通过热刺激进行刺激的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种通过热刺激来刺激位于患者皮肤中的温觉感受器的装置。该装置包括多个非侵入式的刺激单元用于以电磁辐射照射患者的皮肤，对此通过吸收电磁辐射在患者的皮肤中生成热刺激并且由刺激单元发出的电磁辐射的波长范围能够调节。该装置还包括用于控制刺激单元的控制单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过热刺激进行刺激的装置和方法
本专利技术涉及一种通过热刺激来刺激位于患者皮肤中的温觉感受器的装置及方法。
技术介绍
目前对于许多疾病没有令人满意的治疗，在这些疾病中形成有增加的神经同步，例如中风或肠易激综合征之后特别显著的功能障碍。这些疾病的特征在于，由于神经系统中病态过度的同步和随之产生的相关神经群体的病态增加的交联，正常的神经活动受到干扰或限制，并且取而代之的是建立了神经活动在空间-时间上的病态模式(例如在适应不良的情况下)。在这些疾病中特定的例如在大脑或肠道神经节中的神经群体病态地、通常过度同步地触发。也就是说，大量的神经形成同步的动作电位；相关的神经过度同步地触发。相反地，对于健康的人来说，这些大脑区域中的神经以另外的方式、例如以不相关的方式触发。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种通过热刺激进行刺激的装置和方法，通过该装置和方法可以实现比现有技术更有效的去同步化并且较长时间地保持抑制病态突触网络。通过独立权利要求的特征实现了本专利技术的上述目的。本专利技术的有利的扩展方案和实施例在从属权利要求中给出。附图说明接下来以示例的方式根据附图进一步阐述本专利技术。其中：图1示出了处于运行过程中的、通过热刺激来刺激位于患者皮肤中的温觉感受器的装置的示意图；图2示出了水分的吸收系数的图表；图3示出了算出的被吸收辐射的百分比相对于不同吸收深度的波长的关系图；图4A至4D示出了用于生成具有不同波长的电磁辐射的刺激单元的不同实施例的示意图；图5A至5F示出了用于形成所发出的电磁辐射的刺激单元的不同实施例的示意图；图6A至6I示出了用于生成均匀分布的电磁辐射的不同光学部件的示意图；图7A至7C示出了用于生成热刺激的刺激单元的一个实施例的示意图；图8至10示出了通过一个或多个激光器或其它的用于生成电磁辐射的热辐射器进行热刺激的装置的各种实施例的示意图；图11A和11B示出了通过多个有机的发光二极管进行热刺激的装置的一个实施例的示意图；图12A至13B示出了通过多个能够彼此机械连接和电连接的刺激单元进行热刺激的装置的各种实施例的示意图；图14示出了一个热刺激的示意图；图15示出了一种借助热刺激的CR刺激的示意图；以及图16和17示出了另一个借助热刺激的CR刺激的示意图。具体实施方式图1示意性地示出了通过热刺激来刺激位于患者皮肤中的温觉感受器的装置1。该装置1特别是光动力学的刺激器。装置1包含多个以电磁辐射照射患者皮肤的刺激单元2。由刺激单元2发出的电磁辐射的波长范围能够调节。此外，设有用于控制刺激单元2的控制单元3。刺激单元2以及特别还有控制单元3是非侵入式的单元，也就是说，在装置1的运行过程中这些单元位于患者的体外并且不通过手术植入患者体内。多个刺激单元2实现了，通过各个刺激单元2在时间上和空间上相协调地刺激皮肤的不同接收区域。在患者的皮肤中吸收由刺激单元2发出的电磁辐射。通过吸收电磁辐射加热皮肤的多个区域并且由此理想地以热刺激来刺激皮肤中的温觉感受器4。如图1示意性地示出，温觉感受器4直接位于表皮5的下方和真皮6中的毛乳头下方(通常在皮肤表面以下大约150μm的深度中)。优选这样调节由刺激单元2发出的电磁辐射的波长，即，由真皮6的区域7吸收电磁辐射，在该区域中具有温觉感受器4，并且表皮5不吸收或者仅少量吸收电磁辐射。对于热刺激来说，波长在780nm至1mm范围内(并且特别是在780nm至3000nm的红外范围内附近)的红外辐射是最合适的电磁辐射，因为这些辐射完全被真皮所吸收。对于1000nm以上的波长，主要由血液中的水分负责在真皮中吸收辐射。如图2中所示的水分的吸收系数的描述，水分对于波长在1000nm以上的辐射具有高的吸收能力。因为表皮不含血管，所以表皮中的水分浓度低于真皮中的水分浓度。这实现了，通过选择适当的波长频谱可以加热真皮并且同时仅少量地加热表皮。紫外辐射一般不适用于热刺激，因为这种高能的辐射会容易损伤皮肤。此外，表皮中含有的黑色素会强烈地吸收紫外辐射。虽然对于人类来说的可见光不具有这种缺陷，但是相对少量地吸收在表皮和真皮中。使用红外辐射来生成热刺激时需要注意，在表皮中也含有水分并且在表皮中也相应地吸收辐射。因此需要在高的吸收系数和低的吸收系数之间找到恰当的平衡，高的吸收系数造成在比较薄的层中强烈地吸收辐射但是辐射的侵入深度小，低的吸收系数实现了辐射的较深的侵入深度(并且从而吸收在真皮中)，但是也会造成辐射吸收在更厚的层中。