[发明专利]用于产生治疗和诊断刺激的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过应用电波形进行的神经和其他生理性刺激，尤其涉及相当小型的数字/模拟神经选择性诊断或治疗电子装置，并且尤其涉及超出传统装置的改进的性能。

背景技术

可以使用声、光或电刺激对人体神经系统执行神经选择性刺激。因为神经组织的多个亚群(sub-population)促进不同的功能(例如兴奋或抑制)，所以在神经组织的治疗激发中使用神经选择性电刺激是有利的。

参考专利文献：

1981年12月15日授予J.Katims的题为“Method for transcutaneouselectrical stimulation”的美国专利No.4305402，公开了用于监视和获得在预定条件的诱发响应刺激下对象的实际电生理特征的方法和设备，其通过与计算机的交互，向对象施加皮肤电刺激；使用信号发生器来在某个方向上改变电流振幅和频率，以获得与监视的实际电生理特征有关的对象中的电生理特性。该信号发生器使用正弦波形输出。使用在多个频率处施加的非侵入的、非令人厌恶的电刺激，来确定电流感知阈值(CPT)。公开了5-10Hz、10-70Hz和70-130Hz的频率范围。

1985年3月12日授予J.Katims的题为“Method and apparatus fortranscutaneous electrical stimulation”的美国专利No.4503863。

针对被授予专利的Katims技术，在商业上开发了人工电流感知阈值(CPT)装置。使用人工CPT装置(见Katims美国专利4305402或4503863)，在要由技师测试的对象的皮肤上，彼此相距特定距离地放置一对相同的CPT电极。使用胶带将这些电极大体保持在适当的位置处。包含导电凝胶的电解质作为要测试的皮肤与电极表面之间的导电介质。技师必需使装置的控制隐藏于对象视野之外，从而使得该对象不可能见到装置的输出设置。然后，技师可以通知对象他/她将人工地缓慢增加CPT刺激的强度，并将要求对象报告何时感知到刺激。当对象报告感知到刺激时，技师将关断CPT装置的输出。更常见地，对象将报告他们在与皮肤部位接触的一个电极或两个电极下、或者在电极区域中对于刺激的初次感知。因为这不是自然感知的刺激，所以对象经常需要学习该刺激是什么，以及由此，最初的感知报告经常远超出实际最终确定的CPT。然后，技师以随机选择的减少量来降低输出强度并重复地进行较低强度的刺激，直到对象感知不到刺激为止。现有技术的CPT装置具有三工位开关，该三工位开关使得可以将刺激开启或关断或转到休眠(关断)位置。该开关在被切换时产生机械喀哒声。技师旋转限位(click)在这些位置之间的旋钮，从而向对象呈现刺激。技师通知对象：“现在我要对你进行两项测试，测试A然后休息，以及测试B，并且我希望你告诉我何时你可以感知测试A或B，或你是否不能感知任一项测试。”然后，技师进行在真设置(true setting)、休眠设置(rest setting)和假设置(false setting)之间以随机顺序来移动CPT装置的输出选择旋钮。例如，最初的两个测试将以其中测试A为真设置的顺序来执行，而接着的三个测试将以其中测试A为假设置的顺序来执行。通过基于对象的响应呈现阈上(超出阈值)和阈下(低于阈值)强度的刺激，技师能够将阈值变窄在两个阈下和阈上强度设置之间。由技师根据是否通过在电流强度上大电流台阶还是较小台阶确定阈值来确定CPT测量的分辨率。使用该人工装置，技师能够将CPT近似为这两个强度之间的平均值。由技师以不同刺激频率重复这个过程，从而确定特征CPT。技师需要人工地写下他/她由测试过程所确定的CPT值。这些CPT值然后被人工地输入计算机软件程序，从而进行统计学评估。

以下也被描述为背景：

J.Katims，D.M.Long，L.K.Y.Ng，“Transcutaneous Nerve Stimulation：Frequency and Waveform Specificity in Humans，”Appl.Neurophysiol.49：86-91(1986).