[发明专利]基于腭刺激的口腔内平衡装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年5月16日提出申请的美国申请No.61/647,579的优先权，在此通过引用将其并入本文。

技术领域

一种装置通过将具有前庭功能丧失的个人的头部运动转化为能够被视为反馈的电刺激而允许该人估计他/她的物理定位，从而使得该人能够恢复平衡感。

背景技术

前庭失衡是由于多种前庭障碍导致的前庭反馈丧失而引起的严重问题。前庭康复治疗通过正规训练使得通过来自视觉和本体感觉的补偿而使大脑能够适应前庭功能丧失，从而对于一些患者来说可以减轻该问题。然而，失去的前庭功能不能完全由视觉和体感线索补偿，并且适应过程可能花费几个月或几年，并且有些时候适应过程可能无法完成。患者可能会变得过度依赖视觉和本体感觉，并且当视觉参考不可靠或者行走在不平坦的表面上时，平衡不稳定性经常会恶化。

用于提供人工平衡功能的各种装置可能是植入式的或非植入式的。植入式刺激器是侵入式的，并且典型地需要外科手术以嵌入在患者的皮肤下，例如在耳道内，从而提供前庭系统的直接刺激。

非植入式假体典型地从外部施加至皮肤，因此是提供自运动反馈的侵入性很小的方法。例如，这样的假体通过经由表面电极刺激前庭神经或者通过使用“感觉替代”、例如通过声音指示、振动触觉反馈或提供给舌头的电流以显示自运动线索来操作。

典型地，触觉振动器被安装在主体的躯干上。振动触觉系统典型地包括分布在躯干上或安装在头部上的小型机电振动器阵列。

通过舌头的电触觉刺激而被提供替代感觉反馈。由Wicab公司研发的舌头输入装置由放置在口里的冰棒状电极阵列和挂在胸前的控制器以及在它们之间运行的电缆组成。

在舌头的电触觉刺激的情况下，外观是一个大问题。头部运动和言语被限制。患者宁可将它用在一个私人环境下的康复训练。

已经研发了相对大但是可佩戴的运动传感前庭假体，以装配在人的躯干周围。这些能够提供具有涉及多轴中的倾斜和摇摆的信息的主题，并且能够被实施为具有“气囊”以在用户跌倒时展开。

发明内容

一种用于前庭替代的装置，包括完全装配在人口中的口器，其形状符合口的上腭或口盖(roof)。该口器封装以电子系统为主体的电路板，该电子系统可操作为基于头部运动将电脉冲传递给接触上腭的刺激器。该电子系统包括运动传感器，控制单元；刺激电路；以及电池。该运动传感器优选地是加速计。该控制单元优选地是具有数字输入/输出能力、串行外围接口/跨集成电路协议、计时器和用于传感器接口和时序控制的振荡器的微控制器。该微控制器优选地具有在存储器中被编码的指令，这使得能够处理来自加速计的数据以指示头部运动，并且控制每个嵌入电刺激器以传递具有可调的波形参数的电脉冲。该装置还可以包括无线收发器，以用于从人口外部远程控制该装置。该刺激电路以不具有净直流的电压控制的单相电脉冲的形式提供电荷平衡的刺激。该控制单元优选地使用脉冲频率调制，其中由较高频率的电脉冲指示较高大小的加速度。

技术问题

由于与尺寸相关的固有局限性，假体的可见性，构件的粗劣，以及与其他身体功能的干扰，现有的用于前庭替代的非植入式装置对于患者谨慎地在各种室内和室外活动中使用来说都不是实用的。

非临床环境中的听觉反馈的主要问题是它使用已经负载很重的感觉，并且它可能会阻碍在室内和室外活动中同样重要的语音通信和环境声音的块感知。否则，周围的噪声可能会引入错误的反馈以触发不平衡。

与振动触觉反馈系统相关联的问题包括功率损耗和随之而来的快速电池耗尽，大的系统尺寸，重的构件重量，缺乏易用性，以及不期望的外观。

对于使用舌头的电触觉刺激的装置，外观是一个大问题。头部移动和语言被限制。使用该装置的患者典型地在私人环境中经过正规的训练，然后依靠用于改进平衡的康复训练的残留影响而没有训练设备的磨损。在统计上，来自装置训练的残留影响的效果不能与康复训练治疗的效果区分开来。

解决问题的方法

由于前庭反馈是现场机构，对于室内和室外活动中的前庭替代来说，非常需要能够提供现场感觉反馈的隐藏装置。根据这样的装置，前庭患者在最需要的时候能够获得平衡帮助。

本发明的有利效果