置が処置されるべき領域を通る電流の経路を第一義的に決定する。装置の特に好ましい実施形態において、プローブが‘作用’型プローブであるかまたは‘帰還’型プローブであるかの判断はマルチプレックス動作制御デバイスによってなされる。この実施形態において、それぞれのプローブはデバイスの出力として構成されたプローブへの接続を有する第１のマルチプレックス動作デバイスに接続される。同時に、それぞれのプローブはデバイスへの入力として構成されたプローブへの接続を有する第２のマルチプレックス動作デバイスにも接続される。第１のマルチプレックス動作デバイスは１つまたはそれより多くのプローブを電流制御回路の出力に接続し、第２のマルチプレックス動作デバイスは１つまたはそれより多くのプローブを電流帰還経路に接続する。当然のことながら、あるプローブは、処置中どの時点においても作用型プローブまたは帰還型プローブの一方でなくてはならない。マルチプレックス動作デバイスの出力の接続によりいかなる特定のプローブも処置中に２つの型（すなわち作用型または帰還型）の間で多数回切り換えることが可能になるが、いかなる個別のプローブも、帰還プローブとして選択される（すなわち第２のマルチプレクサによって帰還経路に接続される）と同時に作用プローブとして選択される（すなわち第１のマルチプレクサによって電流制御回路の出力に接続される）べきではない。
【００１８】
プローブの接続構成及び処置中のどの特定の時点においてもプローブの型を制御できる機能によって、ある領域に処置のために接続された一組のプローブの間で複雑に電流分配することが可能となる。
【００１９】
別の態様において、本発明は被験者に電流を供給するための制御された電気信号供給を提供し、電流は被験者のある領域の少なくとも１つの作用プローブと少なくとも１つの帰還プローブとの接続によって被験者のその領域を通って流れ、
電源が少なくとも１つの作用プローブに接続され、
第１の電気抵抗が作用プローブ及び帰還プローブに並列に接続され、
プローブと第１の電気抵抗の接続点が制御可能な可変コンダクタンス回路網を介して接地基準に接続される。
【００２０】
第１の電気抵抗の値は被験者の前記領域において作用プローブと帰還プローブの間に存在する推定抵抗値よりもかなり大きくなるように選ばれることが好ましい。被験者に処置を施す場合に、作用プローブ及び帰還プローブと並列に第１の電気抵抗を接続することにより、作用プローブが初めに処置領域に装着されるときに生じる、刺すような感じがかなり軽減される。処置領域のプローブ間抵抗に比較してかなり大きな抵抗を選択することにより、電源からの電流の大部分が処置中の領域を通過することも保証される。
【００２１】
帰還プローブと第１の抵抗の間の接続点は制御可能な可変コンダクタンス回路網を介して接地基準に接続される。この点において、回路網のコンダクタンスを制御することにより、処置下にある領域を通って流れる電流量が実質的に制御される。
【００２２】
特に好ましい実施形態において、可変コンダクタンス回路網は、第２の電気抵抗と直列接続されているトランジスタを通るコレクタ−エミッタ経路により形成されるコンダクタンス路を有する。この特別な構成により、エミッタと第２の抵抗の接続点における電圧が、処置下にある領域を通って流れる電流に比例して変化する。この接続点は次いで、トランジスタのベース入力のための制御信号を発生できるようにする制御信号回路網に接続できる。
【００２３】
制御信号回路網は、エミッタと第２の抵抗の接続点に接続されたコンダクタンス回路網からの第１の入力と、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）からの第２の入力とを受け取る演算増幅器を有することが好ましい。演算増幅器は、ＤＡＣからの入力が非反転入力に接続され、且つ、処置下にある領域を通って流れる電流に比例する電圧を与える、コンダクタンス回路網からの出力が反転入力に接続される差動増幅器として構成されることが好ましい。
【００２４】
好ましい構成において、ＤＡＣからの電圧信号出力は、処置下にある領域を通って流れるであろう電流を意味する。この特別な電流は、処置下にある領域によって作用プローブと帰還プローブ間にもたらされるコンダクタンスに対するあらゆる変更に対応することによって作用プローブと帰還プローブの間に流れる電流がＤＡＣの出力電圧で表される値に確実に維持されるように、制御された可変コンダクタンス回路網により維持されるであろう。さらに、ＤＡＣの電圧出力が変化すると、それにしたがって流れる電流が変化するであろう。特に好ましい実施形態において、ＤＡＣの出力電圧は、変化するＤＡＣ出力電圧を与えるようにプログラムされ、したがって、処置下にある領域を通って流れる同様に変化する電流を生じさせることができるマイクロプロセッサのデジタル出力によって制御される。処置被験者を通って流れる電流をマイクロプロセッサで制御することにより、作用プローブと帰還プローブの間を流れるであろう複雑な電流波形を含む処置の確立が可能になる。
【００２５】
制御される可変コンダクタンス回路網の制御ループの速度は、トランジスタのベースへの入力であり、したがって可変コンダクタンス回路網のコンダクタンスを制御する、信号にエラーすなわち差を生じさせる回路網を形成しているデバイスの速度によって制限されるだけである。
【００２６】
別の態様において、本発明は、
（ａ）複数の電気刺戟プローブを被験者に電気的に接続させて装着する工程、
（ｂ）少なくとも１つの電源への接続のためにプローブの内の１つまたはそれより多くを選択することによって、これらの１つまたはそれより多くのプローブを作用プローブとする工程、
（ｃ）電流帰還経路への接続のためにプローブの内の１つまたはそれより多くを選択することによって、これらの１つまたはそれより多くのプローブを帰還プローブとする工程、
（ｄ）１つまたはそれより多くの作用プローブを少なくとも１つの電源に接続し、１つまたはそれより多くの帰還プローブを電流帰還回路に接続して、作用プローブと帰還プローブの間を流れる電流を生じさせる工程、
（ｅ）作用プローブ及び帰還プローブの選択を変更する工程、及び
（ｆ）完了するまで工程（ｄ）及び（ｅ）を反復する工程、
を有してなる、被験者に電気刺激を与える方法を提供する。
【００２７】
被験者に電気刺戟処置を施す場合に、作用プローブ及び帰還プローブの選択は処置全体にわたって変えられることが好ましく、好ましい実施形態の１つにおいて、どの時点においても１つのプローブだけが作用プローブであり、１つのプローブだけが帰還プローブとして選択される。
【００２８】
特に好ましい実施形態において、方法工程（ｄ）及び（ｅ）における作用プローブと帰還プローブの選択及び接続は、一方の処置領域に流れる電流が実質的にゼロであるいずれかの期間中に、他方の処置領域に電流が確立されるように選ばれる。これらの好ましい方法工程は、２つの別々の領域を実効的に同時に、あるいは１つの領域をより集中的に、処置することにより処置効率を大幅に増進する。
【００２９】
また別の態様において、本発明は、少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブのそれぞれによって被験者のある領域と電気的に接続されている電源ユニットに接続された被験者への電流供給を制御する方法であって、少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブに並列に接続された第１の電気抵抗を有し、帰還プローブと第１の抵抗との接続点と接地基準の間に制御可能な可変コンダクタンス回路網が接続されている方法を提供し、本方法は、
初めに、制限された電流が被験者の前記領域を通って流れることができるような低コンダクタンスを与えるように可変コンダクタンス回路網を制御する工程、及び、
引き続いて、被験者の前記領域を通って流れる所望の電流を生じさせるように回路網の可変コンダクタンスを制御する工程、
を有してなる。
【００３０】
電気信号を供給するであろうプローブ及び帰還経路を形成するであろう特定のプローブを一組のプローブの中から選択するというフレキシビリティにより、領域が比較的均一な電流カバレッジを受けることの信頼性を高めるという点に関して大きな利点が得られる。
【００３１】
さらに、被験者に処置を施す場合に、交互に電流を生じさせるために処置下にある異なる領域におけるプローブの組を選択することにより、一方の領域における処置の施行が可能になり、他方の領域は‘オフサイクル’におかれる。この場合、作用プローブの組を切り換えることにより、実効的に２つまたはそれより多くの領域を同時に処置することが可能になり、処置の時間効率に関してかなりの改善が得られ、よって処置を必要とする被験者の所要時間がさらに短縮される。これは、１つより多くの処置を実施するのに必要な時間が短縮されると同時に、装置の資産費用をかなり増大させる効果を有するであろう追加の電源の組込みが不要であるため、本発明の特に有利な態様である。
【００３２】
プローブを切り換えることができる機能により、従来のシステム及び方法に比較して、処置を必要とする領域上のプローブの配置に必要な確度が低下するから、プローブ配置に関する妥当なレベルの確度を得ることが必要である。したがって、特に好ましい実施形態において、身体の特定の部位用の所定のプローブ配置が、処置被験者の必要とされる位置にほぼ一致する位置に接続してプローブが配置されるように、処置を必要とする領域を覆って配置することができる材料片に組み込まれる。この材料は弾性体とすることができ、被験者上への配置を容易にするために、処置を要する領域の形状につくることができる。例えば、足のためのあらかじめ定められたプローブ配置を靴下の形状の弾性材料片に組み込むことができ、よって、被験者はその靴下を足の上に容易にはくことができ、したがって被験者の足の処置のために全てのプローブを妥当な確度で配置できる。
【００３３】
被験者が一人の被験者である場合には当然、その一人の被験者の身体の全ての部位に対してあらかじめ定められたプローブ配置を確立することができ、顔の処置の場合には、プローブ配置を組み込んでいるマスクを被験者の顔の上に置き、よって電気刺戟処置の開始に先立って全てのプローブを迅速かつ容易に配置できる。被験者の身体の広い領域に複数の処置を同時に施す場合には、あらかじめ定められたプローブ配置を組み込んでいる適切な材料のボディスーツによって、多数のプローブの迅速で比較的正確な配置が可能になる。
【００３４】
電気刺戟信号を与えている間、一プローブは作用プローブまたは帰還プローブの一方だけであるべきである。しかし、装置の較正のため、プローブは同時に作用プローブ及び帰還プローブとして選択することができる。
【００３５】
本明細書の目的のため、プローブという術語は処置の被験者への電気的接続を提供することができる装置であれば、どのような装置も含むとされる。例えば、接続は、処置被験者との、あるいは被験者を穿通する、直接接触、あるいは電解質溶液を用いる間接接触の結果とすることができよう。さらに、電気的接触は、誘導性接触のように、全く無接触で実施することができよう。本発明の好ましい実施形態を説明する目的のため、電気刺戟信号の印加は被験者の処置に関して説明される。したがって、皮膚組織との間の電気的接触を形成するために皮膚組織に装着されるプローブを指す‘パッド’という術語が用いられる。パッドは一般に、この形態の処置のために、何らかの接着性または弾性のあるバンドの形態によって被験者に確実に固定される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】被験者の皮膚組織への電流供給の調整のための２つの独立な電源及びそれぞれの電流制御回路の回路図である
【図２】４つの独立なマルチプレックス動作デバイスの回路図である
【図３】マイクロプロセッサ及びデジタル−アナログ変換器の回路図である
【図４】図３のマイクロプロセッサに接続されるディスプレイの回路図である
【図５】図１〜４のデバイスに電力を供給するための従来の電源構成の回路図である
【図６】８パッド構成の様々なパッドの間の電流信号パターンの第１の例を詳細に示す
【図７】患者の皮膚組織に印加される複数の電力信号を含む本発明の一実施形態における様々なパッドの間の電流信号パターンの例を詳細に示す
【図８】図８Ａは標準波形を詳細に示し、図８Ｂは分割サイクル波形を詳細に示す
