神经刺激装置和方法制造方法及图纸

技术编号:20928132 阅读:24 留言:0更新日期:2019-04-20 12:17
提供了一种神经刺激器,特别是一种用于比如尺神经和/或正中神经等周围神经的非侵入性神经刺激器。该刺激器可以装配在使用者的左臂和/或右臂、手腕或手附近,以使用电、光、声音、磁场、振动或压力、或这些刺激的任意组合来刺激正中神经和/或尺神经。该装置采用独立带或扣环的形式,或者形成健身跟踪带、手表或智能手表的一部分。该神经刺激器包括用于产生上述刺激中的任何一种或其组合的刺激发生器、用于将所产生的刺激施加到使用者的手臂、手腕或手的施加器、以及用于控制刺激发生器和施加器的操作的控制器。在一些情况下,对于比如光、声音,磁场、振动或压力等刺激,发生器和施加器可以组合成单个部件。

Nerve stimulator device and method

A nerve stimulator is provided, in particular a non-invasive nerve stimulator for peripheral nerves such as the ulnar nerve and/or the median nerve. The stimulator can be assembled near the user's left arm and/or right arm, wrist or hand to stimulate the median and/or ulnar nerves with electricity, light, sound, magnetic field, vibration or pressure, or any combination of these stimuli. The device adopts the form of independent belt or buckle, or forms part of fitness tracking belt, watch or smart watch. The nerve stimulator includes a stimulator for generating any or a combination of the above stimuli, an applicator for applying the generated stimuli to the user's arm, wrist or hand, and a controller for controlling the operation of the stimulator and the applicator. In some cases, for stimuli such as light, sound, magnetic field, vibration or pressure, the generator and the applicator can be combined into a single component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】神经刺激装置和方法
本专利技术涉及一种用于刺激手臂、手腕或手中的神经的装置和方法,尤其涉及一种用于使用者周围神经(包括但不限于尺神经和/或正中神经)的神经刺激的装置。在实施例中,该装置可以采用便携式非侵入性模块的形式,该模块被安排用于使用电、光、声音、磁场、振动或压力刺激正中神经和/或尺神经,该模块在使用者的手臂、手腕或手附近,该模块可以采用独立带或扣环的形式,或者也可以集成到健身跟踪带、手表或智能手表中。本专利技术的装置(和相关方法)的潜在使用者包括个体消费者和/或患者,目的在于改善非医学指征和医学指征。非医学指征包括但不限于运动表现和耐力,包括解决疲劳、警觉和运动技能发展。非医学指征可以进一步包括但再次不限于改善认知表现,比如学习、阅读、注意力或多任务处理、体重减轻和时差、以及正念。医学指征包括但不限于改善ADHD、抑郁症、癫痫、失眠、偏头痛、焦虑、急性和慢性疼痛、心血管疾病、运动障碍和功能恢复。
技术介绍
神经系统由中枢神经系统和周围神经系统构成。周围神经系统(PNS)的功能是将中枢神经系统连接到四肢和器官。各种脊神经有助于形成互连神经的神经丛网络。臂丛是几个主要神经丛中的一种,并且是从31个脊神经中的五个送入。正中神经和尺神经从臂丛延伸到人的前臂中,如图1所示。正中神经和尺神经通过臂丛和脊神经形成脑与自主神经系统的导管。刺激这些神经可以影响运动/感觉脑功能、以及自主神经系统。
技术实现思路
广义上讲,本专利技术提供了一种神经刺激器,特别是用于比如尺神经和/或正中神经等周围神经的非侵入性神经刺激器,该非侵入性神经刺激器可以安装在使用者的左臂和/或右臂、手腕或手附近,使用电、光、声音、磁场、振动或压力、或这些刺激的任意组合来刺激中位神经和/或尺神经,该装置采用独立带或扣环的形式,或者形成健身跟踪带、手表或智能手表的一部分。该神经刺激器或多个刺激器可以被装配为刺激使用者的左手臂和/或手腕和/或手、该使用者的右手臂和/或手腕和/或手、或该使用者的左和右手臂和/或手腕和/或手。稍微更详细来讲,该神经刺激器包括用于产生上述刺激中的任何一种或其组合的刺激发生器、用于将所产生的刺激施加到使用者的手臂、手腕或手的施加器、以及用于控制刺激发生器和施加器的操作的控制器。在一些情况下,对于比如光、声音,磁场、振动或压力等刺激,发生器和施加器可以组合成单个部件。在实施例中,施加器包括至少一个通常靠近使用者手臂、手腕或手的前侧或腹侧的刺激接口,取决于刺激的性质,刺激接口可以采用各种形式,用于将刺激施加到使用者的皮肤。在实施例中,刺激可以作为连续波形、或一系列脉冲来施加,连续波形包括方波形、矩形波形、正弦波形或三角形波形。在实施例中,并且取决于应用,刺激器可以包括用于监测并确定与使用者相关联的生理参数的使用者生物测量传感器,这些使用者生物测量传感器可以实施在施加器中或附近(但不是必需的),这些生理参数包括但不限于心率(HR)、心率变异性(HRV)、体温、SPO2、GSR(皮肤电反应)和惯性测量中的任何一个。在实施例中,控制器可以包括与使用者生物测量传感器通信的使用者生物测量模块。在实施例中,控制器可以包括与GSR传感器通信、用于测量使用者皮肤的电导率的GSR(皮肤电反应)检测模块、和/或使用者生物测量模块。在实施例中,控制器可以包括与惯性测量(IMU)传感器通信的IMU模块,以用于确定使用者是否在进行体育活动。在一些实施例中,用于监测并确定与使用者相关联的生理参数的使用者生物测量传感器、以及刺激接口围绕使用者的手臂、手腕或手的周界以至少30度间隔开或分段。在实施例中,控制器包括用于根据刺激曲线控制所施加的刺激的刺激控制器模块,刺激曲线就持续时间和/或频率和/或强度/振幅和/或宽度方面限定了所施加的刺激。在实施例中,并且再次取决于应用,刺激器可以包括通信模块,以用于促进神经刺激器与包括使用者的移动设备(即,智能电话、平板电脑或智能手表)在内的外部/远程设备和/或云上的远程服务器之间的通信和数据传输。设想到从刺激器传输的数据可以包括关于正在施加的刺激的信息和/或由生物测量传感器确定的生理参数,该信息包括持续时间、频率、强度等。相反,设想到从外部/远程设备传输到刺激器的数据可以包括关于要施加的刺激的变化的信息(即,实现修改后的或调整后的刺激曲线),控制器然后可以通过刺激控制器模块结合发生器和施加器实现刺激的变化。在实施例中,电池和相关的电池充电器可以连接到施加器。电刺激在刺激是电刺激的情况下,刺激发生器包括高压发生器和电流限制器,以通过开关矩阵来产生供施加的电刺激。在实施例中,该电刺激包括一系列电脉冲,其中该刺激控制器模块包括用于根据该刺激曲线、通过该开关矩阵来控制该电刺激的开关的开关控制模块和脉冲控制模块。在实施例中,该刺激接口包括至少一个连接至该开关矩阵的开关装置,以控制该刺激接口的操作。在实施例中,电池和相关的电池充电器连接到施加器,特别是连接到与每个刺激接口相关联的每个开关装置。在第一实施例中,该刺激接口包括至少一个电极对,以用于将电流发送穿过该使用者的组织,以刺激相关的神经。在实施例中,至少一个电极对具有双重功能,以使得该电极对能够提供和接收电流。在实施例中,电极对可以被安排成预定的配置,以允许有针对性地刺激神经系统的特定区域。更具体地,可以应用平行延伸的电极对的配置以建立用于将尺神经和/或正中神经作为靶的接近度,这些神经沿着前臂的长度在旁边延伸。在一个实施例中,可以以十字形图样提供两个电极对以将尺神经和/或正中神经作为靶。在一系列电脉冲的情况下,每个刺激脉冲能够包括单频率脉冲、或能够包括具有频率相同或不同的两个或更多个脉冲的组合的脉冲。在设想到的应用中,脉冲刺激曲线可以具有以下参数:频率范围:0.1Hz至1000Hz强度:100uA至10mA脉冲宽度:1uS至100mS在特定实施例中,该刺激可以包括两个或更多个频率的总和,例如具有大约1Hz频率的慢振荡波形、叠加在该慢振荡波形之上的具有大约15Hz频率的中等振荡波形、以及叠加在该慢振荡波形和该中等振荡波形之上的高振荡波形,该高振荡波形具有30Hz到50Hz的频率。磁刺激在刺激是磁刺激的情况下,刺激发生器包括时变磁场发生器和相关刺激接口,以在使用者组织中引起电流,以便刺激该/这些神经。光刺激在刺激是光刺激的情况下,刺激发生器包括比如发光二极管(LED)或激光器等光源,以便刺激该/这些神经。与传遍组织并且不能轻易聚焦的电刺激不同,光刺激提供了能够被精确定位的优点。声音刺激在刺激是声音的情况下,刺激发生器包括声音发生器,以便刺激该/这些神经。振动刺激在刺激是振动刺激的情况下,刺激发生器包括振动发生器,以便刺激该/这些神经。压力刺激在刺激是压力刺激的情况下,刺激发生器包括振动发生器,以便刺激该/这些神经。方便地,神经刺激器可以采用便携式可穿戴刺激器的形式,该刺激器可以被实施和/或容装和/或容纳和/或集成在健身跟踪带、扣环、贴片、条带、或套袖或传统手表内和/或固定到其上(例如,用夹子)。在一个版本中,并且特别参考使用所谓的蝴蝶扣环的手表(通常是高档豪华手表),所述蝴蝶扣环包括中央弯曲夹体,相邻的柔性条带部分铰接地装配到所述蝴蝶扣环上,所述神经刺激器可以一体地或可移除地装配到该夹体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于周围神经的非侵入性神经刺激器,这些周围神经包括尺神经和/或正中神经,该非侵入性神经刺激器有待装配在使用者的左和/或右手臂、手腕、或手附近,以使用至少一种刺激来刺激正中神经和/或尺神经,该神经刺激器包括:用于产生至少一种刺激的刺激发生器;用于将所产生的刺激施加到该使用者的手臂、手腕、或手的施加器;以及用于控制该刺激发生器和该施加器的操作的控制器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.31 US 62/343,4051.一种用于周围神经的非侵入性神经刺激器,这些周围神经包括尺神经和/或正中神经,该非侵入性神经刺激器有待装配在使用者的左和/或右手臂、手腕、或手附近,以使用至少一种刺激来刺激正中神经和/或尺神经,该神经刺激器包括:用于产生至少一种刺激的刺激发生器;用于将所产生的刺激施加到该使用者的手臂、手腕、或手的施加器;以及用于控制该刺激发生器和该施加器的操作的控制器。2.如权利要求1所述的神经刺激器,其中,该刺激是作为连续波形、或者作为一系列脉冲而被施加的,该连续波形包括方波形、矩形波形、正弦波形或三角形波形。3.如权利要求2所述的神经刺激器,其中,该施加器包括至少一个刺激接口,以用于将该刺激施加到该使用者的皮肤,该刺激接口优选地靠近该使用者的手臂、手腕、或手的前侧或腹侧。4.如权利要求3所述的神经刺激器,该神经刺激器包括实施在该施加器中或附近的使用者生物测量传感器,以用于监测并确定与该使用者相关联的生理参数,这些生理参数包括心率(HR)和/或心率变异性(HRV)和/或体温和/或SPO2和/或GSR(皮肤电反应)和/或惯性测量。5.如权利要求4所述的神经刺激器,其中,该控制器包括与这些使用者生物测量传感器通信的使用者生物测量模块。6.