JP2016512985A - 使い捨て部品及び充電式部品を用いた皮膚フィールド刺激 - Google Patents
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Abstract
CFSシステムが、粘着剤付きの使い捨てパッドを含む。各パッドは、封止された、クリーニング可能なバッテリ/制御装置ポッドと組み合わされて、身体上の必要な場所に配置される。バッテリ/制御装置ポッドは、Bluetooth(登録商標)機能のような無線機能を有することが好ましい。患者は、ポッドを制御する為のアプリケーションをスマートフォン又は同様のモバイル装置にダウンロードすることが可能である。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2013年2月21日に出願された米国特許仮出願第61/767,509号の利益を主張するものである。関連対象物が、米国特許出願公開第2010/0274327A1号、並びに米国特許第8,086,322号及び第8,386,005号において開示されている。上記の出願及び特許の全ての開示については、その全内容が参照によって本開示に組み込まれている。
本出願は、2013年2月21日に出願された米国特許仮出願第61/767,509号の利益を主張するものである。関連対象物が、米国特許出願公開第2010/0274327A1号、並びに米国特許第8,086,322号及び第8,386,005号において開示されている。上記の出願及び特許の全ての開示については、その全内容が参照によって本開示に組み込まれている。
本発明は、皮膚フィールド刺激に関し、特に、使い捨て部品及び充電式部品を用いたそのような刺激に関する。
急性痛及び慢性痛を管理する為の、従来の鎮痛剤に代わる投薬以外の治療として、電気鎮痛療法が知られている。例えば、電気鎮痛療法の一形態として経皮電気神経刺激(PENS)が知られており、PENSは、典型的には、慢性腰痛症候群に関連する難治性疼痛の治療に用いられ、硬膜外空間に経皮的に埋め込まれた電極を使用する脊髄電気刺激法(SCS)を、SCSシステムのより永続的な完全埋め込みの前の試行として実施することにより行われる。PENSという用語は、32ゲージの鍼灸針を軟組織又は筋肉に挿入して、患者の疼痛症状に対応する硬節分布、筋分節分布、又は皮節分布にある末梢神経線維を電気的に刺激する技術を表すことにも使用されてきた。PENSの送達には、深く貫入する鍼灸針ほど侵襲的ではない微細構造針を利用した経皮電極のアレイを有する医療機器も使用されてきた。微細構造針は、皮膚組織の電気的インピーダンスを克服して感覚線維を効果的に回復させるように十分な貫入を実現する。
侵害受容系の局所解剖学的構成がより詳細に理解されるにつれて、刺激の標的場所、経皮電極の貫入深度、及び電流の振幅において、より厳密さが求められる。そうした理解から開発されてきたPENSの具体的な形態として、経皮神経変調療法(PNT)及び皮膚フィールド刺激(CFS)がある。PNTは、頸部及び腰部の疼痛治療に用いられるものであり、皮膚組織への貫入深度が3cmにもなる、鍼灸タイプの長い針を利用する。CFSは、疼痛及びかゆみの治療に、より一般的に用いられるものであり、皮膚内の神経末端の近くまで導入される微細構造針のアレイを利用する。針電極の包装、滅菌、再利用、及び廃棄に関して食品医薬品局(FDA)が制定した厳格な要件により、そのような電極を利用する治療は、一般に、医師の監督下で(例えば、医師の診察室又は診療所において)管理されてきた。
CFSは、慢性の侵害性疼痛及び神経障害性疼痛の管理を支援することに用いられるが、これは、先端が鋭い電極(即ち、微細構造針を有する電極)を皮膚内の神経末端の近くに導入すると、疼痛の知覚を徐々に低減することに関連する特定の種類の感覚神経を、低振幅、長継続時間の電気刺激により活性化させることが可能であるという理解に基づいている。CFS治療は又、長く続く抑制機構を中枢経路内に誘起することにより、且つ、かゆい皮膚にある表皮感覚線維の数を実際に正規化することにより、かゆみを知覚することに必要な特定の活性成分に影響を及ぼす。従って、CFSは又、局所的なかゆみに対して、既知の治療に代わる治療を提供する。
CFSによって刺激される感覚受容器は、侵害受容器、具体的にはAδ神経線維及びC神経線維として知られる、皮膚組織内の軸索である。Aδ神経線維及びC神経線維を刺激することは、疼痛及びかゆみの両方の知覚を徐々に減らすことに効果があるが、Aδ神経線維及びC神経線維が刺激されると、ちくちくするような、且つ/又は、焼けるような感覚が知覚され、これは不快であったり痛かったりする可能性がある為、比較的不快な治療となる可能性がある。Aδ神経線維及びC神経線維が刺激されることの嫌悪感は、Aβ神経線維が刺激されることによってマスクされることが可能である為、Aβ神経線維を刺激すること(例えば、経皮電気神経刺激(TENS))と、Aδ神経線維及びC神経線維を刺激すること(例えば、CFS)とを、同じ機器において組み合わせることは、かなりの利点があると考えられる。従って、Aβ神経線維を刺激することと、Aδ神経線維及びC神経線維を刺激することとを、1回の治療において組み合わせる方法及び装置が必要とされる。更に、TENS及びCFSを、1回の治療において組み合わせる方法及び装置が必要とされる。
皮膚フィールド刺激(CFS)は、かゆみ及び疼痛を軽減する技術であり、薄い(Aδ及びC)皮膚線維への局所解剖学的に制限されて許容できる電気刺激を可能にする技術であり、Aβ線維を刺激することにはあまり適さない技術である。CFSでは、2cm間隔で規則正しく固定されたマルチアレイの針状電極を有するフレキシブル板を使用する。各電極は、隆起した「停止装置」で囲まれており、停止装置は直径が約2.0mmであって、板から2.0mm突出している。電極の先端は、通常、停止装置から0.3〜0.4mm突出している。電極板を皮膚に当てて、そっと押すと、電極の先端が、表皮及び真皮の表面近くの部分にある受容器の近くに導入される。電極は表皮の電気的絶縁性の角質層を横断し、電流密度は電極の鋭い先端の近くで高い為、皮膚神経線維を刺激するのに必要な電圧及び電流は小さく、典型的には、それぞれ50V未満及び最大2mAである。電圧密度は距離とともに急激に低下する為、局所刺激が達成される。電極は、定電流刺激器によって連続的に刺激され、各電極は、周波数が1〜10Hz(パルス幅1.0ms)であり、治療継続時間が5〜45分である。そのオリジナルの実施形態では、粘着性表面(TENS)電極がアノードとして動作し、通常は、針電極板から約5〜30cm離れて設置された。
CFSにおける最近の改良が、例えば、米国特許第8,086,322号において教示されている。しかしながら、このシステムより廉価であって、より使いやすいCFSシステムを提供することが有用であろう。
CFSは、1つの主領域に集中している疼痛又はかゆみに対して最も効果がある。従って、1つの特定の領域に集中していないかゆみ又は疼痛に対してCFSを用いる場合の難題の1つが、信号の分配である。CFSが最も効果的なのは、疼痛又はかゆみの領域に直接印加される場合である。従って、疼痛又はかゆみが複数の領域にわたって分布する場合は、疼痛又はかゆみの各ゾーンにおいて刺激器の使用を順次繰り返すことが必要である。使いやすいインタフェースでの複数場所の同時刺激が可能になるシステムを有することが有利であろう。
従って、本発明の目的は、少なくとも幾つかの実施形態において、あまり高価でないパッドを使用するシステムを提供することである。
本発明の別の目的は、少なくとも幾つかの実施形態において、患者がより容易に、且つ、より便利に使用できるシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、少なくとも幾つかの実施形態において、患者が既に保有している可能性が高い機器(例えばスマートフォン)を制御装置として使用するシステムを提供することである。
上述の目的及び他の目的を達成する為に、本発明は、少なくとも幾つかの実施形態において、粘着剤付きの使い捨てパッドを有するCFSシステムを対象とする。各パッドは、封止された、クリーニング可能なバッテリ/制御装置ポッドと組み合わされて、身体上の必要な場所に配置される。
バッテリ/制御装置ポッドは、Bluetooth(登録商標)機能のような無線機能を有することが好ましい。患者は、アプリケーションをスマートフォン又は同様のモバイル装置(例えば、iPhone、iPad、又はAndroidスマートフォン)にダウンロードすることが可能である。アプリケーションは、パッドを配置することにおいて患者を誘導し、スマートフォン又は他のモバイル装置を制御して、バッテリ/制御装置ポッドと無線接続し、バッテリ/制御装置ポッドに対する中央制御装置として動作する。そのアプリケーションを使用することにより、簡単なアップグレード機能及びユーザフレンドリなグラフィカルユーザインタフェースの両方が利用可能になり、患者が既に保有している可能性が高く、患者にとってなじみのある装置を利用することも可能になる。
患者には又、バッテリ/制御装置ポッド用の誘導式充電器が提供される。誘導式充電器は、クリーニング機能を有してもよい。治療が終了したら、患者はパッドを廃棄し、ポッドを充電器に差し込む。
電極板当たりの針状(NL)電極数がより少ない(14〜16ではなく4〜6である)複数のチャネルを有するCFSシステムを、各チャネル又は各ゾーンについて刺激又は振幅のレベルを滴定することにより、各ゾーンの疼痛又はかゆみの治療がより効果的になるように調整することが可能である。疼痛又はかゆみのゾーンのサイズに適合するように複数の使い捨て電極板を追加することにより、治療ゾーンのサイズを増減することも可能である。各電極板の刺激又は振幅のレベルを個別に調節及び調整することにより、各ゾーンにおいて必要な最適量を与えることが可能である。遠隔制御装置(例えば、スマートフォン)を使用して各ゾーンの出力及びパラメータを調節し、Bluetooth(登録商標)又は他の無線技術を使用して制御装置を各電極板に接続することにより、CFSシステムの利便性及び使いやすさが大幅に向上するであろう。このタイプのCFSシステムは、そのスケーラビリティ、利便性、及び調節機能により、疼痛及びかゆみの治療を、より効果的で利用しやすいものにするであろう。
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の好ましい実施形態及びその変形形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図面において、類似の参照符号は、図面全体を通して類似の要素又はステップを指している。
図1は、好ましい実施形態によるパッド100を示す。パッド100は、基板102に、フレキシブル回路104、TENSパッド106、及びCFSブレード108が載っている。患者の皮膚への粘着を可能にする為に粘着剤110が塗布されており、パッド100上にはカバー112(図1には示されていないが図7Bに示されている)が配置される。フレキシブル回路104は、基板102のポケット116に形成された部分114を有し、部分114は、(後述される)ポッドから電力を受ける。
パッド100は、消耗品であり、使い捨てであり、粘着剤付きである。パッド100は、フレキシブル回路、使い捨てジェルパッド、及び使い捨てCFSブレードを有する。
図2は、シート202及びエンベロープ204を有する店頭消費者向け12枚パック200における複数のパッド100を示す。もちろん、パッド100は、単品でパッケージされてよく、任意の数でパッケージされてもよい。パッケージングの構成は、パッド100の保護が十分であれば必要に応じて変更されてよい。
図3は、パッド100とともに使用されるポッド300を示す。ポッド300は、再利用可能且つ充電式であり、パッド100のポケット116に差し込まれる。ポッド300は、清潔さを保証し、あらゆる汚染の可能性を減らす為に、表面が抗菌処理されている。追加又は代替として、後述される消毒装置が使用可能であり、ポッドは、使用の合間に消毒クロスで拭くことが可能である。
図4は、ポッド300に含まれる回路を示す回路図である。ポッド300は、50V出力を提供する為に、3Vバッテリ402及び出力回路404を含む。バッテリ402は、寿命が20分であり、超小型電子制御装置406及びBluetooth(登録商標)通信装置408の制御下で動作する。もちろん、任意の好適な値及び任意の好適な通信プロトコルが用いられてよい。
図5は、複数のポッド300が差し込まれて誘導式充電を行う誘導式ポッド充電器500を示す。
図6は、患者Pの背中に配置された複数のパッド100を示す。適切にプログラムされたスマートフォン又は他の無線装置600が、Bluetooth(登録商標)接続602を使用してポッド(図6には示されず)と通信する。
図7Aから図7Lは、好ましい実施形態の使用における各ステップを示す。図7Aでは、患者Pは、腰及び肩の疼痛に苦しんでいる。図7Bでは、患者Pは、パッド100からカバー112をはがし、バッテリ/制御装置ポッド300を差し込む。図7Cでは、患者Pは、ポッドが差し込まれたパッドを各疼痛ゾーンに配置する。図7Dでは、患者Pは、スマートフォン600上でスマートフォンアプリケーションを実行し、アプリケーションのグラフィカルユーザインタフェース702上でトランスデューサの場所を選択する。アプリケーションは又、最初の取り決め時に医師によって取得された図又は写真を使用して、パッドを配置する場所を指定するよう患者を促すことも可能である。もちろん、図7B〜7Cのステップと図7Dのステップの実施順序を逆にすることも可能である。図7Eでは、患者Pは、グラフィカルユーザインタフェース702上で、ゾーンごとに治療プログラムを選択する。これらのプログラムは、ユーザによってカスタム設計されてよく、必要に応じて保存及び命名されてよく、或いは、医師がそれぞれのプログラムを設定及びロックしてよい。図7Fでは、患者Pは、グラフィカルユーザインタフェース702上で「治療開始」ボタン704を押す。グラフィカルユーザインタフェース702は、強度、プログラム曲線、その他を表示してよい。アプリケーションは又、音楽や映像を流したり、患者がゲームをプレイできるようにしたりしてよい。図7Gでは、ポッド300とスマートフォン600がBluetooth(登録商標)接続602を介して無線通信することにより、各ポッド300が位置するゾーンに対する適切な治療をロードして開始するように各ポッド300を制御する。図7Hでは、治療プログラムが動作中であり、患者Pは、治療の間、リラックスできる。図7Iでは、治療プログラムが終了し、患者Pは、各パッド100をはがし、各ポッド300をそれぞれの対応するパッドから取り外す。図7Jでは、各パッドが使い捨てであれば、これを廃棄する。図7Kでは、ポッド300を誘導式充電器500に差し込む。図7Lでは、処理が終了し、患者の疼痛は緩和されている。
アプリケーションは、各治療後の情報を、医師のところにある患者のファイルに向けて無線送信することが可能である。その細目は、継続時間、プログラム設定、日時を含んでよい。アプリケーションは又、患者が治療指針を患者のスケジュールに合わせて調整し、これに従うことを支援する為に、定期的なリマインダを提供することも可能である。医師の診察室との通信は、任意の好適な通信技術によって行われてよく、例えば、スマートフォン600のデータ接続やSMS機能によって行われてよい。
アプリケーションは、患者が既に保有している可能性が高いハードウェアに実装可能である為、スマートフォン又はタブレットを使用すれば、追跡、製造、修理、又はアップデートしなければならない物理的製品が少なくて済むことになる。或いは、専用の装置を製造してもよい。製品のアップデートは、アプリケーションのアップデートをリリースすることにより、大規模に行うことが可能である。そのようなアップデートは、ユーザインタフェース及びプログラムの見映えや使い心地、並びに性能を向上させることが可能である。
患者は既に装置とカバーを選択しているので、本製品は患者の美的感覚に適合することになる。ユーザインタフェースは又、配色などの事柄をカスタマイズする選択肢を含んでもよい。
小型の独立したトランスデューサ(パッド/ポッドの組み合わせ)なので、配置、カバレッジ、及び位置合わせが容易になる。図8に示される、好ましい実施形態の一変形形態では、いろいろに変化して見える色分けが成されたリング800が、配置の為の視覚的基準と、ユーザインタフェースにおけるプログラムオプションとを提供する。
図9は、誘導式充電パッド500の一例を示す。充電パッド500は、充電の為に各ポッド300をスナップ接続できるディンプル902を有する。代替として、幾つかの種類の接点式充電が提供されてもよい。
図10A及び10Bは、一方の面を充電し、同時に他方の面を消毒する充電ボックス1000の、それぞれ、斜視図及び断面図である。ボックス1000は、誘導式充電マット1002と、ポッド300に消毒液1006を当てる為の毛管フォーム1004と、を含む。
図11は、様々な色のトランスデューサ1102を別々に保管する複数のシート1100を示す。これは、例えば、様々な種類のトランスデューサが提供される場合に有用となりうる。
好ましい実施形態及びその変形形態を詳細に説明してきたが、本開示を精査した当業者であれば、本発明の範囲内で別の実施形態を実現できることは自明であろう。例えば、数値は、限定ではなく例示であり、それらは、特定の技術、技術標準、及びポッドの充電方法を開示したものである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものと解釈されるべきである。
Claims (34)
- 皮膚フィールド刺激の為の装置であって、
封止された、クリーニング可能なバッテリ/制御装置ポッドと、
前記ポッドを差し込むことが可能であるように構成された使い捨てパッドと、を備え、前記パッドは、
基板と、
前記基板上にある複数のTENSパッドと、
前記基板上にある複数のCFSブレードと、
前記基板上にあって、前記ポッドから前記複数のTENSパッド及び前記複数のCFSブレードに電力を伝達する回路と、を備える、
装置。 - 前記ポッドは、バッテリ及びマイクロコントローラを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記ポッドは更に、前記マイクロコントローラと外部装置との間の無線通信の為の通信装置を備える、請求項2に記載の装置。
- 前記ポッドの為の充電器を更に備える、請求項1に記載の装置。
- 前記充電器は誘導式充電器である、請求項4に記載の装置。
- 前記充電器は、前記ポッドを充電しながら前記ポッドを消毒する構成要素を備える、請求項4に記載の装置。
- 皮膚フィールド刺激の為のシステムであって、
処理装置と、
封止された、クリーニング可能な、複数のバッテリ/制御装置ポッドであって、前記ポッドのそれぞれが、前記処理装置と無線通信を行うように構成されている、前記ポッドと、
複数の使い捨てパッドであって、前記パッドは、前記パッドの1つに各ポッドを差し込むことができるように構成されており、前記パッドのそれぞれはTENSパッド及びCFSブレードを備える、前記パッドと、を備え、
前記処理装置は、前記皮膚フィールド刺激を実施するように、前記無線通信を介して前記ポッドを制御するように構成されている、
システム。 - 前記処理装置は、前記ポッドを制御するアプリケーションを動作させるスマートフォン又はタブレットである、請求項7に記載のシステム。
- 前記パッドは、少なくとも2組のパッドを備え、前記少なくとも2組のパッドは、異なる色で色分けされている、請求項7に記載のシステム。
- 前記ポッドのそれぞれは、
バッテリと、
マイクロコントローラと、
前記マイクロコントローラと前記処理装置との間の無線通信の為の通信装置と、を備える、
請求項7に記載のシステム。 - 前記ポッドの為の充電器を更に備える、請求項7に記載のシステム。
- 前記充電器は誘導式充電器である、請求項11に記載のシステム。
- 前記充電器は、前記ポッドを充電しながら前記ポッドを消毒する構成要素を備える、請求項11に記載のシステム。
- 皮膚フィールド刺激の方法であって、
(a)処理装置と、
封止された、クリーニング可能な、複数のバッテリ/制御装置ポッドであって、前記ポッドのそれぞれが、前記処理装置と無線通信を行うように構成されている、前記ポッドと、
複数の使い捨てパッドであって、前記パッドは、前記パッドの1つに各ポッドを差し込むことができるように構成されており、前記パッドのそれぞれはTENSパッド及びCFSブレードを備える、前記パッドと、を与えるステップであって、
前記処理装置は、前記皮膚フィールド刺激を実施するように、前記無線通信を介して前記ポッドを制御するように構成されている、前記与えるステップと、
(b)患者の身体上において前記皮膚フィールド刺激が必要な場所群を決定するステップと、
(c)ステップ(b)において決定された場所群に配置する前記パッドのセットを選択するステップと、
(d)ステップ(c)において選択された前記パッドのそれぞれに前記ポッドのうちの1つを差し込むステップと、
(e)ステップ(c)において選択され、ステップ(d)において前記ポッドが差し込まれた前記パッドを、ステップ(b)において決定された場所群に、配置するステップと、
(f)ステップ(e)において配置された前記ポッドを前記処理装置で制御して、前記パッドから前記皮膚フィールド刺激を印加するステップと、
を含む方法。 - 前記処理装置は、前記ポッドを制御するアプリケーションを動作させるスマートフォン又はタブレットである、請求項14に記載の方法。
- ステップ(a)で設けられた前記パッドは、少なくとも2組のパッドを備え、前記少なくとも2組のパッドは、異なる色で色分けされている、請求項14に記載の方法。
- ステップ(a)において設けられた前記ポッドのそれぞれは、
バッテリと、
マイクロコントローラと、
前記マイクロコントローラと前記処理装置との間の無線通信の為の通信装置と、を備える、
請求項14に記載の方法。 - ステップ(a)は更に、前記ポッドの為の充電器を与えるステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記充電器は誘導式充電器である、請求項18に記載の方法。
- 前記充電器は、前記ポッドを充電しながら前記ポッドを消毒する構成要素を備える、請求項18に記載の方法。
- ステップ(f)は、
(i)グラフィカルユーザインタフェースを提供するアプリケーションを前記処理装置上で動作させるステップと、
(ii)ステップ(b)で決定された場所群を、前記グラフィカルユーザインタフェースから前記処理装置に入力するステップと、
を含む、請求項14に記載の方法。 - ステップ(f)は更に、
(iii)ステップ(b)において決定された場所群に適用される治療プログラム群を、前記グラフィカルユーザインタフェースを使用して選択するステップ
を含む、請求項21に記載の方法。 - ステップ(f)(iii)は、前記場所群のうちの別の場所群に対応する、前記治療プログラム群のうちの別の治療プログラム群を選択するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- ステップ(f)の後に、
(g)前記場所群から前記パッド及び前記ポッドをはがすステップと、
(h)前記パッドから前記ポッドを取り外すステップと、
(i)前記パッドを廃棄するステップと、
を更に含む、請求項14に記載の方法。 - ステップ(h)の後に、
(j)前記ポッドを充電するステップ
を更に含む、請求項24に記載の方法。 - ステップ(h)の後に、
(k)前記ポッドを消毒するステップ
を更に含む、請求項25に記載の方法。 - ステップ(j)及び(k)は、充電及び消毒装置を使用して同時に実施される、請求項26に記載の方法。
- 皮膚フィールド刺激の方法であって、
(a)封止された、クリーニング可能なバッテリ/制御装置ポッドと、
前記ポッドを差し込むことが可能であるように構成された使い捨てパッドと、を与えるステップであって、前記パッドは、
基板と、
前記基板上にある複数のTENSパッドと、
前記基板上にある複数のCFSブレードと、
前記基板上にあって、前記ポッドから前記複数のTENSパッド及び前記複数のCFSブレードに電力を伝達する回路と、を備える、前記与えるステップと、
(b)前記ポッドを前記パッドに差し込むステップと、
(c)患者の身体のうちの、前記皮膚フィールド刺激が必要な部位に前記ポッド及び前記パッドを貼り付けるステップと、
を含む方法。 - 前記ポッドは、バッテリ及びマイクロコントローラを備える、請求項28に記載の方法。
- 前記ポッドは更に、前記マイクロコントローラと外部装置との間の無線通信の為の通信装置を備える、請求項29に記載の方法。
- (d)前記ポッドの為の充電器を供給するステップと、
(e)前記充電器を使用して前記ポッドを充電するステップと、
を更に含む、請求項28に記載の方法。 - 前記充電器は誘導式充電器である、請求項31に記載の方法。
- 前記充電器は、前記ポッドを充電しながら前記ポッドを消毒する構成要素を備え、(f)前記充電器を使用して前記ポッドを消毒するステップを更に含む、請求項31に記載の方法。
- ステップ(e)及び(f)は同時に実施される、請求項33に記載の方法。
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