[发明专利]用于热纤维刺激的系统和方法

说明书

本发明提供用于施加脉冲能量以实现人类受检者的生理响应的装置、系统和方法。本文公开的系统和方法可包括例如刺激装置，该刺激装置将诸如热量的脉冲能量施加到一定体积的组织中。该刺激装置可包括一个或多个电极并且可附连到皮肤或植入身体内的靶部位处。该系统和方法还可包括监测装置，该监测装置在该脉冲能量的施加期间检测该人类受检者的至少一个生理参数，诸如血流量、氧递送、肌张力、皮下或肌肉温度或大脑活动。控制装置可使用所检测到的生理参数来定义该刺激装置的治疗参数，使得该脉冲能量与所测量的生理参数同步以实现期望的响应，诸如减轻疼痛、抑制食欲和/或激活享乐响应。

优先权要求

本申请要求2020年6月2日提交的名称为“用于经由热纤维刺激改善疼痛缓解的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR IMPROVED PAIN RELIEF VIA THERMAL FIBERSTIMULATION)”的美国临时专利申请63/033,635和2020年10月19日提交的名称为“用于经由热纤维刺激改善疼痛缓解的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR IMPROVED PAINRELIEF VIA THERMAL FIBER STIMULATION)”的美国临时专利申请63/093,736的权益，这两个专利申请全文均以引用方式并入本文。

技术领域

以下公开内容整体涉及基于刺激的治疗装置、系统和方法。具体地，本公开涉及用于向患者的身体施加热量、振动、电刺激和其他刺激以用于治疗目的的系统和方法。

背景技术

1965年，Melzack和Wall描述了刺激大直径非疼痛感觉神经可减少疼痛神经携带的不愉快活动量的生理机制。发表在《科学》杂志上的这一具有里程碑意义的观察被称为“门控理论”，并提供了一个模型来描述外周神经系统和中枢神经系统中各种类型的感觉通路之间的相互作用。该模型描述了诸如温和的电刺激的非疼痛感觉输入可如何减少或限制到达中枢神经系统的伤害性(疼痛)输入的量。

门控理论刺激了研究，导致了新医疗装置(诸如经皮神经电刺激器(TENS))的创造。简而言之，TENS通过电“阻断”外周神经携带的疼痛脉冲起作用。冷热感受器位于皮肤表面下方。热感受器在约36℃至45℃的温度范围内激活，并且冷感受器在低于34℃正常皮肤温度的约1℃-20℃的温度范围内激活(Van Hees和Gybels，1981年)。刺激由细的多觉型C神经纤维集中传输。热感受器的激活也受到热刺激上升速率的影响(Yarnitsky等人，1992年)。45℃以上时，暖感受器放电减少并且伤害性响应增加，产生疼痛和烧灼感(Torebjork等人，1984年)。

在受控实验条件下，多觉型热感受器的激活可显著缓解疼痛。Kakigi和Watanabe(1996年)证明，人体志愿者皮肤的变暖和变冷可显著减少报告的疼痛量和CO₂激光的有害刺激引起的体感诱发电位活动。作者提出，这种效应可能来自于热刺激产生的中枢抑制效应。在不同的人体实验疼痛模型中，也报告了热模拟对疼痛的类似抑制作用(Ward等人，1996年)。研究作者(Kakigi和Watanabe，1996年和Ward等人，1996年)提出，热镇痛部分来自于刺激小而细的C神经纤维产生的中枢抑制效应(门控)。这与TENS形成对比，TENS至少通过激活大直径传入神经纤维引起的门控产生部分镇痛作用。

最近的一些临床研究强烈支持用热作为遭受慢性疼痛患者的止痛药，并提供了热产生镇痛作用的潜在机制。Abeln等人，(2000年)在一项随机对照单盲研究中，对76名患有腰痛的受检者进行了低水平局部热疗效应的检查。热疗法在缓解疼痛和改善睡眠质量方面比安慰剂产生的效应显著更有效。

Weingand等人，(2001年)在一项随机、单盲、对照试验中，对一组200多名患有腰痛的受检者进行了低水平局部热疗效应的检查，并将热疗与安慰剂热疗、口服镇痛剂安慰剂和布洛芬1200mg/天进行了比较。通过体检和Roland-Morris残疾量表评估，作者发现热疗法比安慰剂更有效，在缓解疼痛和增加身体机能方面优于布洛芬疗法。