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KR101126715B1 - 넓게 이격된 전극들을 구비한 바이폴라 자극/레코딩 디바이스 - Google Patents

넓게 이격된 전극들을 구비한 바이폴라 자극/레코딩 디바이스 Download PDF

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KR101126715B1
KR101126715B1 KR1020097002871A KR20097002871A KR101126715B1 KR 101126715 B1 KR101126715 B1 KR 101126715B1 KR 1020097002871 A KR1020097002871 A KR 1020097002871A KR 20097002871 A KR20097002871 A KR 20097002871A KR 101126715 B1 KR101126715 B1 KR 101126715B1
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KR
South Korea
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electrode
electrodes
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stimulator
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제니퍼 추
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주스-자스 엘엘씨
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Abstract

근육 내 자극의 애플리케이션용으로 적합한 바이폴라 자극기 프로브는, 액티브 자극기 전극 및 레퍼런스 전극을 단일 툴의 일부로서 제공한다. 액티브 자극기 전극 및 레퍼런스 전극 간의 간격은, 알려진 바이폴라 자극기 프로브들 및 바이폴라 바 전극 컨피규레이션(configuration)들의 전극 간격보다 상당히 더 크다. 프로브 툴은 주어진 범위 내에서 두 개의 전극들 사이에서 상대적으로 넓은 이격을 제공함으로써, 2개의 전극들이 2-4cm 이하 정도만 이격된 바이폴라 자극과 비교해서 환자를 덜 고통스럽게하는 전기적 자극을 갖고, 분리된 레퍼런스 전극을 갖는 모노폴라 자극의 효과에 가까워지게 사용될 수 있다.

Description

넓게 이격된 전극들을 구비한 바이폴라 자극/레코딩 디바이스{Bipolar Stimulation/Recording Device With Widely Spaced Electrodes}
본 출원은 2006년 7월 31일에 출원된 이전 계속출원(co-pending) 중인 U.S. 가출원 번호 제60/834,184 호에 대한 우선권을 주장한다.
전기 자극기(stimulator) 디바이스 또는 EMG(electromyographic) 디바이스에 부착할 수 있는, 바이폴라 자극기 프로브(probe)들은 말초신경의 표면 자극을 위해 상업적으로 이용가능하다. 그와 같은 장비는 단일 디바이스상에, 자극(stimulation) 전극(electrode) 및 레퍼런스(reference) 전극 모두를 제공한다. 신경활동전위 및 근육활동전위의 표면 레코딩(recording)용이고, 그리고 전기적 근육 자극을 주는 역할을 또한 할 수 있는 분리된(개개의) 전극들의 세트들, 및 바이폴라 바(bar) 전극 컨피규레이션(configuration)들이 또한 존재한다.
이런 디바이스들의 유형은 SA-ETOIMS™(Surface Applied Electrical Twitch Obtaining Intramuscular Stimulation)로서 여기서 참조되는, 본 발명자에 의해 개발된 근육 통증 및 불편 경감 방법에서 탐색되는 타입의 근육 연축(twitch) 유도를 위해 표면 자극에서 사용될 수 있다. 이런 방법론은 2005년 9월 9일에 출원된, "Intramuscular Stimulation Therapy Using Surface-Applied Localized Electrical Stimulation"의 명칭의, 미국 가특허출원번호 제60/715,137호 및 대응하는 2006년 9월 7일 출원된, 정규 U.S 특허출원번호 제11/470,757호에서 설명된다. 이런 테크닉은 많은 근육들 내의 다수의 운동(motor) 종판(end-plate) 존들(연축(twitch)-포인트들)에 짧은 전기적 자극의 제공을 포함한다. 자극 방법은 환자 및 치료 임상의 모두에게 "사용하기 쉬워야(user friendly)" 한다. 즉 자극은 환자에게 상당한 추가적 불편을 일으키지 않아야 하고 방법은 임상의가 적용하기 쉬워야한다.
시판중인 표준 바이폴라 자극 프로브들은 액티브 전극과 레퍼런스 전극 사이의 프로브 간 거리가 2cm 이하이다. 바이폴라 자극의 이런 타입은 상당한 자극 통증을 야기시켜서 SA- ETOIMS™ 프로시저(procedure)에서 사용되기 바람직하지 않다. 또한 액티브 전극과 레퍼런스 전극 간의 밀접한 접근성(close proximity)때문에, 이런 디바이스들로 유도될 수 있는 연축(twitch)들이 작거나 미약한 포스(force)를 가져서, 상당한 통증 완화 효과들을 제공하지 않는다. 유사하게, 자극 목적뿐만 아니라 레코딩(recording) 목적을 위해 사용될 수 있는 표면 전극은 바(bar) 전극 쌍(pair)의 형태로 사용가능하다. 이런 디바이스들은 약 3-4 cm 전극간 거리를 가지므로, 이런 디바이스들이 SA-ETOIMSTM를 수행하기 위해 사용된다면, 자극 통증을 일으키는 동일한 문제가 생긴다. 자극/레코딩 전극들은 분리된(개별적) 전극들로서 또한 사용가능하다. 그러나 분리된 개별적 전극들은 SA-ETOIMS™ 프로시저에서 사용하기 위해 이상적인 것보다 못한데, 그 이유는 액티브 전극과 레퍼런스 전극 둘 다 다수의 자극 사이트와 레퍼런스 사이트로 양손잡식(bi-manual fashion)으로 이동해야 되고, 따라서 SA-ETOIMS™ 프로시저를 늦추고 방해해서 SA-ETOIMS™ 프로시저가 임상의에게 더 힘들게 하기 때문이다. 이런 어려움은 아래에 설명된 것처럼 모노폴라(monopolar) 자극 툴(tool)의 사용에 의해 어느 범위까지 완화될 수 있다.
본 발명자는 모노폴라 자극을 사용해서 SA-ETOIMS™를 수행했다. 즉 분리된 레퍼런스 전극과 함께 사용되는, 그 팁(tip)에 단일 전극이 탑재된 펜과 유사한 툴을 일반적으로 사용한다. 딱딱한, 펜과 유사한 툴 형태의 자극 전극은, 빠르고 효과적인 방법으로 서로 다른 자극 사이트로 전극을 쉽게 이동시키기 위해서 툴을 잡을 고정된 위치를 임상의에게 제공한다. 통증 또는 불편을 경감시키는 치료 효과는 큰 포스(force) 연축을 갖는 이런 사이트가 자극되었을 때만 실질적으로 얻어진다. SA-ETOIMS™는 시간에 기초한 방식으로 수행된다. 즉 10-15 분 세션에서 1시간 세션까지의 증분적인 치료 세그먼트들로 수행된다. 치료효과가 실질적이기 위해, 수행되는 서비스에 대한 요금(fee-for-service performed)으로 환자가 감당할 수 있고 지불되는, 타이밍된(timed) 세션들의 범위 내에서, 많은 큰 포스 연축 사이트가 탐색되고(sought), 위치되고, 치료되는 것이 필수적이다. 주어진 시간 프레임 내에서 가능한 많은 큰 포스 연축 사이트를 탐색할 수 있도록 전극이 연축이 유도되자마자 1초의 몇 분의 1 동안에, 다른 사이트로 이동될 필요가 있다. 따라서 자극 프로브들 및 참조 전극들이 SA-ETOIMS™ 프로시저를 편리하게 수행할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 그러나 알려진 유형의 접착식으로 적용되는 일회용(disposable) 전극형태로 제공된 자극 전극은 임상의가 효과적으로 잡을 어떤 고정 위치를 갖지 않 아서, 1 초의 몇 분의 1 마다 전극 재배치를 수반하는 치료 방법에 있어서 효과적인 사용을 위해 또한 비실용적이다. 펜과 크기 및 길이가 유사한, 모노폴라 자극 프로브는, SA-ETOIMS 프로시저에서 매우 유용하고, 그리고 근육 연축을 불러 일으키고 큰 포스 연축 사이트의 탐색을 용이하게 하도록 피부 표면에 자극을 위해 쉽게 적용될 수 있다. 그러나 모노폴라 자극 방법은 전형적으로 알려진 유형의 접착식으로 적용되는 일회용 전극인, 분리된 원격(remote0 레퍼런스 전극의 사용을 요구한다. 치료는 2-4 cm 이하로 이격된 전극들을 갖는 바이폴라 자극으로 하는 치료보다 덜 아프다. 그러나 모노폴라 자극은 단점이 있다.
모노폴라 자극의 경우, 자극 프로브를 다른 자극 포인트로 이동시킬 때, 반복적이고 불필요한 자극과 레퍼런스 사이트에서 유발되는 고통을 회피하기 위해서, 다른 신체 사이트로 일회용 분리된 레퍼런스 전극을 재배치시키는 것이 수반되어야 한다. 표면 레퍼런스 전극의 이런 유형은 빠른 이동들(예를 들어 매 초) 에 도움이 되지 않는다. 따라서 실제적으로 전극이 매분 기타 등등 이후에 이동된다. 이런 양손을 쓰는 작업으로 인해 치료하는 임상의는 시간을 낭비하게 되는데, 그 이유는 일회용 레퍼런스 전극이 피부 표면으로의 다수의 재배치(re-positioning) 및 재적용(re-application)을 할 때 그 점착성을 잃을 것이고, 제거되고 그리고/또는 떨어질 것이 때문이다.
하나의 레퍼런스 사이트에만 반복적인 자극으로 인한 피부 염증(irritation)을 회피하기 위해, 그리고 하나의, 분리된 레퍼런스 전극을 이곳저곳으로 자주 이동시키는 것을 회피하기 위하여, 다수의 레퍼런스 전극들이 피부의 다른 사이트들 에 위치될 수 있다. 서로 다른 레퍼런스 전극의 활성화(activation)를 순환시킴으로서, 서로 다른 레퍼런스 사이트들의 더 좋고 많은 고른 분포(distribution)가 존재한다. 임의의 단일의 레퍼런스 전극이 제거 및 재배치되어야 하는 횟수를 감소시킨다. 그러나 다른 사이트에 위치되는 레퍼런스 전극을 활성화시키기 위해서 임상의는 제1 레퍼런스 전극으로부터 악어 클립(alligator clip)을 떼어내고 다음 레퍼런스 전극에 그것을 한 손으로 재부착 시켜야하는데, 왜냐면 다른 손이 치료를 위해 사용되는 모노폴라 프로브를 잡고 있기 때문이다. 이는 하나의 손으로만 할 때 악어 클립이 잘 부착되지 않을 수 있기 때문에 임상의에게 불편을 초래한다. 양손을 쓰는 부착이 요청된다면, 치료에 차질이 생긴다. 이것은 성가신 일인데, 그 이유는 다수의 전극들이 물리적으로 제거되고, 이전에 반복적인 자극을 겪었던 사이트들에 있어서 불편을 회피하기 위해서, 다른 피부 사이트에 배치하기 위해 순환될 필요가 여전히 있기 때문이다. 레퍼런스 전극들의 다수의 서로 다른 사이트 배치를 필요로 하는 장기 치료에서, 전극들이 결과적으로 그 점착성을 잃어서 피부표면에서 떨어질 수 있다. 또한 레퍼런스 전극이 피부에 적절하게 달라붙지 않을 때, 피부에 대한 레퍼런스 전극의 접촉 영역의 감소가 더 많은 치료(treatment) 통증을 일으킬 수 있다.
SA-ETOIMS™를 써서 최적 통증 경감을 시키기 위해, 시간에 기초한(time-based) 치료에서 가능한 빠르게 큰 포스 연축들을 산출할 수 있는 많은 근육 운동점(motor point)를 탐색하는 것이 바람직하다. 표면 레퍼런스 전극이 자극 프로브로부터 일정 거리에 위치될 때, 자극이 향상될 수 있고, 큰 포스 연축들의 산출이 쉽게 될 수 있다. 레퍼런스 전극이 자극 프로브에 가깝게 위치되면, 치료가 고통스럽고 연축들이 작다. 레퍼런스 전극이 자극 프로브로부터 더 멀리 예를 들어 2-3 피트만큼 위치될수록, 깊게 위치하고 있는 운동종판(motor end plate) 존(zone)들(연축-포인트들)로부터 탐색되고 있는(sought-after) 큰 포스 연축들을 유도해내는 것을 더 쉽게 한다. 하나의 예로서, 레퍼런스 전극이 종아리 근육 또는 팔 근육을 자극하고 있는 동안, 중간 또는 아래의 등 영역에 있을 수 있지만, 이는 레퍼런스 전극이 쉽게 닿을 수 있는 곳에 있지 않은 사이트에 있다면 임상의에게 문제를 일으킨다. 그러면 임상의는 레퍼런스 전극에 닿아야 하거나, 또는 손에 닿는 곳에 있는 다른 위치로 더 가깝게 레퍼런스 전극을 이동시켜야 하는 매 시간마다 일시적으로 치료를 중단해야한다.
모노폴라 자극 접근법(분리된 레퍼런스 전극을 구비)의 추가적인 단점은, 자극 전극과 레퍼런스 전극의 길게 분리된 와이어(wire)들이 엉키기 쉽고, 그 엉킨 와이어를 풀기 위해서 임상의가 치료를 중단해야한다는 것을 포함한다. 또한, 피부가 전기적 자극에 더 민감한, 신체의 복부(앞) 표면상에(특히 하나의 사이트에 반복적인 자극과 연관된 부분들) 레퍼런스 전극 배치를 위해서 적합한 사이트를 찾는데 있어서 어려움이 있다. 또한 임상의가 레퍼런스 전극을 신체의 뒷면(back of the body)으로부터 제거하는 것을, 몸의 앞면 또는 흉곽의 근육들을 치료하는 동안 잊어버린다면, 흉강을 통한(trans-thoracic) 전류가 유도될 수 있어서 심장 리듬에 안 좋은 영향을 끼칠 수 있다.
