KR20050083814A - 운동 장애 치료 시스템들 및 그 방법들 - Google Patents

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KR20050083814A
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Abstract

본 발명에 따라, 신경학적 운동 장애의 증상들을 완화시키는데 조력하는 운동 타이밍 자극기 시스템들 및 그 방법들이 제공된다. 일 실시예에서, 환자의 보행을 개선시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 다중 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계를 포함한다. 복수개의 자극점들은 각각의 다리 상에 대칭으로 위치한다. 이 방법은 복수개의 자극점들을 가로질러 시간 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계 및 관련된 다리 위의 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 복귀 전극을 활성화시키는 단계를 추가로 포함한다. 복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행에 따라 동기화되지 않는다. 다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관된다.

Description

운동 장애 치료 시스템들 및 그 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR TREATING MOVEMENT DISORDERS}
본원 발명은 2002년 10월 24일자로 출원되어, 동시 계류 중인 임시 특허 출원 제60/420,769호('769호 출원)와 관련하며, 그의 출원일의 특혜를 주장한다. '769호 출원을 참고로 삽입한다.
본원 발명은 2000년 9월 12일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "신경학적 장애의 증상들의 완화를 위한 순응형 자극기 (Adaptive Stimulator for Relief of Symptoms of Neurological Disorders)"인 동시 계류 중인 미합중국 특허 출원 제09/659,351호('351호 출원) 및 2001년 11월 2일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "운동 타이밍 자극기(Movement Timing Stimulator)"인 미합중국 특허 출원 제10/005,458호('458호 출원)에 관련된다. '351호 및 '458호 출원을 참고 문헌으로서 본원에 인용한다.
본 발명은 운동 장애의 치료 시스템들 및 그 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 파킨슨병의 증상들을 완화시키는 시스템들 및 그 방법들에 관한 것이다.
운동 장애는 1개 이상의 근육들 또는 근육 군들을 포함하는 신경학적 장해이다. 운동 장애는 파킨슨병, 헌팅턴 무도병, 진행성 핵 위 마비, 윌슨병, 투렛 증후군, 간질, 및 여러가지 만성 진전, 틱 및 근긴장이상을 포함한다. 임상적으로 관찰되는 상이한 운동 장애들은 뇌의 동일한 영역 또는 유사한 영역으로 추적될 수 있다.
파킨슨병(PD)은 50세 가량의 개체군들의 약 1% 및 70세 이상의 개체군의 2.5% 이상에 영향을 미치는 신경 퇴행성 질환이다. 질병의 홀마크들은 그의 운동성 특징들 - 휴지 진전, 경직, 및 운동 불능/운동 완서(운동 및 운동의 서행성을 각각 초기화시킬 수 없는 능력) 및 자세 불안정성이다. 이들 홀마크 특징들은 걷기, 요리하기, 먹기, 개인 위생 행위 및 운동 등의 일상의 작업 동안의 기능을 손상시키는 보행 및 자세 장해들을 초래한다.
PD의 보행 이상은 출발 주저, 동결, 가속 보조, 감소된 보폭 및 감소된 속도를 특징으로 한다. 바람직한 걷기 속도는 대조군들에 비해 PD 환자들에서 훨씬 더 느리고, 이러한 결손은 감소된 보폭으로 설명될 수 있다 (Morris 등, 1994).
PD는 흑질 치밀부(substantia nigra pars compacta(SNpc))의 뉴런들을 생산하는 도파민의 선택적 신경 감퇴로 초래되는 운동 기능 장애를 특징으로 한다. 따라서, 주된 요법은 레보도파 및 도파민 아고니스트 등과 같이 도파민을 대체하는 약물학적 개입물들을 포함한다. 담창구절개술 또는 심부 뇌 자극(DBS) 등의 외과적 개입들은 증상이 투약에 의해 더 이상 효과적으로 치료되지 않을 때 사용되고 있다. 흥미롭게도, 자세 불안정성은 하나의 작은(n=6) 연구에서 DBS에 의해 개선되는 한편 불안정성은 레보도파에 의해 한층 악화되었다 (Rocchi 등, 2002).
PD에 대한 치료들은 주로 약리학적이지만, PD의 기본적인 신경절 기능 장애를 조사하는 연구들은 운동성 증상들, 특히 운동성 행동들의 개시 및 타이밍과 관련된 것들의 치료를 위한 물리적 회복 시도들의 개발을 유도해 왔다(Iansek, 1999). 예를 들면, PD의 하나의 주목할만한 특징은 운동 불능 및 운동 완서와 연관된 결손들이 자극-개시된 운동과 대조적으로 자체-개시된 행동들 중에 보다 분명해진다는 것이다. PD 환자들이 정확한 외부 감각 큐잉에 의해 정상적으로 운동할 수 있는 '역설적인 운동병(paradoxical kinesia)'의 보편적인 시나리오는 병이 진행된 PD 환자들조차 정상적인 운동들을 실행할 가능성을 가지고 있다는 실험적인 증거이다 (Glickstein & Stein, 1991).
청각적 큐들은 물리적 용법 및 홈 베이스 보행 훈련에 성공적으로 사용되고 있다 (Freedland 등, 2002; Enzensberger 등, 1997; Morris 등, 1994; Thaut 등, 1996; Marchese 등, 2000). 흥미롭게도, 0.625헬르쯔의 주기적 패턴들이 가장 효과적이었다. 시각적 및 전기적 피부 큐들 역시 보행을 개선하고 운동을 개시하기 위해 사용되었다 (Morris 등, 1994; Burleigh-Jacobs 등, 1997). 환자들은 종종 외부의 시각적 및 청각적 큐들을 사용하여 증상들을 완화시킨다. 이것들은 간호사의 구두 명령들, 메트로놈으로부터 청각적 큐들, 레이저 포인터들로부터 시각적 큐들 또는 보폭의 증진을 위한 시각적 타겟으로서 작용하는 동일한 공간 간격의 마루 타일 패턴들 또는 마스킹 테잎의 배치를 포함할 수 있다. 그러나, 이들 비약리학적 영역들은 아직 요람기이다. PD 환자들에 의한 물리적 요법들 및 기타 적응형 "트릭들"의 사용에도 불구하고, 약리학적(뿐만 아니라) 치료 전략들을 보충할 증거-기초 물리적 요법들의 체계적인 발전의 필요성이 크다(Hildick-Smith, 1999).
자세 안정성은 서있는 자세에서 비정상적인 자세의 동요, 외부 불안 요인에 응답하는 감소된 보상력 생산, 및 보다 큰 강장제 EMG 배경 활성으로 PD에서 손상된다. 레보도파에 의한 치료는 중간 측면 방향으로 자세 동요를 실제로 증가시키는 것으로 보였다 (Rocchi 등, 2002). 자세 동요에 대한 이러한 효과 및 그에 따른 자세 불안정성은 항파킨슨병 치료의 임상적 평가들에서 통상적으로 검출될 수 없고, 그 이유는 이러한 방향의 자세 안정성이 PD에서 운동성 결손을 등급 매기는 허용되는 임상 스케일인 통합된 파킨슨병 등급 스케일(UPDRS)(Fahn & Elton, 1987)로 평가되지 않기 때문이다. PD 환자들은 큰 폭의 병진 장해에 대해 보상하기에 적절한 힘을 생산하는데 실패한다. 이들 결손은 길항근의 부적합한 파열 및 증가된 강장제 배경 활성이 수반되기도 한다(Horak 등, 1996).
자세 불안정성 및 보행 이상성들은 하이퍼 스트레치 리플렉스에 의해 영향받을 수도 있다. PD 환자들은 외부 대체에 대한 수동적 및 의지적 반응 모두에 대해 중심으로 매개된 매우 긴 잠복기 스트레치 굴절을 보여준다 (Lee & Tatton, 1975; Johnson 등, 1991). 이러한 비정상적 굴절은 길항질을 고무시키면서 아고니스트의 작용을 절단함으로써 보폭 및 힘 생산을 감소시키는 역할을 할 수 있는 것으로 제안되고 있다.
더욱이, 자기 뇌 사진(MEG) 분석은 PD 피질에 연속적으로 존재하는 진전 주파수 및 이중 진전 주파수에서 피질 진동을 보여주고 있다 (Volkmann 등, 1996; Llinas 등, 1999; Timmerman 등, 2003). 이들 진동은 항상 임상 시험에 의거 유지 진전으로서 존재하지 않고, 이들 진동의 일시적 창 내에서 동기화시키고 부합시키도록 가해지는 운동에 의해 운동 완서에서 어떤 역할을 할 수 있음을 제안하고 있다. 따라서, 큰 폭의 운동들은 모션 범위 및 힘 생산 범위를 제한하는 다음 진전 주기의 시작 시에 절단될 수 있다. 이들 진동들은 조용히 서 있는 EMGs에 나타난 폭발에 대한 책임이 있기도 하다.
습관성은 종종 인지된 자극 세기의 감소를 초래하는 종래의 피하 자극이 갖는 문제점이다. 이러한 습관성을 최소화시키기 위해 사용된 종래 기술들은 2-상 자극 펄스들 및 펄스의 폭 변조를 포함한다. 폭 변조는 세기를 변화시키기 위해 나타나는 펄스를 제공하고; 따라서, CNS는 이와 같이 변화하는 세기에 계속 참여한다. 보다 낮은 펄스 반복 속도들(보다 큰 펄스 기간들) 역시 습관성에 대한 민감성을 감소시킨다. 종래의 피하 자극 기간은 전형적으로 5-10밀리초이다.
상기 이유들 때문에 및 본 명세서를 판독하고 이해함에 따라 당업계의 숙련자들에게 명백하게 될 아래 기재된 다른 이유들에 대해, 증상들로부터 신경학적 운동성 질환 완화를 발병 환자들에게 제공하는 기술들의 개선이 당업계에 필요하다.
도 1은 본 발명의 교시에 따른 운동 타이밍 자극 시스템의 일 실시예의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 교시에 따른 운동 타이밍 자극 시스템을 위한 자극 펄스들의 일 실시예의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 교시에 따른 운동 타이밍 자극 시스템을 위한 2-상 자극 펄스의 일 실시예의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 교시에 따른 운동 타이밍 자극기와 사용하기 위한 큐 클록들의 일 실시예의 예시도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 교시에 따른 보행을 개선시키기 위한 전극 배치의 일 실시예를 예시하는 도면이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 교시에 따른 팔의 운동 완서를 이완시키는 전극 배치의 2개의 실시예들을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 교시에 따라 팔의 운동을 개선시키는 전극 배치의 일 실시예를 예시하는 도면이다.
