[发明专利]用于焦虑症、抑郁症和失眠症(ADI)的交流动态频率刺激系统和方法

说明书

构想出了电刺激系统和方法，在所述电刺激系统和方法中，产生用于输送至患者大脑的额叶皮质区的高电流水平、电荷平衡交流电信号。使用电荷平衡刺激电流刺激大脑该区域，电荷平衡刺激电流的刺激电流包络线限定具有特定频率和持续时间的一个或多个系列脉冲，这些脉冲被设计成激发神经元中的代谢反应，因此，相对于早期的经颅电刺激方法，尤其是向患者施用所产生的整流直流分量的电刺激方法，可以在疗效、减轻患者不适感方面得到显著改善。实现另外优点(尤其是在促进神经夹带方面)的方式既可以是加入反馈信号动态调节刺激波形以实时维持电荷平衡，也可以是在不同频率下使用多个系列脉冲。

相关申请的交叉引用

本申请涉及和要求于2020年7月22日提交的且题为“用于焦虑症、抑郁症和失眠症(ADI)的经颅交流动态频率刺激(TACS)系统和方法(TRANSCRANIAL ALTERNATING CURRENTDYNAMIC FREQUENCY STIMULATION(TACS)SYSTEM AND METHOD FOR ANXIETY,DEPRESSION,AND INSOMNIA(ADI))”的美国临时申请第63/054,955号的权益，其全部公开内容通过引用整体并入本文。

声明：联邦资助的研究/开发

不适用

技术领域

本公开总体上涉及电刺激领域。本公开尤其涉及用于治疗焦虑症、抑郁症和失眠症(ADI)和其他相关疾病的改进的电刺激系统和方法。

背景技术

过去，通过位于头部的电极向患者施加电流的电刺激设备已得到研发，并用于多种用途，例如用于产生镇痛作用、催眠以及减轻或控制偏头痛。通常，此类治疗被称为经颅电刺激(tCES)或颅电刺激(CES)。传统tCES设备虽然用于许多不同目的，但可能有严重缺点。例如，许多传统tCES设备利用直流(DC)分量来消除或降低皮肤电阻，让治疗电流(可以是直流和交流电流的组合)穿入神经系统。

由于存在TCES设备产生的治疗电流的DC分量，因此通常会给经历TCES治疗的患者带来不愉快的体验。在早期的TCES设计中，DC电流的存在总是会导致佩戴者皮肤剧烈疼痛或灼伤，需要在电极和佩戴者皮肤之间放置厚的导电衬垫，以使治疗能够承受。即使在最近研发的TCES疗法中，DC电流水平受限，但是，电流水平受限的这些DC电流仍然会经常导致使用者严重不适。此外，即使在仅向皮肤施加交流电时，皮肤各层通常会产生非线性复阻抗，非线性复阻抗总是会对交流信号进行整流并产生DC分量。这种DC分量使皮肤中的伤害感受器去极化，从而导致患者不适。如果DC刺激的伤害感受器传出至头部的三叉神经分支，不适感就可能会投射转移到前额区。

即使在仅使用交流电的TCES疗法中，这种由DC整流引起的患者不适会使输送的功率达到上限。由于这种功率上限，此类传统疗法的疗效有限。

经皮神经电刺激(tENS)是电刺激设备通过电极向患者施加电流的另一种技术。tENS设备使用较低电压电流，通过皮肤输送电脉冲来刺激电极所在区域的神经，从而短期无创缓解疼痛。通常，与经颅刺激相比，tENS疗法依赖于较低电压电流，而经颅刺激依赖于更深入的穿透，严格来说，由电流本身引起的疼痛通常未有报道。TENS疗法的确切作用机制仍存在争议。一种理论是，经皮输送电流到神经，会导致过度刺激受影响神经，从而减弱或消除受影响神经感知疼痛的能力，有效“掩盖”疼痛，否则这些疼痛会被刺激区域的神经感知到。另一种理论是，应用tENS疗法引起的神经刺激会刺激内啡肽的产生，而内啡肽单独起到止痛作用。

但是，传统tENS设备和tENS电极通常仅用于治疗四肢或下背等部位的疼痛。tENS设备上通常标注有禁止在头部、肩部或颈部等部位使用的强烈警告。

因此，需要用于治疗焦虑症、抑郁症和失眠症的新颖电刺激系统和方法。

发明内容