[发明专利]使用经皮神经刺激来应用总体波形的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求下面的临时专利申请的优先权，每个专利申请通过引用被全部并入本文：标题为“SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS FOR TRANSDERMAL ELECTRICAL STIMULATION WAVEFORM DESIGN AND USE”且2014年5月17日提交的美国临时专利申请号61/994,860；以及2015年1月5日提交的美国临时专利申请号62/100,029(标题为“METHODS AND APPARATUSES FOR DELIVERY OF ENSEMBLE WAVEFORMS”)。

通过引用并入

在好像每个单独的公布或专利申请特别和单独地被指示通过引用被并入的相同的程度上，在本说明书中提到的所有公布和专利申请通过引用被全部并入本文。

领域

本发明通常涉及用于无创性神经调节的方法和装置，且更特别地涉及使用适合于引起特定的认知效果的复杂波形合成的经皮电刺激系统和用于控制这些系统的控制系统，使得它们可输送这些复杂的波形合成。

背景

影响神经活动的无创性神经调节技术可调节神经活动的模式并引起改变的行为、认知状态、感知和运动神经输出而不需要侵入性过程。例如，通过头皮电极的经颅/经皮电刺激(在下文中的“TES”)用于以经颅交流电刺激(在下文中的“tACS”)、经颅直流电刺激(在下文中的“tDCS”)、经颅微电流刺激疗法(在下文中的“CES”)和经颅随机噪声刺激(在下文中的“tRNS”)的形式影响人类中的脑功能。已经公开了用于TES的系统和方法(见例如Capel的美国专利4,646,744、Haimovich等人的美国专利5,540,736、Besio等人的美国专利8,190,248、Hagedorn和Thompson的美国专利8,239,030、Bikson等人的美国专利申请2011/0144716和Lebedev等人的美国专利申请2009/0177243)。具有多个电极和高水平的可配置性的tDCS系统(见例如Bikson等人的美国专利申请2012/0209346、2012/0265261和2012/0245653)被公开为具有用于自动刺激的便携式TES系统(Brocke的美国专利8,554,324)。

一般，TES在各种临床应用——包括疼痛、抑郁、癫痫和耳鸣的治疗——中在治疗上被使用。在TES治疗使用的至少一些情况中，涉及在治疗中的TES的功效的更多数据是需要的。尽管有到目前为止关于TED神经调节的研究，TES的现有的系统和方法在关于有效的TES波形的设计和使用的至少一些情况中缺乏。关于TES波形的设计和输送限制可用的系统。而且，可用的系统不允许用户调节预定/预先配置的电刺激协议。

例如，Brocke的美国专利8,554,324公开了由用户进行的TES自动刺激的移动系统。Brocke还描述实施方式，其中有线或无线远程控制用于控制电刺激发生器以及智能电话、蜂窝电话或PDA作为遥控器的使用。然而，由Brocke描述的系统和方法在用于定义、获取和/或输送有效的TES波形给用户的至少一些实例中缺乏。

实际上，大部分TES系统被描为仅有基本波形，且一般应用相同的刺激(或相同基本刺激集的重复版本)，包括简单的斜升和斜降。这样的刺激不是特定的效应所特有的(例如认知效果，例如使受验对象安静或具有活力)且可能不是普遍有效的。所需要的是在各种受验对象当中有效地修改受验对象的认知状态的详细波形模式。

因此，用于由穿戴式TES系统应用这样的复杂波形的系统、设备和方法将是有利的。在本文描述了用于神经刺激以应用可被称为总体波形的波形的方法和装置(包括设备和系统)，其包括很多顺序的子部件，其中由发明人找到的对有效神经调节重要的波形参数的子集可单独地或组合地在所输送的波形的不同部分处改变以在调节受验对象的(用户的)认知状态时实现高水平的功效和舒适。

在本文还描述了用于将总体波形的波形参数传输到神经刺激器控制器的系统、设备和方法，神经刺激器控制器实现关于传输总体TES波形的各种波形参数的神经刺激器的鲁棒、有效和可靠的控制。

本公开的概述