使用新的不平衡双相波形和新的电极布置的经皮电神经刺激制造技术

本发明专利技术涉及经皮电神经刺激（TENS）设备，该设备利用新的刺激波形和TENS电极的新的布置，以在增强治疗效果的同时改进功率消耗的效率。

Transcutaneous electrical nerve stimulation using a new unbalanced biphasic waveform and a new electrode arrangement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用新的不平衡双相波形和新的电极布置的经皮电神经刺激对待审的在先专利申请的引用本专利申请是由NeuroMetrix公司和ShaiN.Gozani等人针对APPARATUSANDMETHODFORRELIEVINGPAINUSINGTRANSCUTANEOUSELECTRICALNERVESTIMULATION（代理人案卷号NEURO-5960CON）、在2015年1月30日提交的序列号为14/610,757的待审的在先美国专利申请的部分继续申请（continuation-in-part），该专利申请是由NeuroMetrix公司和ShaiN.Gozani等人针对APPARATUSANDMETHODFORRELIEVINGPAINUSINGTRANSCUTANEOUSELECTRICALNERVESTIMULATION（代理人案卷号NEURO-5960）、在2012年11月15日提交的序列号为13/678,221的在先美国专利申请的继续申请，该在先美国专利申请进而要求以下两个专利申请的权益：（i）由ShaiN.Gozani针对ENSUSOPERATINGMODEL（代理人案卷号NEURO-59PROV）、在2011年11月15日提交的序列号为61/560,029的在先美国临时专利申请；以及（ii）由ShaiN.Gozani等人针对APPARATUSANDMETHODFORRELIEVINGPAINUSINGTRANSCUTANEOUSELECTRICALNERVESTIMULATION（代理人案卷号NEURO-60PROV）、在2012年8月6日提交的序列号为61/657,382的在先美国临时专利申请。该四个（4）上面标识的专利申请在此通过引用被并入本文中。
本专利技术总体上涉及经皮电神经刺激（TENS）设备，该设备经由电极而跨用户的完整皮肤来传递电流，以便提供慢性疼痛的症状缓解和其它治疗益处。更具体地，本专利技术公开了新的TENS刺激波形的构造和TENS电极的新的布置，它们在增强治疗效果的同时改进了功率消耗的效率。
技术介绍
经皮电神经刺激（TENS）是跨皮肤的整个表面的电的传递以激活下面的神经；其一般以疼痛缓解为目的。电路生成具有特定特性的刺激脉冲。被放置在用户皮肤上的一对或多对电极转换电脉冲，并且从而刺激下面的神经，以便触发镇痛反应（analgesicresponse）。由TENS刺激产生的疼痛缓解通常在刺激开始的15分钟内开始，并且可以在刺激时段（也称为“治疗阶段”）的结束后持续多达一小时。为了最佳的疼痛缓解，每个治疗阶段应当运行达至少30分钟，并且优选地是60分钟。为了维持疼痛缓解（即镇痛），典型地需要以定期间隔（诸如每隔一小时）启动TENS治疗阶段。新开发的可穿戴TENS设备（诸如，美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的Neurometrix公司的QUELL®设备）为用户提供以预定时间间隔自动重新开始治疗阶段的选项。电池寿命在便携式设备中是一个工程挑战。刺激脉冲的波形对TENS设备的电池寿命具有显着影响。对称双相矩形脉冲通常用于TENS设备中，但是这种脉冲波形对于最大化电池寿命而言可能不是最佳的。本专利技术涉及TENS设备，该设备利用新的刺激波形和TENS电极的新的布置，以在增强治疗效果的同时改进功率消耗的效率。
技术实现思路
本专利技术涉及经皮电神经刺激（TENS）设备，该设备利用新的刺激波形和电极的新的布置，以在增强治疗效果的同时改进功率消耗的效率。在本专利技术的一个优选形式中，提供了一种用于向用户提供经皮电神经刺激的装置，所述装置包括：壳体；刺激单元，其用于使用非对称双相电脉冲来对神经进行电刺激，其中在非对称双相电脉冲的每个相期间，所述刺激单元在阳极处生成比阴极处的电压更高的电压，以便允许电流从阳极流动到阴极，并且其中通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在非对称双相电脉冲的两相中使用相同的阳极电压设置的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量更大的电荷量；控制单元，其用于控制由所述刺激单元传递的电刺激；以及可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经。在本专利技术的另一个优选形式中，提供了一种用于向用户提供经皮电神经刺激的装置，所述装置包括：壳体；刺激单元，其用于使用非对称双相电脉冲来对神经进行电刺激，其中通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在使用相同的电压输出水平的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量更大的电荷量；控制单元，其用于控制由所述刺激单元传递的刺激；以及可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经。在本专利技术的另一个优选形式中，提供了一种用于向用户提供经皮电神经刺激治疗的方法，所述方法包括：提供用于生成非对称双相电脉冲的刺激单元，其中非对称双相电脉冲是通过在阳极电压与阴极电压之间产生电压差而生成的，并且通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在非对称双相电脉冲的第一和第二相期间使用相同的阳极电压的情况下，在非对称双相电脉冲的第二相中传递的电荷量大于在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量；提供可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经；以及使用所述刺激单元和所述电极阵列将非对称双相电脉冲应用到用户的皮肤。在本专利技术的另一个优选形式中，提供了一种用于向用户提供经皮电神经刺激的方法，所述方法包括：提供用于生成非对称双相电脉冲的刺激单元，其中通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在不增加所述刺激器单元的电压输出的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量更大的电荷量，以及提供可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括至少第一和第二电极；将所述电极阵列放置在用户上，使得所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经；以及使用所述刺激单元将非对称双相电脉冲应用到用户的皮肤。在本专利技术的另一个优选形式中，提供了一种用于向用户提供经皮电肌肉刺激的装置，所述装置包括：壳体；刺激单元，其用于使用非对称双相电脉冲来对肌肉进行电刺激，其中在非对称双相电脉冲的每个相期间，所述刺激单元在阳极处生成比阴极处的电压更高的电压，以便允许电流从阳极流动到阴极，并且通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在非对称双相电脉冲的两相中使用相同的阳极电压设置的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向用户提供经皮电神经刺激的装置，所述装置包括：壳体；刺激单元，其用于使用非对称双相电脉冲来对神经进行电刺激，其中在非对称双相电脉冲的每个相期间，所述刺激单元在阳极处生成比阴极处的电压更高的电压，以便允许电流从阳极流动到阴极，并且其中通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在非对称双相电脉冲的两相中使用相同的阳极电压设置的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量更大的电荷量；控制单元，其用于控制由所述刺激单元传递的电刺激；以及可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 US 15/350,2611.一种用于向用户提供经皮电神经刺激的装置，所述装置包括：壳体；刺激单元，其用于使用非对称双相电脉冲来对神经进行电刺激，其中在非对称双相电脉冲的每个相期间，所述刺激单元在阳极处生成比阴极处的电压更高的电压，以便允许电流从阳极流动到阴极，并且其中通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在非对称双相电脉冲的两相中使用相同的阳极电压设置的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量更大的电荷量；控制单元，其用于控制由所述刺激单元传递的电刺激；以及可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元被配置成使得所述刺激单元传递离散非对称双相电脉冲。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述离散非对称双相电脉冲是电流调节的。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述离散非对称双相电脉冲的每个相具有矩形形状。5.根据权利要求2所述的装置，其中在所述离散非对称双相电脉冲的第一相与第二相之间存在时间延迟。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述时间延迟是100微秒。7.根据权利要求2所述的装置，其中所述离散非对称双相电脉冲的第一相的极性进行变化。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述离散非对称双相电脉冲的第一相的极性以每个离散非对称双相电脉冲进行交替。9.根据权利要求7所述的装置，其中每个离散非对称双相电脉冲的第一相的极性进行变化，以便确保等量的正电荷和负电荷在预定时间段内流入到每个电极中。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述预定时间段是十分之一秒。11.根据权利要求2所述的装置，其中所述离散非对称双相电脉冲是以恒定频率传递的。12.根据权利要求11所述的装置，其中所述频率大约是80Hz。13.根据权利要求2所述的装置，其中所述离散非对称双相电脉冲是以随机频率传递的。14.根据权利要求13所述的装置，其中所述随机频率的范围在大约60Hz与大约100Hz之间。15.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置由便携式电源进行供电。16.根据权利要求15所述的装置，其中所述便携式电源单元是低压电池。17.根据权利要求16所述的装置，其中所述低压电池的电压小于5伏特。18.根据权利要求1所述的装置，其中所述电极阵列包括第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极以预定布置被安装到所述基板，使得所述第三电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第四电极覆盖第二神经而不是第一神经。19.根据权利要求1所述的装置，其中所述电极阵列包括第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极以预定布置被安装到所述基板，使得所述第三电极覆盖第三神经，并且所述第四电极覆盖第四神经。20.根据权利要求1所述的装置，其中并非所述电极阵列中的全部所述电极都同时连接到所述刺激单元。21.根据权利要求20所述的装置，其中连接到所述刺激单元的每个电极覆盖不同的神经。22.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元控制所述刺激单元的阳极电压。23.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元基于阴极电压来控制所述阳极电压。24.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元基于非对称双相电脉冲的测量结果来控制所述阳极电压。25.根据权利要求24所述的装置，其中所述测量结果是仅在非对称双相电脉冲的第一相上做出的。26.根据权利要求24所述的装置，其中所述测量结果是仅在非对称双相电脉冲的第二相上做出的。27.根据权利要求24所述的装置，其中所述测量结果是在非对称双相电脉冲的第一和第二相上做出的。28.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元基于（i）阴极电压和（ii）非对称双相电脉冲的测量结果来控制所述阳极电压。29.根据权利要求24所述的装置，其中所述测量结果包括在非对称双相电脉冲内的特定时间处的实际刺激电流与目标刺激电流之间的幅度比。30.根据权利要求24所述的装置，其中所述测量结果包括非对称双相电脉冲的实际总电荷与目标总电荷之间的比。31.根据权利要求24所述的装置，其中所述阳极电压被设置为最小值，使得非对称双相电脉冲的所述测量结果满足预定准则。32.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元控制非对称双相电脉冲的第一和第二相的幅度和持续时间。33.根据权利要求32所述的装置，其中非对称双相电脉冲的第一和第二相的幅度和持续时间由所述刺激单元独立控制。34.根据权利要求33所述的装置，其中针对每个非对称双相电脉冲的第一和第二相，非对称双相电脉冲具有相同的幅度，但具有不同的持续时间。35.根据权利要求34所述的装置，其中非对称双相电脉冲的第二相的持续时间长于非对称双相电脉冲的第一相的持续时间。36.根据权利要求33所述的装置，其中针对每个非对称双相电脉冲的两相，非对称双相电脉冲具有不同的幅度，但具有相同的持续时间。37.根据权利要求36所述的装置，其中非对称双相电脉冲的第二相的幅度大于该非对称双相电脉冲的第一相的幅度。38.根据权利要求33所述的装置，其中针对每个非对称双相电脉冲的两相，非对称双相电脉冲具有不同的幅度和不同的持续时间。39.一种用于向用户提供经皮电神经刺激的装置，所述装置包括：壳体；刺激单元，其用于使用非对称双相电脉冲来对神经进行电刺激，其中通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在使用相同的电压输出水平的情况下，所述刺激单元在非对称双相电脉冲的第二相中传递比在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量更大的电荷量；控制单元，其用于控制由所述刺激单元传递的刺激；以及可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经。40.根据权利要求39所述的装置，其中所述电极阵列的每个电极可单独地连接到所述刺激单元。41.根据权利要求39所述的装置，其中每个非对称双相电脉冲的第二相的持续时间不同于每个非对称双相电脉冲的第一相的持续时间。42.根据权利要求39所述的装置，其中每个非对称双相电脉冲的第二相的幅度不同于每个非对称双相电脉冲的第一相的幅度。43.根据权利要求39所述的装置，其中每个非对称双相电脉冲的第二相的持续时间和幅度不同于每个非对称双相电脉冲的第一相的持续时间和幅度。44.一种用于向用户提供经皮电神经刺激治疗的方法，所述方法包括：提供用于生成非对称双相电脉冲的刺激单元，其中非对称双相电脉冲是通过在阳极电压与阴极电压之间产生电压差而生成的，并且通过利用在非对称双相电脉冲的第一相期间累积的电荷、在非对称双相电脉冲的第一和第二相期间使用相同的阳极电压的情况下，在非对称双相电脉冲的第二相中传递的电荷量大于在非对称双相电脉冲的第一相中传递的电荷量；提供可连接到所述刺激单元的电极阵列，所述电极阵列包括基板和至少第一和第二电极，所述至少第一和第二电极以预定布置被安装到所述基板，使得当所述基板被放置在用户上时，所述第一电极覆盖第一神经而不是第二神经，并且所述第二电极覆盖第二神经而不是第一神经；以及使用所述刺激单元和所述电极阵列将非对称双相电脉冲应用到用户的皮肤。45.根据权利要求44所述的方法，其中非对称双相电脉冲是以恒定频率传递的。46.根据权利要求44所述的方法，其中非对称双相电脉冲是以随机频...

【专利技术属性】
技术研发人员：G赫贝，A阿基尔，X孔，SN戈赞尼，
申请(专利权)人：GSK消费者健康有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH