用于功能性电刺激的鞋类产品的制作方法

用于功能性电刺激的鞋类产品的制作方法
【专利摘要】一种产品，该产品基于柔软的、电绝缘材料的平台(SM)适应于人的脚底，例如用于鞋的鞋垫。多个刺激电极(S1、S2、S3)均具有至少1cm2的粘性刺激区域，多个刺激电极(S1、S2、S3)在空间上散布在平台(SM)上。导电的、粘性接地层电极(G)的面积是刺激电极的面积的至少10倍，接地层电极(G)被设置用于与人脚接触。电接口(I)包括插头或插槽，插头或插槽具有可从外部接入的电连接器，以允许外部单独地电气接入至复数个刺激电极区域(S1、S2、S3)和接地层电极(G)。电接口能够处理至少200V的电压，优选能够处理400V的电压。这种产品适用于基于反射的步态治疗，其中通过人的脚底的疼痛刺激来触发人的缩回反射。许多散布开的刺激电极允许单独地适于优化刺激，构建到产品中的低成本的传感器可以用于提供关于步态时相的反馈，即，产品是适用于诊所中步态治疗的容易使用且卫生的一次性鞋垫。
【专利说明】用于功能性电刺激的鞋类产品
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗装置领域，具体地，本发明提供用于功能性电刺激(FES)或功能性电治疗(FET)的鞋类产品。
【背景技术】 [0002]在帮助病人行走方面，已知功能性电刺激FES或功能性电治疗FET。例如，发明人之一，Jonas Emborg的哲学博士论文“疼痛缩回反射的调制及其在中风病人的步态复原中的使用(Modulation of the nociceptive withdrawal reflex and its use inrehabilitation of gait of stroke patients) ”,奥尔堡大学，2009,描述了基于反射的步态训练，其中，对病人的脚底的疼痛电刺激由于引用的缩回反射而有助于病人移动其腿并且开始举步。这提供有用的工具，使得部分或完全不能动的病人的步态训练成为可能，由于中风或外脑创伤引用的轻偏瘫状况而导致上述不可动，由于大脑的一定区域的损伤而导致所述外脑创伤。如果在中风之后的3个月内开始加强的步态训练，这种病人具有明显好的复原机会。如果提供了充分感观的学习输入，即通过完全功能化的足够的步态训练，在该较早的时期，脑特别适于再产生/重学控制肌肉的能力。
[0003]来自发明人的进一步的引用是:
[0004]-“使用轻偏瘫步态的用于迈步期支持的疼痛缩回反射的新颖的闭环系统的设计和试验(Dsign and test of a novel closed-loop system that exploits thenociceptive withdrawal reflex for swing phase support of the hemipareticgait)，，，J.Emborg，Z.MatjaC ic，J.D.Bendtsen，E.G.Spaich，1.Cikajloj N.Gol jar,0.K.Andersen。IEEE 生物医学工程学?艮(Transactions on Biomedical Engineering).第58 卷，n0.4，第 960-970 页，2011 年 4 月。DO1:10.1109/TBME.2010.2096507
[0005]-“由在后期站姿期间输送到脚底的重复疼痛剌激引起的缩回反射响应:部位、时相和步页率调制(Withdrawal reflex responses evoked by repetitive painfulstimulation delivered on the sole of the foot during late stance: site, phase, andfrequency modulation)”，E.G.Spaich, J.Emborg, T.Collet, L.Arendt-Nielsen 和0.K.Andersen，Exp.Brain Res.，第 194 卷，n0.3，第 359-368 页，2009 年 4 月
[0006]-“人行走期间的地面反作用力的缩回反射检测:部位和步态时象的关系(Withdrawal reflexes examined during human gait by ground reaction forces: siteand gait phase dependency) ” J.Emborg, E.G.Spaich 和 0.K.Andersen，医学与生物工程和计算(Med.Biol.Eng.Comput.2009);第 4 卷，第 29-39 卷，2009 年 I 月
[0007]-“在偏瘫步态复原中使用重复缩回反射的新方法(Novel method exploitingthe nociceptive withdrawal reflexes in rehabilitation of hemiplegicgait) ” Emborg，J.，Bendtsen, J.D.，Spaich, E.G.，Andersen, 0.K.,2009.s.84-87 医学物理与生物医学工程世界大会(World Congress on Medical Physics and BiomedicalEngineering)，德国慕尼黑，2009年9月7日至9月12日，医学及生物工程国际同盟会议录(International Federation for Medical and Biological EngineeringProceedings)25.1X
[0008]可以使用借助于手动地附着到病人的脚的粘性电极施加的电刺激，利用上述基于反射的步态训练进行实验室实验。然而，为了上述方法的实际应用，使用若干个电极，因而在理疗诊所或医院中，时间被浪费在安装和取下设备上，而不是用来为病人提供实际步态训练。