상세한 설명
다음 상세한 설명에서, 본원의 일부를 형성하는 수반되는 도면들을 참조하고, 본 발명이 실시될 수 있는 특정한 예시적인 실시예들이 예시의 목적으로 도시된다. 이들 실시예들은 당업계의 숙련자들이 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세히 기재되고, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 논리적, 기계적 및 전기적 변화들이 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 다음 상세한 설명은 제한하려는 의도로 취해진 것이 아니다.
파킨슨병(PD)에서 운동 완서 및 진전을 완화시키는 비침입적 시스템이 개시된다. 이 시스템은 PD에서 운동을 고무시키기 위해 멀티-채널 전기 및 기계적 자극 프롬프트들을 사용한다. 일 실시예에서, 시스템은 효능을 위해 활발한 구성 가능한 파라메터들 및 적용 방법들에 의해 자극 디바이스로 구성된다. 일 실시예에서, 자극 프롬프트들은 파킨슨병의 증상들을 완화시키기 위해 나타낸 실험적으로 유도된 타이밍 패턴들이다. 이전의 시스템들(Prochazka 특허 5,562,707호)과 달리, 자극은 근육 수축에 힘을 미치지 않고, 운동과 동기화되지 않는다.
본 발명의 실시예들은 손상된 자기 감수를 보상하기 위해 외부로 증가하는 감각 지각의 논리적 접근을 제공한다. 일 실시예에서, 피부 전기 자극은 운동 장애를 위한 프롬프트로서 사용된다. 주기적 외부 자극 프롬프트들의 적용은 거의 정상적인 운동을 회복하는데 조력한다. 본 발명의 실시예들은 몸통, 수족 및 사지에 적용된 정적인 또는 적응형 피부 전기 또는 기계 자극의 적용을 통해 PD 증상들을 완화시키는 방법들 및 시스템들을 제공한다. 일 실시예에서, 이러한 요법은 근육의 방추 구심성 및 피부 및 피하 기계 수용체 또는 구심체의 자극을 통해 자기 감수에 영향을 미친다. 일 실시예에서, 골기 건 및 근육의 방추 구심체의 전기적 자극은 자극된 근육의 근육 신장 굴절에 영향을 미치고, 상반 신경 지배를 통해 근각 단위의 퓨지모터 드라이브에 영향을 미친다.
일 실시예에서, 피부 자극은 시각적 또는 청각적 큐들과 유사한 운동 큐로서 작용한다. 일부 실시예들에서, 그 자극은 근육 방추 구심체 및 인터-뉴런들을 통해 근각 단위의 강성을 감소시키면서 중추 신경계를 통해 근육 수축을 고무시킨다. 상호적 인터-뉴런들을 통해 길항질을 억제하면서 아고니스트 근육 수축을 조장함으로써, 자극은 보다 정상적인 근육 스트레치 굴절을 가능케 한다. 전극들 또는 트랜스듀서들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 수족 위의 자극 점들을 자극함으로써, 환자는 운동을 개시하고, 시간을 재는데 사용되는 패턴으로 존재한다. 일부 실시예들에서, 큐들로 동기화되기보다는, 환자는 개별화된 타이밍을 개발하는 패턴을 사용한다.
본 발명의 실시예들은 복수개의 자극점들에서 국부적으로 인가된 감각 자극 프롬프트들의 적용을 통해 운동 완서, 경직, 진전 및 자세 불안정성을 포함하는 PD 증상들의 완화를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 또한 신경병을 중재하는 요법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 교시에 따라 일반적으로 100으로 나타낸 운동 타이밍 자극기(MTS) 시스템의 일 실시예의 블록도이다. 일 실시예에서, 운동 타이밍 자극기 시스템(100)은 배터리 작용된다. 시스템(100)은 1개 이상의 센서들(107)로부터 데이터를 수신하는 제어기(108)를 포함한다. 일 실시예에서, 센서(107)는 3-축 가속기 지진계 등과 같은 모션 센서이다. 일 실시예에서, 센서(107)는 환자, 운동 결핍, 가속화, 감속화 등의 1개 이상의 운동 파라메터들을 검출하도록채택되었다. 다른 실시예에서, 센서(107)는 2000년 9월 12일자로 출원된 발명의 명칭 "신경학적 장애의 증상들을 완화시키기 위한 적응형 자극기(Adaptive Stimulator for Relief of Symptoms of Neurological Disorders)"의 동시 계류 중인 미합중국 특허 출원 제09/659,351호('351호 특허)에 기재되어 있다. 다른 실시예에서, 센서들(107)은 2001년 11월 2일자로 출원된 발명의 명칭 "운동 타이밍 자극기(Movement Timing Stimulator)"의 동시 계류 중인 미합중국 특허 출원 제10/005,458호('458호 출원)에 기재되어 있다. 일 실시예에서, MTS(100)는 '458호 출원에 기재되어 있다. 대안의 실시예에서, MTS(100)는 '351호 출원에 기재되어 있다.
제어기(108)는 MTS 시스템(100)의 중추 제어 소자이다. 일 실시예에서, 제어기(108)는 저전력 마이크로 제어기이다. 다른 실시예에서, 제어기(108)는 근전도도(105)로부터 데이터를 수신한다. 대안의 실시예에서, 제어기(108)는 1개 이상의 모션 센서들(107) 및 근전도도(105) 모두로부터 데이터를 수신한다. 제어기(108)는 데이터를 사용하여 자극 펄스 선택기(118)를 제어하고, 자극 전압/전류 발생기(122)를 제어하여 자극 전극들 및(또는) 자극기들(120)로 전송하기 위한 신호들을 생산한다. 일 실시예에서, 전극들(120)은 1개 이상의 자극 전극들 및 리턴 전극들을 포함한다. 일 실시예에서, 1개 이상의 자극 전극들은 전기, 기계 및(또는) 초음파 자극기들이고, 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에 복수개의 자극 프롬프트들을 제공한다. 일 실시예에서, 제어기(108)는 각각의 자극 펄스에 대해 자극 전극 전류 및 인가된 전압을 모니터링한다. 일 실시예에서, 제어기(108)는 전극 전력 밀도가 FDA 규격들(FDA, 1999)을 초과하지 않음을 보장하기 위해 전력을 모니터링한다.
오퍼레이션 중에, 자극은 자극 전극들(120)을 통해 인가된 전류들에 의해 제공된다. 다른 실시예에서, 자극은 자극 전극들(120)에 의해 생산된 압력 파형들에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 자극 전극들(120)은 기계적 진동기들 또는 초음파 트랜스듀서들이다. 일 실시예에서, 자극 프롬프트들을 위한 전류는 약 10밀리암페어이다.
오퍼레이션 중에, 제어기(108)는 자극 프롬프트들을 위해 사용되는 자극 파형들을 위한 기본 타이밍을 발생한다. 제어기(108)는 또한 주파수, 펄스-폭, 파형 형상, 및 센서 정보 및(또는) 오퍼레이터 제어에 기초한 진폭을 조절한다. 전기 자극을 위해, 제어기(108)는 또한 과 전압/전류 모니터링 회로(124)를 통해 자극 전극 전압 및 전류를 모니터링하여 환자가 불편한 자극 레벨에 노출되는 것을 방지한다. 제어기(108)는 과 전압/전류 모니터링 회로(124) 상으로 디스플레이 및 제어 패널(116), 고객 맞춤 파라메터 설정 메뉴(109), 모션 센서들(107), 근전도도(106)로부터 수신된 입력 신호들로부터 정보를 처리한다. 일 실시예에서, 디바이스를 개별적으로 마모시킴으로써 제어 패널(116)을 통해 편안한 레벨로 제어를 조절할 수 있다. 다른 파라메터들은 구성 제어 인터페이스(106)를 통해 제어 패널(116), 랩탑 컴퓨터 또는 개인 휴대용 단말기로부터 조절될 수 있다. 시스템(100)에 내장된 소프트웨어는 자극 전극들(120)에 의한 자극의 적응을 수행한다. 오퍼레이션 중에, 1개 이상의 모션 센서들(107)은 제어기(108)에 의해 질문되고, 정보는 보상하는 자극 신호들을 제공하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 자극 프롬프트들은 1개 이상의 기계적 또는 초음파 트랜스듀서들에 의해 제공된 피부 전기 또는 진동 자극의 형태일 수 있다. 다른 실시예에서, 근전도도(105)는 EMG에서 폭발을 검출하기 위해 근전도술을 사용한다.
일 실시예에서, 자극 전압/전류 발생기(122)는 프로그램 가능한 전류 제한에 의한 일정한 전압 유형이다. 일 실시예에서, 전압 역시 제어기(108)에 의해 조절될 수 있다. 오퍼레이션 중에, 전류 제한치를 조절함으로써, 시스템(100)은 일정한 전류 또는 일정한 전압 소스로서 효과적으로 사용될 수 있다.
오퍼레이션 중에, 동기화 인터페이스(103)는 시스템(100) 등의 다중 시스템들을 가로질러 배위된 자극을 허용하는 중앙 클록 동기화를 제공한다. 일 실시예에서, 각각의 자극 주기의 초기에, 낮은 진폭 펄스의 짧은 고주파수 폭발이 자극 전극들(120)을 통해 인가된다. 일 실시예에서, 이러한 폭발은 각각의 시스템(100)에 의해 디코딩되고, 각각의 자극 주기에 대한 시동 마커로서 사용된다.
오퍼레이션 중에, 구성 제어 인터페이스(106)는 디바이스 파라메터들의 제어를 허용하는 외부 컴퓨터 인터페이스이다. 일 실시예에서, 구성 제어 인터페이스(106)는 유선, 적외선 또는 무선 링크 중의 하나로서 구현된다.
일 실시예에서, 자극 펄스 선택기(118)는 각각의 자극 채널로 자극 펄스를 시분할 멀티플렉싱한다. 다른 전송 기술들이 시분할 멀티플렉싱 대신에 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
자극 채널은 자극 채널에 대한 자극 출력으로서 또는 리턴으로서 선택될 수 있다. 따라서, 많은 자극 채널들은 공통 리턴 채널들을 공유할 수 있거나, 또는 자극 채널들이 짝지어질 수 있다. 펄스들은 양의 펄스 또는 음의 펄스로서 통과될 수 있고; 따라서, 단일 상의 교대 위상 및 2-상의 파형들이 지원된다. 자극 신호들은 비-중첩 펄스들로서 페이스를 갖고, 전기 자극이 사용될 때 자극 전극들 사이의 전류의 원치 않는 교차 결합을 방지한다.
오퍼레이션 중에, 일 실시예에서, 리턴 전극 표면적은 주어진 자극 채널 전극의 면적의 약 3배이다. 이는 자극 전극에서 보다 큰 전류 밀도를 초래한다. 따라서, 자극 전극 사이트에서 인지된 자극은 리턴 자극 사이트보다 더 크다. 따라서, 프롬프트는 자극 전극 대 리턴 전극 사이트에서 인지된다. 듀티 주기는 리턴 전극에 대해서보다 훨씬 더 크기 때문에, 보다 큰 표면적 및 전류 밀도에서 연관된 감소는 피부 자극의 위험을 또한 감소시킨다.
표 1은 시스템(100)에 대한 많은 크기 및 전류 프로그램 가능한 파라메터들 및 이들의 기능 설명을 포함한다.
표 1 - 진폭 및 전류 프로그램 가능한 파라메터들 및 기능
파라메터 기능 설명
펄스 진폭 각각의 자극 펄스에 대한 전체적인 진폭 레벨. 이는 전면 패널 제어를 통해 조절될 수 있다.
진폭 변조 주어진 변조 기간에 걸친 진폭의 램프를 인에이블시킨다. 램프는 변조 간격에 걸쳐 "0"으로부터 진폭 제어 세팅으로 펄스 진폭의 직선적인 증가를 의미한다. 증가하는 간격의 말기에, 진폭은 동일한 간격 길이에 걸쳐 "0"으로 되 램핑된다. 이어서, 그 주기가 반복된다.
2진 변조 주어진 변조 간격에 걸쳐 2진 진폭 변조를 인에이블시킨다. 2진 진폭 변조는 연속적인 변조 간격들에 걸쳐 0.5X와 1.0X 사이의 펄스 진폭을 교대하는 것을 의미한다. "X"는 진폭 제어 세팅 값을 의미한다.
진폭 변조 간격 램프 또는 2진 진폭 변조가 자극 펄스에 적용되는 기간
자극 펄스 전류 제한 자극 펄스가 임의의 주어진 채널 상에서 클램프되는 전류 제한
자극 펄스 전류 제한 델타 [n] 자극 전류 제한과 관련하여 각각의 채널[n]에 대한 고객 전류 제한을 허용하는 각각의 채널에 대한 델타 전류 제한값
쌍-방식 전류가 전극 쌍들 사이에서만 흐르도록 짝지어 오퍼레이팅되는 채널들 1/2, 3/4, 5/6 및 리턴 전극 1/리턴 전극 2를 인에이블시킨다
리턴 선택 [n] 각각의 채널[n]에 대한 공통 리턴으로서 공통 리턴 1 또는 공통 리턴 2를 선택한다.
표 2는 시스템(100)에 대한 많은 주파수 관련된 프로그램 가능한 파라메터들 및 이들의 기능 설명을 포함한다.
표 2 - 주파수 관련된 프로그램 가능한 파라메터들 및 기능
파라메터 기능 설명
자극 펄스 기간 임의의 주어진 채널 상의 자극 펄스들 사이의 밀리초의 수. 교대하는 위상에 대해 도 2에 나타낸 바와 같이, 펄스 기간은 다음 주기를 위해 제1 펄스의 상승하는 에지로부터 그 펄스의 하강하는 에지까지 측정된다. 2-상 펄스들을 위해 도 3에 나타낸 바와 같이, 펄스 기간은 다음 주기를 위해 제1 펄스의 하강 에지로부터 그 펄스의 하강 에지로 측정된다.
주파수 변조 델타 주어진 변조 기간에 걸쳐 자극 펄스 기간의 램프를 인에이블시킨다. 램프는 변조 기간에 걸쳐 (자극 펄스 기간 - 변조 델타)로부터 (자극 펄스 기간 + 변조 델타)에 이르는 자극 펄스 기간의 직선형 증가를 의미한다. 증가하는 간격의 말기에, 자극 펄스 기간은 동일한 간격 길이에 걸쳐 (자극 펄스 기간 - 변조 델타)로 되 램핑된다. 이어서, 그 주기가 반복된다. 이러한 방법은 자극 펄스의 주파수 변조를 제공한다.
주파수 변조 기간 주파수 변조가 자극 펄스에 적용되는 기간
랜덤 주파수 변조 자극 펄스 기간의 랜덤 변조를 인에이블시킨다. 주파수 변조 델타는 변조의 상한 및 하한을 설정하기 위해 사용된다. 주파수 변조 기간은 주파수가 변화하는 속도를 설정한다.
자극 펄스 폭 자극 펄스가 임의의 주어진 채널 상에서 활성화되는 마이크로초의 수. 교대하는 페이스에 대해 도 2에 나타낸 바와 같이, 펄스 폭은 제1 펄스의 상승 에지로부터 동일한 펄스의 하강 에지로 측정된다. 2-상 펄스들에 대해 도 3에 나타낸 바와 같이, 펄스 폭은 동일한 주기 내에서 음의 펄스 및 양의 펄스에 대해 동일하다.
자극 펄스 폭 델타[n] 자극 펄스 폭과 관련하여 각각의 채널[n]에 대해 고객 펄스 폭을 허용하는 각각의 채널에 대한 델타 자극 펄스폭 값
극성 및 버스트 음으로 진행하거나, 양으로 진행하거나, 교대하는 극성(도 2) 또는 2진 극성(도 3) 자극 펄스들의 선택을 허용한다. 또한 각각의 버스트 주기로 펄스들의 수에 대한 버스트 카운트의 선택을 허용한다.
버스트 카운트 델타[n] 버스트 카운트와 관련하여 각각의 채널[n]에 대한 고객 버스트 카운트를 허용하는 각각의 채널에 대한 델타 버스트 카운트 값
버스트 변조 버스트 카운트의 변조의 선택을 허용한다. 변조 값은 전체 버스트 카운트와 합산되는 것으로 명시된다.
버스트 변조 기간 버스트 변조가 자극 펄스에 적용되는 기간
자극 큐 기간 자극 펄스가 도 4에 나타난 바와 같이 임의의 주어진 채널 상에서 인에이블되는 초의 수. 이 기간 동안 실제로 발생하는 자극 펄스들의 수는 자극 펄스 기간 및 버스트 카운트에 의존함에 주의하자.
자극 큐 지연 간격 도 4에 나타낸 바와 같이 최종 큐 간격의 말기와 다음 큐 간격의 초기 사이의 초의 수
랜덤 큐 지연 자극 큐들 사이의 랜덤 지연을 인에이블시킨다. 자극 큐 지연은 최대 지연으로서 사용된다. 이는 큐 클록들의 효과적인 랜덤 주파수 변조이다.
도 2는 도 1의 시스템(100) 등의 운동성 타이밍 자극 시스템에 대한 자극 펄스들의 일 실시예의 예시도이다. 일 실시예에서, 도 2의 파형들은 전기 자극 시스템에 인가된다. 다른 실시예에서, 파형들은 압력 자극 시스템에 인가된다. 도 2는 6개의 채널들을 예시하지만, 그 토의는 임의의 수의 채널들을 갖는 시스템에 적용될 수 있다.
이 실시예에서, 시스템(100) 등의 MTS 시스템은 6개의 자극 채널들 및 2개의 리턴 채널들에 이르기까지 국부적으로 인가된 전극들(220-1 내지 220-6)을 통해 동기화된 전기 자극을 제공한다. 일 실시예에서, 주어진 펄스 기간(T1)에 걸쳐, 각각의 채널이 순차로 펄스된다. 다른 채널들로부터 시간 내의 오프셋에도 불구하고, 펄스 기간(T1)은 각각의 채널에 대해 동일하다. 일 실시예에서, 펄스폭(Pw1)은 각각의 채널에 대해 동일하다. 대안의 실시예에서, 펄스폭들(P1 내지 P6)은 각각의 채널에 대해 독립적으로 조절된다. 이는 도 3에 관하여 아래 추가로 고찰될 것이다. 오퍼레이션 중에, 임의의 주어진 채널 상으로, 펄스 극성은 도 2에 나타낸 바와 같이 순차 펄스들 사이에서 교대될 수 있다. 이 실시예에서, 펄스들은 모든 다른 펄스에 대한 극성을 교대한다. 이 실시예에서, 채널(1)은 펄스 기간(T1) 동안 양으로 진행되는 펄스 및 기간(T2) 동안 음으로 진행되는 펄스로 시작한다.
오퍼레이션 중에, 일 실시예에서, 모든 자극 채널들은 2개의 공통 리턴 채널들 중의 하나를 사용한다. 하나의 자극 전극(220-1 내지 220-6) 및 하나의 리턴 전극(220-R)은 이들 전극들 사이로 흐르는 전류를 제공하는 임의의 주어진 시점에 활성화된다. 단지 하나의 자극 전극(220-1 내지 220-6)이 임의의 주어진 시점에 활성화되기 때문에; 자극 전극들(220-1 내지 220-6) 사이에 어떠한 전류도 흐르지 않는다. 주어진 채널 상에서 어떠한 자극 펄스도 활성화되지 않을 때, 채널은 높은 임피던스 상태에서 부유한다. 펄스들 사이에서, 모든 채널들은 공통 전압 디스에이블된 기준점에 매인다.
도 3은 본 발명의 교시에 따른 2상 자극 펄스의 하나의 실시예의 예시도이다. 일 실시예에서, 도 3의 파형들은 전기 자극 시스템에 적용된다. 다른 실시예에서, 파형들은 압력 자극 시스템에 적용된다. 도 3은 6개의 채널들을 예시하지만, 도 1의 시스템(100) 등의 운동 타이밍 자극 시스템들에 의한 자극을 위해 임의의 수의 채널들 및 파형들을 갖는 시스템도 고찰할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(100) 등의 MTS 시스템은 6개의 자극 채널들 및 2개의 리턴 채널들을 가로질러 국부적으로 인가된 전극들을 통해 동기화된 전기 자극을 제공한다. 주어진 펄스 기간(Q1)에 걸쳐, 각각의 채널은 순차로 펄스된다. 다른 채널들로부터 시간 내의 오프셋에도 불구하고, 펄스 기간(Q1)은 각각의 채널에 대해 동일하다. 일 실시예에서, 펄스폭(Pw2)은 각각의 채널에 대해 동일하다. 대안의 실시예에서, 펄스폭들(P-1 내지 P-6)은 각각의 채널에 대해 독립적으로 조절된다. 대안의 실시예에서, 펄스폭들(P-1 내지 P-6)은 각각의 채널에 대해 독립적으로 조절된다. 이러한 실시예에서, 2상 자극 펄스는 하나의 펄스 기간(Q1) 내에 펄스폭(P1)에 대해 음으로 진행하는 펄스 및 펄스폭(P2)에 대한 내부 펄스 지연 후 양으로 진행하는 펄스를 발생시킨다. 이러한 실시예에서, 내부 펄스 지연은 100+ 마이크로초이다. 제1 펄스는 분극 제거를 조정하기 위해 음으로 진행한다. 제2 펄스는 전하 밸런스를 제공한다.
오퍼레이션 중에, 도 2 및 도 3에 나타낸 두 실시예에서, 모든 펄스폭들(P1- 내지 P-6)은 각각의 채널에 대해 독립적으로 조절될 수 있다. 펄스폭 델타(Pdx)는 결과의 펄스폭(P1-Pw+Pd1)을 생산하는 각각의 채널에 대해 명시될 수 있다.
오퍼레이션 중에, 하나의 실시예에서 모든 자극 채널들은 2개의 공통 리턴 채널들 중의 하나를 사용한다. 하나의 자극 전극(320-1 내지 320-6) 및 하나의 리턴 전극 (320-R)은 이들 전극들 사이에 흐르는 전류를 제공하는 임의의 주어진 시점에 활성화된다. 단지 하나의 자극 전극(320-1 내지 320-6)이 임의의 주어진 시점에 활성화되기 때문에; 자극 전극들(320-1 내지 320-6) 사이에 어떠한 전류도 흐르지 않는다. 주어진 채널 상에서 어떠한 자극 펄스도 활성화되지 않을 때, 채널은 높은 임피던스 상태에서 부유한다. 펄스들 사이에서, 모든 채널들은 공통 전압 디스에이블된 기준점에 매인다.
다른 실시예에서, 단일상 모드가 선택됨으로써 펄스들은 연속적인 펄스들에 대한 동일한 극성을 갖는다.
모든 펄스 유형들에 대해, 일 실시예에서, 버스트 카운트는 각각의 주기에 대해 주어진 채널 상에 다수의 펄스들을 초래하도록 선택될 수 있다. 각각의 채널에 대한 펄스들은 시분할 멀티플렉싱되기 때문에, 정상적인 시분할 시퀀스는 펄스들의 버스트 카운트수가 각각의 채널에 대해 발생할 때까지 이어진다. 약 100 마이크로초는 연속 채널들 상에서 펄스들을 분리한다. 6개의 채널들에 대한 버스트 속도는 비-2상 펄스에 대해 1/(순수 채널 펄스폭 + 600 마이크로초의 합)으로서 연산된다. 2상 펄스들에 대해, 추가의 100 마이크로초는 위상들 사이에 나타나고, 버스트 속도는 1/(2*순수 채널 펄스폭 + 1200 마이크로초의 합)으로서 산출된다.
주어진 자극 전극에 대한 리턴 전극의 사이트 선택은 몸통을 통해 흐르는 전류를 최소화하는 전략을 사용함으로써 결정된다. 일 예로써, 3개의 자극 전극이 각각의 다리 위에 놓이는 경우, 일 실시예에서, 개개의 리턴 전극은 동측성 자극 전극들에 대한 리턴 전극으로서 작용하도록 각각의 다리 위에 놓일 수 있다. 일부 상황들에서, 리턴 전류 경로로서 공통 리턴 전극을 사용하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 이는 전극들이 몸통을 통해 흐르는 전류를 초래할 수 있는 흉부 영역 둘레에 놓이는 경우일 수 있다. 이러한 상황을 피하기 위해, 채널들(1/2, 3/4, 5/6) 및 리턴 전극 1/리턴 전극 2는 채널들(2, 4, 6) 및 리턴 전극(2)이 각각의 리턴 전극들로 되도록 쌍-방식으로 구성될 수 있다. 이러한 구성의 변화들 역시 지원됨으로써 보다 적은 수의 채널들은 공통 리턴을 사용하는 한편, 보다 큰 수의 채널들을 쌍-방식을 자극한다.
일 실시예에서, 큐 클록들로서 언급되는 게이팅 클록들은 도 4에 나타낸 바와 같이 구현된다. 큐 클록들 "A" 및 "B"는 큐 간격 C1 동안 활성화된다. 큐 클록들 "Q1" 내지 "Q4"는 큐 간격의 절반 동안 활성화된다. 큐 지연(D1)은 큐 클록들 "A" 및 "B"의 활성 기간 사이의 시간이다.
도 2 및 3에 나타낸 바의 각각의 자극 채널은 큐 클록과 개별적으로 연관될 수 있다. 도 2에 나타낸 자극 펄스들은 도 4에 나타낸 매핑된 큐 클록이 활성화될 때만 활성화된다. 채널들(1/2, 3/4 및 5/6)이 쌍-방식 모드일 때, 큐 클록 선택은 채널들(1, 3 및 5)에 대해 각각 종속됨에 따라 채널들(2, 4, 및 6)에 대해 디스에이블된다. 일 실시예에서, 큐 클록들의 보다 큰 분해능은 큐 클록들 "V1" - "V8"에 의해 제공된다. 큐 클록들 "V1" - "V8"은 각각의 "A" 및 "B" 큐 간격의 사분의 일에 대해 활성화된다. 따라서, "V" 클록들은 "Q" 클록의 절반이다.
다수의 변조 스킴들은 효능을 개선시키기 위해 적용될 수 있다. 하나의 진폭 변조 스킴에서, 진폭은 변조 간격에 걸쳐 0에서 진폭 제어 세팅으로 직선으로 증가된다. 다른 진폭 변조 스킴에서, 진폭은 연속적인 변조 간격들에 걸쳐 진폭 설정과 진폭 설정의 절반 사이에 교대한다. 일 실시예에서, 이들 진폭 변조 스팀들은 습관화를 감소시킨다.
도 1에 관하여 기재된 MTS(100) 등의 MTS 시스템의 디자인 및 애플리케이션의 고유성은 상이한 전극들의 페이스된 활성화로 초래되는 효과적인 진폭 변조이다. 주어진 전극은 기껏 각각의 주기에 단일 프롬프트 간격으로 인에이블될 것이기 때문에, 그러한 전극에 대한 프롬프트 듀티 주기는 큐 클록 주기의 50% 미만이다. 따라서, 0,4초의 큐 간격 및 0.2초의 큐 지연에 대해, 주어진 큐는 0.4초 동안 활성화될 것이고, 전체 1.2초의 큐 클록 주기의 0.8초 동안 불활성화될 것이다. 이는 효과적으로 진폭 변조된다.
MTS 큐잉 자극 기간들은 전형적으로 종래의 경피 자극에 대해 12-20밀리초 대 5-10밀리초이기 때문에, MTS는 습관화에 덜 민감하다.
자극 펄스 기간을 변조시키는 주파수는 습관화를 감소시키기 위해 사용될 수도 있다. 파라메터 선택 간격 및 범위에 걸쳐 도 2에 나타낸 기간(T1)을 직선으로 변화시킴으로써, 자극 주파수가 변화한다. 그 범위는 파라메터 선택을 통해 랜덤으로 대 직선으로 변화될 수도 있다.
멀티-디바이스 동기화
수족을 가로질러 전극 와이어링을 제거하기 위해, 발목 또는 손목에 각각 부착된 다중 MTS 유닛들을 갖는 것이 바람직하다. 이어서, 와이어링은 환자 또는 간호사에 대한 슬립-온 의복 용이 용도로 캡슐화될 수 있다. 그러나, 이러한 가능성을 제공하기 위해, 메카니즘은 다중 디바이스들의 동기화를 허용하도록 제공되어야 한다.
이러한 동기화는 자극 주기의 시작을 지시하는 각각의 자극 펄스 기간의 초기에 10회의 버스트, 5-10 마이크로초 펄스들을 생산함으로써 수행된다. 각각의 MTS에서 판별 장치는 이러한 동기화 펄스를 검출하고 자극 주기를 시작한다. 버스트는 안테나와 같은 본체를 사용하여 자극 전극들을 통해 전송 및 수신된다. 이들 펄스들의 진폭은 자극 펄스들에 비해 매우 낮고 - 감지 임계값 훨씬 아래이다. 동기화 펄스 기간은 자극 펄스 기간에 비해 매우 짧기 때문에, 동기화 버스트는 자극 펄스들로부터 용이하게 판별될 수 있다.
임의의 MTS가 동기화 버스트에 대한 매스터 발생기일 수 있다. MTS가 파워 업될 때, 그것은 버스트를 검출하도록 판별 장치를 모니터링한다. 파워 업 후 1초 내에 어떠한 버스트도 검출되지 않는 경우, 그것은 버스트를 발생시키기 시작한다. 이어서, 그것은 충돌에 대해 모니터링하고, 충돌이 검출되는 경우 버스트 마스터 검출 주기를 재시동한다.
본 발명은 운동 완서, 운동 불능 및 파킨슨병의 동결을 이완시키는 시스템 및 방법들을 제공한다. 일 실시예에서, 14 밀리초의 자극 펄스 기간이 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 적용된다. 이는 신경 근육 전기 자극 및 기능성 전기 자극을 위해 통상적으로 사용되는 40Hz 주파수보다 현저히 높고, 경피 전기 신경 자극기에서 고통 완화를 위해 사용되는 100Hz보다 더 낮다. 일 실시예에서, 도 4에 나타낸 바의 1.2초의 큐 클록 기간(2*큐 간격 + 2*큐 지연)이 사용된다. 이는 신경 근육 전기 자극 및 기능성 전기 자극을 위해 통상적으로 사용되는 5 내지 20초보다 현저히 낮다. 조합하여 큐 클록 기간 및 다수의 전극들을 가로질러 교대하는 패턴들은 운동 장애를 완화시키기 위해 잘 작동한다.
일 실시예에서, 보행을 개선시키는 방법이 제공된다. 전극들의 설정 및 배치를 위한 하나의 실시예는 표 3 및 4에 나타낸다.
표 3 - 보행을 개선하기 위한 설정들
큐 기간/2 채널
펄스 기간(밀리초) 펄스 폭(마이크로초) 펄스 유형 큐 간격(초) 큐 지연(초) 1 2 3 4 5 6
14 400 2-상 0.4 0.2 A Q4 B Q2 V2 V6
표 4 - 보행을 개선하기 위한 전극 배치
채널 위치 LOC 전극 유형 다리
리턴 1 발 상부 8 제곱 인치 직사각형 우측 다리
리턴 2 발 상부 8 제곱 인치 직사각형 좌측 다리
1 전방 경골근 무릎 위 2.36 제곱 인치 타원 우측 다리
2 비복근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 우측 다리
3 전방 경골근 무릎 위 2.36 제곱 인치 타원 좌측 다리
4 비복근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 좌측 다리
5 직근 대퇴근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 우측 다리
6 직근 대퇴근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 좌측 다리
이 실시예에서, 전극들은 운동점들 근처의 자극점들에서 두 다리들 상에 놓이고, 이는 도 5a 및 5b에 예시된다. 일 실시예에서, 400마이크로초의 펄스폭에 따른 14밀리초의 펄스 기간이 사용된다. 다른 실시예들에서, 펄스폭은 편안한 자극 레벨을 제공하도록 조절된다. 채널 1은 큐 클록 "A"로 매핑되고, 전극은 우측 다리의 전방 경골근에 적용된다. 채널 2는 큐 클록 "Q4"로 매핑되고, 전극은 우측 다리의 비복근에 적용된다. 채널 3은 큐 클록 "B"로 매핑되고, 전극은 좌측 다리의 전방 경골근에 적용된다. 채널 4는 큐 클록 "Q2"로 매핑되고, 전극은 좌측 다리의 비복근에 적용된다. "V2" 클록 간격은 채널 5에 할당되고, 전극은 우측 다리의 직근 대퇴근에 적용된다. "V6" 클록 간격이 채널 6에 할당되고, 전극은 좌측 다리의 직근 대퇴근에 적용된다.
이러한 실시예에서, 0.4초의 큐 간격은 자극 채널들(2 및 4) 각각에 대해 구성된 "A" 또는 "B" 클록 페이스들에 대해 적용되는 시간의 양을 나타낸다. 0.2초의 큐 지연은 큐 클록들 "A"와 "B" 사이 및 큐 클록들 "B"와 "A" 사이의 시간의 양을 나타낸다. 다음 식을 사용하면:
큐 클록 기간 = 2*큐 간격 + 2*큐 지연 = 2(0.2)+2(0.4)=1.2초
채널 5에 할당된 "V2" 클록 간격은 0.1초 간격을 초래하는 전체 큐 클록 "A"에 대해 활성화된다. 채널들(3, 4 및 6)은 우측 다리에 대해 반대로 선택된 큐 클록들에 의해 좌측 다리에 대칭적인 자극을 제공한다.
이 실시예에서, 각각 약 2.36제곱 인치의 표면적을 갖는 자극 전극들이 두 다리 위에 놓인다. 리턴 전극은 약 8 제곱 인치의 표면적을 갖는 리턴 전극 각각의 각각의 발 위에 놓인다. 일 실시예에서, 리턴 전극은 각각의 발의 상부에 놓인다. 리턴 전극은 연관된 다리 위의 자극 채널이 활성화될 때마다 활성화된다. 이는 몸통을 통해 전류를 감소시키고 대칭적 리턴 경로를 제공한다.
큐 클록 구성은 상이한 근육들에 대한 순차 자극 프롬프트들을 제공한다. 근육의 수축은 기능성 전기 자극에 의한 경우와 같이 자극 프롬프트와 일치하지 않는다. 큐는 수축을 유발하는 모터 임계값들을 부합시키기에 불충분한 진폭을 갖고, 융합된 수축을 고무시키기에 부적절한 기간을 갖는다. 기능성 전기 자극과 달리, 환자들은 이들이 큐와 동기화되도록 시도하지 않을 때 더 잘 수행한다. 보행의 개선에 의해, 환자들은 덜 피로하다. 평가하는 동안, 환자들은 MTS를 사용할 때 피로를 덜 느낀 것으로 보고하였다. 이는 PD에서 관찰된 보다 균일한 모션 대 쵸피 모션을 초래하는 아고니스트 근육들의 중추 신경계(CNS) 조절된 융합 수축들의 결과일 수 있다. 균일한 모션은 보다 적은 에너지를 사용한다. 이는 또한 근육들의 빠른 피로를 초래하는 FES에 대한 카운터이기도 하다. FES는 빠른 피로 근육 섬유들의 수축을 먼저 고무시킨다. 이는 정상적인 CNS 조절된 근육 수축에 의한 경우와 같이 느린 피로 근육 섬유들의 정상적인 회복에 대조적이다.
일 실시예에서, 밸런스를 개선시키는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 밸런스는 상기 표 3 및 4 및 도 5에 기재된 바와 같이 보행 개선을 위해 사용된 구성들을 사용함으로써 개선된다. 일 실시예에서, 이들 파라메터들은 원으로 터닝되는 등의 대안의 행동 작업에 대해 최상으로 수행된다.
다른 실시예에서, 의자에서 일어나기, 또는 뻗기, 전극들의 설정 및 배치 등의 대칭적 수축들을 필요로하는 작업들에 대한 밸런스를 개선시키는 방법은 표 5 및 6에 도시된 바와 같다.
표 5 - 밸런스를 개선시키기 위한 설정
큐 기간/2 채널
펄스 기간(밀리초) 펄스 폭(마이크로초) 펄스 유형 큐 간격(초) 큐 지연(초) 1 2 3 4 5 6
14 400 2-상 0.4 0.2 Q3 Q4 Q3 Q4 Q2 Q2
표 6 - 밸런스를 개선시키기 위한 전극 배치
채널 위치 LOC 전극 유형 다리
리턴 1 발 상부 8 제곱 인치 직사각형 우측 다리
리턴 2 발 상부 8 제곱 인치 직사각형 좌측 다리
1 전방 경골근 무릎 위 2.36 제곱 인치 타원 우측 다리
2 비복근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 우측 다리
3 전방 경골근 무릎 위 2.36 제곱 인치 타원 좌측 다리
4 비복근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 좌측 다리
5 직근 대퇴근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 우측 다리
6 직근 대퇴근 무릎 아래 2.36 제곱 인치 타원 좌측 다리
일 실시예에서, 팔의 운동 완서를 완화시키는 방법이 제공된다. 팔의 스윙 손상은 파킨슨병에서 통상적이고, 전극 배치 전략들은 예상된 팔의 스윙 개선에 초점이 맞춰진다. 일 실시예에서, 전극 배치 프롬프트들은 팔꿈치에서 구부려지고, 어깨에서 팔 스윙된다. 전극들의 설정 및 배치를 위한 일 실시예는 표 7 및 8에 도시된 바와 같다.
표 7 - 팔의 스윙을 개선시키기 위한 설정
큐 기간/2 채널
펄스 기간(밀리초) 펄스 폭(마이크로초) 펄스 유형 큐 간격(초) 큐 지연(초) 1 2 3 4 5 6
14 200 교류 상 0.4 0.2 B A B A
표 8 - 팔의 스윙을 개선시키기 위한 전극 배치
채널 위치 LOC 전극 유형
리턴 1 승모근 등 8 제곱 인치 직사각형
1 삼두근 팔꿈치 위 2.36 제곱 인치 타원
2 팔의 방사근 팔꿈치 아래 2.36 제곱 인치 타원
3 전방 삼각근 어깨(등) 2.36 제곱 인치 타원
4 후방 삼각근 어깨(앞쪽) 2.36 제곱 인치 타원
도 6(a)는 팔꿈치 굴곡 및 신근을 프롬프트하기 위해 2개의 전극들(A 및 B)을 갖는 팔의 운동 완서를 완화시키기 위한 전극 배치의 일 실시예를 예시한다. 팔의 스윙은 자극 프롬프트들에 의해 동기화되지 않는다. 일 실시예에서, 전극들은 운동점들 근처의 자극점들에서 팔 위에 놓이고, 이는 도 6(a)에 예시된다.
도 6(b)는 팔꿈치 굴곡 및 신근 및 어깨에서 팔 스윙을 프롬프트하기 위해 4개의 전극들을 갖는 팔의 운동 완서를 경감시키는 전극 배치의 실시예를 예시한다. 하나의 전극은 큐 클록 "B"와 연관되고, 이는 팔을 뒤로 스윙하기 위해 팔꿈치의 신근을 프롬프트하는 삼두근에 적용된다. 다른 전극은 큐 클록 "A"와 연관되고, 이는 운동 완서에 적용되고, 팔을 앞쪽으로 스윙시키기 위해 팔꿈치의 굽힘을 프롬프트한다. 하나는 큐 클록 A와 연관되고 다른 하나는 큐 클록 B와 연관된 2개의 전극들은 전방 및 후방 삼각근 각각에 적용되고, 어깨 운동을 프롬프트한다. 일 실시예에서, 전극들은 운동점들 근처의 자극점들에서 팔 위에 놓이고, 이는 도 6(b)에 예시된다.
배치 전략은 팔 스윙에 관하여 기재하였지만, 동일한 운동이 뻗기, 포인팅, 및 먹기 위에 필요한 팔꿈치 굽힘에 필요하다. 상기 전극 배치들은 유전적인 팔 운동을 고무시킬 것이다.
일 실시예에서, 통상의 리턴 전극은 좌측 팔 및 우측 팔 모두에 이용된다. 일 실시예에서, 공통 리턴 전극은 어깨 상부에 놓인다. 어깨 상부에 공통 리턴 전극을 배치함으로써, 몸통을 통해 흐르는 전류는 최소화된다.
일 실시예에서, 팔 운동 및 손으로 쓰기를 개선시키는 방법이 제공된다. 팔의 운동 손상들은 파킨슨병에서 통상적이다. 이들 운동은 그리기, 필기 또는 먹기 등과 같이 일상의 삶의 활성과 연관될 수 있다. 팔의 운동을 개선시키기 위한 전극들의 설정 및 배치의 일 실시예는 표 9 및 10에 나타낸 바와 같다. 이러한 실시예에서, 전극 배치는 이들 팔 운동을 개선시키는데 초점을 맞추고 있다. 이미 고찰된 바와 같이, 일 실시예에서, 팔 운동은 기능적 전기 자극에 의한 경우와 같이 프롬프트들과 동기화되지 않는다.
표 9 - 팔의 운동을 개선시키기 위한 설정
큐 기간/2 채널
펄스 기간(밀리초) 펄스 폭(마이크로초) 펄스 유형 큐 간격(초) 큐 지연(초) 1 2 3 4 5 6
14 200 교류 상 0.1 0.5 Q3 Q1 Q1 Q3 Q1 Q1
표 10 - 팔의 운동을 개선시키기 위한 전극 배치
채널 위치 LOC 전극 유형
리턴 1 승모근 등 8 제곱 인치
1 골간근 손등 2.36 제곱 인치 타원
2 굴근 디기토륨 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
3 척골 굴근 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
4 팔의 방사근 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
5 삼두근 팔꿈치 위 2.36 제곱 인치 타원
6 삼각근 - 안쪽 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
도 7은 그리기, 필기 또는 일상적인 삶의 다른 활동들 등의 팔의 운동을 프롬프트하기 위해 6개의 전극들(4-Q1s 및 2-Q3s)을 갖는 팔의 운동을 개선시키기 위한 전극 배치의 일 실시예를 예시한다. 팔 운동은 자극 프롬프트들과 동기되지 않는다. 일 실시예에서, 전극들은 운동점들 근처의 자극점들에서 팔 위에 놓이고, 이는 도 7에 예시된다.
일 실시예에서, 진전을 감소시키기 위한 전극 배치 방법이 제공된다. 진전을 감소시키기 위해 전극들을 설정하고 배치하는 일 실시예는 표 11 및 12에 나타낸 바와 같다. 이 방법은 집중되는 근육 수축에 의존하지 않는다. 근육 완서법에 의해서와 같이, 자극 프롬프트들은 운동 또는 전진과 동기되지 않는다. 이러한 실시예에서, 세기 설정은 운동성 임계값 이하로 조절된다. 파라메터 설정의 일 실시예는 표 11에 나타낸다. 선택된 큐는 "온"으로 도시된다. 이는 큐 클록 'A' 및 'B'가 활성화될 때마다 큐가 활성화(온)되는 것을 지시한다. 이는 1.67헬쯔의 효과적인 큐 클록 주파수를 생산한다. 주파수는 파키슨병과 연관되어 휴지된 4-6헬쯔 이하이다.
전극들의 위치를 간략히 하기 위해, 표 12에 나타낸 바와 같이 자극 전극들을 인에이블시키기 위해 다수의 채널들이 사용된다. 모든 자극 전극들은 동일한 큐 클록들에 종속되기 때문에, 팔꿈치 아래 상완을 써클화하는 실질적인 단일 자극 전극이 실현된다. 일 실시예에서, 전극들은 운동점들 근처의 자극점들에서 팔 위에 놓인다.
표 11 - 진전을 감소시키기 위한 설정
큐 기간/2 채널
펄스 기간(밀리초) 펄스 폭(마이크로초) 펄스 유형 큐 간격(초) 큐 지연(초) 1 2 3 4 5 6
14 200 2-상 0.1 0.5 온 온 온 온 온
표 12 - 진전을 감소시키기 위한 전극 배치
채널 위치 LOC 전극 유형
리턴 1 승모근 등 8 제곱 인치 직사각형
1 팔의 방사근 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
2 내전근 테레스 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
3 방사근 단근 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
4 방사근 장근 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
5 신근 척골 운동점 근처 2.36 제곱 인치 타원
본 발명의 실시예들은 운동 장애, 운동 완서 경감, 온/오프 동요를 통한 증상 완화, 시작 주저 및 동결의 이완 등을 위해 투약하는 부수적인 요법을 제공한다. 본 발명의 실시예들은 추가로 육체적인 보행 훈련을 위한 과업에 초점을 맞춘 환자들을 돕고, 운동 등을 고무시킨다.
본 발명의 실시예들은 피부 전기 자극으로 제한되지 않고, 일단 효능을 위한 적용 지점들이 식별되면, 구심성을 자극하기 위해 피부 아래 이식된 자극기들 역시 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 자극기들은 파라메터들을 조절하고 자극을 동기화시키는 무선 링크에 의해 제어된다. 심부 뇌 자극 자극기들과 대조적으로, 구심성을 자극하기 위해 피부 아래 이식된 자극기들은 침략적인 것으로 되지 않는다. 따라서, 두개 감염의 뇌 수술, 출혈 또는 실명과 연관된 위험들을 피할 수 있다.
일 실시예에서, 전기적 자극에 대해, 운동점들 근처에 적용된 전극들은 가장 효과적인 배치를 제공할 것으로 예상된다. 자극 레벨들은 자극이 1개 이상의 자극점들과 연관된 근육들의 중추 신경계 유도된 수축을 고무시킬 때 PD 증상들의 이완을 위해 가장 효과적일 것이다.
자극 패턴들 및 파형들은 걷기, 쓰기 또는 포인팅 등의 작업에 기초하여 통계적으로 선택될 수 있다. 파형들은 외부 센서들로부터 입력에 기초하여 변형될 수도 있다. 이들 센서들은 촉각 및 국부 피드백과 연관된 중력 벡터 및 압력들에 상대적인 상이한 신체 부분들의 가속화, 배향을 측정하도록 신체 상에 놓일 수 있다.
결론
본 발명의 실시예들이 기재되었다. 이 실시예들은 살아있는 피검자의 신체의 여러 위치들에서 감지 및 자극을 제공함으로써 신경학적 운동 장애들의 증상들의 이완에 조력하는 운동-타이밍 자극기들을 제공한다.
특정 실시예들을 본원 명세서에서 예시하고 기재하였지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 산출된 임의의 배치가 도시된 특정 실시예를 대체할 수 있음이 당업계의 통상의 기술을 가진 자들에게 인식될 것이다. 본원은 본 발명의 임의의 개작들 또는 변화들을 커버하도록 의도된다. 예를 들면, 이 기술은 주로 신경학적 운동 장애들의 증상들을 완화시키기 위해 개발되고 있지만, 다른 분야에 적용될 가능성이 있다. 이것들은 헌팅턴병 및 신경학적 손상에 대한 복귀 요법 등의 다른 장애들에 대한 증상 완화를 포함한다. 다른 용도들은 큰 가속도의 기동 훈련들을 수행하는 항공기 승무원의 공간적 방위 감각 상실을 방지하기 위해 비행복 내에 포함될 수 있고, 멀미의 증상들을 완화시킬 가능성을 포함할 수 있다.
신경학적 운동성 장애 증상의 치료가 갖는 상기 문제점들 및 기타 문제점들은 본 발명의 실시예들로 다루고, 다음 명세서를 판독하고 연구함으로써 보다 잘 이해될 것이다.
환자의 보행을 개선시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계, 복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계, 및 연관된 다리 위의 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함한다. 복수개의 자극점들은 각각의 다리 위에 대칭적으로 위치한다. 복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행과 동기화되지 않는다. 다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관된다.
개개인을 위한 자세 불안정성의 이완 방법이 제공된다. 이 방법은 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계, 복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해지는 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계, 및 연관된 다리 위의 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함한다. 복수개의 자극점들은 두 다리 위에 대칭적으로 위치한다. 다수의 자극 채널들 각각은 다수의 자극점들 중의 하나에 있는 자극 전극과 연관된다. 다수의 자극점들은 다수의 근육들과 연관되고, 다수의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트와 일치하지 않는다.
팔의 스윙을 개선시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계, 복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계, 및 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함한다. 복수개의 자극점들은 팔의 스윙을 프롬프트시키도록 위치한다. 복수개의 자극 프롬프트들은 팔의 스윙과 동기화되지 않는다. 다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관된다.
파킨슨병의 증상을 치료하기 위한 운동 타이밍 자극기 시스템이 제공된다. 1개 이상의 모션 센서들을 포함하는 시스템이 환자, 대조군 패널, 다수의 고객 맞춤 파라메터 설정 메뉴 및 과 전압/전류 모니터링 회로 중의 1개 이상의 운동 파라메터들을 검출하도록 채택되었다. 이 시스템은 1개 이상의 모션 센서들, 제어 패널, 고객 맞춤된 파라메터 설정 메뉴, 및 모니터링 회로로부터 신호들을 수신하고, 자극 프롬프트들이 증상의 목적하는 치료를 위해 필요할 때를 결정하는 제어기; 및 시간 정해진 주기의 자극 프롬프트들을 위해 운동점 근처에 놓인 복수개의 피부 자극 전극들 (여기서, 자극 프롬프트들은 증상들의 목적하는 치료에 기초하여 순차로 적용되는 것임)을 추가로 포함한다. 복수개의 자극 프롬프트들은 다수의 자극 채널들을 사용하여 생산되고, 각각의 자극 채널은 큐 클록과 연관된다. 자극 프롬프트들은 환자의 운동과 동기화되지 않는다. 이 시스템은 복수개의 자극 전극들 각각에 결합된 적어도 하나의 리턴 전극을 추가로 포함한다.
운동 장애를 갖는 개개인들을 위한 진전 감소 방법이 제공된다. 이 방법은 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계, 복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계, 및 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함한다. 복수개의 자극점들은 팔의 진전을 감소시키도록 위치한다. 복수개의 자극 프롬프트들은 진전과 동기화되지 않는다. 다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관된다.

Claims (102)

  1. 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계 (여기서, 복수개의 자극점들은 각각의 다리 위에 대칭적으로 위치함);
    복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계 (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행과 동기화되지 않고,
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨); 및
    연관된 다리 위의 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함하는 환자의 보행을 개선시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들 각각은 약 14 밀리초의 자극 펄스 기간을 갖는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 자극점들은 복수개의 근육들과 연관되고, 복수개의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트들과 일치하지 않는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 자극점들과 연관된 근육들에 대한 운동성 임계값 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 세기를 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 자극점들과 연관된 근육들의 수축을 유도하는 중추 신경계를 고무시키도록 운동성 임계값 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 진폭을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자극점들과 연관된 근육들의 융합된 수축들을 유도하는 중추 신경계를 고무시키도록 복수개의 자극 프롬프트들의 기간을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 각각의 다리 위의 전방 경골근, 비복근 및 직근 대퇴근의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 우측 다리 위의 전방 경골근, 우측 다리 위의 비복근, 좌측 다리 위의 전방 경골근, 좌측 다리의 비복근, 우측 다리의 직근 대퇴근 및 좌측 다리의 직근 대퇴근 근처의 자극 점들에 자극 프롬프트들을 순차로 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 각각의 자극 채널은 개별적으로 큐 클록과 연관되는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 채널은 제1 큐 클록과 연관되고, 연관된 자극 전극을 위한 자극 펄스들은 상기 제1 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 큐 클록은 제1 큐 기간 동안 활성화되는 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 채널은 제2 큐 클록과 연관되고, 연관된 자극 전극을 위한 자극 펄스들은 상기 제2 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 큐 클록은 제2 큐 기간의 후반기 동안 활성화되는 것인 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 큐 간격은 약 0.4초인 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제2 큐 간격은 약 0.4초인 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제3 채널은 제3 큐 클록과 연관되고, 연관된 자극 전극을 위한 자극 펄스들은 상기 제3 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제3 큐 클록은 제1 큐 간격의 제2 사분기 동안 활성화되는 것인 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 큐 클록들은 한쪽 다리 위에 위치한 자극 전극들과 연관된 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제4, 제5 및 제6 채널들은 제4, 제5 및 제6 큐 클록들과 연관되고, 상기 제4, 제5 및 제6 큐 클록들은 상기 제1, 제2 및 제3 큐 클록들에 대해 반대 큐 간격의 동일한 부분 동안 활성화되는 것인 방법.
  20. 제2항에 있어서, 상기 자극 펄스는 약 400 마이크로초의 펄스폭을 갖는 것인 방법.
  21. 제1항에 있어서, 2-상 방식으로 다수의 자극 채널들 각각에 대해 자극 펄스들을 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들 각각에 대해 자극 펄스들을 시분할 멀티플렉싱하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 자극 프롬프트들을 위한 자극 전류가 약 10 밀리암페어인 방법.
  24. 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계 (여기서, 복수개의 자극점들은 두 다리 위에 대칭적으로 위치함);
    복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계 (여기서, 다수의 자극 채널들 각각은 다수의 자극점들 중의 하나에 있는 자극 전극과 연관됨); 및
    연관된 다리 위의 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계 (여기서, 다수의 자극점들은 다수의 근육들과 연관되고, 다수의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트와 일치하지 않음)를 포함하는 개개인을 위한 자세 불안정성의 이완 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들 각각은 약 14 밀리초의 자극 펄스 기간을 갖는 것인 방법.
  26. 제24항에 있어서, 2-상 방식으로 다수의 자극 채널들 각각에 대해 자극 펄스들을 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들 각각에 대해 자극 펄스들을 시분할 멀티플렉싱하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  28. 제26항에 있어서, 상기 자극 펄스들 각각은 약 400 마이크로초의 펄스폭을 갖는 것인 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 복수개의 근육들에 대한 운동성 임계값 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 세기를 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  30. 제24항에 있어서, 상기 중추 신경계에 의해 조절되는 복수개의 근육들의 수축을 고무시키도록 운동성 임계값 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 진폭을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  31. 제24항에 있어서, 상기 복수개의 근육들의 융합된 수축들을 고무시키는 기간 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 기간을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  32. 제24항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 각각의 다리 위의 전방 경골근, 비복근 및 직근 대퇴근의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  33. 제24항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 우측 다리 위의 전방 경골근, 우측 다리 위의 비복근, 좌측 다리 위의 전방 경골근, 좌측 다리의 비복근, 우측 다리의 직근 대퇴근 및 좌측 다리의 직근 대퇴근의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 순차로 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  34. 제24항에 있어서, 다수의 자극 채널들은 각각의 다리에 대해 3개의 자극 채널들을 포함하고, 여기서 3개의 자극 채널들 각각은 개별적으로 큐 클록과 연관된 것인 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제1 채널 및 제3 채널은 제1 큐 클록과 연관되고, 연관된 자극 전극을 위한 자극 펄스들은 상기 제1 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 제1 큐 클록은 제1 큐 기간의 전반기 동안 활성화되는 것인 방법.
  37. 제34항에 있어서, 제2 채널 및 제4 채널은 제2 큐 클록과 연관되고, 연관된 자극 전극을 위한 자극 펄스들은 상기 제2 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제2 큐 클록은 제1 큐 기간의 후반기 동안 활성화되는 것인 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 큐 간격은 각각 약 0.4초인 방법.
  40. 제36항에 있어서, 제5 및 제6 채널은 제3 큐 클록과 연관되고, 연관된 자극 전극을 위한 자극 펄스들은 상기 제3 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 제3 큐 클록은 제2 큐 간격의 후반기 동안 활성화되는 것인 방법.
  42. 제40항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제5 큐 채널들은 한쪽 다리 위에 위치한 자극 전극들과 연관된 것인 방법.
  43. 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계 (여기서, 복수개의 자극점들은 팔의 스윙을 프롬프트시키도록 위치함);
    복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계 (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 팔의 스윙과 동기화되지 않고,
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨); 및
    다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함하는 팔의 스윙을 개선시키는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들 각각은 약 14 밀리초의 자극 펄스 기간을 갖는 것인 방법.
  45. 제43항에 있어서, 다수의 자극 채널들 각각에 대해 교대하는 펄스 자극 펄스들을 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  46. 제43항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들 각각에 대해 자극 펄스들을 시분할 멀티플렉싱하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  47. 제43항에 있어서, 상기 자극 펄스들 각각은 약 200 마이크로초의 펄스폭을 갖는 것인 방법.
  48. 제43항에 있어서, 상기 복수개의 자극점들은 복수개의 근육들과 연관되고, 복수개의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트와 일치하지 않는 것인 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 복수개의 근육들에 대한 운동성 임계값 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 세기를 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  50. 제48항에 있어서, 상기 복수개의 근육들의 중추 신경계 유도 수축을 고무시키도록 운동성 임계값 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 진폭을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  51. 제48항에 있어서, 상기 복수개의 근육들의 중추 신경계 유도된 융합된 수축들을 고무시키는 기간 이하로 복수개의 자극 프롬프트들의 기간을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  52. 제43항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 삼두근 및 한쪽 팔의 방사근의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  53. 제43항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 연관된 어깨의 전방 삼각근 및 후방 삼각근들의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  54. 제43항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 삼두근 팔의 방사근, 전방 삼각근 및 후방 삼각근의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 순차로 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  55. 제43항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들은 2개의 자극 채널들을 포함하고, 여기서 2개의 자극 채널들 각각은 개별적으로 큐 클록과 연관된 것인 방법.
  56. 제43항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들은 4개의 자극 채널들을 포함하고, 여기서 제1 및 제2 자극 채널들은 제1 큐 클록과 연관되고, 제3 및 제4 자극 채널들은 제2 큐 클록과 연관되는 것인 방법.
  57. 제56항에 있어서, 연관된 자극 전극들을 위한 자극 펄스들은 제1 큐 클록이 활성화될 때 활성화되고, 연관된 자극 전극들을 위한 자극 펄스들은 제2 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 제1 큐 클록은 제1 큐 기간 동안 활성화되고, 제2 큐 클록은 제2 큐 기간 동안 활성화되는 것인 방법.
  59. 제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 큐 간격들은 각각 약 0.4초인 방법.
  60. 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계 (여기서, 복수개의 자극점들은 팔의 진전을 감소시키도록 위치함);
    복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계 (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 진전과 동기화되지 않고,
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨); 및
    다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계를 포함하는 운동 장애를 갖는 개개인들을 위한 진전 감소 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들 각각은 약 14 밀리초의 자극 펄스 기간을 갖는 것인 방법.
  62. 제60항에 있어서, 다수의 자극 채널들 각각에 대해 2-상 자극 펄스들을 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  63. 제60항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들 각각에 대해 자극 펄스들을 시분할 멀티플렉싱하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  64. 제60항에 있어서, 상기 자극 펄스들 각각은 약 200 마이크로초의 펄스폭을 갖는 것인 방법.
  65. 제60항에 있어서, 상기 복수개의 자극점들은 복수개의 근육들과 연관되고, 복수개의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트와 일치하지 않는 것인 방법.
  66. 제60항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 한쪽 팔 위의 방사근, 원회내근, 방사근 단근, 방사근 장근 및 척측수근신근의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  67. 제60항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계는 한쪽 팔의 방사근, 원회내근, 방사근 단근, 방사근 장근 및 척측수근신군의 운동점들 근처에 자극 프롬프트들을 순차로 생산하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  68. 제60항에 있어서, 상기 다수의 자극 채널들은 5개의 자극 채널들을 포함하고, 여기서 5개의 자극 채널들 각각은 제1 및 제2 큐 클록에 종속되는 것인 방법.
  69. 제68항에 있어서, 연관된 자극 전극들을 위한 자극 펄스들은 제1 큐 클록이 활성화될 때 및 제2 큐 클록이 활성화될 때 활성화되는 것인 방법.
  70. 제69항에 있어서, 상기 제1 큐 클록은 제1 큐 기간 동안 활성화되고, 제2 큐 클록은 제2 큐 기간 동안 활성화되는 것인 방법.
  71. 제70항에 있어서, 상기 제1 및 제2 큐 간격들은 각각 약 0.1초이고, 0.5초의 큐 지연에 의해 분리되는 것인 방법.