【図９】処置下にある２つの別々の領域に対する、実効的に両領域を同時に処置するために分割サイクル手法を用いる、電流信号パターンの例を詳細に示す
【発明を実施するための形態】
【００３７】
上節の提示のいずれをも限定すると見なされるべきではない本発明の好ましい実施形態をここで説明する。図面を参照して好ましい実施形態を説明する。
【００３８】
図１を参照すれば、それぞれの電流制御回路をもつ２つの電源が詳細に示されている。本方式において電源の出力は組織に印加されるが、逆極性信号が接地またはＰＣＢ（プリント回路板）電圧基準信号から直接に送られることはない。代りに、電流経路は、電源の正端子から皮膚組織を通って進み、制御トランジスタを通り、検知抵抗を通って接地に戻る。検知抵抗とトランジスタのエミッタの接続点には、皮膚組織を通る電流に正比例する小さな電圧がある。この電圧は演算増幅器の非反転入力に印加され、演算増幅器の別の入力は所望の実電流を表す電圧である。増幅器の出力は電流を自動的に直接調整するトランジスタのベースにおける電圧を制御する。この回路は電流調整器である。
【００３９】
本方式により優れた信号制御が得られ、よって、より効率的な被験者の処置が得られ、複数の電源と電流印加先の間で信号を有効に切り換えるための機能も大幅に強化される。本方式においては、組織に高い絶対電圧が維持され、これは改善された電流の流れを助長する。
【００４０】
本構成においては、単一電源によって供給される全ての回路とともに動作する複数の電流調整器（ＣＲ）回路を有することが可能である。単一ＣＲに対しては電源電極（ＰＳＥ）からＣＲ電極（ＣＲＥ）までの可能な電流経路は１つだけであり、この電流は増幅器の反転入力上の電圧によって設定されるであろう。この電圧は波形制御電圧（ＷＣＶ）と呼ばれる。しかし、それぞれがＣＲＥをもつ多くのＣＲがあれば、ＰＳＥとそれぞれのＣＲＥの間に、それぞれのＣＲに対してＷＣＶによって精確に設定される電流があるであろう。
【００４１】
これは、信号分配を改善するための簡単な解決策（すなわち、多くの電流調整回路をもつ単一電源ユニット）を表す一実施形態である。ＷＣＶにより皮膚組織に複雑な電流波形を発生させることができる。ＷＣＶ信号を指定された好ましいパターンで変化させることにより、ＣＲＥとＰＳＥの間の電流がこの波形に一致するであろう。
【００４２】
単一の電流調整器及び多くの電源ユニット（ＰＳＵ）からなる逆のシナリオも試される。このシナリオではＷＣＶがシステムの総合電流を設定する。電流は最小抵抗経路を流れるであろうから、実信号カバレッジを予測することは困難である。これは一実施形態であるが本発明の好ましい実施形態ではない。
【００４３】
これを論理的に次のステップに進めるため、ＰＳＥの場所が固定されれば総信号カバレッジは用いられる数のＣＲＥの間の一連の線を含むであろうことがわかる。これは既存の技術を改善するが、信号カバレッジの均一性を大きくは改善しない。回路がＰＳＥの位置を自動的に変えることができれば、カバレッジが改善され得るであろうことがわかる。この簡単なシナリオでは、高電圧マルチプレクサ集積回路（ＨＶＭＵＸ）を用いることができる。
【００４４】
デバイスの制御を実施するための低電圧信号を受け取ることができるマルチプレックス動作デバイスを含めることによりマイクロプロセッサのような低電圧制御システムからの信号で高電圧信号の分配を制御することが可能になる。好ましい実施形態の１つにおいて、ＨＶＭＵＸは８：１構成である。これは、８つの入力信号の内のいずれか１つが１つの出力信号に選択的に切り換えられ得るか、または１つの入力信号が８つの出力信号の内の１つに選択的に切り換えられ得る（例えば、皮膚組織への電気信号の供給のために８つのパッドの内の１つが活性パッドとして選択され得る）ことを意味する。帰還パッドも同じ方法で選択される。この構成には２×４：１，１６：１等を含む変形があることは当然である。
【００４５】
８つの可能なＰＳＥパッドの内の１つに電源信号を切り換えるためにＨＶＭＵＸが用いられるならば、より均一な信号カバレッジを得ることができる。この構成（１つのＰＳＵ，多くのＣＲ及び多くのＣＲＥ）は単一電源の場合の好ましい実施形態の１つを表す。本発明の好ましい実施形態ではないにもかかわらず、逆のシナリオ（多くのＰＳＵ，１つのＣＲ及び多くのＣＲＥ）も可能である。
【００４６】
この構成をさらに改善するため、単一ＣＲ及び単一ＰＳＵを１つまたはそれより多くのＨＶＭＵＸに適用することにより、大きく改善された信号カバレッジが得られることがわかる。しかし、この場合、随時ただ１つの信号経路しか存在しない。
【００４７】
別の可能なシナリオには、
− ＣＲだけ、ＰＳＵだけまたは両者のスイッチングを可能にする１つのＣＲ ＨＶＮＵＸをそれぞれが有する多くのＰＳＵ，
− １つのＰＳＵ，ＣＲ，ＰＳＵまたは両者のスイッチングを可能にする多くのＣＲ ＨＶＭＵＸ，あるいは
− 全てのＣＲ，ＰＳＵまたは両者のスイッチングを可能にする１つまたは多くのＣＲ ＨＶＭＵＸをそれぞれが有する多くのＰＳＵ，
がある。
【００４８】
１つより多くのＣＲを有する本発明の好ましい実施形態はいずれも、異なるＷＣＶ信号をＣＲに印加することによって異なる電流波形を発生することができる。この効果は、ＷＣＶによって定められる単純な波形より複雑な波形が組織内に発生することである。
【００４９】
さらに、それぞれのＰＳＵの実電圧は個々に設定することができるから、ＰＳＵ電圧間の差は組織内にさらに複雑な信号をつくる。
【００５０】
それぞれのＷＣＶはマイクロプロセッサ回路（図３のＵ１）によって互いに完全に独立につくられる。本発明の好ましい実施形態におけるこのマイクロプロセッサは装置へのユーザインターフェースも制御する。
【００５１】
様々なソースから、波形を発生させることができ、あるいは発生のために選択することができる。好ましい波形セットをマイクロプロセッサにあらかじめ格納しておくこともできるし、あるいは波形属性のリストをメニューまたは同様の、収集された、あらかじめ定められた値からユーザが選択することもできる。同様に、ユーザが必要とする精確な波形特性をユーザが定めることが許されることもできるが、この場合には、マイクロプロセッサが波形の該当パラメータを実時間で計算することができる。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態において、マイクロプロセッサは１つまたはそれより多くの独立電源及びマルチプレックス動作／スイッチングデバイスのアレイを制御する。電源は電気信号を供給し、電流帰還経路を提供する。スイッチングデバイスはマルチプレックス動作デバイスの８つのピンの内の１つに信号または電流帰還経路を切り換えることができる。すなわち、好ましい実施形態においては、信号を切り換えるために１つのマルチプレックス動作デバイスが用いられ、電流帰還経路を５つ（またはそれより多くの）ピンに切り換えるために別のマルチプレックス動作デバイスが用いられる。
【００５３】
初めに信号または電流帰還経路の一方を８つのピンの内の１つに切り換えることができ、次いで他方を残りの７ピンの内のいずれかに切り換えることができる。すなわち、処置されるべき領域の周りに５つ（またはそれより多くの）パッドを配置すれば、５つのパッドに対して２０経路（５×４の可能性）、６つのパッドに対して３０経路（６×５の可能性）、７つのパッドに対して４２経路（７×６の可能性）あるいは８つのパッドに対して５６経路（８×７の可能性）までを活性化することにより、領域内のいかなる組織も有効に刺戟するための精巧なスイッチングパターンを確立することができる。
【００５４】
さらに、複数の独立電源を複数組のマルチプレックス動作デバイスによって切り換えることができ、より多くの領域を刺戟するか、あるいはより多くの複雑で精巧な刺戟パターンをつくることができる。
【００５５】
第１のマルチプレックス動作デバイス（図２のＵ４）の１つのピンに電流制御信号を与え、第２のマルチプレックス動作デバイス（図２のＵ５）の１つのピンに帰還経路を与えることにより、２つのパッド付領域の組合せに１つの及びそれより多くもの精巧な刺戟パターンを与えることが可能になる。同様に、より多くの電源を切り換えてかなり多数の電流経路をつくることもできる。
【００５６】
回路動作の詳細な説明
図１から５を参照する、以下の回路図の動作の詳細な説明により、当業者であれば本発明の回路構成により被験者の組織に印加するための精確な電流調整された波形の発生が１つの電源で可能になることを認めるであろう。
【００５７】
特に、既知のシステムに比較して、制御ループにおける‘遅れ’を実質的に小さくする制御ループが確立される。さらに詳しくは、制御ループにおける‘遅れ’の克服及び電流調整を用いる制御の実施により、電圧制御と対照して、数多くの利点を実現することができる。
【００５８】
図１を参照すれば、２つの独立な電流調整回路が詳細に示されている。１つの電流調整回路しか説明しないが、２つの回路の動作は同じである。
【００５９】
電気信号が端子ＰＳ１及びＷａｖｅ １を介して皮膚組織に印加され、これらの端子上の信号はマルチプレクサＵ４及びＵ５（図２参照）により被験者の皮膚組織と直接または間接に接触しているプローブに切り換えられる。この結果、被験者の皮膚組織は実効的に抵抗器Ｒ４０と並列である。トランジスタＱ１が作動モードにあるときに、電流がＲ４０を通って流れる。
【００６０】
電流がＲ４０及びトランジスタＱ１を通って流れると、電流値に比例する電圧がＱ１のエミッタに現れる。実効的に、Ｒ４０，Ｑ１及びＲ３７は高電圧と接地の間に分圧器を形成する。
【００６１】
Ｒ３７とエミッタの接続点に現れる電圧は演算増幅器Ｕ１０Ａの反転入力に印加される。電流調整器回路の演算増幅器は差動増幅器として構成される。したがって、説明されている電流調整回路において、反転入力上の信号は抵抗器Ｒ３２及びＲ３３で形成される分圧器によって比例縮小されるＩＳＥＴ１と呼ばれる信号である、非反転入力上に存在する信号と比較される。演算増幅器Ｕ１０Ａの非反転入力における電圧が演算増幅器Ｕ１０Ａの反転入力における電圧より低ければ、トランジスタＱ１のコンダクタンスが低下し、同様に、非反転入力における電圧が反転入力における電圧より高ければ、トランジスタＱ１のコンダクタンスが高められる。実効的に、Ｑ１は可変抵抗器として作用する。
【００６２】
当業者には認められるであろうように、図１に詳細に示される電流調整器回路は非常に高速な制御ループを有し、ＩＳＥＴ１として確立される電圧がＲ４０を通って流れる、その電圧に比例する電流を生じさせる。本発明の好ましい実施形態において、Ｒ４０の値はプローブが初めに被験者の皮膚に装着されるときの電流スパイクを防止するために比較的大きい。電流は抵抗器Ｒ４０を通る電流と並列に皮膚組織を通って流れ、皮膚組織によって与えられる（一般に３０ｋΩより低い）インピーダンスに実質的な差があれば、抵抗器Ｒ４０を通って流れている電流は実効的に無視される。回路動作を考察する目的のためには、電流調整器回路は皮膚組織を通る電流を測定すると考えることが妥当である。電流調整器回路に与えられるインピーダンスが、例えば皮膚組織のインピーダンスの変化によって、変化すると、電流調整器回路は（直ちに）皮膚組織インピーダンスの変化に適応して、組織を流れる所望の電流を維持する。
【００６３】
したがって、ＩＳＥＴ１に印加される電圧信号はいずれも皮膚組織を通って流れる比例電流を生じさせる。例えば、ＩＳＥＴ１が電圧波形を定めれば、比例電流波形が被験者の皮膚組織を通って流れる。
【００６４】
好ましい実施形態において、被験者の皮膚組織を通る比例電流を生じさせる電圧信号ＩＳＥＴ１及びＩＳＥＴ２はマイクロプロセッサＵ１（図３参照）により、またマイクロプロセッサＵ１からの信号値を表すデジタル値をデジタル−アナログ変換器（ＴＬＣ７２２６）によって変換することにより、発生される。
【００６５】
さらに図３を参照すれば、デバイスＤＳ１９９４は装置の使用時間を記録する高信頼性メモリの形態の高信頼性会計デバイスである。この実施形態において、本装置は基本科料なしで療法士に提供され、療法士は装置が用いられた時間に対してだけ支払う。好ましい実施形態において、療法士はある時間量に対して前払いし、高信頼性会計デバイスは装置が用いられた累積時間を記録し、装置に対して支払いがなされた動作時間が尽きると装置を不作動化する。
【００６６】
