JP2799378B2 - 刺激装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、運動麻痺患者の残存する機能動作に基いて
患者の神経等を刺激して麻痺部分を働かせるための刺激
装置に関する。
患者の神経等を刺激して麻痺部分を働かせるための刺激
装置に関する。
本発明は、麻痺患者の残存する機能動作を検出してデ
ジタル化した制御信号を機能的電気刺激コンピュータに
供給し、該制御信号により該機能的電気刺激コンピュー
タ内の記憶手段に格納した刺激データを出力して該麻痺
患者に埋込まれた複数の電極を刺激して麻痺機能を働か
せるための刺激装置において、上記制御信号を上記機能
的刺激コンピュータにて複数のレベルに分割すると共
に、記憶手段からの刺激データの読出しパターンをそれ
ぞれのレベルに合わせて変化させるように構成すること
により、麻痺患者の利用できる残存機能の範囲を広げる
ことを可能にし、更に刺激部位の動作を安定した制御で
かつリアルタイムに行なえるようにしたものである。
ジタル化した制御信号を機能的電気刺激コンピュータに
供給し、該制御信号により該機能的電気刺激コンピュー
タ内の記憶手段に格納した刺激データを出力して該麻痺
患者に埋込まれた複数の電極を刺激して麻痺機能を働か
せるための刺激装置において、上記制御信号を上記機能
的刺激コンピュータにて複数のレベルに分割すると共
に、記憶手段からの刺激データの読出しパターンをそれ
ぞれのレベルに合わせて変化させるように構成すること
により、麻痺患者の利用できる残存機能の範囲を広げる
ことを可能にし、更に刺激部位の動作を安定した制御で
かつリアルタイムに行なえるようにしたものである。
〔従来の技術〕 従来、重度四肢の麻痺した運動麻痺患者の麻痺四肢を
回復させるために、筋電図，脳波，顎，肩，首等の機能
的変位及び音声等の随意的生体信号等を動作命令信号源
とし、上記各部に取付けた検出手段（センサ）からの信
号を機能的電気刺激（Functional electrical stimulat
ion:以下FESと記す）コンピュータを用いて処理し、神
経又は筋近傍に埋込まれた電極に上述のFESコンピュー
タでプログラムされた電気的な刺激を与え、それによっ
て引き起された筋収縮で患者の意図する四肢の動作を行
なう様にした刺激装置が特開昭59−160445号公報に開示
されている。この様なFESコンピュータによる刺激装置
は四肢のみならず呼吸筋，躯幹筋，泌尿生殖器等の運動
機能を働かせることが可能で、特に脳卒中や脊髄損傷等
で生じた運動麻痺で生ずる筋萎縮，筋の短縮，筋及び関
節の拘縮，骨萎縮，筋の痙性そして循環障害等の治療効
果が顕著である。この様な刺激装置は種々の構成のもの
が提案されているが、第６図に示す様な刺激装置（21）
が知られている。第６図で（22a）〜（22n）は運動麻痺
患者の残存する音声，関節，筋肉変位，呼吸，生体電位
（脳波，筋電図，生体活動電位），姿勢，その他の生体
より得られる各種生体信号を検出する検出手段であり、
これら検出手段（22a）〜（22n）からの検出信号は信号
処理手段（23）を構成するアナログ−デジタル変換回路
等で検出信号をデジタル化した制御信号としてFESコン
ピュータ（24）に供給する。FESコンピュータ（24）は
各制御信号毎の刺激データをコンピュータ（24）内の記
憶手段（25）内に格納していて、信号処理手段（23）で
入力された各種の制御信号を認識して記憶手段（25）に
格納された刺激データを選択する。この記憶手段（25）
に格納する刺激データは患者毎に刺激装置（21）とは別
に設けた生成装置（26）で作成される。この生成装置の
刺激データは大型の刺激パターン生成用コンピュータ
（27）で作成される。即ち、ROMライタ（28）でROMに刺
激データが書き込まれたものをFESコンピュータ（24）
の記憶手段（25）に差し込む様に成されている。上述の
FESコンピュータ（24）で選択された刺激データに基づ
いて刺激パルス列を作って生体に埋込まれた複数の電極
（29）を刺激することで麻痺部分を働かせる様にしてい
る。
回復させるために、筋電図，脳波，顎，肩，首等の機能
的変位及び音声等の随意的生体信号等を動作命令信号源
とし、上記各部に取付けた検出手段（センサ）からの信
号を機能的電気刺激（Functional electrical stimulat
ion:以下FESと記す）コンピュータを用いて処理し、神
経又は筋近傍に埋込まれた電極に上述のFESコンピュー
タでプログラムされた電気的な刺激を与え、それによっ
て引き起された筋収縮で患者の意図する四肢の動作を行
なう様にした刺激装置が特開昭59−160445号公報に開示
されている。この様なFESコンピュータによる刺激装置
は四肢のみならず呼吸筋，躯幹筋，泌尿生殖器等の運動
機能を働かせることが可能で、特に脳卒中や脊髄損傷等
で生じた運動麻痺で生ずる筋萎縮，筋の短縮，筋及び関
節の拘縮，骨萎縮，筋の痙性そして循環障害等の治療効
果が顕著である。この様な刺激装置は種々の構成のもの
が提案されているが、第６図に示す様な刺激装置（21）
が知られている。第６図で（22a）〜（22n）は運動麻痺
患者の残存する音声，関節，筋肉変位，呼吸，生体電位
（脳波，筋電図，生体活動電位），姿勢，その他の生体
より得られる各種生体信号を検出する検出手段であり、
これら検出手段（22a）〜（22n）からの検出信号は信号
処理手段（23）を構成するアナログ−デジタル変換回路
等で検出信号をデジタル化した制御信号としてFESコン
ピュータ（24）に供給する。FESコンピュータ（24）は
各制御信号毎の刺激データをコンピュータ（24）内の記
憶手段（25）内に格納していて、信号処理手段（23）で
入力された各種の制御信号を認識して記憶手段（25）に
格納された刺激データを選択する。この記憶手段（25）
に格納する刺激データは患者毎に刺激装置（21）とは別
に設けた生成装置（26）で作成される。この生成装置の
刺激データは大型の刺激パターン生成用コンピュータ
（27）で作成される。即ち、ROMライタ（28）でROMに刺
激データが書き込まれたものをFESコンピュータ（24）
の記憶手段（25）に差し込む様に成されている。上述の
FESコンピュータ（24）で選択された刺激データに基づ
いて刺激パルス列を作って生体に埋込まれた複数の電極
（29）を刺激することで麻痺部分を働かせる様にしてい
る。
上述の従来構成の刺激装置では、検出手段の出力の増
加に基いて記憶手段（25）内の刺激データ格納領域の読
出しアドレスを順次更新させながら刺激データを読出し
て電極（29）に出力するようにして、比例的に刺激出力
を制御するようにしている。
加に基いて記憶手段（25）内の刺激データ格納領域の読
出しアドレスを順次更新させながら刺激データを読出し
て電極（29）に出力するようにして、比例的に刺激出力
を制御するようにしている。
ところが、刺激部位の動作が例えばコップを把持する
という場合において、例えばコップを握って保持し続け
る際、患者は常に検出手段の制御入力をコントロール即
ち、検出手段が例えば筋電検出手段であれば、コップを
保持する間、一定の力配分を維持しなければならず、患
者にとって非常に負担がかかると共に、患者の疲労等に
伴ってその制御が不安定になってしまうという不都合が
あった。また、麻痺患者にとっても筋電検出手段への筋
電出力の増加を確実に行うことは、非常に困難であり、
その結果、刺激部位の動作が不自然になったり、動作速
度にバラツキが生じたりするという不都合があり、比較
的満足に使いこなすまでに長時間の訓練が必要であると
いう不都合があった。
という場合において、例えばコップを握って保持し続け
る際、患者は常に検出手段の制御入力をコントロール即
ち、検出手段が例えば筋電検出手段であれば、コップを
保持する間、一定の力配分を維持しなければならず、患
者にとって非常に負担がかかると共に、患者の疲労等に
伴ってその制御が不安定になってしまうという不都合が
あった。また、麻痺患者にとっても筋電検出手段への筋
電出力の増加を確実に行うことは、非常に困難であり、
その結果、刺激部位の動作が不自然になったり、動作速
度にバラツキが生じたりするという不都合があり、比較
的満足に使いこなすまでに長時間の訓練が必要であると
いう不都合があった。
また、重度の麻痺患者には、比較的に刺激出力を制御
できる残存機能が少ないため、複数の刺激部位を動作さ
せるこが困難であると共に、安定した制御が行ないにく
いという不都合がある。
できる残存機能が少ないため、複数の刺激部位を動作さ
せるこが困難であると共に、安定した制御が行ないにく
いという不都合がある。
本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、麻痺患者の利用できる残存機能の
範囲を広げることができると共に、刺激部位の動作を安
定した制御でかつリアルタイムに行なうことができる刺
激装置を提供することにある。
目的とするところは、麻痺患者の利用できる残存機能の
範囲を広げることができると共に、刺激部位の動作を安
定した制御でかつリアルタイムに行なうことができる刺
激装置を提供することにある。
本発明の刺激装置は、麻痺患者（１）の残存する機能
動作を検出してデジタル化した制御信号（Ｃ）をFESコ
ンピュータ（７）に供給し、制御信号（Ｃ）によりFES
コンピュータ（７）内の記憶手段（９）に格納した刺激
データを出力して麻痺患者（１）に埋込まれた複数の電
極（8a），（8b）‥‥（8n）を刺激して麻痺機能を働か
せるための刺激装置（Ａ）において、上記刺激信号
（Ｃ）をFESコンピュータ（７）にて複数のレベルに分
割すると共に、記憶手段（９）からの刺激データの読出
しパターンをそれぞれのレベルに合わせて変化させるよ
うに構成する。
動作を検出してデジタル化した制御信号（Ｃ）をFESコ
ンピュータ（７）に供給し、制御信号（Ｃ）によりFES
コンピュータ（７）内の記憶手段（９）に格納した刺激
データを出力して麻痺患者（１）に埋込まれた複数の電
極（8a），（8b）‥‥（8n）を刺激して麻痺機能を働か
せるための刺激装置（Ａ）において、上記刺激信号
（Ｃ）をFESコンピュータ（７）にて複数のレベルに分
割すると共に、記憶手段（９）からの刺激データの読出
しパターンをそれぞれのレベルに合わせて変化させるよ
うに構成する。
上記の本発明の構成によれば、検出手段からの制御信
号（Ｃ）を複数のレベル（例えば３つのレベル（L1），
（L2），（L3））に分割し、それらのレベルに合わせて
刺激データの読出しパターンを変化させるようにしたの
で、患者は刺激部位の動作が検出手段の制御入力の強弱
に応じてリアルタイムに反応していることを実感するこ
とができる。
号（Ｃ）を複数のレベル（例えば３つのレベル（L1），
（L2），（L3））に分割し、それらのレベルに合わせて
刺激データの読出しパターンを変化させるようにしたの
で、患者は刺激部位の動作が検出手段の制御入力の強弱
に応じてリアルタイムに反応していることを実感するこ
とができる。
また、検出手段への制御入力状態がばらついていても
上記レベルの範囲内で刺激部位の動作制御を安定化させ
ることができ、従来のように、刺激部位の動作が不自然
になったり、動作速度にばらつきが生じたりするという
ことがない。また、上記制御入力としては、脳波，眼振
などの生体電気現象又は顎，首，肩などの機械的変位及
び音声，呼吸などをセンサにより電気的に変換したもの
や、ON/OFF的なスイッチなどのようにデジタル的なもの
の組合せが利用できるため、患者の利用できる残存機能
の範囲が広がる。
上記レベルの範囲内で刺激部位の動作制御を安定化させ
ることができ、従来のように、刺激部位の動作が不自然
になったり、動作速度にばらつきが生じたりするという
ことがない。また、上記制御入力としては、脳波，眼振
などの生体電気現象又は顎，首，肩などの機械的変位及
び音声，呼吸などをセンサにより電気的に変換したもの
や、ON/OFF的なスイッチなどのようにデジタル的なもの
の組合せが利用できるため、患者の利用できる残存機能
の範囲が広がる。
以下、第１図〜第５図を参照しながら本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
本実施例に係る刺激装置は、第１図に示すように、麻
痺患者（１）の残存する機能動作を検出する手段として
肩等に取付けられる筋電検出手段（２）を用い、この筋
電検出手段（２）からの後述する制御信号（Ｃ）に基い
て患者（１）の手指・手関節に対し刺激データを出力し
て患者（１）に例えばコップを握るという一連の動作を
行なわせる場合を想定している。
痺患者（１）の残存する機能動作を検出する手段として
肩等に取付けられる筋電検出手段（２）を用い、この筋
電検出手段（２）からの後述する制御信号（Ｃ）に基い
て患者（１）の手指・手関節に対し刺激データを出力し
て患者（１）に例えばコップを握るという一連の動作を
行なわせる場合を想定している。
この図において、（３）は、増幅器（４），ローパス
フィルタ（５）及びアナログ−デジタル変換器（６）か
ら成る信号処理手段である。この信号処理手段（３）
は、第２図に示すように、筋電検出手段（２）からの筋
電信号（Si）を増幅器（４）で増幅させたのち、ローパ
スフィルタ（５）で後段のアナログ−デジタル変換器
（６）によるサンプリング周波数の1/2に相当する周波
数以上の高調波成分を取除いて低周波信号（Ｓ）とし、
その後該信号（Ｓ）をアナログ−デジタル変換器（６）
にてデジタル化して１つの制御信号（Ｃ）にするもので
ある。
フィルタ（５）及びアナログ−デジタル変換器（６）か
ら成る信号処理手段である。この信号処理手段（３）
は、第２図に示すように、筋電検出手段（２）からの筋
電信号（Si）を増幅器（４）で増幅させたのち、ローパ
スフィルタ（５）で後段のアナログ−デジタル変換器
（６）によるサンプリング周波数の1/2に相当する周波
数以上の高調波成分を取除いて低周波信号（Ｓ）とし、
その後該信号（Ｓ）をアナログ−デジタル変換器（６）
にてデジタル化して１つの制御信号（Ｃ）にするもので
ある。
（７）は、アナログ−デジタル変換器（６）からの制
御信号（Ｃ）を基いて患者（１）の手指・手関節に対し
刺激データを電極（8a），（8b）‥‥（8n）を介して送
出するFESコンピュータである。そして、このFESコンピ
ュータ（７）の記憶手段（９），例えばRAMの刺激デー
タ領域（9a），（9b）にはチャンネル毎（例えば１〜ｎ
チャンネル）の刺激データが順次にアドレス割合てされ
て例えば第３図に示すような刺激パターンとして記憶さ
れ、更に動作プログラムデータ領域（9c）には、動作プ
ログラムデータ等も記憶されている。そして、上記制御
信号（Ｃ）のFESコンピュータ（７）への供給に基い
て、刺激データ領域（9a），（9b）から刺激データが後
述する読出しパターンに沿って読出されたのち、複数の
デジタル−アナログ変換器（10）及びアイソレータ（1
1）で構成される刺激信号出力手段（12）を介してアナ
ログ信号の刺激パルス列として麻痺患者（１）の生体内
に埋込まれた電極（8a），（8b）‥‥（8n）に供給され
る。電極（8a），（8b）‥‥（8n）は神経，筋群に関連
し、これらを刺激して麻痺部分を働かせるようになされ
ている。
御信号（Ｃ）を基いて患者（１）の手指・手関節に対し
刺激データを電極（8a），（8b）‥‥（8n）を介して送
出するFESコンピュータである。そして、このFESコンピ
ュータ（７）の記憶手段（９），例えばRAMの刺激デー
タ領域（9a），（9b）にはチャンネル毎（例えば１〜ｎ
チャンネル）の刺激データが順次にアドレス割合てされ
て例えば第３図に示すような刺激パターンとして記憶さ
れ、更に動作プログラムデータ領域（9c）には、動作プ
ログラムデータ等も記憶されている。そして、上記制御
信号（Ｃ）のFESコンピュータ（７）への供給に基い
て、刺激データ領域（9a），（9b）から刺激データが後
述する読出しパターンに沿って読出されたのち、複数の
デジタル−アナログ変換器（10）及びアイソレータ（1
1）で構成される刺激信号出力手段（12）を介してアナ
ログ信号の刺激パルス列として麻痺患者（１）の生体内
に埋込まれた電極（8a），（8b）‥‥（8n）に供給され
る。電極（8a），（8b）‥‥（8n）は神経，筋群に関連
し、これらを刺激して麻痺部分を働かせるようになされ
ている。
一方、個々の麻痺患者（１）の刺激パターンデータを
生成する刺激パターン生成用コンピュータ（13）と、RA
M等のコンピュータ中に含まれる記憶手段（14）並びに
外部記憶装置（15）等からなる生成装置（Ｂ）は、通常
は刺激装置（Ａ）とは切離されていて、刺激パターンデ
ータの生成又は修正時に、FESコンピュータ（７）と刺
激パターン生成用コンピュータ（13）間をデータバス
（16）等の伝送路を介して連絡する。この伝送路は、デ
ータバス（16）に限らずテレメータ，赤外線，電磁的結
合手段等を介して行ってもよい。刺激パターン生成用コ
ンピュータ（13）内での刺激パターンデータ生成手順を
第４図で説明する。先ずスタートの次のステップ（S
T1）では生成装置（Ｂ）内の外部記憶装置（15）にフロ
ッピディスクに書き込まれた標準刺激パターンをロード
する。この標準刺激パターンは健常者（麻痺していない
正常者）の関節，筋肉変位等を検出した筋電図波形をエ
ンベロープ検波し、このエンベロープ波形をサンプリン
グしたパルス列を得て、このパルス列の各パルスの電圧
振幅又はパルス幅をデジタル値とした刺激パターンデー
タが記録されている。この刺激パターンデータは、例え
ば、手でコップを把持するすべての動作に対応したデー
タが記録されている。次のステップ（ST2）では生体装
置（Ｂ）と刺激装置（Ａ）並に麻痺患者（１）間を接続
するために信号出力手段（12）と個々の麻痺患者（１）
に埋込まれた複数電極（8a）〜（8n）間を接続すると共
にFESコンピュータ（７）と刺激パターン生成用コンピ
ュータ（13）間をデータバス（16）で連絡する。次のス
テップ（ST3）では生成装置（Ｂ）をコントロールして
刺激装置（Ａ）のFESコンピュータ（７）を介して麻痺
患者（１）の個々の筋群を刺激する。次のステップ（ST
4）では刺激パルスの振幅又はパルス幅を変化させて、
個々の筋群のスレッシュホールドレベルを健常者の筋群
のスレッシュホールドレベルを基準にして見つけだす。
次のステップ（ST5）では見つけだしたスレッシュホー
ルドレベルに合せて記憶手段（14）に記憶した標準刺激
パターンレベルを患者個人に適合したパターンに修正す
る。次のステップ（ST6）では記憶手段（14）の刺激デ
ータ領域（14a），（14b）と動作プログラムデータ領域
（14c）に修正して格納したデータをデータバス（16）
を通じてFESコンピュータ（７）の記憶手段（９）の刺
激データ領域（9a），（9b）と動作プログラム領域（9
c）に転送する。この場合動作プログラムデータも一緒
に転送したが、刺激パターンデータのみ転送させてもよ
い。次のステップ（ST7）では生成装置（Ｂ）と刺激装
置（Ａ）との間のデータバス（16）を切り離す。次のス
テップ（ST8）では記憶手段（９）内の記憶内容は、刺
激パターンデータの修正又は設定が行なわれたので特定
の麻痺患者（１）に刺激パルスを供給し例えば、手の把
持動作等を刺激装置単独で行ないエンドに至る。上述の
実施例ではすべての刺激パターンデータを設定して移し
変えた場合を説明したが、修正した部分の刺激パターン
データのみ転送してもよく、或は動作プログラムデータ
の一部を生成装置内で修正し、修正部分だけがデータバ
ス（16）を通じてFESコンピュータ（７）の記憶手段
（９）の動作プログラムデータ領域（9c）に書き込む様
にしてもよい。
生成する刺激パターン生成用コンピュータ（13）と、RA
M等のコンピュータ中に含まれる記憶手段（14）並びに
外部記憶装置（15）等からなる生成装置（Ｂ）は、通常
は刺激装置（Ａ）とは切離されていて、刺激パターンデ
ータの生成又は修正時に、FESコンピュータ（７）と刺
激パターン生成用コンピュータ（13）間をデータバス
（16）等の伝送路を介して連絡する。この伝送路は、デ
ータバス（16）に限らずテレメータ，赤外線，電磁的結
合手段等を介して行ってもよい。刺激パターン生成用コ
ンピュータ（13）内での刺激パターンデータ生成手順を
第４図で説明する。先ずスタートの次のステップ（S
T1）では生成装置（Ｂ）内の外部記憶装置（15）にフロ
ッピディスクに書き込まれた標準刺激パターンをロード
する。この標準刺激パターンは健常者（麻痺していない
正常者）の関節，筋肉変位等を検出した筋電図波形をエ
ンベロープ検波し、このエンベロープ波形をサンプリン
グしたパルス列を得て、このパルス列の各パルスの電圧
振幅又はパルス幅をデジタル値とした刺激パターンデー
タが記録されている。この刺激パターンデータは、例え
ば、手でコップを把持するすべての動作に対応したデー
タが記録されている。次のステップ（ST2）では生体装
置（Ｂ）と刺激装置（Ａ）並に麻痺患者（１）間を接続
するために信号出力手段（12）と個々の麻痺患者（１）
に埋込まれた複数電極（8a）〜（8n）間を接続すると共
にFESコンピュータ（７）と刺激パターン生成用コンピ
ュータ（13）間をデータバス（16）で連絡する。次のス
テップ（ST3）では生成装置（Ｂ）をコントロールして
刺激装置（Ａ）のFESコンピュータ（７）を介して麻痺
患者（１）の個々の筋群を刺激する。次のステップ（ST
4）では刺激パルスの振幅又はパルス幅を変化させて、
個々の筋群のスレッシュホールドレベルを健常者の筋群
のスレッシュホールドレベルを基準にして見つけだす。
次のステップ（ST5）では見つけだしたスレッシュホー
ルドレベルに合せて記憶手段（14）に記憶した標準刺激
パターンレベルを患者個人に適合したパターンに修正す
る。次のステップ（ST6）では記憶手段（14）の刺激デ
ータ領域（14a），（14b）と動作プログラムデータ領域
（14c）に修正して格納したデータをデータバス（16）
を通じてFESコンピュータ（７）の記憶手段（９）の刺
激データ領域（9a），（9b）と動作プログラム領域（9
c）に転送する。この場合動作プログラムデータも一緒
に転送したが、刺激パターンデータのみ転送させてもよ
い。次のステップ（ST7）では生成装置（Ｂ）と刺激装
置（Ａ）との間のデータバス（16）を切り離す。次のス
テップ（ST8）では記憶手段（９）内の記憶内容は、刺
激パターンデータの修正又は設定が行なわれたので特定
の麻痺患者（１）に刺激パルスを供給し例えば、手の把
持動作等を刺激装置単独で行ないエンドに至る。上述の
実施例ではすべての刺激パターンデータを設定して移し
変えた場合を説明したが、修正した部分の刺激パターン
データのみ転送してもよく、或は動作プログラムデータ
の一部を生成装置内で修正し、修正部分だけがデータバ
ス（16）を通じてFESコンピュータ（７）の記憶手段
（９）の動作プログラムデータ領域（9c）に書き込む様
にしてもよい。
次に、FESコンピュータ（７）の信号処理手段（３）
からの制御信号（Ｃ）に基く刺激データの読出しパター
ンの一例を第５図を参照しながら説明する。
からの制御信号（Ｃ）に基く刺激データの読出しパター
ンの一例を第５図を参照しながら説明する。
信号処理手段（３）のアナログ−デジタル変換器
（６）から出力された制御信号（Ｃ）がFESコンピュー
タ（７）に供給されると、制御信号（Ｃ）の振幅を複数
のレベルに分割する。図示の例では、３つのレベル
（L1），（L2），（L3）に分割した場合を示している。
そして、レベル（L1）の信号（cl1）が供給されたとき
には、刺激データ領域（9a），（9b）から刺激データを
１アドレスずつ順次読出し、レベル（L2）の信号（c
l2）が供給されたときには、刺激データを１アドレス飛
ばしで読出し、レベル（L3）の信号（cl3）が供給され
たときには、刺激データを２アドレス飛ばしで読出す。
このように読出すことにより、レベル（L1），（L2），
（L3）になるに従って、即ち患者（１）の筋電検出手段
（２）に対する力の配分を強くするに従って、刺激部位
（手指等）の動作が早くなり、刺激部位があたかも筋電
検出手段（２）への制御入力の大きさに応じてリアルタ
イムに反応しているかの如く動作する。
（６）から出力された制御信号（Ｃ）がFESコンピュー
タ（７）に供給されると、制御信号（Ｃ）の振幅を複数
のレベルに分割する。図示の例では、３つのレベル
（L1），（L2），（L3）に分割した場合を示している。
そして、レベル（L1）の信号（cl1）が供給されたとき
には、刺激データ領域（9a），（9b）から刺激データを
１アドレスずつ順次読出し、レベル（L2）の信号（c
l2）が供給されたときには、刺激データを１アドレス飛
ばしで読出し、レベル（L3）の信号（cl3）が供給され
たときには、刺激データを２アドレス飛ばしで読出す。
このように読出すことにより、レベル（L1），（L2），
（L3）になるに従って、即ち患者（１）の筋電検出手段
（２）に対する力の配分を強くするに従って、刺激部位
（手指等）の動作が早くなり、刺激部位があたかも筋電
検出手段（２）への制御入力の大きさに応じてリアルタ
イムに反応しているかの如く動作する。
尚、上記の一連の動作を一時停止させたい場合、例え
ば、コップを握って保持し続ける場合は、単に筋電検出
手段（２）への制御入力を停止（力をゆるめる）させれ
ばよい。即ち、停止と共に、順次又は飛び越しで更新し
ていた読出しアドレスが一定となり、該アドレスの刺激
データが刺激信号出力手段（12）を介して電極（8a），
（8b）‥‥（8n）に出力されるため、制御入力を停止し
たときの状態はそのまま維持される。
ば、コップを握って保持し続ける場合は、単に筋電検出
手段（２）への制御入力を停止（力をゆるめる）させれ
ばよい。即ち、停止と共に、順次又は飛び越しで更新し
ていた読出しアドレスが一定となり、該アドレスの刺激
データが刺激信号出力手段（12）を介して電極（8a），
（8b）‥‥（8n）に出力されるため、制御入力を停止し
たときの状態はそのまま維持される。
上記の如く本例によれば、検出手段（２）からの制御
信号（Ｃ）をFESコンピュータ（７）にて複数のレベル
（L1），（L2），（L3）に分割し、それらのレベルに合
せて刺激データの読出しパターンを変化させるようにし
たので、患者（１）は、刺激部位の動作が検出手段
（２）の制御入力の強弱に応じてリアルタイムに反応し
ていることを実感することができる。また、検出手段
（２）への制御入力状態がばらついていても、それぞれ
のレベル（L1），（L2），（L3）の範囲内で刺激部位の
動作に対する制御を安定化させることができ、制御装置
に対する操作方法の簡便化を図ることができると共に、
刺激部位の動作が不自然になったり、動作速度にばらつ
きが生じたりすることも防止される。
信号（Ｃ）をFESコンピュータ（７）にて複数のレベル
（L1），（L2），（L3）に分割し、それらのレベルに合
せて刺激データの読出しパターンを変化させるようにし
たので、患者（１）は、刺激部位の動作が検出手段
（２）の制御入力の強弱に応じてリアルタイムに反応し
ていることを実感することができる。また、検出手段
（２）への制御入力状態がばらついていても、それぞれ
のレベル（L1），（L2），（L3）の範囲内で刺激部位の
動作に対する制御を安定化させることができ、制御装置
に対する操作方法の簡便化を図ることができると共に、
刺激部位の動作が不自然になったり、動作速度にばらつ
きが生じたりすることも防止される。
また、本例は従来のような患者の残存機能の動きに比
例させて刺激出力を制御するのではなく、上述の如く残
存機能の動きを複数の段階に分け、段階毎に刺激出力を
制御するようにしたので、検出手段からの信号がたとえ
微細なものであっても十分対応することができる。従っ
て、検出手段としては上記筋電検出手段（２）以外にも
脳波，眼振などの生体電気現象、又は顎，首，肩の機械
的変位及び音声，呼吸などをセンサーにより電気的に変
換したものが利用でき、患者の利用できる残存機能の範
囲が広がる。その結果、複数の刺激部位を同時に刺激さ
せる場合などにも容易に適用させることができる。
例させて刺激出力を制御するのではなく、上述の如く残
存機能の動きを複数の段階に分け、段階毎に刺激出力を
制御するようにしたので、検出手段からの信号がたとえ
微細なものであっても十分対応することができる。従っ
て、検出手段としては上記筋電検出手段（２）以外にも
脳波，眼振などの生体電気現象、又は顎，首，肩の機械
的変位及び音声，呼吸などをセンサーにより電気的に変
換したものが利用でき、患者の利用できる残存機能の範
囲が広がる。その結果、複数の刺激部位を同時に刺激さ
せる場合などにも容易に適用させることができる。
また、上記検出手段以外にもON/OFF的なスイッチ（ア
ナログ量でないもの）の組合せで構成した検出手段を使
用することも可能である。
ナログ量でないもの）の組合せで構成した検出手段を使
用することも可能である。
本発明は叙上の如く構成させたので、麻痺患者の利用
できる残存機能の範囲を広げることができると共に、刺
激部位の動作を安定した制御でかつリアルタイムに行な
うことができる。
できる残存機能の範囲を広げることができると共に、刺
激部位の動作を安定した制御でかつリアルタイムに行な
うことができる。
第１図は本実施例に係る刺激装置の構成を示すブロック
図、第２図は信号処理手段での作用を示す説明図、第３
図は刺激パターンデータとアドレスとの関係を示すパタ
ーン図、第４図は刺激パターンデータの生成手順を示す
フローチャート例、第５図は制御信号に対するレベル分
割を示す説明図、第６図は従来例を示すブロック図であ
る。 （Ａ）は刺激装置、（１）は麻痺患者、（２）は筋電検
出手段、（３）は信号処理手段、（４）は増幅器、
（５）はローパスフィルタ、（６）はアナログ−デジタ
ル変換器、（７）はFESコンピュータ、（８）は電極、
（９）は記憶手段、（12）は刺激信号出力手段、（Ｂ）
は生成装置、（13）は刺激パターン生成用コンピュー
タ、（14）は記憶手段、（15）は外部記憶装置である。
図、第２図は信号処理手段での作用を示す説明図、第３
図は刺激パターンデータとアドレスとの関係を示すパタ
ーン図、第４図は刺激パターンデータの生成手順を示す
フローチャート例、第５図は制御信号に対するレベル分
割を示す説明図、第６図は従来例を示すブロック図であ
る。 （Ａ）は刺激装置、（１）は麻痺患者、（２）は筋電検
出手段、（３）は信号処理手段、（４）は増幅器、
（５）はローパスフィルタ、（６）はアナログ−デジタ
ル変換器、（７）はFESコンピュータ、（８）は電極、
（９）は記憶手段、（12）は刺激信号出力手段、（Ｂ）
は生成装置、（13）は刺激パターン生成用コンピュー
タ、（14）は記憶手段、（15）は外部記憶装置である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 半田 康延 宮城県仙台市大和町２―１―９ (72)発明者 星宮 望 宮城県仙台市川内（無番地） 川内住宅 11―106 (72)発明者 田中 正彦 東京都小平市天神町１―57 日本電気三 栄株式会社東京工場内 (72)発明者 久本 隆 東京都小平市天神町１―57 日本電気三 栄株式会社東京工場内 (72)発明者 石川 清一 東京都小平市天神町１―57 日本電気三 栄株式会社東京工場内 (56)参考文献 特開 平２−195968（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−177969（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145079（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−87755（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−87751（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−87750（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61N 1/36
Claims (1)
- 【請求項１】麻痺患者の残存する機能動作を検出してデ
ジタル化した制御信号を機能的電気刺激コンピュータに
供給し、該制御信号により該機能的電気刺激コンピュー
タ内の記憶手段に格納した刺激データを出力して該麻痺
患者に埋込まれた複数の電極を刺激して麻痺機能を働か
せるための刺激装置において、 上記制御信号を上記機能的電気刺激コンピュータにて複
数のレベルに分割すると共に、記憶手段からの刺激デー
タの読出しパターンをそれぞれのレベルに合わせて変化
させるようにしたことを特徴とする刺激装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1689289A JP2799378B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 刺激装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1689289A JP2799378B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 刺激装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195967A JPH02195967A (ja) | 1990-08-02 |
| JP2799378B2 true JP2799378B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=11928811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1689289A Expired - Lifetime JP2799378B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 刺激装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799378B2 (ja) |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1689289A patent/JP2799378B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02195967A (ja) | 1990-08-02 |
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