  72. 환자의 1개 이상의 운동 파라메터들을 검출하도록 채택된 1개 이상의 모션 센서들;
    제어 패널;
    복수개의 고객 맞춤 파라메터 설정 메뉴;
    과 전압/전류 모니터링 회로;
    1개 이상의 모션 센서들, 제어 패널, 고객 맞춤된 파라메터 설정 메뉴, 및 모니터링 회로로부터 신호들을 수신하고, 자극 프롬프트들이 증상의 목적하는 치료를 위해 필요할 때를 결정하는 제어기;
    시간 정해진 주기의 자극 프롬프트들을 위해 운동점 근처에 놓인 복수개의 피부 자극 전극들 (여기서, 자극 프롬프트들은 증상들의 목적하는 치료에 기초하여 순차로 적용되는 것이고,
    여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 다수의 자극 채널들을 사용하여 생산되고, 각각의 자극 채널은 큐 클록과 연관되고;
    자극 프롬프트들은 환자의 운동과 동기화되지 않음); 및
    복수개의 자극 전극들 각각에 결합된 적어도 하나의 리턴 전극을 포함하는, 파킨슨병의 증상의 치료를 위한 운동 타이밍 자극기 시스템.
  73. 제72항에 있어서, 상기 제어기에 결합된 근전도도를 추가로 포함하고, 신경학적 상태들을 검출하기 위해 처리된 1개 이상의 연관된 근육들의 전기 활성의 기록을 생산하는 시스템.
  74. 제72항에 있어서, 시간 정해진 주기적 자극 프롬프트들을 생산하는데 있어서 제어기에 반응성인 자극 펄스 발생기 및 자극 전압/전류 발생기를 추가로 포함하는 시스템.
  75. 제72항에 있어서, 상기 자극점들은 복수개의 근육들과 연관되고, 상기 복수개의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트와 일치하지 않는 것인 시스템.
  76. 제75항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들의 세기는 자극점들과 연관된 근육들을 위한 운동성 임계값들 이하로 설정되는 것인 시스템.
  77. 제75항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들의 진폭은 자극점들과 연관된 근육들의 중추 신경계 유도된 수축들을 고무시키기 위해 운동성 임계값들 이하로 설정되는 것인 시스템.
  78. 제72항에 있어서, 상기 피부 자극 전극들은 피부 전기 자극 전극들을 포함하는 것인 시스템.
  79. 제72항에 있어서, 상기 피부 자극 전극들은 피부 기계 자극 전극들을 포함하는 것인 시스템.
  80. 제72항에 있어서, 상기 1개 이상의 모션 센서들은 적어도 하나의 가속도 지진계를 포함하는 것인 시스템.
  81. 환자의 1개 이상의 운동 파라메터들을 검출하도록 채택된 1개 이상의 모션 센서들;
    제어 패널;
    복수개의 고객 맞춤 파라메터 설정 메뉴;
    과 전압/전류 모니터링 회로;
    1개 이상의 모션 센서들, 제어 패널, 고객 맞춤된 파라메터 설정 메뉴, 및 모니터링 회로로부터 신호들을 수신하고, 자극 프롬프트들이 증상의 목적하는 치료를 위해 필요할 때를 결정하는 제어기;
    시간 정해진 주기의 자극 프롬프트들을 위해 운동점 근처에 놓인 복수개의 피부 자극 전극들 (여기서, 자극 프롬프트들은 증상들의 목적하는 치료에 기초하여 순차로 적용되는 것이고,
    여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 다수의 자극 채널들을 사용하여 생산되고, 각각의 자극 채널은 큐 클록과 연관되고;
    자극 프롬프트들은 환자의 운동과 동기화되지 않음);
    복수개의 자극 전극들 각각에 결합된 적어도 하나의 리턴 전극; 및
    복수개의 MTS 시스템들을 가로질러 배위된 자극을 제공하는 동기화 인터페이스를 포함하는, 파킨슨병의 증상의 치료를 위한 시스템.
  82. 제81항에 있어서, 상기 1개 이상의 MTS 시스템들은 상기 제어기에 결합된 근전도도를 추가로 포함하고, 신경학적 상태들을 검출하기 위해 처리된 1개 이상의 연관된 근육들의 전기 활성의 기록을 생산하는 시스템.
  83. 제81항에 있어서, MTS 시스템들 각각은 시간 정해진 주기적 자극 프롬프트들을 생산하는데 있어서 제어기에 반응성인 자극 펄스 발생기 및 자극 전압/전류 발생기를 추가로 포함하는 시스템.
  84. 제81항에 있어서, 상기 자극점들은 복수개의 근육들과 연관되고, 상기 복수개의 근육들의 수축은 대응하는 자극 프롬프트와 일치하지 않는 것인 시스템.
  85. 제84항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들의 세기는 자극점들과 연관된 근육들을 위한 운동성 임계값들 이하로 설정되는 것인 시스템.
  86. 제84항에 있어서, 상기 복수개의 자극 프롬프트들의 진폭은 자극점들과 연관된 근육들의 중추 신경계 유도된 수축들을 고무시키기 위해 운동성 임계값들 이하로 설정되는 것인 시스템.
  87. 제84항에 있어서, 상기 피부 자극 전극들은 피부 전기 자극 전극들을 포함하는 것인 시스템.
  88. 제84항에 있어서, 상기 피부 자극 전극들은 피부 기계 자극 전극들을 포함하는 것인 시스템.
  89. 제84항에 있어서, 상기 1개 이상의 모션 센서들은 적어도 하나의 가속도 지진계를 포함하는 것인 시스템.
  90. 다수의 자극 채널들을 사용하여 복수개의 자극점들에서 복수개의 자극 프롬프트들을 생산하는 단계 (여기서, 복수개의 자극점들은 각각의 다리 위에 대칭적으로 위치함);
    복수개의 자극점들을 가로질러 시간 정해진 주기적 형식으로 복수개의 자극 프롬프트들을 적용시키는 단계 (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행과 동기화되지 않고,
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨);
    연관된 다리 위의 다수의 자극 채널들 중의 하나가 활성화될 때마다 리턴 전극을 활성화시키는 단계; 및
    복수개의 자극 프롬프트들을 위해 펄스 기간을 선형으로 변화시키는 단계를 포함하는 환자의 보행의 습관성을 감소시키는 방법.
  91. 시간 정해진 주기의 자극 프롬프트들을 위해 운동점 근처에 놓인 복수개의 피부 자극 전극들 (여기서, 자극 프롬프트들은 환자의 보행을 개선시키기 위해 순차로 적용되는 것임); 및
    1개 이상의 모션 센서들, 환자 입력, 자극 전극들 및 과 전압/전류 모니터링 회로로부터 신호들을 수신하는 제어기
    (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 다수의 자극 채널들을 사용하여 생산되고, 각각의 자극 채널은 큐 클록과 연관되고;
    복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행과 동기화되지 않고;
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨)
    를 포함하는, 운동 장애의 치료를 위한 운동 타이밍 자극기 시스템.
  92. 제91항에 있어서, 상기 복수개의 피부 자극 전극들은 각각의 다리 위의 운동점들 근처에 놓이는 것인 시스템.
  93. 제91항에 있어서, 상기 복수개의 피부 자극 전극들은 각각의 다리의 전방 경골근, 비복근 및 직근 대퇴근의 운동점들 근처에 놓인 것인 시스템.
  94. 제91항에 있어서, 상기 복수개의 피부 자극 전극들은 우측 다리 위의 전방 경골근, 우측 다리 위의 비복근, 좌측 다리 위의 전방 경골근, 좌측 다리의 비복근, 우측 다리의 직근 대퇴근 및 좌측 다리의 직근 대퇴근 근처의 자극점들에 위치하는 것인 시스템.
  95. 시간 정해진 주기의 자극 프롬프트들을 위해 운동점 근처의 자극점들에 놓인 복수개의 피부 자극 전극들 (여기서, 자극 프롬프트들은 환자의 자세 불안정성을 완화시키기 위해 순차로 적용되는 것임); 및
    1개 이상의 모션 센서들, 환자 입력, 자극 전극들 및 과 전압/전류 모니터링 회로로부터 신호들을 수신하는 제어기
    (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 다수의 자극 채널들을 사용하여 생산되고, 각각의 자극 채널은 큐 클록과 연관되고;
    복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행과 동기화되지 않고;
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨)
    를 포함하는, 운동 장애의 치료를 위한 운동 타이밍 자극기 시스템.
  96. 제95항에 있어서, 상기 복수개의 피부 자극 전극들은 각각의 다리 위의 운동점들 근처에 놓이는 것인 시스템.
  97. 제95항에 있어서, 상기 자극 프롬프트들은 각각의 다리의 전방 경골근, 비복근 및 직근 대퇴근의 운동점들 근처에 생산되는 것인 시스템.
  98. 제95항에 있어서, 상기 복수개의 피부 자극 전극들은 우측 다리 위의 전방 경골근, 우측 다리 위의 비복근, 좌측 다리 위의 전방 경골근, 좌측 다리의 비복근, 우측 다리의 직근 대퇴근 및 좌측 다리의 직근 대퇴근 근처의 자극점들에 위치하는 것인 시스템.
  99. 시간 정해진 주기의 자극 프롬프트들을 위해 운동점 근처의 자극점들에 놓인 복수개의 피부 자극 전극들 (여기서, 자극 프롬프트들은 환자의 팔의 스윙을 개선시키기 위해 순차로 적용되는 것임); 및
    1개 이상의 모션 센서들, 환자 입력, 자극 전극들 및 과 전압/전류 모니터링 회로로부터 신호들을 수신하는 제어기
    (여기서, 복수개의 자극 프롬프트들은 다수의 자극 채널들을 사용하여 생산되고, 각각의 자극 채널은 큐 클록과 연관되고;
    복수개의 자극 프롬프트들은 환자의 보행과 동기화되지 않고;
    다수의 자극 채널들 각각은 복수개의 자극점들 중의 하나에서 자극 전극과 연관됨)
    를 포함하는, 운동 장애의 치료를 위한 운동 타이밍 자극기 시스템.
  100. 제99항에 있어서, 상기 복수개의 피부 자극 전극들은 한쪽 팔 위의 운동점들 근처에 놓인 것인 시스템.
  101. 제99항에 있어서, 상기 자극 프롬프트들은 한쪽 팔 위의 삼두근 및 팔의 방사근의 운동점들 근처에서 생산되는 것인 시스템.
  102. 제101항에 있어서, 상기 자극 프롬프트들은 연관된 어깨의 전방 삼각근 및 후방 삼각근들의 운동점들 근처에서 추가로 생산되는 것인 시스템.
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