図４を参照すれば、デバイスＬＣＤ１は装置のオペレータに情報を提供するために用いられるＬＣＤディスプレイである。装置が起動されると、ディスプレイは、装置が自動的に不作動化されるまでの、装置を動作させるために利用可能な残り時間量をオペレータに示す。さらに、ディスプレイは選択された処置及びその特定の処置プログラム内で選択されたプログラムをオペレータに示す。ディスプレイは現在の電池状態及び装置の動作特性に該当するいかなるその他の情報も示すことができる。処置の選択に際して、ディスプレイは特定の処置に必要な時間量をオペレータに示すこともでき、特定の処置の停止までの残り時間を‘カウントダウン’できる。
【００６７】
本発明の特に好ましい実施形態において、ディスプレイは被験者の皮膚組織に接続されたプローブの導電度状態をオペレータに示すこともできる。この点において、この情報は皮膚組織プローブに関しておこり得る接続性問題をオペレータに知らせる助けになり得る。例えば、処置中に皮膚組織プローブが被験者の皮膚組織から外れた場合に、プローブ間の接続性に関して表示される情報で、そのような状態が生じたことをオペレータに知らせることができ、処置プロセス中に補修作業を行うことができる。
【００６８】
さらに図４を参照すれば、デバイスＵ２及び付帯する回路が、ＬＣＤディスプレイのためのＬＣＤバックライト電源を提供する目的のために、低ＤＣ電圧を１３０ボルトのＡＣ電圧に変換する電力インバータを形成する。さらに、Ｑ３，Ｒ２３及びＲ２４並びにスピーカーＳＰＫＲ１が、エラー状態が生じた場合に、またはユーザインターフェースの動作を示すためにビープ音を鳴らすような音響機能をもつ装置を提供する。
【００６９】
好ましい実施形態におけるユーザ入力には６つの押しボタンがある。これらのボタンの機能は電源の動作モードに応じて変る。マイクロプロセッサＵ１は内部にいくつかのデータテーブルを格納する。これらのテーブルには、処置テーブル、プログラムテーブル及びマルチプレクサテーブルがある。
【００７０】
処置テーブルは現在、エディタによってカスタマイズすることができる、１２８までの異なる処置を含む。処置テーブルは現在、必ずしも全てが作用し得る必要はない１６のプログラムのリストを含む。処置は押しボタンの内の１つを用いて選択される（詳述せず）。この行為は作用し得る処置のリストをスクロールし、ＬＣＤディスプレイ上に処置名を表示する。処置テーブルは、最後の作用し得る処置の後で最初の作用し得る処置に戻る。処置テーブルは、通常は順次に起動される個々のプログラムのリストを含む。しかし、処置の中途部分で処置の開始を可能にするため、ボタンの内の１つによって処置内のプログラムを選択し、開始することができる。現在、処置は１６の個別のプログラムを有することができる。
【００７１】
プログラムテーブルはプログラムパラメータのリストを含む。現在、１２８までのプログラムをメモリに定めることができ、内蔵エディタによって編集できる。
【００７２】
信号ＩＳＥＴ１及びＩＳＥＴ２の発生に加えて、マイクロプロセッサＵ１はマルチプレックス動作デバイスＵ４，Ｕ５，Ｕ７及びＵ８（図２参照）に対する制御信号も発生する。デバイスＵ９はラッチであり、マイクロプロセッサからの８つの個別の信号（ＤＤ０〜ＤＤ７）をラッチデバイスＵ９へのイネーブル信号の印加時にラッチする。
【００７３】
ラッチデバイスＵ９の様々な出力信号はマルチプレクサデバイスＵ４，Ｕ５，Ｕ７及びＵ８の選択入力に印加される。被験者の皮膚組織に与えられるべき電流信号は信号線ＰＳ１とＷａｖｅ １の間及び信号線ＰＳ２とＷａｖｅ ２の間に現れる。これらの信号線の間のそれぞれに現れる調整された電流信号は図１に詳細に示したそれぞれの電流調整回路によって制御される。好ましい実施形態の回路動作を説明する目的のため、マルチプレックス動作デバイスＵ７及びＵ８の動作は同じであるから、マルチプレックス動作デバイスＵ４及びＵ５の動作だけを説明する。
【００７４】
供給信号ＰＳ１はデバイスＵ３及び付帯する回路を有する電源（図１参照）から供給される。信号は被験者の皮膚組織に与えられる電流を制限する抵抗器Ｒ２９を通して供給され、Ｒ２９の選択により皮膚組織に印加される電圧がマルチプレックス動作デバイスに損傷を生じさせ得るであろう電圧レベルを決してこえないことも保証され得る。
【００７５】
デバイスＵ４（図２参照）を参照すれば、入力信号ＥＮＨＩ１がマルチプレックス動作デバイスの出力信号の全てを有効に制御し、信号ＥＮＨＩ１が低論理レベルにある場合、デバイスＵ４を通って信号線ＰＳ１から供給される電力はない。実効的に、電源ＰＳ１は被験者の皮膚組織から完全に切り離され得る。３つの入力信号ＨＩＳＥＬ０，ＨＩＳＥＬ１及びＨＩＳＥＬ２により、マルチプレックス動作デバイスの出力の内の１つを選択して被験者の皮膚組織に電源信号ＰＳ１を送ることが可能になる。したがって、マルチプレックス動作デバイスＵ４の出力信号線、すなわちＰ１_１〜Ｐ１_２、の内のいずれか１つに電源信号ＰＳ１を与えることができる。同様に、マルチプレックス動作デバイスＵ５は、マルチプレックス動作デバイスＵ５を通る電流に対する電流帰還経路を形成し、電流調整器回路（図１参照）に信号Ｗａｖｅ １としての帰還経路を提供するために、被験者の皮膚組織に接続された別のプローブから信号を受け取るように構成できる。
【００７６】
好ましい実施形態において、マルチプレックス動作デバイスＵ４及びＵ５には信号線ＩＮ１〜ＩＮ８が接続され、よって、それぞれの個々の信号線を被験者の皮膚組織への印加のために個々のパッドに接続する際に、マルチプレックス動作デバイスＵ４及びＵ５の構成により、電源信号ＰＳ１を被験者の皮膚組織に接続されたパッドの内のいずれか１つに向け、残りのパッドの内のいずれか１つを介する電流帰還経路を確立することができる。この結果、被験者の皮膚組織に８つのパッドを接続し、それぞれのパッドの間に複雑な電流調整された波形を発生することが可能である。本発明により、装置をあらかじめプログラムして、処置されるべき身体の領域に応じて１つまたはそれより多くのプローブのそれぞれの間に特定の信号パターンを与えることが可能になる。
【００７７】
例えば、図６Ａから６Ｄを参照すると、被験者の皮膚組織に接続された１つのパッドに電源信号を印加し、１つだけの、電流に対する帰還経路として作用する別のパッドにより、２つの特定のパッド、すなわち電源パッド及び帰還経路パッド、の間に電流信号を向けることができる。異なるパッドを選択して電源パッド及び電流帰還経路パッドとして作用させることにより、被験者の皮膚組織を通過する電流調整された信号をこれらの異なるパッドを通る方向に変えることができる。処置されるべき領域の周りで被験者の皮膚組織に８つの個々のパッドを当てることにより、８つのパッドの間にある皮膚組織に包括的な処置プログラムを施すために、本発明の装置でパッド間にある範囲の信号パターンを与えることが可能になる。
【００７８】
図７Ａ及び７Ｂを参照すれば、処置下にある被験者の皮膚組織に複雑で包括的な信号カバレッジを与えることができる本発明の装置の機能が、一度に１つより多くの電源信号が被験者の皮膚組織に与えられるときに、さらに強化される。例えば、図７Ａを参照すると、３つの電源信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３のそれぞれを与える３つのパッドが３つの電流帰還経路パッドＣ１，Ｃ２及びＣ３のそれぞれとともに示される。図７Ａの特定の例において、３つの個々の電源信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３が信号電流帰還経路パッドＣ１だけをはたらかせることによって皮膚組織に与えられる。したがって、パッドＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３とＣ１の間の皮膚組織が、パッドが接続されている皮膚組織の間の電流調整された信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３によって処置を受ける。電源信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３を順次にまたは同時に与えることができ、それぞれ電源信号について異なる電流波形を有することさえできることは当然である。
【００７９】
図７Ｂを参照すれば、パッドＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３と帰還経路パッドＣ１，Ｃ２及びＣ３の間にある皮膚組織を通る信号分配の複雑性が、パッドＣ１とＰＳ１の間、Ｃ２とＰＳ１の間、Ｃ１とＰＳ２の間、Ｃ２とＰＳ２の間、Ｃ２とＰＳ３の間、Ｃ３とＰＳ３の間、及びＣ３とＰＳ２の間を電流が通る場合にかなり高められる。
【００８０】
好ましい実施形態において、プログラムテーブル内のエントリプログラムのそれぞれは波形を発生するのに必要な以下の情報、
１． 波形周波数、
２． プログラム持続時間、
３． 波形の第１の半分割部分の上昇勾配、
４． 波形の第１の半分割部分の下降勾配、
５． 分割サイクル波形についての波形の第２の半分割部分の上昇勾配、
６． 分割サイクル波形についての波形の第２の半分割部分の下降勾配、
７． 波形タイプ（単一サイクル、分割サイクルまたは圧縮サイクルを含む）
８． 極性切換え頻度
９． 最大電流
１０． 電圧、
１１． 電流調整器の数、及び
１２． それぞれの電流調整器に用いられるマルチプレクサテーブル、
を定める。
【００８１】
この実施形態では、現在、１２８までのマルチプレクサテーブルのためのスペースがある。それぞれのテーブルは、単一の電流調整器回路にともなうマルチプレクサＩＣ対の選択状態を定める６４の１バイトエントリを含む。異なる処置領域に対して異なるマルチプレクサセットを作動及び停止させるプログラムを作成することにより、多くのマルチプレクサセットの単一の作動状態セットへの確立が可能になり、さらに重要なことには、いくつかのマルチプレクサセットを分配して必要ないかなる数の作動状態セットにもすることが可能になる。分割サイクル波形を用いれば、処置下にあるいかなる特定の領域においても、サイクルの‘オフ’部分の間に、作動状態にあるプローブの組を一方の領域から他方の領域に切り換えることによって、処置を必要とする２つの別々の領域において電源電流調整器をフルに利用することができる。
【００８２】
図８Ａを参照すれば、波形の第１の半分割部分の上昇勾配１８、指定された最大電流の期間２０、波形の第１の半分割部分の下降勾配２２及び、実質的に電流がゼロであり、したがって波形サイクルを完了させる期間２４を有する、代表的な波形が詳細に示される。この波形は、２６，２８，３０及び３２において実質的に反復され、よって、２０，２４，２８，３２等に対応する時間長の選択により所望の周波数をもつ波形がつくられる。処置を必要とする２つの別々の領域に２つの電流波形Ｉ１及びＩ２が与えられる分割サイクル構成が図８Ｂに詳細に示されている。期間３４の間、領域１は波形の第１の半分割部分３５を受け、領域２を流れる電流は実質的にゼロである。しかし、領域１を流れる電流が実質的にゼロの期間３６の間、領域２のプローブ対の間にある領域が波形３７を受けるように、電源が領域２のプローブ対に切り換えられる。このプロセスは期間３８に対して反転され、期間４０に対して再度反転される。２つの別々の領域を処置しているプローブ対の間で電源を引き続いて交互に切り換えることにより、それぞれの領域が図８Ａに示されるような波形を実質的に同時に受けることが可能になる。
【００８３】
図９Ａを参照すれば、プローブ４６，４８，５０及び５２が被験者の１つの処置領域に装着され、プローブ５４，５６，５８及び６０が別の離れた処置領域に装着されている，プローブレイアウトの一例が詳細に示される。サイクルの作動半分割部分の間は、処置領域１においてプローブ４６と５０の間に流れる電流が生じ、処置領域２は処置されない。しかし、処置領域１に対する波形の‘オフ’サイクル、すなわち第２の半分割部分の間は、処置領域２においてプローブ５４と６０の間にサイクルの第１の作動半分割部分を与えるように電源が切り換えられる。このプロセスは、処置領域１及び２における個々のプローブ対の間で電流が切り換えられながら、処置の残りの間継続する。最終的に、処置プログラムの完了時には、いずれの領域も同時に処置されているか、あるいは、２つの区域に分けられた単一の領域がさらに一層集中的に処置されているであろう。
【００８４】
１つのマルチプレクサの出力に信号を与え、別のマルチプレクサを介する電流帰還経路を提供することができる機能、及びマルチプレクサ信号線の制御により、電流調整器回路から供給される電源信号が被験者の皮膚組織をバイパスし、よって電気信号が電流調整器回路に直接に戻されるように、装置を構成できる。この場合、電流は装置自体を通り、この構成は電流調整器回路によって制御される電流を較正するための試験に用いることができる。
【００８５】
図５を参照すれば、図１から４に詳細に示されるデバイスに電力を供給するために用いられる通常の電源構成を詳細に示す回路図が示される。
【００８６】
結論
本発明の改善された装置及び方法により、処置下にある領域を通る複雑な電流経路の確立が可能になる。さらに、本発明の装置によるこのタイプの処置の適用により、処置下にある領域がパッドの配置に関して第一義的に術者の技量に依存する従来のシステムと比較してはるかに均一な処置を受けることが保証される。
【００８７】
パッド間の処置の改善された均一性の結果として、パッドの配置をそれほど厳密に定める必要がなくなり、したがって、被験者自身など、熟練していないユーザが処置を施すことが可能になる。この点において、皮膚組織上のパッドの配置及び適切な処置プログラムの選択に関して被験者を手引きする比較的簡単な使用説明書のセットを提供することができる。この点に関する大きな利点は、処置を受けるために被験者が診療所に出向くことがもはや必要ではなく、被験者に都合のよい時間に被験者の家庭で安楽に被験者自身の処置を施し得ることである。被験者の身体のある部位への適用に適合されたあらかじめ定められたパッド配置が材料片に組み込んであれば、さらに被験者自身の処置を施す助けになる。
【００８８】
処置を受けるために被験者に必要とされる時間長のさらなる改善において、１つの領域における波形の‘オフ’期間を用いて別の領域に電流を与えることにより単一電源で同時に別々の領域を処置できる本発明の装置の機能によって、処置の施行の効率がかなり改善される。
【００８９】
本発明にしたがう装置により得られる改善は、装置内に含まれる電源の数をそれほど増やさずに達成される。したがって、本発明にしたがう電気刺戟システムは、消費者が装置を購入して家庭で使用できると考えられるような許容され得る費用で製造することができる。
【００９０】
本発明にしたがう改善された装置及び方法は、血行及び組織活動を活発化することによる創傷、褥瘡、骨折等の治癒を含むこのタイプの処置の医療面をさらに強化する。皮膚移植片またはその他の組織移植治療のためあるいはその他の目的のための組織及び／または細胞の発生または成長のプロセスを補助するために、本発明にしたがう装置を用いることも可能である。この態様は特に、皮膚組織の喪失の影響に苦しむ、罹火傷者またはその他のいかなる患者の処置に関しても有益である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には、処置の被験者に電気的に接続されている複数のプローブに電力が印加される、身体、細胞または組織培養の電気刺戟処置のための方法及び装置に関する。本発明は特に、現在のところ熟練した術者による比較的高水準の手作業による介入及び作業を必要とする、美容術及び／または医療目的のための電流による身体のいずれかの１つまたは複数の領域の処置に適する。
【背景技術】
【０００２】
微弱電流処置を提供する電気刺戟装置は１９８０年代半ばに普及した。電気刺戟処置装置の出現は医療及び美容術上の恩恵をもたらしたが、これには長時間の‘手作業’処置を施す術者による比較的高水準の介入が必要であった。同様に、（本明細書では以降被験者と称される）依頼人／患者は処置を受けるために診療所で比較的長い時間を過ごす必要があった。
【０００３】
電気刺戟処置装置の出現以来、熟練した術者による装置の手作業操作の必要性を下げる必要があることが一般に認識されてきた。診療所は、十分に熟練した術者を配置する必要に加えて、術者の労務費がこれらのタイプの処置の施行費用のかなりの部分を占めることに気づいた。さらに、時間がたつにつれて、処置を受けるために診療所に出向くのに要する時間を依頼人が使いたがらなくなっていることがわかった。
【０００４】
上に指摘した問題に加えて、被験者に提供されるいずれの処置の効験を保証するという別の問題がある。
【０００５】
現行の処置プログラムによれば、いずれの処置の効験も術者の技量及び経験に強く依存する。処置は現在、被験者の皮膚表面上へプローブを配置することによって施され、プローブに信号が印加されている間、プローブは皮膚表面上を移動させられる。高度に熟練した経験豊富な術者であっても、処置中の領域が電気刺戟を均一に受けていることを保証することは現在不可能である。
【０００６】
処置を必要とする領域が電気刺戟を不均一に受けると、通常は処置の効験が減じることになるであろう。そのような場合、被験者には被験者が必要とする結果を得るのに必要であるより多くの処置が必要となることがあり、したがって、必然的に、そうでない場合に必要であったであろう時間よりも長い時間を被験者は処置を受けるために費やさなければならなくなるであろう。
【０００７】
したがって、熟練した術者による手作業操作の必要性を減じる電気刺戟処置装置が必要とされている。さらに、均一な処置、あるいは少なくとも規定された処置をあらゆる特定処置施療に対して適用することによって、有効な処置を確実に施すのに必要な時間量を削減することを、より高い信頼水準で実現できるような装置が必要とされている。
【０００８】
これまで、電気信号を発生し、被験者の皮膚組織に接触している複数のプローブにこれらの電気信号を分配する処置装置を提供するための試みがなされてきた。一般に、電源に電気的に接続された複数の‘作用’プローブが提供され、電流の帰還経路をとなる別の一組の複数のプローブも提供される。‘作用’プローブと‘帰還’プローブを被験者の身体上に間隔をあけて配置することにより、作用プローブに電気信号を印加して、作用プローブと帰還プローブの間にある身体領域を通って流れる電流を生じさせることが可能となる。
【０００９】
この手法は処置されるべき領域をより広くするが、過去のシステムでは、実質的に同じ電気信号が同時に全ての作用プローブに印加される。この結果、処置中の領域への電流の印加の均一性は保証されない。その領域内のある区域が電流に対してインピーダンスがより低い経路を与え、よって、その区域にわたる処置の集中を生じさせて、処置中の領域内の他の区域を排除または制限し得るからである。
【００１０】
不均一な処置の問題を克服するための別の試みには、被験者の皮膚組織上への一組の作用プローブの配置が異なる電源に接続されたプローブを含むように、一組のプローブの内の一部のプローブに接続された数多くの電源を有するシステムがあった。個々の電源のオンとオフを断続的に切り換えることにより、処置中の領域への電気刺戟処置の施行の何らかの制御が可能になる。しかし、これらのシステムは、脚及び腕などの本質的に異なる身体部位に、これらの離れた領域を同時に処置できるように電気刺戟を印加するために用いられることが目的とされている。全てのプローブが一領域に配置されると、電源間にかなりの干渉が生じる。
【００１１】
本明細書における、文献、装置、行為または知識に関する議論は、いずれも本発明の内容を説明するために含まれている。上記の事柄のいずれについても、従来技術ベースの一部または本出願の出願日以前の該当技術における共通の一般知識を形成していると認められるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、従来技術のシステムに比較してより高い処置均一性を実現する、処置被験者に電気刺戟処置を施すための装置及び方法を提供することである。本発明の別の課題は、従来技術のシステムに比較して改善された処置の均一性及び効率を提供するとともに、処置装置に単一電源または限られた数の電源を備え、よってそのような装置の費用を最小限に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一態様において、本発明は被験者に信号を与えるための電気刺激システムであって、
少なくとも１つの電源、
被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブに電源の出力を断続的に接続するための第１のスイッチングデバイス、
電源によって供給される電流のための電流帰還経路を形成するために被験者に電気的に接続された１つまたはそれより多くの接続プローブを断続的に接続するための第２のスイッチングデバイス、及び
第１及び第２のスイッチングデバイスに接続されたスイッチング制御デバイス、
を備え、
電源の出力の断続的接続または電流帰還経路の断続的形成が処置中に変わり、第１及び第２のデバイスのスイッチングが互いに独立に行われる、
電気刺戟システムを提供する。
【００１４】
電源の出力は、被験者に供給される電流が調整または制御されるように、電流制御回路に接続されることが好ましい。スイッチングデバイスはマルチプレックス動作制御デバイスに接続されたマルチプレックス動作デバイスであることが好ましい。
【００１５】
当業者には認められるであるように、第１及び第２のスイッチングデバイスは個別のユニットとして実現することもできるし、単一ユニットまたは集積回路のような装置内に両方を収めることができる。さらに、第１及び第２のスイッチングデバイスは１つまたはそれより多くの電源とは別の場所におくことができ、あるいは１つまたはそれより多くの電源とともに単一の筐体内に収めることができる。
【００１６】
皮膚組織の電気刺戟のために好ましい実施形態にしたがう装置を用いる場合、‘作用’接続プローブを通して電力が供給され、被験者の皮膚組織に接続された‘帰還’接続プローブによって電流帰還経路が確立されるので、マルチプレックス動作デバイスを通して被験者の皮膚へ電気信号が供給されると、１つまたはそれより多くの‘作用’プローブと１つまたはそれより多くの‘帰還’プローブの間に電流が流れる。
【００１７】
一実施形態において、‘作用’プローブ及び‘帰還’プローブの配置が処置されるべき領域を通る電流の経路を第一義的に決定する。装置の特に好ましい実施形態において、プローブが‘作用’型プローブであるかまたは‘帰還’型プローブであるかの判断はマルチプレックス動作制御デバイスによってなされる。この実施形態において、それぞれのプローブはデバイスの出力として構成されたプローブへの接続を有する第１のマルチプレックス動作デバイスに接続される。同時に、それぞれのプローブはデバイスへの入力として構成されたプローブへの接続を有する第２のマルチプレックス動作デバイスにも接続される。第１のマルチプレックス動作デバイスは１つまたはそれより多くのプローブを電流制御回路の出力に接続し、第２のマルチプレックス動作デバイスは１つまたはそれより多くのプローブを電流帰還経路に接続する。当然のことながら、あるプローブは、処置中どの時点においても作用型プローブまたは帰還型プローブの一方でなくてはならない。マルチプレックス動作デバイスの出力の接続によりいかなる特定のプローブも処置中に２つの型（すなわち作用型または帰還型）の間で多数回切り換えることが可能になるが、いかなる個別のプローブも、帰還プローブとして選択される（すなわち第２のマルチプレクサによって帰還経路に接続される）と同時に作用プローブとして選択される（すなわち第１のマルチプレクサによって電流制御回路の出力に接続される）べきではない。
【００１８】
プローブの接続構成及び処置中のどの特定の時点においてもプローブの型を制御できる機能によって、ある領域に処置のために接続された一組のプローブの間で複雑に電流分配することが可能となる。
【００１９】
別の態様において、本発明は被験者に電流を供給するための制御された電気信号供給を提供し、電流は被験者のある領域の少なくとも１つの作用プローブと少なくとも１つの帰還プローブとの接続によって被験者のその領域を通って流れ、
電源が少なくとも１つの作用プローブに接続され、
第１の電気抵抗が作用プローブ及び帰還プローブに並列に接続され、
プローブと第１の電気抵抗の接続点が制御可能な可変コンダクタンス回路網を介して接地基準に接続される。
【００２０】
第１の電気抵抗の値は被験者の前記領域において作用プローブと帰還プローブの間に存在する推定抵抗値よりもかなり大きくなるように選ばれることが好ましい。被験者に処置を施す場合に、作用プローブ及び帰還プローブと並列に第１の電気抵抗を接続することにより、作用プローブが初めに処置領域に装着されるときに生じる、刺すような感じがかなり軽減される。処置領域のプローブ間抵抗に比較してかなり大きな抵抗を選択することにより、電源からの電流の大部分が処置中の領域を通過することも保証される。
【００２１】
帰還プローブと第１の抵抗の間の接続点は制御可能な可変コンダクタンス回路網を介して接地基準に接続される。この点において、回路網のコンダクタンスを制御することにより、処置下にある領域を通って流れる電流量が実質的に制御される。
【００２２】
特に好ましい実施形態において、可変コンダクタンス回路網は、第２の電気抵抗と直列接続されているトランジスタを通るコレクタ−エミッタ経路により形成されるコンダクタンス路を有する。この特別な構成により、エミッタと第２の抵抗の接続点における電圧が、処置下にある領域を通って流れる電流に比例して変化する。この接続点は次いで、トランジスタのベース入力のための制御信号を発生できるようにする制御信号回路網に接続できる。
【００２３】
制御信号回路網は、エミッタと第２の抵抗の接続点に接続されたコンダクタンス回路網からの第１の入力と、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）からの第２の入力とを受け取る演算増幅器を有することが好ましい。演算増幅器は、ＤＡＣからの入力が非反転入力に接続され、且つ、処置下にある領域を通って流れる電流に比例する電圧を与える、コンダクタンス回路網からの出力が反転入力に接続される差動増幅器として構成されることが好ましい。
【００２４】
好ましい構成において、ＤＡＣからの電圧信号出力は、処置下にある領域を通って流れるであろう電流を意味する。この特別な電流は、処置下にある領域によって作用プローブと帰還プローブ間にもたらされるコンダクタンスに対するあらゆる変更に対応することによって作用プローブと帰還プローブの間に流れる電流がＤＡＣの出力電圧で表される値に確実に維持されるように、制御された可変コンダクタンス回路網により維持されるであろう。さらに、ＤＡＣの電圧出力が変化すると、それにしたがって流れる電流が変化するであろう。特に好ましい実施形態において、ＤＡＣの出力電圧は、変化するＤＡＣ出力電圧を与えるようにプログラムされ、したがって、処置下にある領域を通って流れる同様に変化する電流を生じさせることができるマイクロプロセッサのデジタル出力によって制御される。処置被験者を通って流れる電流をマイクロプロセッサで制御することにより、作用プローブと帰還プローブの間を流れるであろう複雑な電流波形を含む処置の確立が可能になる。
【００２５】
制御される可変コンダクタンス回路網の制御ループの速度は、トランジスタのベースへの入力であり、したがって可変コンダクタンス回路網のコンダクタンスを制御する、信号にエラーすなわち差を生じさせる回路網を形成しているデバイスの速度によって制限されるだけである。
【００２６】
別の態様において、本発明は、
（ａ）複数の電気刺戟プローブを被験者に電気的に接続させて装着する工程、
（ｂ）少なくとも１つの電源への接続のためにプローブの内の１つまたはそれより多くを選択することによって、これらの１つまたはそれより多くのプローブを作用プローブとする工程、
（ｃ）電流帰還経路への接続のためにプローブの内の１つまたはそれより多くを選択することによって、これらの１つまたはそれより多くのプローブを帰還プローブとする工程、
（ｄ）１つまたはそれより多くの作用プローブを少なくとも１つの電源に接続し、１つまたはそれより多くの帰還プローブを電流帰還回路に接続して、作用プローブと帰還プローブの間を流れる電流を生じさせる工程、
（ｅ）作用プローブ及び帰還プローブの選択を変更する工程、及び
（ｆ）完了するまで工程（ｄ）及び（ｅ）を反復する工程、
を有してなる、被験者に電気刺激を与える方法を提供する。
【００２７】
被験者に電気刺戟処置を施す場合に、作用プローブ及び帰還プローブの選択は処置全体にわたって変えられることが好ましく、好ましい実施形態の１つにおいて、どの時点においても１つのプローブだけが作用プローブであり、１つのプローブだけが帰還プローブとして選択される。
【００２８】
特に好ましい実施形態において、方法工程（ｄ）及び（ｅ）における作用プローブと帰還プローブの選択及び接続は、一方の処置領域に流れる電流が実質的にゼロであるいずれかの期間中に、他方の処置領域に電流が確立されるように選ばれる。これらの好ましい方法工程は、２つの別々の領域を実効的に同時に、あるいは１つの領域をより集中的に、処置することにより処置効率を大幅に増進する。
【００２９】
また別の態様において、本発明は、少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブのそれぞれによって被験者のある領域と電気的に接続されている電源ユニットに接続された被験者への電流供給を制御する方法であって、少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブに並列に接続された第１の電気抵抗を有し、帰還プローブと第１の抵抗との接続点と接地基準の間に制御可能な可変コンダクタンス回路網が接続されている方法を提供し、本方法は、
初めに、制限された電流が被験者の前記領域を通って流れることができるような低コンダクタンスを与えるように可変コンダクタンス回路網を制御する工程、及び、
引き続いて、被験者の前記領域を通って流れる所望の電流を生じさせるように回路網の可変コンダクタンスを制御する工程、
を有してなる。
【００３０】
電気信号を供給するであろうプローブ及び帰還経路を形成するであろう特定のプローブを一組のプローブの中から選択するというフレキシビリティにより、領域が比較的均一な電流カバレッジを受けることの信頼性を高めるという点に関して大きな利点が得られる。
【００３１】
さらに、被験者に処置を施す場合に、交互に電流を生じさせるために処置下にある異なる領域におけるプローブの組を選択することにより、一方の領域における処置の施行が可能になり、他方の領域は‘オフサイクル’におかれる。この場合、作用プローブの組を切り換えることにより、実効的に２つまたはそれより多くの領域を同時に処置することが可能になり、処置の時間効率に関してかなりの改善が得られ、よって処置を必要とする被験者の所要時間がさらに短縮される。これは、１つより多くの処置を実施するのに必要な時間が短縮されると同時に、装置の資産費用をかなり増大させる効果を有するであろう追加の電源の組込みが不要であるため、本発明の特に有利な態様である。
【００３２】
プローブを切り換えることができる機能により、従来のシステム及び方法に比較して、処置を必要とする領域上のプローブの配置に必要な確度が低下するから、プローブ配置に関する妥当なレベルの確度を得ることが必要である。したがって、特に好ましい実施形態において、身体の特定の部位用の所定のプローブ配置が、処置被験者の必要とされる位置にほぼ一致する位置に接続してプローブが配置されるように、処置を必要とする領域を覆って配置することができる材料片に組み込まれる。この材料は弾性体とすることができ、被験者上への配置を容易にするために、処置を要する領域の形状につくることができる。例えば、足のためのあらかじめ定められたプローブ配置を靴下の形状の弾性材料片に組み込むことができ、よって、被験者はその靴下を足の上に容易にはくことができ、したがって被験者の足の処置のために全てのプローブを妥当な確度で配置できる。
【００３３】
被験者が一人の被験者である場合には当然、その一人の被験者の身体の全ての部位に対してあらかじめ定められたプローブ配置を確立することができ、顔の処置の場合には、プローブ配置を組み込んでいるマスクを被験者の顔の上に置き、よって電気刺戟処置の開始に先立って全てのプローブを迅速かつ容易に配置できる。被験者の身体の広い領域に複数の処置を同時に施す場合には、あらかじめ定められたプローブ配置を組み込んでいる適切な材料のボディスーツによって、多数のプローブの迅速で比較的正確な配置が可能になる。
【００３４】
電気刺戟信号を与えている間、一プローブは作用プローブまたは帰還プローブの一方だけであるべきである。しかし、装置の較正のため、プローブは同時に作用プローブ及び帰還プローブとして選択することができる。
【００３５】
本明細書の目的のため、プローブという術語は処置の被験者への電気的接続を提供することができる装置であれば、どのような装置も含むとされる。例えば、接続は、処置被験者との、あるいは被験者を穿通する、直接接触、あるいは電解質溶液を用いる間接接触の結果とすることができよう。さらに、電気的接触は、誘導性接触のように、全く無接触で実施することができよう。本発明の好ましい実施形態を説明する目的のため、電気刺戟信号の印加は被験者の処置に関して説明される。したがって、皮膚組織との間の電気的接触を形成するために皮膚組織に装着されるプローブを指す‘パッド’という術語が用いられる。パッドは一般に、この形態の処置のために、何らかの接着性または弾性のあるバンドの形態によって被験者に確実に固定される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】被験者の皮膚組織への電流供給の調整のための２つの独立な電源及びそれぞれの電流制御回路の回路図である
【図２】４つの独立なマルチプレックス動作デバイスの回路図である
【図３】マイクロプロセッサ及びデジタル−アナログ変換器の回路図である
【図４】図３のマイクロプロセッサに接続されるディスプレイの回路図である
【図５】図１〜４のデバイスに電力を供給するための従来の電源構成の回路図である
【図６】８パッド構成の様々なパッドの間の電流信号パターンの第１の例を詳細に示す
【図７】患者の皮膚組織に印加される複数の電力信号を含む本発明の一実施形態における様々なパッドの間の電流信号パターンの例を詳細に示す
【図８】図８Ａは標準波形を詳細に示し、図８Ｂは分割サイクル波形を詳細に示す
【図９】処置下にある２つの別々の領域に対する、実効的に両領域を同時に処置するために分割サイクル手法を用いる、電流信号パターンの例を詳細に示す
【発明を実施するための形態】
【００３７】
上節の提示のいずれをも限定すると見なされるべきではない本発明の好ましい実施形態をここで説明する。図面を参照して好ましい実施形態を説明する。
【００３８】
図１を参照すれば、それぞれの電流制御回路をもつ２つの電源が詳細に示されている。本方式において電源の出力は組織に印加されるが、逆極性信号が接地またはＰＣＢ（プリント回路板）電圧基準信号から直接に送られることはない。代りに、電流経路は、電源の正端子から皮膚組織を通って進み、制御トランジスタを通り、検知抵抗を通って接地に戻る。検知抵抗とトランジスタのエミッタの接続点には、皮膚組織を通る電流に正比例する小さな電圧がある。この電圧は演算増幅器の非反転入力に印加され、演算増幅器の別の入力は所望の実電流を表す電圧である。増幅器の出力は電流を自動的に直接調整するトランジスタのベースにおける電圧を制御する。この回路は電流調整器である。
【００３９】
本方式により優れた信号制御が得られ、よって、より効率的な被験者の処置が得られ、複数の電源と電流印加先の間で信号を有効に切り換えるための機能も大幅に強化される。本方式においては、組織に高い絶対電圧が維持され、これは改善された電流の流れを助長する。
【００４０】
本構成においては、単一電源によって供給される全ての回路とともに動作する複数の電流調整器（ＣＲ）回路を有することが可能である。単一ＣＲに対しては電源電極（ＰＳＥ）からＣＲ電極（ＣＲＥ）までの可能な電流経路は１つだけであり、この電流は増幅器の反転入力上の電圧によって設定されるであろう。この電圧は波形制御電圧（ＷＣＶ）と呼ばれる。しかし、それぞれがＣＲＥをもつ多くのＣＲがあれば、ＰＳＥとそれぞれのＣＲＥの間に、それぞれのＣＲに対してＷＣＶによって精確に設定される電流があるであろう。
【００４１】
これは、信号分配を改善するための簡単な解決策（すなわち、多くの電流調整回路をもつ単一電源ユニット）を表す一実施形態である。ＷＣＶにより皮膚組織に複雑な電流波形を発生させることができる。ＷＣＶ信号を指定された好ましいパターンで変化させることにより、ＣＲＥとＰＳＥの間の電流がこの波形に一致するであろう。
