[发明专利]具有电极矩阵的经皮电刺激装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种经皮电刺激装置，其包括分布在电极极板上的被配置为施加到人体或动物体的皮肤区域上的多个刺激电极的矩阵，被所述矩阵覆盖的皮肤区域包括多个刺激响应表面区域，所述装置还包括耦合至所述刺激电极的电子电路，其被配置为向所述刺激电极的至少其中之一施加刺激信号，以刺激所述刺激响应区域中的一个。

背景技术

例如，这样的电刺激装置用于机能电刺激（通常又被称为FES）领域和借助电刺激信号的疼痛缓解（通常又称为经皮电神经刺激或简称为TENS）领域。在FES和TENS中，都是向人体或动物体局部施加电信号，以激励神经系统的特定部分。有很多临床报告都涉及将TENS用于不同类型的症状，例如，下背部疼痛、筋膜炎和关节炎疼痛、交感神经传导痛、膀胱失禁、神经原痛、内脏痛和术后疼痛。TENS是在皮肤的表面上（=经皮）施加电刺激，其主要用于疼痛缓解。借助某一类以频率、脉冲持续时间和幅度为特征的电波形，通过外表面电极施加TENS。电刺激也用于其他用途，例如，使受到刺激的肌肉组织收缩的电肌肉刺激。

具体而言，向经受电刺激的人或动物的皮肤上局部施加小的电流。已经发现这样的电刺激具有各种有利的作用。如上所述，疼痛缓解就是已知的有利作用之一。此外，已经发现，电刺激能够激活肌肉组织，并且可以激发伤口的愈合。为了取得最佳的有利作用，向人或动物皮肤上的具体的最佳位置施加电信号。

本发明是针对将TENS应用于患有关节炎的膝盖而描述的，但是本发明并不局限于这一应用或身体部分。在遵医嘱采用TENS治疗疼痛的膝盖时，临床医生往往将基于标准疗法根据固定的规程施加刺激电极，而不是采用针对个体指定的方案。根据不以患者的个人需要为基础的规程要将刺激电极放置在膝盖的周围。此外，患者必须记住理疗医生告诉过他或者给他示范过的内容，从而在家独自放置所述刺激电极。如果其关节内的疼痛区域发生了变化，那么患者必须自己弄清楚怎样将新的疼痛区域作为目标，或者必须回去找理疗医生。

本发明的目的

考虑到上述内容，需要一种根据开头段落的电刺激装置，所述装置允许对这些区域进行刺激，从而使这些区域可以从这样的刺激中受益。

发明内容

根据本发明的第一方面，这一目的是通过分布在电极极板上的刺激电极的矩阵和耦合至所述刺激电极的电子电路实现的，所述矩阵被配置为施加到人体或动物体的皮肤区域上，受到所述矩阵覆盖的皮肤区域包括多个刺激响应表面区域，所述电子电路被配置为向所述刺激电极的至少其中之一施加刺激信号，以刺激所述刺激响应表面区域之一，所述矩阵中的刺激电极的布置使得所述矩阵中的相邻刺激电极之间的距离小于刺激响应表面区域的直径。

已知，对具体的皮肤区域的刺激可以在身体其他某处的对应部分产生电生理学效应。不同的刺激响应表面区域（简称刺激区域）对应于不同的“作用区带”（即，对具体的皮肤区域的刺激产生效果的对应身体部分）。在已知的TENS装置中，医生利用这一知识将相对较大的电极施加到患者皮肤上的正确位置上。电极的正确位置取决于需要（例如）疼痛缓解的作用区带。如上所述，这一方案可能带来问题，例如，当患者以后在家里不得不自己放置电极的时候，或者当需要疼痛缓解的区域发生变化的时候。根据本发明，这一问题是通过使用覆盖多个刺激点的电极矩阵以及耦合至所述电极从而向所选电极中的一个或多个施加刺激信号的电子电路解决的。之所以确保了电极极板的正确放置是因为所述矩阵中的电极的布置使得每一刺激区域都受到至少一个电极表面的相当大的部分的覆盖。为了获得这样的覆盖，相邻电极之间的距离必须小于刺激区域的直径。在所述刺激区域被两个、三个或更多刺激电极的部分覆盖时，每一叠加电极的覆盖可以小于只有一个刺激电极覆盖所述刺激区域时的情况。

在优选实施例中，所述矩阵中的电极的尺寸和布置使得不管电极极板的确切放置如何，刺激区域都被至少总量对应于一个刺激电极的表面积的电极表面所覆盖。例如，所述刺激区域可以被至少一个完整的电极覆盖，或者被至少两个单独的半个电极覆盖。

在本发明的可能的疼痛缓解应用当中，将矩阵中的刺激电极划分成至少两个刺激电极群集，每一群集与具体的疼痛区域相关。因此，将所述电子部件编程为刺激某一群集，从而在对应的疼痛区域内引起疼痛缓解。刺激某一群集意味着激励所述群集中的至少一个刺激电极。可以以人工方式或者通过由电子电路执行的算法选择所要激励的电极。由于生理变化的原因，电极的选择可能随着时间的推移而需要调整。也可以人工或自动执行这样的调整。在疼痛的确切位置发生了变化时，可以对电子部件重新编程，以激励另一群集中的其他电极，从而在新的疼痛区域内引起疼痛缓解。