如权利要求5所述的神经刺激器,其中,该控制器包括:与GSR传感器通信、用于测量该使用者皮肤的电导率的GSR(皮肤电反应)检测模块、和/或使用者生物测量模块。7.如权利要求5所述的神经刺激器,其中,该控制器包括与IMU传感器通信的惯性测量(IMU)模块,以用于确定该使用者是否在进行体育活动。8.如权利要求4至7中任一项所述的神经刺激器,其中,这些使用者生物测量传感器用于检测并确定与该使用者相关联的生理参数,并且该刺激接口围绕该使用者的手臂、手腕或手的周界以至少30度间隔开或分段。9.如前述权利要求4至8中任一项所述的神经刺激器,其中,该控制器包括用于根据刺激曲线来控制所施加的刺激的刺激控制器模块,该刺激曲线就持续时间和/或频率和/或强度和/或振幅和/或宽度方面限定了所施加的刺激。10.如权利要求9所述的神经刺激器,其中,该刺激器包括用于促进该神经刺激器与外部或远程设备之间的通信和数据传输的通信模块,该外部或远程设备包括该使用者的移动设备和/或远程服务器。11.如权利要求10所述的神经刺激器,其中,从该刺激器传输的数据包括关于正在施加的刺激的信息和/或这些生物测量传感器确定的生理参数,该信息包括持续时间、频率和强度。12.如权利要求10所述的神经刺激器,其中,从该外部或远程设备传输至该刺激器的数据包括关于要施加的刺激的变化的信息,以实现修改后的或调整后的刺激曲线,该控制器经由该刺激控制器模块、结合该发生器和该施加器能够实现该刺激曲线。13.如权利要求10至12中任一项所述的神经刺激器,其中,该刺激器或多个刺激器被装配为刺激该使用者的左手臂和/或手腕和/或手、该使用者的右手臂和/或手腕和/或手、或该使用者的左和右手臂和/或手腕和/或手。14.如权利要求9至13中任一项所述的神经刺激器,其中,该至少一种刺激包括电、光、声音、磁场、振动或压力、或这些刺激的任意组合。15.如权利要求14所述的神经刺激器,其中,对于光、声音、磁场、振动或压力刺激,该发生器和该施加器组合成单个整体部件。16.如权利要求14所述的神经刺激器,其中,对于电刺激,该刺激发生器包括高压发生器和电流限制器,以通过开关矩阵来产生供施加的电刺激。17.如权利要求16所述的神经刺激器,其中,该电刺激包括一系列电脉冲,其中该刺激控制器模块包括用于根据该刺激曲线、通过该开关矩阵来控制该电刺激的开关的开关控制模块和脉冲控制模块。18.如权利要求17所述的神经刺激器,其中,该刺激接口包括至少一个连接至该开关矩阵的开关装置,以控制该刺激接口的操作。19.如权利要求18所述的神经刺激器,其中,电池以及相关的电池充电器连接至与每个刺激接口相关联的每个开关装置。20.如权利要求19所述的神经刺激器,其中,该刺激接口包括至少一个电极对,以用于将电流发送穿过该使用者的组织,以刺激相关的神经。21.如权利要求20所述的神经刺激器,其中,至少一个电极对具有双重功能,以使得该电极对能够提供和接收电流。22.如权利要求21所述的神经刺激器,其中,这些电极对被安排成预定配置,以允许该神经系统的具体区域的针对性刺激。23.如权利要求22所述的神经刺激器,其中,这些电极对彼此平行延伸,用于将沿着前臂的长度在旁边延伸的尺神经和/或正中神经作为靶。24.如权利要求22所述的神经刺激器,其中,这些电极对是以十字形图样提供的,以将尺神经和/或正中神经作为靶。25.如权利要求16至24中任一项所述的神经刺激器,其中,在一系列电脉冲的情况下,每个刺激脉冲能够包括单频率脉冲、或能够包括具有频率相同或不同的两个或更多个脉冲的组合的脉冲。26.如权利要求25所述的神经刺激器,其中,该脉冲刺激曲线的频率范围介于0.1Hz到1000Hz之间、具有100uA到10mA的强度和1uS到100mS的脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢纳·拉布斯沙涅凯文·杜菲特伦斯·霍华德·亨利
申请(专利权)人:斯高弗盖斯特实验室公司
类型:发明
国别省市:列支敦士登,LI

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