【００４２】
単一の電流調整器及び多くの電源ユニット（ＰＳＵ）からなる逆のシナリオも試される。このシナリオではＷＣＶがシステムの総合電流を設定する。電流は最小抵抗経路を流れるであろうから、実信号カバレッジを予測することは困難である。これは一実施形態であるが本発明の好ましい実施形態ではない。
【００４３】
これを論理的に次のステップに進めるため、ＰＳＥの場所が固定されれば総信号カバレッジは用いられる数のＣＲＥの間の一連の線を含むであろうことがわかる。これは既存の技術を改善するが、信号カバレッジの均一性を大きくは改善しない。回路がＰＳＥの位置を自動的に変えることができれば、カバレッジが改善され得るであろうことがわかる。この簡単なシナリオでは、高電圧マルチプレクサ集積回路（ＨＶＭＵＸ）を用いることができる。
【００４４】
デバイスの制御を実施するための低電圧信号を受け取ることができるマルチプレックス動作デバイスを含めることによりマイクロプロセッサのような低電圧制御システムからの信号で高電圧信号の分配を制御することが可能になる。好ましい実施形態の１つにおいて、ＨＶＭＵＸは８：１構成である。これは、８つの入力信号の内のいずれか１つが１つの出力信号に選択的に切り換えられ得るか、または１つの入力信号が８つの出力信号の内の１つに選択的に切り換えられ得る（例えば、皮膚組織への電気信号の供給のために８つのパッドの内の１つが活性パッドとして選択され得る）ことを意味する。帰還パッドも同じ方法で選択される。この構成には２×４：１，１６：１等を含む変形があることは当然である。
【００４５】
８つの可能なＰＳＥパッドの内の１つに電源信号を切り換えるためにＨＶＭＵＸが用いられるならば、より均一な信号カバレッジを得ることができる。この構成（１つのＰＳＵ，多くのＣＲ及び多くのＣＲＥ）は単一電源の場合の好ましい実施形態の１つを表す。本発明の好ましい実施形態ではないにもかかわらず、逆のシナリオ（多くのＰＳＵ，１つのＣＲ及び多くのＣＲＥ）も可能である。
【００４６】
この構成をさらに改善するため、単一ＣＲ及び単一ＰＳＵを１つまたはそれより多くのＨＶＭＵＸに適用することにより、大きく改善された信号カバレッジが得られることがわかる。しかし、この場合、随時ただ１つの信号経路しか存在しない。
【００４７】
別の可能なシナリオには、
− ＣＲだけ、ＰＳＵだけまたは両者のスイッチングを可能にする１つのＣＲ ＨＶＮＵＸをそれぞれが有する多くのＰＳＵ，
− １つのＰＳＵ，ＣＲ，ＰＳＵまたは両者のスイッチングを可能にする多くのＣＲ ＨＶＭＵＸ，あるいは
− 全てのＣＲ，ＰＳＵまたは両者のスイッチングを可能にする１つまたは多くのＣＲ ＨＶＭＵＸをそれぞれが有する多くのＰＳＵ，
がある。
【００４８】
１つより多くのＣＲを有する本発明の好ましい実施形態はいずれも、異なるＷＣＶ信号をＣＲに印加することによって異なる電流波形を発生することができる。この効果は、ＷＣＶによって定められる単純な波形より複雑な波形が組織内に発生することである。
【００４９】
さらに、それぞれのＰＳＵの実電圧は個々に設定することができるから、ＰＳＵ電圧間の差は組織内にさらに複雑な信号をつくる。
【００５０】
それぞれのＷＣＶはマイクロプロセッサ回路（図３のＵ１）によって互いに完全に独立につくられる。本発明の好ましい実施形態におけるこのマイクロプロセッサは装置へのユーザインターフェースも制御する。
【００５１】
様々なソースから、波形を発生させることができ、あるいは発生のために選択することができる。好ましい波形セットをマイクロプロセッサにあらかじめ格納しておくこともできるし、あるいは波形属性のリストをメニューまたは同様の、収集された、あらかじめ定められた値からユーザが選択することもできる。同様に、ユーザが必要とする精確な波形特性をユーザが定めることが許されることもできるが、この場合には、マイクロプロセッサが波形の該当パラメータを実時間で計算することができる。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態において、マイクロプロセッサは１つまたはそれより多くの独立電源及びマルチプレックス動作／スイッチングデバイスのアレイを制御する。電源は電気信号を供給し、電流帰還経路を提供する。スイッチングデバイスはマルチプレックス動作デバイスの８つのピンの内の１つに信号または電流帰還経路を切り換えることができる。すなわち、好ましい実施形態においては、信号を切り換えるために１つのマルチプレックス動作デバイスが用いられ、電流帰還経路を５つ（またはそれより多くの）ピンに切り換えるために別のマルチプレックス動作デバイスが用いられる。
【００５３】
初めに信号または電流帰還経路の一方を８つのピンの内の１つに切り換えることができ、次いで他方を残りの７ピンの内のいずれかに切り換えることができる。すなわち、処置されるべき領域の周りに５つ（またはそれより多くの）パッドを配置すれば、５つのパッドに対して２０経路（５×４の可能性）、６つのパッドに対して３０経路（６×５の可能性）、７つのパッドに対して４２経路（７×６の可能性）あるいは８つのパッドに対して５６経路（８×７の可能性）までを活性化することにより、領域内のいかなる組織も有効に刺戟するための精巧なスイッチングパターンを確立することができる。
【００５４】
さらに、複数の独立電源を複数組のマルチプレックス動作デバイスによって切り換えることができ、より多くの領域を刺戟するか、あるいはより多くの複雑で精巧な刺戟パターンをつくることができる。
【００５５】
第１のマルチプレックス動作デバイス（図２のＵ４）の１つのピンに電流制御信号を与え、第２のマルチプレックス動作デバイス（図２のＵ５）の１つのピンに帰還経路を与えることにより、２つのパッド付領域の組合せに１つの及びそれより多くもの精巧な刺戟パターンを与えることが可能になる。同様に、より多くの電源を切り換えてかなり多数の電流経路をつくることもできる。
【００５６】
回路動作の詳細な説明
図１から５を参照する、以下の回路図の動作の詳細な説明により、当業者であれば本発明の回路構成により被験者の組織に印加するための精確な電流調整された波形の発生が１つの電源で可能になることを認めるであろう。
【００５７】
特に、既知のシステムに比較して、制御ループにおける‘遅れ’を実質的に小さくする制御ループが確立される。さらに詳しくは、制御ループにおける‘遅れ’の克服及び電流調整を用いる制御の実施により、電圧制御と対照して、数多くの利点を実現することができる。
【００５８】
図１を参照すれば、２つの独立な電流調整回路が詳細に示されている。１つの電流調整回路しか説明しないが、２つの回路の動作は同じである。
【００５９】
電気信号が端子ＰＳ１及びＷａｖｅ １を介して皮膚組織に印加され、これらの端子上の信号はマルチプレクサＵ４及びＵ５（図２参照）により被験者の皮膚組織と直接または間接に接触しているプローブに切り換えられる。この結果、被験者の皮膚組織は実効的に抵抗器Ｒ４０と並列である。トランジスタＱ１が作動モードにあるときに、電流がＲ４０を通って流れる。
【００６０】
電流がＲ４０及びトランジスタＱ１を通って流れると、電流値に比例する電圧がＱ１のエミッタに現れる。実効的に、Ｒ４０，Ｑ１及びＲ３７は高電圧と接地の間に分圧器を形成する。
【００６１】
Ｒ３７とエミッタの接続点に現れる電圧は演算増幅器Ｕ１０Ａの反転入力に印加される。電流調整器回路の演算増幅器は差動増幅器として構成される。したがって、説明されている電流調整回路において、反転入力上の信号は抵抗器Ｒ３２及びＲ３３で形成される分圧器によって比例縮小されるＩＳＥＴ１と呼ばれる信号である、非反転入力上に存在する信号と比較される。演算増幅器Ｕ１０Ａの非反転入力における電圧が演算増幅器Ｕ１０Ａの反転入力における電圧より低ければ、トランジスタＱ１のコンダクタンスが低下し、同様に、非反転入力における電圧が反転入力における電圧より高ければ、トランジスタＱ１のコンダクタンスが高められる。実効的に、Ｑ１は可変抵抗器として作用する。
【００６２】
当業者には認められるであろうように、図１に詳細に示される電流調整器回路は非常に高速な制御ループを有し、ＩＳＥＴ１として確立される電圧がＲ４０を通って流れる、その電圧に比例する電流を生じさせる。本発明の好ましい実施形態において、Ｒ４０の値はプローブが初めに被験者の皮膚に装着されるときの電流スパイクを防止するために比較的大きい。電流は抵抗器Ｒ４０を通る電流と並列に皮膚組織を通って流れ、皮膚組織によって与えられる（一般に３０ｋΩより低い）インピーダンスに実質的な差があれば、抵抗器Ｒ４０を通って流れている電流は実効的に無視される。回路動作を考察する目的のためには、電流調整器回路は皮膚組織を通る電流を測定すると考えることが妥当である。電流調整器回路に与えられるインピーダンスが、例えば皮膚組織のインピーダンスの変化によって、変化すると、電流調整器回路は（直ちに）皮膚組織インピーダンスの変化に適応して、組織を流れる所望の電流を維持する。
【００６３】
したがって、ＩＳＥＴ１に印加される電圧信号はいずれも皮膚組織を通って流れる比例電流を生じさせる。例えば、ＩＳＥＴ１が電圧波形を定めれば、比例電流波形が被験者の皮膚組織を通って流れる。
【００６４】
好ましい実施形態において、被験者の皮膚組織を通る比例電流を生じさせる電圧信号ＩＳＥＴ１及びＩＳＥＴ２はマイクロプロセッサＵ１（図３参照）により、またマイクロプロセッサＵ１からの信号値を表すデジタル値をデジタル−アナログ変換器（ＴＬＣ７２２６）によって変換することにより、発生される。
【００６５】
さらに図３を参照すれば、デバイスＤＳ１９９４は装置の使用時間を記録する高信頼性メモリの形態の高信頼性会計デバイスである。この実施形態において、本装置は基本科料なしで療法士に提供され、療法士は装置が用いられた時間に対してだけ支払う。好ましい実施形態において、療法士はある時間量に対して前払いし、高信頼性会計デバイスは装置が用いられた累積時間を記録し、装置に対して支払いがなされた動作時間が尽きると装置を不作動化する。
【００６６】
図４を参照すれば、デバイスＬＣＤ１は装置のオペレータに情報を提供するために用いられるＬＣＤディスプレイである。装置が起動されると、ディスプレイは、装置が自動的に不作動化されるまでの、装置を動作させるために利用可能な残り時間量をオペレータに示す。さらに、ディスプレイは選択された処置及びその特定の処置プログラム内で選択されたプログラムをオペレータに示す。ディスプレイは現在の電池状態及び装置の動作特性に該当するいかなるその他の情報も示すことができる。処置の選択に際して、ディスプレイは特定の処置に必要な時間量をオペレータに示すこともでき、特定の処置の停止までの残り時間を‘カウントダウン’できる。
【００６７】
本発明の特に好ましい実施形態において、ディスプレイは被験者の皮膚組織に接続されたプローブの導電度状態をオペレータに示すこともできる。この点において、この情報は皮膚組織プローブに関しておこり得る接続性問題をオペレータに知らせる助けになり得る。例えば、処置中に皮膚組織プローブが被験者の皮膚組織から外れた場合に、プローブ間の接続性に関して表示される情報で、そのような状態が生じたことをオペレータに知らせることができ、処置プロセス中に補修作業を行うことができる。
【００６８】
さらに図４を参照すれば、デバイスＵ２及び付帯する回路が、ＬＣＤディスプレイのためのＬＣＤバックライト電源を提供する目的のために、低ＤＣ電圧を１３０ボルトのＡＣ電圧に変換する電力インバータを形成する。さらに、Ｑ３，Ｒ２３及びＲ２４並びにスピーカーＳＰＫＲ１が、エラー状態が生じた場合に、またはユーザインターフェースの動作を示すためにビープ音を鳴らすような音響機能をもつ装置を提供する。
【００６９】
好ましい実施形態におけるユーザ入力には６つの押しボタンがある。これらのボタンの機能は電源の動作モードに応じて変る。マイクロプロセッサＵ１は内部にいくつかのデータテーブルを格納する。これらのテーブルには、処置テーブル、プログラムテーブル及びマルチプレクサテーブルがある。
【００７０】
処置テーブルは現在、エディタによってカスタマイズすることができる、１２８までの異なる処置を含む。処置テーブルは現在、必ずしも全てが作用し得る必要はない１６のプログラムのリストを含む。処置は押しボタンの内の１つを用いて選択される（詳述せず）。この行為は作用し得る処置のリストをスクロールし、ＬＣＤディスプレイ上に処置名を表示する。処置テーブルは、最後の作用し得る処置の後で最初の作用し得る処置に戻る。処置テーブルは、通常は順次に起動される個々のプログラムのリストを含む。しかし、処置の中途部分で処置の開始を可能にするため、ボタンの内の１つによって処置内のプログラムを選択し、開始することができる。現在、処置は１６の個別のプログラムを有することができる。
【００７１】
プログラムテーブルはプログラムパラメータのリストを含む。現在、１２８までのプログラムをメモリに定めることができ、内蔵エディタによって編集できる。
【００７２】
信号ＩＳＥＴ１及びＩＳＥＴ２の発生に加えて、マイクロプロセッサＵ１はマルチプレックス動作デバイスＵ４，Ｕ５，Ｕ７及びＵ８（図２参照）に対する制御信号も発生する。デバイスＵ９はラッチであり、マイクロプロセッサからの８つの個別の信号（ＤＤ０〜ＤＤ７）をラッチデバイスＵ９へのイネーブル信号の印加時にラッチする。
【００７３】
ラッチデバイスＵ９の様々な出力信号はマルチプレクサデバイスＵ４，Ｕ５，Ｕ７及びＵ８の選択入力に印加される。被験者の皮膚組織に与えられるべき電流信号は信号線ＰＳ１とＷａｖｅ １の間及び信号線ＰＳ２とＷａｖｅ ２の間に現れる。これらの信号線の間のそれぞれに現れる調整された電流信号は図１に詳細に示したそれぞれの電流調整回路によって制御される。好ましい実施形態の回路動作を説明する目的のため、マルチプレックス動作デバイスＵ７及びＵ８の動作は同じであるから、マルチプレックス動作デバイスＵ４及びＵ５の動作だけを説明する。
【００７４】
供給信号ＰＳ１はデバイスＵ３及び付帯する回路を有する電源（図１参照）から供給される。信号は被験者の皮膚組織に与えられる電流を制限する抵抗器Ｒ２９を通して供給され、Ｒ２９の選択により皮膚組織に印加される電圧がマルチプレックス動作デバイスに損傷を生じさせ得るであろう電圧レベルを決してこえないことも保証され得る。
【００７５】
デバイスＵ４（図２参照）を参照すれば、入力信号ＥＮＨＩ１がマルチプレックス動作デバイスの出力信号の全てを有効に制御し、信号ＥＮＨＩ１が低論理レベルにある場合、デバイスＵ４を通って信号線ＰＳ１から供給される電力はない。実効的に、電源ＰＳ１は被験者の皮膚組織から完全に切り離され得る。３つの入力信号ＨＩＳＥＬ０，ＨＩＳＥＬ１及びＨＩＳＥＬ２により、マルチプレックス動作デバイスの出力の内の１つを選択して被験者の皮膚組織に電源信号ＰＳ１を送ることが可能になる。したがって、マルチプレックス動作デバイスＵ４の出力信号線、すなわちＰ１_１〜Ｐ１_２、の内のいずれか１つに電源信号ＰＳ１を与えることができる。同様に、マルチプレックス動作デバイスＵ５は、マルチプレックス動作デバイスＵ５を通る電流に対する電流帰還経路を形成し、電流調整器回路（図１参照）に信号Ｗａｖｅ １としての帰還経路を提供するために、被験者の皮膚組織に接続された別のプローブから信号を受け取るように構成できる。
【００７６】
好ましい実施形態において、マルチプレックス動作デバイスＵ４及びＵ５には信号線ＩＮ１〜ＩＮ８が接続され、よって、それぞれの個々の信号線を被験者の皮膚組織への印加のために個々のパッドに接続する際に、マルチプレックス動作デバイスＵ４及びＵ５の構成により、電源信号ＰＳ１を被験者の皮膚組織に接続されたパッドの内のいずれか１つに向け、残りのパッドの内のいずれか１つを介する電流帰還経路を確立することができる。この結果、被験者の皮膚組織に８つのパッドを接続し、それぞれのパッドの間に複雑な電流調整された波形を発生することが可能である。本発明により、装置をあらかじめプログラムして、処置されるべき身体の領域に応じて１つまたはそれより多くのプローブのそれぞれの間に特定の信号パターンを与えることが可能になる。
【００７７】
例えば、図６Ａから６Ｄを参照すると、被験者の皮膚組織に接続された１つのパッドに電源信号を印加し、１つだけの、電流に対する帰還経路として作用する別のパッドにより、２つの特定のパッド、すなわち電源パッド及び帰還経路パッド、の間に電流信号を向けることができる。異なるパッドを選択して電源パッド及び電流帰還経路パッドとして作用させることにより、被験者の皮膚組織を通過する電流調整された信号をこれらの異なるパッドを通る方向に変えることができる。処置されるべき領域の周りで被験者の皮膚組織に８つの個々のパッドを当てることにより、８つのパッドの間にある皮膚組織に包括的な処置プログラムを施すために、本発明の装置でパッド間にある範囲の信号パターンを与えることが可能になる。
【００７８】
図７Ａ及び７Ｂを参照すれば、処置下にある被験者の皮膚組織に複雑で包括的な信号カバレッジを与えることができる本発明の装置の機能が、一度に１つより多くの電源信号が被験者の皮膚組織に与えられるときに、さらに強化される。例えば、図７Ａを参照すると、３つの電源信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３のそれぞれを与える３つのパッドが３つの電流帰還経路パッドＣ１，Ｃ２及びＣ３のそれぞれとともに示される。図７Ａの特定の例において、３つの個々の電源信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３が信号電流帰還経路パッドＣ１だけをはたらかせることによって皮膚組織に与えられる。したがって、パッドＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３とＣ１の間の皮膚組織が、パッドが接続されている皮膚組織の間の電流調整された信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３によって処置を受ける。電源信号ＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３を順次にまたは同時に与えることができ、それぞれ電源信号について異なる電流波形を有することさえできることは当然である。
【００７９】
図７Ｂを参照すれば、パッドＰＳ１，ＰＳ２及びＰＳ３と帰還経路パッドＣ１，Ｃ２及びＣ３の間にある皮膚組織を通る信号分配の複雑性が、パッドＣ１とＰＳ１の間、Ｃ２とＰＳ１の間、Ｃ１とＰＳ２の間、Ｃ２とＰＳ２の間、Ｃ２とＰＳ３の間、Ｃ３とＰＳ３の間、及びＣ３とＰＳ２の間を電流が通る場合にかなり高められる。
【００８０】
好ましい実施形態において、プログラムテーブル内のエントリプログラムのそれぞれは波形を発生するのに必要な以下の情報、
１． 波形周波数、
２． プログラム持続時間、
３． 波形の第１の半分割部分の上昇勾配、
４． 波形の第１の半分割部分の下降勾配、
５． 分割サイクル波形についての波形の第２の半分割部分の上昇勾配、
６． 分割サイクル波形についての波形の第２の半分割部分の下降勾配、
７． 波形タイプ（単一サイクル、分割サイクルまたは圧縮サイクルを含む）
８． 極性切換え頻度
９． 最大電流
１０． 電圧、
１１． 電流調整器の数、及び
１２． それぞれの電流調整器に用いられるマルチプレクサテーブル、
を定める。
【００８１】
この実施形態では、現在、１２８までのマルチプレクサテーブルのためのスペースがある。それぞれのテーブルは、単一の電流調整器回路にともなうマルチプレクサＩＣ対の選択状態を定める６４の１バイトエントリを含む。異なる処置領域に対して異なるマルチプレクサセットを作動及び停止させるプログラムを作成することにより、多くのマルチプレクサセットの単一の作動状態セットへの確立が可能になり、さらに重要なことには、いくつかのマルチプレクサセットを分配して必要ないかなる数の作動状態セットにもすることが可能になる。分割サイクル波形を用いれば、処置下にあるいかなる特定の領域においても、サイクルの‘オフ’部分の間に、作動状態にあるプローブの組を一方の領域から他方の領域に切り換えることによって、処置を必要とする２つの別々の領域において電源電流調整器をフルに利用することができる。
【００８２】
図８Ａを参照すれば、波形の第１の半分割部分の上昇勾配１８、指定された最大電流の期間２０、波形の第１の半分割部分の下降勾配２２及び、実質的に電流がゼロであり、したがって波形サイクルを完了させる期間２４を有する、代表的な波形が詳細に示される。この波形は、２６，２８，３０及び３２において実質的に反復され、よって、２０，２４，２８，３２等に対応する時間長の選択により所望の周波数をもつ波形がつくられる。処置を必要とする２つの別々の領域に２つの電流波形Ｉ１及びＩ２が与えられる分割サイクル構成が図８Ｂに詳細に示されている。期間３４の間、領域１は波形の第１の半分割部分３５を受け、領域２を流れる電流は実質的にゼロである。しかし、領域１を流れる電流が実質的にゼロの期間３６の間、領域２のプローブ対の間にある領域が波形３７を受けるように、電源が領域２のプローブ対に切り換えられる。このプロセスは期間３８に対して反転され、期間４０に対して再度反転される。２つの別々の領域を処置しているプローブ対の間で電源を引き続いて交互に切り換えることにより、それぞれの領域が図８Ａに示されるような波形を実質的に同時に受けることが可能になる。
【００８３】
図９Ａを参照すれば、プローブ４６，４８，５０及び５２が被験者の１つの処置領域に装着され、プローブ５４，５６，５８及び６０が別の離れた処置領域に装着されている，プローブレイアウトの一例が詳細に示される。サイクルの作動半分割部分の間は、処置領域１においてプローブ４６と５０の間に流れる電流が生じ、処置領域２は処置されない。しかし、処置領域１に対する波形の‘オフ’サイクル、すなわち第２の半分割部分の間は、処置領域２においてプローブ５４と６０の間にサイクルの第１の作動半分割部分を与えるように電源が切り換えられる。このプロセスは、処置領域１及び２における個々のプローブ対の間で電流が切り換えられながら、処置の残りの間継続する。最終的に、処置プログラムの完了時には、いずれの領域も同時に処置されているか、あるいは、２つの区域に分けられた単一の領域がさらに一層集中的に処置されているであろう。
【００８４】
１つのマルチプレクサの出力に信号を与え、別のマルチプレクサを介する電流帰還経路を提供することができる機能、及びマルチプレクサ信号線の制御により、電流調整器回路から供給される電源信号が被験者の皮膚組織をバイパスし、よって電気信号が電流調整器回路に直接に戻されるように、装置を構成できる。この場合、電流は装置自体を通り、この構成は電流調整器回路によって制御される電流を較正するための試験に用いることができる。
【００８５】
図５を参照すれば、図１から４に詳細に示されるデバイスに電力を供給するために用いられる通常の電源構成を詳細に示す回路図が示される。
【００８６】
結論
本発明の改善された装置及び方法により、処置下にある領域を通る複雑な電流経路の確立が可能になる。さらに、本発明の装置によるこのタイプの処置の適用により、処置下にある領域がパッドの配置に関して第一義的に術者の技量に依存する従来のシステムと比較してはるかに均一な処置を受けることが保証される。
【００８７】
パッド間の処置の改善された均一性の結果として、パッドの配置をそれほど厳密に定める必要がなくなり、したがって、被験者自身など、熟練していないユーザが処置を施すことが可能になる。この点において、皮膚組織上のパッドの配置及び適切な処置プログラムの選択に関して被験者を手引きする比較的簡単な使用説明書のセットを提供することができる。この点に関する大きな利点は、処置を受けるために被験者が診療所に出向くことがもはや必要ではなく、被験者に都合のよい時間に被験者の家庭で安楽に被験者自身の処置を施し得ることである。被験者の身体のある部位への適用に適合されたあらかじめ定められたパッド配置が材料片に組み込んであれば、さらに被験者自身の処置を施す助けになる。
【００８８】
処置を受けるために被験者に必要とされる時間長のさらなる改善において、１つの領域における波形の‘オフ’期間を用いて別の領域に電流を与えることにより単一電源で同時に別々の領域を処置できる本発明の装置の機能によって、処置の施行の効率がかなり改善される。
【００８９】
本発明にしたがう装置により得られる改善は、装置内に含まれる電源の数をそれほど増やさずに達成される。したがって、本発明にしたがう電気刺戟システムは、消費者が装置を購入して家庭で使用できると考えられるような許容され得る費用で製造することができる。
【００９０】
本発明にしたがう改善された装置及び方法は、血行及び組織活動を活発化することによる創傷、褥瘡、骨折等の治癒を含むこのタイプの処置の医療面をさらに強化する。皮膚移植片またはその他の組織移植治療のためあるいはその他の目的のための組織及び／または細胞の発生または成長のプロセスを補助するために、本発明にしたがう装置を用いることも可能である。この態様は特に、皮膚組織の喪失の影響に苦しむ、罹火傷者またはその他のいかなる患者の処置に関しても有益である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に信号を供給するための電気刺戟システムにおいて、
少なくとも１つの電流制御回路であって、前記被験者へ供給される電流が制御されるように少なくとも１つの電源に接続されるもの、
前記被験者に電気的に接続されるように適応した少なくとも３つの接続プローブ、
前記少なくとも１つの電流制御回路の出力を前記接続プローブの１つ又はそれ以上に断続的に接続して、それにより、前記１つ又はそれ以上の前記接続プローブを作用プローブにするための少なくとも１つの第１のスイッチングデバイス、
前記接続プローブのうち前記第１のスイッチングデバイスにより接続されなかった前記接続プローブを少なくとも１つの電流帰還パスに断続的に接続して、それにより、当該接続プローブを帰還プローブにする少なくとも１つの第２のスイッチングデバイス、
及び
前記第１及び第２のスイッチングデバイスに接続された少なくとも１つのスイッチング制御デバイス、
を備え、
前記少なくとも１つのスイッチング制御デバイスが、処置中に活性化されて、処置中の前記被験者を流れる電流が異なる経路を通るように、作用プローブおよび帰還プローブとしての前記接続プローブの構成が反復的に変化することを特徴とする電気刺激システム。
【請求項２】
前記電流制御回路が、マルチプレックス動作制御デバイスであり、かつ、前記第１及び第２のスイッチングデバイスが、前記電流制御回路に各々接続されるマルチプレックスデバイスであることを特徴とする請求項１に記載の電気刺戟システム。
【請求項３】
前記システムが、さらに、単一のユニット含み、前記第１のスイッチングデバイス及び前記第２のスイッチングデバイスが、当該単一のユニットの中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の電気刺戟システム。
【請求項４】
複数の電気刺激プローブと少なくとも１つの電源を備えた電気刺戟システムの作動方法であって、
（ａ）前記プローブの内の１つまたはそれより多くを少なくとも１つの電源への接続のために選択することによって、前記１つまたはそれより多くのプローブを作用プローブにする工程、
（ｂ）前記プローブの内の１つまたはそれより多くを電流帰還経路への接続のために選択することによって、前記１つまたはそれより多くのプローブを帰還プローブとする工程、
（ｃ）前記１つまたはそれより多くの作用プローブを前記少なくとも１つの電源に接続し、前記１つまたはそれより多くの帰還プローブに前記電流帰還経路に接続し、よって、前記作用プローブと前記帰還プローブの間を流れる電流を生じさせる工程、
（ｄ） 作用プローブ及び帰還プローブの前記選択を変更する工程、及び
（ｅ） 完了するまで前記工程（ｃ）及び（ｄ）を反復する工程、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項５】
作用プローブ及び帰還プローブの前記選択が一回の電気刺戟の印加中に変えられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
いかなる時点においても１つのプローブだけが作用プローブとして選択され、他の全てのプローブが帰還プローブとして選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
１つのプローブだけが帰還プローブとして選択され、他の全てのプローブが作用プローブとして選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項８】
１つまたはそれより多くのプローブが作用プローブとして選択され、１つまたはそれより多くのプローブが帰還プローブとして選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項９】
前記方法工程（ｃ）及び（ｄ）における作用プローブ及び帰還プローブの前記選択及び接続が、１つの前記作用プローブにおける電流が実質的にゼロのいずれかの期間中に、他の前記作用プローブにおいて電流が確立されるように、選ばれることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法が、電気刺戟信号を与える目的のために用いられる電源を１つだけ備える装置によって実施されることを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブに接続される電源ユニットを備えた、電流の供給を制御する装置の作動方法であって、前記電源ユニットが前記少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブと並列に接続された第１の電気抵抗を有し、前記帰還プローブと前記第１の抵抗の接続点と接地基準の間に制御可能な可変コンダクタンスネット回路網が接続され、前記方法が、
初めに、制限された電流が前記作用プローブ及び帰還プローブを通って流れることができるようなかなり低いコンダクタンスを与えるように前記可変コンダクタンス回路網を制御する工程、及び
引き続いて、所望の電流を流すように前記回路網の前記可変コンダクタンスを制御する工程、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項１】
被験者に信号を供給するための電気刺戟システムにおいて、
少なくとも１つの電流制御回路であって、前記被験者へ供給される電流が制御されるように少なくとも１つの電源に接続されるもの、
前記被験者に電気的に接続されるように適応した少なくとも３つの接続プローブ、
前記少なくとも１つの電流制御回路の出力を前記接続プローブの１つ又はそれ以上に断続的に接続して、それにより、前記１つ又はそれ以上の前記接続プローブを作用プローブにするための少なくとも１つの第１のスイッチングデバイス、
前記接続プローブのうち前記第１のスイッチングデバイスにより接続されなかった前記接続プローブを少なくとも１つの電流帰還パスに断続的に接続して、それにより、当該接続プローブを帰還プローブにする少なくとも１つの第２のスイッチングデバイス、
及び
前記第１及び第２のスイッチングデバイスに接続された少なくとも１つのスイッチング制御デバイス、
を備え、
前記少なくとも１つのスイッチング制御デバイスが、処置中に活性化されて、処置中の前記被験者を流れる電流が異なる経路を通るように、作用プローブおよび帰還プローブとしての前記接続プローブの構成が反復的に変化することを特徴とする電気刺激システム。
【請求項２】
前記電流制御回路が、マルチプレックス動作制御デバイスであり、かつ、前記第１及び第２のスイッチングデバイスが、前記電流制御回路に各々接続されるマルチプレックスデバイスであることを特徴とする請求項１に記載の電気刺戟システム。
【請求項３】
前記システムが、さらに、単一のユニット含み、前記第１のスイッチングデバイス及び前記第２のスイッチングデバイスが、当該単一のユニットの中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の電気刺戟システム。
【請求項４】
複数の電気刺激プローブと少なくとも１つの電源を備えた電気刺戟システムの作動方法であって、
（ａ）前記プローブの内の１つまたはそれより多くを少なくとも１つの電源への接続のために選択することによって、前記１つまたはそれより多くのプローブを作用プローブにする工程、
（ｂ）前記プローブの内の１つまたはそれより多くを電流帰還経路への接続のために選択することによって、前記１つまたはそれより多くのプローブを帰還プローブとする工程、
（ｃ）前記１つまたはそれより多くの作用プローブを前記少なくとも１つの電源に接続し、前記１つまたはそれより多くの帰還プローブに前記電流帰還経路に接続し、よって、前記作用プローブと前記帰還プローブの間を流れる電流を生じさせる工程、
（ｄ） 作用プローブ及び帰還プローブの前記選択を変更する工程、及び
（ｅ） 完了するまで前記工程（ｃ）及び（ｄ）を反復する工程、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項５】
作用プローブ及び帰還プローブの前記選択が一回の電気刺戟の印加中に変えられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
いかなる時点においても１つのプローブだけが作用プローブとして選択され、他の全てのプローブが帰還プローブとして選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
１つのプローブだけが帰還プローブとして選択され、他の全てのプローブが作用プローブとして選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項８】
１つまたはそれより多くのプローブが作用プローブとして選択され、１つまたはそれより多くのプローブが帰還プローブとして選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項９】
前記方法工程（ｃ）及び（ｄ）における作用プローブ及び帰還プローブの前記選択及び接続が、１つの前記作用プローブにおける電流が実質的にゼロのいずれかの期間中に、他の前記作用プローブにおいて電流が確立されるように、選ばれることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法が、電気刺戟信号を与える目的のために用いられる電源を１つだけ備える装置によって実施されることを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブに接続される電源ユニットを備えた、電流の供給を制御する装置の作動方法であって、前記電源ユニットが前記少なくとも１つの作用プローブ及び帰還プローブと並列に接続された第１の電気抵抗を有し、前記帰還プローブと前記第１の抵抗の接続点と接地基準の間に制御可能な可変コンダクタンスネット回路網が接続され、前記方法が、
初めに、制限された電流が前記作用プローブ及び帰還プローブを通って流れることができるようなかなり低いコンダクタンスを与えるように前記可変コンダクタンス回路網を制御する工程、及び
引き続いて、所望の電流を流すように前記回路網の前記可変コンダクタンスを制御する工程、
を有してなることを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８３２３０（Ｐ２０１１−１８３２３０Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７３０３（Ｐ２０１１−１４７３０３）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【分割の表示】特願２００４−５５８３０１（Ｐ２００４−５５８３０１）の分割
【原出願日】平成１５年１２月１２日（２００３．１２．１２）
【出願人】（５０５２２２３４７）スコップ ゲーエムベーハー リミテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】ＳＫＯＰ ＧｍｂＨ Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【分割の表示】特願２００４−５５８３０１（Ｐ２００４−５５８３０１）の分割
【原出願日】平成１５年１２月１２日（２００３．１２．１２）
【出願人】（５０５２２２３４７）スコップ ゲーエムベーハー リミテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】ＳＫＯＰ ＧｍｂＨ Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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