전술한 것들을 염두에 두고, 본 발명자는 바이폴라 자극기 프로브에 대한 필요가 존재한다는 것을 인식하였다. 여기서 액티브 자극기 전극, 레퍼런스 전극이 단일 툴(tool)의 일부로서 제공되고, 그 전극들간의 간격(separtion)이 알려진 바이폴라 자극기 프로브들 및 바이폴라 전극 컨피규레이션들의 전극 간격보다 상당히 더 큰, 세팅된, 예를 들어 표준화된 간격에서 고정가능하다. 일반적인 원리로서, 큰 포스 연축들을 얻기 위해서 그리고 바이폴라 툴로 모노폴라 자극(stimulating) 컨디션을 시뮬레이션하기 위해서, 액티브 전극과 레퍼런스 전극간의 거리가 가능한 멀리 이격되어야 한다. 이상적으로 이 두개의 전극들은 가능한 멀리 떨어지게(아마도 2-3 피트 이상) 이격될 수 있지만, 바이폴라 전극 툴에 의해 제공된 매우 넓은 이격의 이런 유형을 갖는 것이 임상용으로(clinically) 실용적이지 않을 수 있다. 이런 디바이스는 너무 무겁고, 부피가 크고, 그리고/또는 실용적 용도에 불편할 수 있다. 또한 중간조직(intervening tissue)들의 평탄하지 않은 윤곽(contour)들은 레퍼런스 전극이 피부 표면에 접촉되지 못하게 할 수 있다. 실제적인 효용성(utility)을 위해, 15-16 cm (6 inches)의 전극 이격이 자극 전극과 레퍼런스 전극 사이에서 제공될 수 있다. 그러나 이 2개의 전극 간의 이격(spacing)을 증가시키거나 감소시키는 옵션을 구비하는 것이 유리하다. 프로브 툴은 주어진 범위 내에서 전극들의 고정된 상대적 위치의 조정을 가능케하도록 구성될 수 있는데, 그 방법은 예를 들어 Vernier caliper와 같은 슬라이딩 게이지(gauge)에서 사용되는 원리와 유사한, 슬라이딩가능하거나 그렇지 않으면 이동성있게 탑재된 전극들에 의한다. 2개의 전극들 간의 넓은 이격을 제공하는 바이폴라 프로브 툴은 분리된 레퍼런스 전극을 갖고, 2개의 전극들이 2-4 cm 이하만큼만 이격된 바이폴라 자극에 비교해서 환자를 덜 고통스럽게하는 전기 자극을 갖는, 모노폴라 자극의 효과에 가까워질 것이다. 전극간 거리를 줄이는 능력은 얼굴, 손, 발의 작은 근육들을 치료하는데 필수적이다.
도 1은 본 발명에 따른 바이폴라 자극 프로브의 도식적인 묘사이다.
도 1a는 툴(Vernier caliper-style)의 하나의 말단으로 이동된 핸들을 구비한, 도 1의 실시 예의 변형의 도식적인 묘사이다.
도 2는 추가의 바이폴라 실시 예의 자극 프로브 툴의 도시적인 묘사이다.
도 3은 본 발명에 따른 추가의 예시적인 프로브 툴의 도식적인 묘사이다.
도 4는 또 다른 하나의 예시적인 프로브 툴의 실시 예의 도식적인 묘사이다.
도 5는 도 1의 도식적 표시에 대응하는, 본 발명에 따른 프로토타입(prototype) 프로브 툴을 묘사하는 사시도이다.
도 6은 도 3의 도시적인 묘사에 대응하는, 본 발명에 따른 다른 하나의 프로토타입(prototype) 프로브 툴의 사시도이다.
이제 첨부된 도면들을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 바이폴라 자극 프로브(1)의 도식적인 묘사이다. 핸들(2)은 바람직하게는 약 3-6" 정도 길이이다. 와이어(3)는 프로브 툴의 2개의 이격된 전극들(5, 7)로 이어지고, 적합한 자극기/레코딩 디바이스(예를 들면, 시판중인 사용가능한 전기적 자극 유닛, Digitimer Limited (Herforthshire, England) 사의 Model DS 7)로 연결된다. 도해된 것처럼, 전극(5)은 자극 전극일 수 있고, 전극(7)은 레퍼런스 전극일 수 있다. 전극(5, 7)은 도 1에 도시된 것과 같이, 자극 프롱(prong)(9, 11) 사이에서 프롱들과 수직으로 뻗은, 멤버(12)를 통한 연결로 서로 간에 부착된(attached), 이격된 암(arm) 또는 프롱(prong)(9, 11)의 말단에 탑재된다. 프롱(prong)(9, 11)은 바람직하게는 약 2.5 " (50 mm) 길이이고, 전극(5, 7) 간에 거리 "A" 만큼 분리되도록, 서로 간에 이격된다. "A" 는 바람직하게는 중심에서 중심까지 적어도 6"이고, 24-36"의 상한 한계를 갖는다. 전극(5, 7)은 알려진 유형일 수 있다. 자극 애플리케이션을 위해서, 전극들이 젖은 코튼(cotton) 또는 물에 함빡 젖은 울 뭉치에 의해 커버될 수 있지만, 전기 전도(conduction)를 용이하게 하기 위해 고장성(hypertonic) 9-10% 염수(saline)를 사용하는 것이 바람직하다. 자극 전극은 SA-ETOIMS용으로 제작된 일회용(disposable) 펠트(felt) 패드 형태로 제공될 수 있다. 자극 전극은 치료에 있어서 사용을 용이하게 하기 위해서 미리-패키지에 넣어지거나(pre-packaged), 미리-흠뻑 젖어지거나, 고장성 9-10% 염수에 적셔질 수 있다. 레코딩 목적을 위해, 레코딩 표면이 바람직하게는 스테인리스 스틸로 또는 다른 알려진 적합한 유형의 도전성 금속 표면으로 만들어진다.