为了说明这种关系，在图3中示出了计算得出的所吸收辐射的百分比相对于不同吸收深度的波长的关系(其中由此得出，水分中的吸收对于温觉感受器的刺激非常重要)。根据本专利技术，这样调节所施用的电磁辐射的波长，即该辐射最佳地刺激真皮中的温觉感受器。因为皮肤的吸收能力有个体差异，所以在治疗之前对每个患者分别计算可以获得尽可能好的刺激效果的波长或波长范围是有利的。可以采用本领域技术人员熟知的红外辐射源作为生成电磁辐射的辐射源。对此例如为发光二极管(LEDs)；有机的发光二极管(OLEDs)；超辐射-发光二极管(SLEDs)；半导体-激光二极管，例如双异质结构(DoubleHeterostructure)-激光器、量子阱激光器(QuantumWellLaser)、量子串级激光器(QuantumCascadeLaser)、分别限制异质结构(SeparateConfinementHeterostructure)-激光器、分布反馈(DistributedFeedback)-激光器和垂直空腔表面发射(VerticalCavitySurfaceEmitting)-激光器；以及气体激光器和固体激光器。波长为2.1μm的Ho:YAG(Holmium:YAG)-激光器和波长范围为1.3至1.5μm的GaAs-激光二极管特别适用于辐射源，以能够刺激皮肤表面以下大约100至200μm以及特别是在150μm范围内的深度中的温觉感受器。图4A至4D示意性地示出了刺激单元2的不同实施例，通过该刺激单元可以生成所期望的频谱范围的辐射，从而能够最佳地刺激位于患者皮肤中的温觉感受器。图4A中所示的辐射源8生成具有波长分布λRS的电磁辐射。在图4B中由辐射源8发出的辐射穿透光学滤光片10，由此过滤掉特定的频谱部分并且在光学滤光片10的出口获得波长分布λF。为了能够生成具有不同的波长分布λF的辐射，可以设置不同的光学滤光片10。刺激单元2可以这样设计，即，选择性地在辐射源8的前面放置一个光学滤光片10(或者也可以没有光学滤光片10)，从而由此生成对于热受体的刺激来说最佳的波长范围。图4C示出了荧光材料11，通过该荧光材料推延由辐射源8生成的频谱并且获得图4C所示的波长分布λC。为了生成不同的波长分布λC，可以提供不同的荧光材料11，这些荧光材料选择性地放置在辐射源8的前面。图4D示出了一个具有辐射源8的刺激单元2的实施例，该辐射源的辐射频谱由控制单元3进行调节。辐射源8例如可以是可调节的激光器。图4D示例性地示出了三个不同的波长分布λRS(t1)、λRS(t2)和λRS(t3)。通过适当地调节辐射源8可以调整图1所示的在真皮中的区域7的位置和扩张，在该真皮中引起辐射的吸收以及组织的加热。通过使用相应的光学部件可以形成由辐射源8发出的辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过热刺激来刺激位于患者皮肤中的温觉感受器的装置，其中‑设有多个非侵入式的刺激单元(60)用于以电磁辐射照射患者的皮肤并且通过吸收所述电磁辐射在患者的皮肤中生成热刺激，‑所述刺激单元(60)分别具有一个主表面和多个侧面，在所述主表面上发射电磁辐射，在所述侧面上设有连接部件(61、62)，以及‑所述刺激单元(60)能够通过所述连接部件(61、62)相互连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.12 DE 102012005030.51.一种通过热刺激来刺激位于患者皮肤中的温觉感受器的装置，其中-所述装置具有多个用于以电磁辐射照射患者的皮肤的非侵入式的刺激单元(60)和一个控制单元，-通过吸收所述电磁辐射在患者的皮肤中生成热刺激，-所述刺激单元(60)分别具有一个主表面和多个侧面，在所述主表面上发射电磁辐射，在所述侧面上设有第一连接部件(61)和第二连接部件(62)，-所述刺激单元(60)能够通过所述第一连接部件(61)和所述第二连接部件(62)相互连接，而且-借助所述第一连接部件(61)和所述第二连接部件(62)能够建立所述刺激单元(60)的机械连接，其特征在于，-借助所述第一连接部件(61)和所述第二连接部件(62)能够建立所述刺激单元(60)的电连接，-所述刺激单元(60)分别在一个侧面上具有第一连接部件(61)以及在所有的其它侧面上具有第二连接部件(62)并且这样设置所述第一连接部件(62)和所述第二连接部件(62)，即，所述连接部件插入彼此并且由此形成连接，而且-每个所述刺激单元(60)通过连接在各个刺激单元(60)和所述控制单元之间的刺激单元(60)而与所述控制单元电连接。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·亚历山大·塔斯，让克里斯托夫·鲁来，托马斯·冯·比伦，让诺埃尔·费尔，乌尔班·施内尔，
申请(专利权)人：于利奇研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE