JP3924468B2 - 組織に張力を付与する電気療法装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（関連出願への相互参照）
適用なし
（米国連邦政府が資金提供を行っている研究及び開発に関する声明）
適用なし
（発明の分野）
本発明は一般に電気療法装置に関する。より詳細には、本発明は、体組織に張力を付与し、張力を付与している間に該組織に電流を印加するための電気療法装置に関する。本願における開示は、主に皮膚組織に電流を印加するための電気療法装置に関するが、該装置は、他の種類のヒト組織又は動物組織に電流を印加するうえで有用である。
【０００２】
（背景）
電流を局所的に印加する電気療法は、種々の医学的症状を治療するための手技としてよく知られている。例えば、コーガン（Ｋｏｇａｎ）（米国特許第５，２０３，３４９号）及びストローマ（Ｓｔｒｏｍｅｒ）（米国特許第５，３０４，２０７号）が開示しているように、電気療法は疼痛の治療に役立つ可能性があり、この理由は、神経系で伝達される痛みのシグナルが電流によって遮蔽されると考えられているためである。また、ラスロップ（Ｌａｔｈｒｏｐ）（米国特許第５，６０７，４６１号）は、単純疱疹ウイルスによって惹起された病変部の治療において、電流の局所的な印加が有用であることを開示している。また、スプリンガー ジュニア（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｊｒ．）（米国特許第５，５２７，３５７号）は、患者の顔面の特定の部位に電流を印加すると、電流によって顔面筋の訓練及び条件付けがなされ、これによって顔面の皮膚の色調を改善できることを開示している。
【０００３】
通常、電気療法では、少なくとも１つの電極を患者の皮膚又は組織に隣接して配置する。電気療法の多くの手技においては、電流を印加する実際の標的は、組織表面の下部に位置していることが多い。例えば、スプリンガーによって開示された顔面の色調改善手技における標的は顔面の筋である。同様に、ストローマおよびコーガンによって開示された疼痛治療法における標的は神経である。このため、電流が意図した標的に到達することが極めて重要となる。さらに、十分な電流が標的部位に到達しなければならず、かつ電流は、所望の応答を引き起こすのに適切なエネルギーレベルを有していなければならない。
【０００４】
電気療法のための手技や装置は先行技術に数多く存在するが、電気の一部または全てが、組織の深層部に到達せずに組織表面を水平方向に伝わっていくため、現行の電気療法の手技はあまり有効ではない可能性がある。電気療法では、組織表面の形状が電流の伝導に大きく影響を与えることがある。例えば、表面に皺が寄っていると、組織の隣接する領域が、電極が接触している部位の近傍で折り畳まれる。その結果、電気が組織深層部に浸透せずに、隣接する表面の組織に移動し得る。この傾向は、隣接する組織の表面が標的領域に接触している場合、又は汗や皮脂などの電解質液が皺の間隙に存在する場合により顕著になる。さらに、電気療法手技の中には電解質を塗布する必要があるものがあり、このような場合、電解質が過剰に塗布されると電気が水平方向に流れやすくなる。
【０００５】
さらに、組織表面の皺や重なりによって、電極とその下の標的との間の電気抵抗も増大する。多くの場合、皺と皺の間隔よりも電極のほうが大きいため、通常組織表面の皺の頂上部に電極が配置されることになる。このため、組織実質の深さが増大し、これによって電極とその下の標的との間の電気抵抗が増大する。このような状況では、電流が標的に向かって浸透しにくくなり、電極の下の標的が十分に通電されることを保証するには、大きな電圧が必要となることがある。
【０００６】
上記の問題点を斟酌すると、本発明の第一の目的は、組織に電流を印加するために、皺が寄って重なり合った組織を離間する電気療法装置を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう１つの目的は、組織表面に張力を付与し、皺が寄って重なり合った組織を離間するために、電極を容易に操作可能な電気療法装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、持ち運びが可能で、片手で操作可能な電気療法装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、患者の皮膚に対して電極を簡便に配置するため、回転による調整が可能な電極を備えた電気療法装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のこれらの目的並びに他の目的は、下記の説明を通して明らかになるであろう。
（発明の概要）
本発明は、組織に張力を付与する電気刺激装置に関する。前記装置は、体組織に対して配置し、該組織上に電流を放出するための側方に離間可能な複数の電極を備える。前記装置はまた、前記電極に通電するための、前記電極と電気的に通じており、電源と電気的に接続可能な電源回路を備える。好ましい実施の形態においては、前記装置は、前記電極を側方に移動するためのアジャスターをも備える。
【００１０】
前記電源回路は、バッテリ電源又は交流電源と結合するように構成され得る。バッテリで駆動するためには、前記電源回路は、直流電力を交流電力に変換するためのインバータと、放電電流の周波数を制御するための選択的に調整可能な周波数調整器とを備えることが可能である。交流電源で駆動するためには、前記電源回路に、前記放電電流の電圧及びアンペア数を制御するための電力調整器と、前記放電電流の周波数を制御するための選択的に調整可能な周波数調整器とを設けることが可能である。
【００１１】
また、前記電極、アジャスター及び電源回路を内部に取り付けるための手持ち式の中空のケーシングを前記装置に設けることも可能である。前記ケーシングは、中空のボディ部分と、前記電極がそこから延びる中空のヘッド部分とを備え得る。好ましい実施の形態においては、前記ヘッド部分は、前記ボディ部分に回転可能に取り付けられている。
【００１２】
したがって、ここで述べた前記組織に張力を付与する装置は、前記組織上に電流を放出する間に、皺が寄って重なり合った組織を離間する。また、前記装置に、手持ち式のケーシングとアジャスターとを設けることも可能である。これによって、容易に電極を操作して、皮膚に張力を付与し、皺が寄って重なり合った組織を離間できるようになる。さらに、前記ケーシングは、体組織の上に前記電極を簡便に配置するための回転可能なヘッド部分を備える。
【００１３】
本発明の典型的かつ現時点において好ましい実施の形態が、添付の図面に示されている。
（好ましい実施の形態の詳細な説明）
図１及び図４に、組織に張力を付与する電気療法装置１０を示す。装置１０は、側方に離間可能な一対の電極１２を備える。つまり、電極１２の放電端子１４は、共通の移動面内に固定されており、放電端子１４はこの面内で互いに遠ざかるように自在に動く。電極１２は共通面内で側方に離間するように可撓的に共に連結されていてもよいし、電極１２は別の取付け構造に取り付けられていることもある。図６に示すように、装置１０はまた、電極１２と電気的に接続され、電極１２に通電するための電源と電気的に結合可能な電源回路を備える。
【００１４】
図２及び図４において、装置１０に取付け構造を設けることも可能である。好ましい実施の形態においては、前記取付け構造は、電極１２及び電源回路１６をその内部に取付けることができる内部チャンバ２０を有する非導電体のケーシング１８である。ケーシング１８は、ボディ部分２２と、ボディ部分２２に回転可能に取り付けられているヘッド部分２４とを備える場合がある。この取り付け方式では、ヘッド部分２４は、ねじ山の付された対向する一対の軸穴２６を付与されて形成されることもある。また、ボディ部分２２は、対向する一対の軸穴２８を設けて形成され、軸線Ａ−Ａを中心として軸穴２８とねじ山の付された軸穴２６とが整合されることがある。この構成においては、ねじ山の付された円柱状の一対の軸３０を本体の軸穴２８に差し込み、ねじ山の付された軸３０がヘッド部分２４のねじ山の付された軸穴２６の中で係合することによって、ヘッド部分２４及びボディ部分２２が回転可能に接続されることがある。
【００１５】
再度図２及び図４において、ヘッド部分２４は一対のスロット３２を備える。このスロットは、その中を電極１２が移動できるだけの大きさを備え、電極１２が側方に移動可能なように水平方向に延びている。この構成においては、ヘッド部分２４を組織３４に隣接して配置することによって、電極１２が患者３６の組織３４に対向して配置されることが可能である。図２に特に示すように、組織３４に対して簡便な向きで配置されるように、ヘッド部分２４も回転可能なことがある。
【００１６】
図３及び図４において、電極１２の後方部分３８は、ケーシング１８の空洞壁４０に回転可能に取り付けられることもある。この取付け方式では、電極１２の各々の後方部分３８は、空洞壁４０から延びる一対の並行な取付け柱４４の各々を収容するためのアパーチャ４２が付与されて形成されることもある。柱４４の長さ及び内部チャンバ２０の奥行きは、電極１２が柱４４から外れないように選択される。この方式で固定された場合、電極１２は共通面Ｂ−Ｂ内で動くように制限される。この特定の実施の形態では、電極１２も面Ｂ−Ｂ内で同一線上にのみ移動するように制限される。当然ながら、他の手段によって、共通面内で別の様式で移動するように電極１２を取り付けることも可能であることが理解される。例えば、電極１２が互いに対し傾きを有して移動するように、柱４４を非並行に取り付けることも可能である。さらに、３つ以上の電極１２を共通面内で移動するように取り付けることも可能である。別法として、電極１２の後方部分３８に、回転可能な軸の突起部をケーシング１８の空洞壁４０に設けられた窪み内に設けることも可能である。
【００１７】
再度図３及び図４において、電極１２を水平方向に動かすためのアジャスター４６を装置１０に設けることが可能である。図４に特に示すように、アジャスター４６は、ケーシング１８に回転可能に取り付けられ、固定された連結アーム５０を各々備える一対の握りボタン４８を有することがある。連結アーム５０は、各々通路５２を介してケーシング１８のボディ部分２２の中に延び、各々対応する電極１２と接続している。この様式のアジャスターが用いられている場合、レバー延長部５４が電極１２に設けられ、連結アーム５０と係合することがある。延長部５４と連結アーム５０との接触点は、電極１２の放電端子１４に対して反対側に位置する、電極の回転軸に設けられている。このように、握りボタン４８のうちの１つ又は両方を押すことによって、電極１２の放電端子１４が離間される。したがって、放電端子１４が患者３６の組織３４に対して配置された場合、組織３４に適度な張力を付与するように電極１２を操作し、これによって組織３４の表面の重なりや皺を離間させることができる。
【００１８】
再度図４において、アジャスター４６は、電極１２の各々と、ヘッド部分２４の右側の空洞壁５８及び左側の空洞壁６０のうちの対応する一方とに取り付けられられている一対のばね５６を有することがある。ばねの長さは、握りボタン４８が解除されたときに、両者の距離が最小となる位置に強制的に電極１２を戻すような長さである。この位置は、スロット３２の大きさによって定まる。当然ながら、他の種類のアジャスターも使用できることが理解される。例えば、アジャスターは、回転可能に取り付けられたカム形の親指ダイヤルを備え、このダイヤルは、レバー延長部の対応する一方と接触するように配置され、ダイヤルの回転に従って電極１２が回転することもあり得る。
【００１９】
図３において、電極１２の放電端子１４は、電極１２が離間されるときに組織３４の噛みを最小限に抑えるように、ほぼ楕円形に形成され得る。さらに、電極１２の移動により、標的となる組織に引っかき傷や切り傷がなるべく生じないように、電極１２の外側表面６２は滑らかで、丸みが付与されていることもある。
【００２０】
電極１２は、銅、鉄、アルミニウムなどの任意の導電性材料から製造され得る。また、電極１２は、組織表面を扱うのに十分な強度を付与されて製造されなければならない。さらに、装置１０に回転可能なケーシングが備えられている場合、電極１２は、ヘッド部分２４にあわせて曲がるように形成及び製造されなければならない。
【００２１】
図６において、電源回路１６は、電極１２と電気的に接続されており、かつ電源と電気的に結合することが可能である。好ましい実施の形態においては、装置１０は内部に取り付けられたバッテリ電源６４を備え、電源回路１６はバッテリ電源６４と電気的に接続されている第一の分岐６６を備える。また、電源回路１６は、ケーシング１８のボディ部分２２に設置されている外部電源レセプタクル７０と電気的に接続されている第二の分岐６８を備える。バッテリ電源６４は、４．５ボルトの電圧差動を得るための直列に配置した１．５ボルト単４電池３本であり得る。レセプタクル７０は、標準的な電気コード（図示せず）の一方の端に設置された標準のプラグ（図示せず）を受容し、該プラグと電気的に結合するように構成されることもある。コードの反対側の端は、家庭用又は事業所用の標準壁面コンセント（図示せず）などの交流電源と結合することがある。
【００２２】
図６において、第一の分岐６６は、直流電力を交流電力に変換するための標準インバータ回路７２を備えることがある。電源回路１６の第二の分岐６８は、電極１２から放出される交流電流の電圧及びアンペア数を制御するための標準的な電力調整回路、すなわち整流回路７４を備えることがある。第一の分岐６６及び第二の分岐６８は、電源スイッチ７６と電気的に接続されており、スイッチ７６は、電源回路１６の主分岐７８によって電極１２と電気的に接続されている。好ましい実施の形態においては、スイッチ７６は３つの動作状態を有する。これらは、第一の分岐及び第二の分岐６６，６８から主分岐７８を切断し、電極１２への通電を遮断するための第一の位置、主分岐７８と第一の分岐６６とを電気的に接続し、バッテリ電源６４から電極１２に通電させるための第二の位置、主分岐７８と第二の分岐６８とを接続し、外部電源から電極１２に通電させるための第三の位置である。
【００２３】
図１及び図６において、スイッチ７６に、電源スイッチ７６を各状態に選択的に合わせるための標準的な押しボタン操作器８０を設けることがある。操作器８０は、繰り返し周期でスイッチをある位置から次の位置に進める。また、スイッチ７６に、バッテリ指示ライト８２と、外部電力ライト８４とが設けられることがある。この２つのライトは、装置１０がバッテリと外部電源のいずれから電力供給を受けているかをそれぞれ示す。このスイッチ構成においては、ケーシング１８に、押しボタン操作器８０を露出させるための開口部（図示せず）と、並びにバッテリ指示ライト８２及び外部電力ライト８４を露出させるための２つの穴（図示せず）とが設けられることもあり得る。
【００２４】
再度図６において、電源回路１６の主分岐７８は、放電電流の周波数を選択的に制御するための周波数調整器８６を備えることがある。周波数調整器８６は、標準的な周波数制御回路であってもよい。好ましい実施の形態においては、周波数調整器８６は、低周波数、中域周波数及び高周波数の３つの放電電流の周波数設定に調整することが可能である。図１に戻ると、周波数調整器８６に、３つの標準的な押しボタン操作器８８が設けられており、各々のボタンが前記の周波数設定のうちのいずれか１つに関連付けられ得る。また、ケーシング１８に、押しボタン操作器８８を露出させるための３つのアパーチャ（図示せず）が設けられることがある。このように、適切な押しボタン操作器８８を押すことによって、使用者は、放電電流の所望の周波数を選択することができる。当然ながら、周波数を別の範囲に調整できるように周波数調整器８６を構成することが可能であることが理解される。例えば、周波数調整器８６は、ダイヤル調整機構を備えた、増分式の周波数調整として構成され得る。
【００２５】
また、バッテリ電力のみによって、或いは交流電源のみによって駆動されるように装置１０を構成可能なことが理解される。バッテリのみで駆動されるように装置１０が構成された場合、電源回路１６の第二の分岐６８を取り除いても構わず、また第一の分岐６６が内部バッテリ電源又は外部バッテリ電源のいずれかと結合するように構成されることもあり得る。さらに、周波数調整器及びインバータは、標準的な可変周波数出力インバータ回路内に接続されることがある。また、スイッチ７６は、バッテリ電源から電極１２に通電するための第一の位置と、電極１２への通電を遮断するための第二の位置との２つの動作状態を設けて構成され得る。同様に、スイッチ７６は、装置１０が通電されていることを示す１つのライトのみを必要とすることもある。
【００２６】
同様に、装置１０が交流電源のみから駆動されるように構成されている場合、第一の分岐６６を取り除いても構わない。また、スイッチ７６は、交流電源から電極１２に通電するための第一の状態と、電極１２への通電を遮断するための第二の状態との２つの動作状態を設けて構成され得る。また、スイッチ７６は、装置１０が通電されていることを示す１つのライトのみを必要とすることもある。
【００２７】
同様に、直流電力のみを放電するように、又は交流と直流電力とを選択して放電するように装置１０が構成され得ることが理解される。装置１０が直流電力のみを放電する場合、電極１２が、内部に取り付けられたバッテリ電源又は外部バッテリ電源と電気的に直接通じるように電源回路１６が構成されることがある。この動作モードにおいて、電源回路１６が電極１２に通電するため、及び電極１２への通電を遮断するための２つの状態を有する電源スイッチも備えることがある。電源回路１６は、放電電圧を制御するための電圧制御器も備えることがある。上記の代わりに、交流又は直流のいずれかを放電するように装置１０が設計される場合、電源回路１６は、電極１２を直流電源に電気的に接続している直流分岐と、電極１２に交流電力を供給するための交流分岐とを備えて構成され得る。交流分岐は、直流電力を交流に変換するか、或いは交流電源と電気的に接続される。また、電源回路は、電極１２への通電を遮断するためのスイッチ、電極に直流電流を通電するためのスイッチ、及び電極１２に交流電流を通電するためのスイッチの３つの状態を有するスイッチを備えることができる。
【００２８】
作動時に、使用者はまず、標的となる組織に電極１２を配置する。前述のように装置１０にケーシング１８を設ける場合、ケーシング１８のボディ部分２２を保持し、ヘッド部分２４を標的となる組織に隣接して配置することでこれが達成される。電極１２が配置されたら、使用者は電極１２を水平方向に離間して、組織に張力を付与する。前述のように装置１０に電極アジャスター４６を設ける場合、使用者は、ケーシング１８に取り付けられている握りボタン４８を押すことによって、電極１２を水平方向に動かすことができる。組織に張力が付与されたら、使用者は電極１２に通電して、標的となる組織に電流を印加する。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、使用者は、内部に取り付けられたバッテリ電源６４又は外部交流電源のいずれかにより電極１２に通電することができる。バッテリ電源６４から電極に通電するには、使用者は、バッテリが電極１２と電気的に結合されるまで電源スイッチの押しボタン操作器８０を押す。装置１０にバッテリ指示ライト８２が設けられている場合、使用者はバッテリとの結合を容易に認識することができる。ライトがない場合、使用者は電極に触れてみて、バッテリ電源６４が結合されていることを確認できる。使用者が、外部交流電源を用いて電極１２に通電するほうを好む場合、使用者は、レセプタクル７０に標準のプラグ式の電源コードの一方の端を差し込み、コードの反対側の端を外部電源と接続することができる。通常、前記電源コードは、標準的な壁面コンセントに接続されるために設けられているプラグを有する。
【００３０】
十分な時間にわたって組織３４に電気が付与されたら、電極１２が組織表面から除去されて、元の位置に戻される。好ましい実施の形態においては、握りボタン４８が解除されると、調整器４６のばね５６によって電極１２が元の位置に戻される。別の標的部位において上記の過程が引き続いて繰り返されることがある。
【００３１】
上記のように、電気療法装置は、組織に電流を印加する間に組織に張力を付与する。このとき、前記装置は、皺や組織のたるみにより重なり合っている組織を離間する。さらに、張力を付与する過程によって、電極と組織表面の下にある標的との間の距離が極力短縮され、これによって電気抵抗も極小化される。この結果、電流が組織の表面を伝わっていくのではなく、組織の深層部に伝わるようになり、電気療法の有用な効果が高まる。
【００３２】
このように、代表的かつ好ましい実施の形態をここに記載したことが理解される。しかし、本発明の概念は、別法によって実施及び利用され得、また先行技術によって限定されていない限り、このような変形例を包含するように添付の特許請求の範囲が構成されることが意図されていることが同様に理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 組織に張力を付与する電気療法装置の斜視図。
【図２】 患者の顔面組織に対して配置された図１の装置の斜視図。
【図３】 一対の往復する電極が示されている図１の装置の平面図。
【図４】 図１の装置の正面断面図。
【図５】 図１の装置の側面図。
【図６】 図１の装置の電気回路の略図。

Claims (9)

1. 組織に張力を付与する電気刺激装置であって、
   ａ） 体組織に張力を付与し、かつ該組織上に電流を放出するために側方に離間可能な複数の電極であって、該複数の電極が前記体組織に隣接して配置された後に互いに遠ざかるように側方に離間されることによって体組織に張力を付与し、それにより該電極と前記体組織との間の電気抵抗を、前記体組織に張力が付与されていないときの同電気抵抗よりも低減する、複数の電極と、
   ｂ） 前記電極と電気的に通じており、かつ電源と電気的に接続可能な電源回路と、
   ｃ）前記電極を共通の移動面内に固定するための取付け構造と、前記共通の移動面において前記電極を移動させるための、前記取付け構造に取り付けられ、かつ各電極に対応してその一端と係合する連結アームをそれぞれ備える複数の握りボタンからなるアジャスターとを備える装置。
2. 前記電源回路と電気的に接続されているバッテリ電源をさらに備える請求項１に記載の装置。
3. 前記電源回路は、直流電力を交流電力に変換するための、前記電極及び前記バッテリ電源と電気的に接続されているインバータをさらに備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記電源回路は、前記放電電流の周波数を制御するための、前記インバータ及び前記電極と電気的に通じている選択的に調整可能な周波数調整器をさらに備える、請求項３に記載の装置。
5. 前記取付け構造は、ヘッド部分、ボディ部分及び内部チャンバを有するケーシングであり、前記内部チャンバは、その内部に前記電極、前記周波数調整器、前記インバータ及び前記バッテリを取り付けるだけの大きさを有する、請求項４に記載の装置。
6. 前記ケーシングの前記ヘッド部分は、前記ケーシングの前記ボディ部分に回転可能に取り付けられている、請求項５に記載の装置。
7. 前記電源回路は、外部交流電源と電気的に接続可能である、請求項１に記載の装置。
8. 前記電源回路は、前記放電電流の電圧及びアンペア数を制御するための、前記電極と電気的に接続されている電力調整器をさらに備える、
   請求項７に記載の装置。
9. 前記電源回路は、前記放電電流の周波数を制御するための、前記電力調整器及び前記電極と電気的に通じている選択的に調整可能な周波数調整器をさらに備える、請求項８に記載の装置。

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