트리거(trigger) 버튼은 프로브 툴(1)에 탑재되어서, 임상의로 하여금 자극 애플리케이션을 위해 그 프로브를 편리하게 활성화시키도록 할 수 있다. 스위치는 바람직하게는 임상의에 의해 트리거되는 온/오프 컨트롤(on/off control)을 위해, 측면 또는 말단에 있는, 핸들 상의 푸시-버튼에 의해 활성화되거나, 자극 전극의 환자 접촉 표면에 가해지는 압력에 의해 활성화되는, 터치 감응식(touch-sensitive)일 수 있다. 프로브는 환자 또는 다른 사람에 의해 트리거될 수 있는 분리된 핸드(hand) 버튼을 통해 활성화될 수 있다.
자극 프로브는 경량이어야 하고, 바람직하게는 2-4 oz 이하의 무계이어야 한다. 예를 들어 바람직하게는 대략 쓰는 펜의 무게이다. 그러나 멤버(12)를 통한 연결을 위해 사용되는 물질은 반복적인 사용을 하게 됨에 따른 파손과, 포스있는(forceful) 연축으로부터, 상당한 충격(impacting) 포스들을 부착된 프롱을 따라 받음에 따른 파손을 견디기 충분하게 튼튼해야 한다. 프로브(1)의 핸들 또는 스템(2)의 원주(circumference)는, 잡기 쉬워서 임상의에게 편하게 바람직하게는 약 4 cm이거나, 또는 쓰는 펜의 직경과 비슷하다. 핸들(2)은 손 움직임 때문에 피부 표면의 전극들의 흔들리는 것을 회피하기 위해, 바람직하게는 3-6 인치 길이를 갖는다. 대안적으로, 스템모양의(stem-like) 핸들 대신에, 멤버(12)를 통한 연결부가, 스팀 전기 다리미에서 일반적으로 사용되는 것과 유사한 방식의 핸들로서 사용될 수 있도록 또한 두꺼울 수 있다(도 2 참조, 하기에서 논의됨). 또한 핸들이 Vernier caliper의 핸들과 유사하게, 멤버(12)를 통한 연결부의 한 말단에 위치될 수 있다. 이는 도 1a에 도시된다. 이때 툴은 재배치된 핸들 2'를 구비한다. 이런 설계에서, 핸들은 멤버(12)를 통한 연결부에 둔각(obtuse angle)으로 기울여질 수 있어서(프라잉(frying) 팬 또는 소스(sauce) 팬의 암(arm)에서 일반적으로 보이는 것과 같음), 그 결과 핸들은 이용시, 환자의 피부 또는 근육 조직에 접촉하지 않을 것이다. 이런 핸들은 도 1a에 점선으로 도시된다(2"로 표시됨). 핸들은 장기간 쥐 기 편한 둘레의 치수이어야 한다. 전극 간 거리를 변경시키기 위한 컨트롤이, 엄지로 조작할 수 있도록 핸들상에 적절하게 위치될 수 있다. 컨트롤은 선택된 전극간 거리로 고정시킬 수 있는, 윌(wheel) 또는 버튼일 수 있다. 환자와 접촉하고 있는 전극 표면 모두 바람직하게는 원형 형태이고 1-2 cm의 직경을 가진다.
도 2는 추가의 실시예의, 프로브 툴(13)의 도식적인 묘사이다. 여기서 액티브 및 레퍼런스 전극(5,7)이 말단(end)에 탑재되고, 약 6"의 이격을 갖는, 이격된 전극 탑재 구조가 아치형/반달 형태의 암(arm)(14)의 형태로 주어진다. 이 실시 예는 첫 번째 실시 예에서와 마찬가지로, 암(14)의 중심부에 부착된, 핸들(2)을 또한 구비한다. 스템모양의(stem-like) 핸들(2)이 생략될 수 있고, 이 경우에 스팀 전기 다리미의 손잡이와 유사한, 아치형/반달형 암(14)이 장기적으로 쥐기(gripping) 편한 둘레의 치수(girth)로된 핸들로서 사용될 수 있다.
평탄하지 않은 신체의 영역들상에서, 자극 전극과 레퍼런스 전극은 피부 표면에 동시에 접촉하도록(touch) 쉽게 도달될 수 없을 것이다. 이 어려움은, 이런 평탄하지 않은 신체의 영역들을 치료하면서 자극 전극을 단순히 재배치함으로써 극복할 수 있다. 또한 액티브 전극과 레퍼런스 전극 사이에 연결기(connector)의 부분을, 도 2에 도시된 것처럼 아치형 또는 반달형으로 만듦으로써, 근육 윤곽(contour)에 더 맞도록 해서, 이런 문제에 도움이 될 것이다. 또한 프로브 암들은 프로브 말단들이 피부 표면에 닿도록 하기 위해서 움직이거나 휘게 만들어질 수 있다. 이런 개념은 독서하기 적합한 양의 빛을 제공하기 위해서 최적 각도를 제공하도록 휠 수 있는 독서용 램프의 굴절성(flexible) 스템(stem)의 개념과 유사하 다. 프로브 디바이스의 암들 및 핸들은 전기적으로 자극 전극 및 레퍼런스 전극을 절연시키고, 임상의에게 전달되는 전극 또는 전기 임펄스의 쇼트를 방지하기 위해서, 전극 플라스틱 또는 다른 절연 물질로 만들어지거나, 또는 감싸져야 한다.
도 3은 추가의 예시적인 실시 예의 프로브 툴(15)의 도식적인 묘사이다. 여기서 이격된 전극 탑재 구조가 본래 편평한 바(bar)(16)의 형태로 제공되며, 그 구조에 액티브 및 레퍼런스 전극(5, 7)이 직접적으로 탑재될 수 있거나, 예를 들어 0.5" 길이 이하의, 매우 짧은 암들 또는 프롱들에 탑재될 수 있고, 전극간 이격이 약 6"이다. 이 실시예는 또한 첫 번째 실시 예에서처럼, 편평한 바(15)의 중심부에 부착된, 핸들(2)을 구비한다. 바 전극의 이런 유형은 편평하고 고른 표면에 레코딩하거나 자극하기 더 적합하다. 프로브 툴(15)은 빠른 SA-ETOIMS 치료(therapy)를 수행하는데 있어서 큰 포스 연축 사이트의 빠른 탐색 및 위치 선정이 필요한 곳에 사용하기에 그렇게 적합하지 않다. 이것은 윤곽이 있는(contoured) 근육들 위의 피부 표면과 접촉하는 양 전극들의 배치를 방해하는, 바 전극의 프롱들의 짧은 길이 때문이다.
도 4는 다른 하나의 예시적인 실시 예의 프로브 툴(17)의 도식적인 묘사이다. 여기서 이격된 전극 구조가 둔각(obtuse angle)을 형성하도록, 한점에 모이는 암들(19)의 쌍의 형태로 제공된다. 이전 실시 예들과 유사하게, 액티브 및 레퍼런스 전극(5, 7)은 암들의 말단에 탑재될 수 있고, 예를 들어 전극 간 약 6"의 스페이스를 가질 수 있다. 이 실시 예는 첫 번째 실시 예에서와 같이, 핸들(2)을 더 구비한다. 핸들(2)은 이 경우에 각이진(angled)(한점에모인(converging)) 암(19)에 의해 형성된 구조의 중심 정점(apex) 부에 부착된다.
SA-ETOIMS™ 관련 이점들이 장래에 실현될 수 있는, 본 발명에 따른 넓게 이격된 바이폴라 프로브 툴이 아래에 서술된다.
바이폴라 프로브 툴은 SA-ETOIMS™ 치료(treatment)가 더 빠르게 수행되도록 하는데, 이는 자극 전극을 이동시킬 필요가 있는 모노폴라 자극 방법에서처럼 양손을 쓰는 작업과, 또한 치료 프로시져 동안 레퍼런스 프로브를 이동시키는데 필요한 별도의 시간 및 주의(attention)가 임상의에게 요구되지 않기 때문이다.
액티브 자극 프로브와 함께 레퍼런스 전극의 쌍으로된 움직임은 레퍼런스가 위치되는 임의의 하나의 사이트가, 장기간 과도한 자극 및 불필요한 불편을 환자에게 끼치는 것을 막는다.
자극기 전극과 레퍼런스 전극 사이에 고정되거나 제한된 조정가능한 거리를 가짐으로써, 레퍼런스 전극이 치료되는 근육의 동일한 영역 내에 있고 자극이 관심있는 하나의 근육에 국한될 수 있도록 한다. 하나의 근육으로의 이런 자극 분리(isolation)는 엉덩이(buttock) 및 하지(lower limb)의 넓은 근육을 치료할 때도 가능하다. 자극은 또한 신체의 한쪽으로 분리될 수 있는데, 이는 자극 전극 및 레퍼런스 전극 모두가 이런 목적을 수행하기 위해 함께 이동될 수 있기 때문이다. 이것은 실질적으로 신체의 앞면의 근육들을 치료하는 동안에 신체의 뒷면에 레퍼런스 전극의 우발적인 배치 가능성을 제거하고, 그리고 심장 리듬을 방해할 수 있는 흉강을 통한(transthoracic) 전류를 유발하는 수반되는 위험을 제거한다.
바이폴라 프로브 툴의 경우, 그 툴의 스템으로 이어진 하나의 케이블만이 필 요하고, 2개의 분리된 와이어들이 필요하지 않게 하므로, 그 툴을 보다 사용자가 쓰기 편하게 만든다. 이는 치료동안에 와이어들이 엉클어지지 않게 하고 치료 시간을 더 잘 활용할 수 있게한다.
본 발명자는 15-16 cm 또는 6"의 고정된 전극간 거리로 SA-ETOIMS 치료를 제공하기 위하여 도 5 및 도 6에 도시된 것들과 유사한 프로토타입 프로브들을 사용하고, 큰 포스 연축들이 유도될 수 있게하기에 충분한 전극 이격(spacing)을 발견했다. 이런 프로브를 쓰는 치료는 스태틱(static) 레퍼런스 전극 배치를 사용하는 모노폴라 자극에 비교해서 더 빠르고, 더 효율적이고 그리고 확실히 덜 고통스럽다. 일정 실례들에 있어서, 과체중 환자의 엉덩이와 같은, 일정 근육들에서, 이런 이격은 큰 포스 연축을 유도하기 충분하지 않을 수 있다. 이런 상황은 6" 이상으로, 가능하다면 24"-36", 또는 그 이상으로 액티브 전극과 레퍼런스 전극 간의 거리를 증가시키는 슬라이드가능한 또는 이동가능한 메커니즘을 써서 극복될 수 있다. 이런 배열(arrangement)은 바이폴라 프로브의 배치(positioning)을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있어서, 그 결과 액티브 전극이 관심있는 근육에 배치될 수 있고, 레퍼런스 전극이 다른 근육에 놓이도록 배치될 수 있다. 이것은 유리하게, 2개의 전극 간의 넓은 이격 거리 때문에, 모노폴라 자극 컨디션을 큰 범위로(great extent) 시뮬레이션한다. 전극 이격을 조정하기 위하여, 크로스암(cross-arm)(20)을 따라 전극의 슬라이딩가능한 움직임은 도 5의 화살표 B1 및 B2에 의해 도시적으로 묘사되었다. 전극들을 재배치(reposition)/새로순응(reorient)시키도록 크로스 암(20)이 구부러지도록 하는, 굴절성(flexible) 조인트들이 참조번호(21)에 도식적으로 묘사되었다. 이전에 서술된 것과 같이, 툴의 트리거 스위치와 연관될 수 있는 핸들에 탑재된 사용자가 활성화시키는(user activated) 푸쉬-버튼(23)이 도 5에 또한 묘사된다(예시된 슬라이드가능한 이동, 굴절성(flexible) 조인트들 및 푸시버튼은 본 발명자에 의해 사용되는 프로토타입 프로브들에서 제시되지 않은 선택적 특징들이다).
본 발명의 바이폴라 프로브 디바이스들은 또한 SA-ETOIMS™ 자극 목적을 위한 그 디바이스들의 유용한 사용 이외에 실익(utility)을 또한 구비한다. 이런 디바이스들은 레퍼런스 전극과 액티브 전극이 넓게 이격되도록 하는 것이 필수적, 혹은 바람직할 수 있는 다른 자극 프로시저들을 위해 사용될 수 있거나, 신경 및/또는 근육을 자극하기 위해서 모노폴라 자극 컨디션들을 시뮬레이션하는 것이 바람직한 상황들에서 사용될 수 있다.
이런 프로브와 동일한 유형이 EMG(electromyographic) 기계를 사용해서, NCS(nerve conduction study) 레코딩을 수행하기 위해서 감각신경활동전위(sensory nerve action potential) 및 복합근활동전위(compound muscle action potential)를 레코딩하기 위해 또한 사용될 수 있다. 큰 근육들을 레코딩하는 운동신경전도( motor nerve conduction) 연구들을 위해서, 액티브 전극이 관심 근육의 운동점(motor point)에 걸쳐서 배치되고, 레퍼런스 전극이 레코딩되는 근육의 힘줄(tendon) 또는 관심있는 힘줄이 삽입된 뼈와 같은 전기적 비활성화 영역에 배치될 수 있다. 유사하게 감각신경활동전위를 레코딩하기 위해서, 액티브 전극 및 레 퍼런스 전극이 감각신경의 분포 선에 걸쳐서 배치된다.
레코딩 프로시저들을 위해 더 나은 전기 판독(readings)을 획득하기 위해서, 환자의 피부와 접촉해서 배치된 프로브 전극들은 바람직하게는 자극 목적들을 위해 사용되는 일회용 젖은 펠트(felt) 패드들 대신에, 바람직하게는 금속 또는 다른 EKG(electrocardiographic) 및 NCS(nerve conduction study) 레코딩에 통상적으로 사용되는 물질들과 같은, 일회용 금속성 전도 물질로 되어 있다. 툴의 액티브 리드(lead) 및 레퍼런스 리드는 바람직하게는 EMG 기계의 전치증폭기(pre-amplifier)의 적절한 리셉터클(receptacle)에 잘들어맞을 수 있는 호환성있는(compatible) 유형일 수 있다. 본 발명가에 의해 제공된 이격된 전극 쌍(pairing)은 최적 운동점으로부터 주어진 근육을 기록하기 위해 그 최적 운동점의 탐색을 용이하게하는데 유용하다. 이것은 레코딩 전극 및 레퍼런스 전극을 재배치시키는 것이 용이하고, 레코딩 전극 및 레퍼런스 전근 간의 고정될 수 있거나 표준화된 거리를 사용할 수 있기 때문이다. 액티브 전극과 레퍼런스 전극간의 이격이 일정하게(고정되게) 유지되지 않을 때, 레코딩되는 전위의 모양 및 진폭이 이 2개의 전극들 간의 거리에 관계되어 변경되고; 이 변경(variability)은 감각신경활동전위 레코딩에서 특히 두드러진다. 도 3에 도시된 것과 같은 바 전극 스타일 프로브는 감각활동전위 및 운동활동전위의 레코딩을 위해 적합하다.
본 발명이 다양한 실시 예들 및 그 세부사항들에 연관해서 설명되었지만, 전술한 기술과 예들은 설명 의도이고, 본 발명의 범위를 제한할 목적이 아니다. 다양한 다른 수정들 및 배열들이 본 발명의 범위 내에 있다.
전기적 자극기 디바이스 또는 EMG(electromyographic) 디바이스에 부착할 수 있는 바이폴라 자극기 프로브(probe)들은 말초신경의 표면 자극에 상업적으로 이용가능하다.

Claims (17)

  1. 바이폴라 자극기 프로브로서,
    제 1 피부 접촉면을 갖는 액티브 자극기 전극,
    제 2 피부 접촉면을 가지며 상기 액티브 자극기 전극에 대한 레퍼런스 전극으로 사용되는 제 2 자극기 전극, 및
    단일 툴의 일부로 제공되는 사용자 핸들을 포함하며,
    상기 프로브는 피부 접촉 중 그리고 하나의 피부 접촉 위치로부터 다른 위치로의 상기 프로브의 이동 중에 상기 전극들 상호간의 위치를 고정하며, 주어진 범위에서 상기 전극들의 고정된 상대적 위치의 가이드된 (guided) 조정을 제공하는 이격 전극 탑재 구조를 포함하며,
    상기 이격 전극 탑재 구조는 한 쌍의 이격된 암 부 (arm portion)들을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 피부 접촉면은 상기 암부의 자유 말단에 존재하며, 공통면 (common plane) 안에 근접 (proximal)하게 위치하는 적어도 하나의 중심부 (central portion)를 가지며, 상호 저지받지 않는 (unopposed) 각 방향에서 상기 자유 말단으로부터 대향하며, 상기 전극들의 고정된 상대적 위치의 가이드된 조정은 상기 공통면 내에서 근접하는 (proximal), 바이폴라 자극기 프로브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극들 중 적어도 하나는, 상기 전극들의 위치 조정이 가능하도록 상기 이격 전극 탑재 구조에 의해 슬라이딩 가능하게 탑재된, 바이폴라 자극기 프로브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이격 전극 탑재 구조는 평평하지 않은 (uneven) 피부 표면의 터치를 가능하게 하기 위해, 상기 액티브 자극기 전극 및 레퍼런스 전극의 고정된 상대적 위치의 조정을 가능하게 하도록 이동가능하거나 벤딩 (bending) 가능한, 바이폴라 자극기 프로브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이격 전극 탑재 구조는 암(arm)들 사이에서 가로로(cross-wise) 뻗은 연결 부재를 더 포함하는, 바이폴라 자극기 프로브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전극들 중의 적어도 하나는 상기 전극들의 고정 위치의 조정을 가능하게 하도록 상기 연결 부재 상에 슬라이딩 가능하게 탑재된, 바이폴라 자극기 프로브.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 사용자 핸들은 상기 연결 부재의 일 말단으로부터, 상기 이격된 암들로부터 멀어지도록 연장되는, 바이폴라 자극기 프로브.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 암들은 상기 연결 부재에 대해 직각으로 연장되는, 바이폴라 자극기 프로브.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 암들은 상기 액티브 자극기 전극 및 상기 레퍼런스 전극을 전기적으로 절연하도록 배열된 전기 절연 물질을 포함하는, 바이폴라 자극기 프로브.
  9. 제1항에 있어서,
    자극 어플리케이션을 위해, 상기 프로브를 전기적으로 편리하게 활성화시킬 수 있도록 하는 트리거(trigger) 스위치를 더 포함하는, 바이폴라 자극기 프로브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트리거 스위치는 상기 핸들 상에 제공된 푸쉬-버튼에 의해 활성화되는, 바이폴라 자극기 프로브.
  11. 제1항에 있어서,
    양 전극들은 원형 형태인, 바이폴라 자극기 프로브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전극들은 1-2 cm 범위의 직경을 갖는, 바이폴라 자극기 프로브.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 각 액티브 자극기 전극 및 레퍼런스 전극 각각은 면, 펠트 (felt) 및 울을 포함하는 그룹에서 선택된 다공성 액체 흡수 물질의 커버를 포함하는, 바이폴라 자극기 프로브.
  14. 제13항에 있어서,
    다공성 액체 흡수 물질은 면 물질을 포함하는, 바이폴라 자극기 프로브.
  15. 제 13항에 있어서,
    다공성 액체 흡수 물질은 펠트(felt) 패브(pad)들을 포함하는, 바이폴라 자극기 프로브.
  16. 삭제
  17. 삭제
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