【发明内容】

[0009]因此，根据上述描述，需要一种产品，以便利于实用且容易地应用人脚的疼痛电刺激用于基于反射的步态训练。
[0010]在第一方面，本发明提供一种成形为适应于人的脚底的产品，所述产品包括
[0011]-柔软的、电绝缘材料的平台，
[0012]-多个分开的刺激电极，每个刺激电极均具有至少Icm2的粘性刺激区域，其中，多个刺激电极在空间上散布在平台上，从而能够在正常使用期间刺激人的脚底的不同区，
[0013]-用于与人脚接触的至少一个导电的、粘性接地层电极，其中，接地层电极的总面积是一个刺激电极的面积的至少10倍，
[0014]-电接口，其包括 插头或插槽，插头或插槽具有可从外部接入的电连接器，以允许外部单独地电气接入至多个刺激电极区域和接地层电极，以及
[0015]-一组电导体，其用于使多个刺激电极和接地层电极与电接口的电连接器互相连接，其中，该组电导体被设置成抵抗接地层电极和多个刺激电极之间的大于200V的电压，例如大于400V的电压。
[0016]这种产品，例如，以用于鞋一次性鞋底的形式，适于实用的步态训练治疗，因而刺激设备仅需训接入到这种产品的电接口就可以开始步态治疗部分。由于产品可以被制造成不同尺寸，因而无需任何个体电极定位考虑就可以适应于人脚，因此，消除了刺激电极(通常为若干个电极)的单独匹配和安装耗费的时间。产品需要安装在人的脚底，电接口需要连接到用于施加刺激信号的控制系统，控制系统例如为带在人的腰带等上的便携式控制装置的形式，控制系统然后可以有线地或无线地连接到台式或膝上计算机系统。可以以低价格制造产品，因而允许产品仅使用单次，由此确保高的卫生水平，而无需在使用步态训练设备的两个人之间清洁设备。
[0017]本发明可以被看作主要的专用于与功能性电治疗FET —起使用的产品，但是这是非排他的。本技术还可能用于与诊断工具相关联地使用，该诊断工具使与慢性疼痛有关的中枢敏感化量化。这具有通过经由分散的电刺激评定扩张的反射感受场来诊断慢性疼痛病人的应用，该疾病是重大且至今尚未解决的问题。基于评定缩回反射敏感性的空间变化的意图，刺激发送到鞋底的不同部位。另外，这里需要安装若干个电极的实用方法来减少穿脱设备用的时间。
[0018]此外，在具有在空间上分开的多个刺激电极的实施方式中，不管个人敏感性的各体空间差异如何，个人的最佳的电刺激变得可能。可以考虑计算机算法，利用基于指示腿的摆动结果的反馈环的最佳刺激位置，因而激活最适宜的刺激电极。事实是，产品能够处理200V，优选地大于400V，或者更高，允许有效的电力刺激，接地层电极和刺激电极之间的限定的区域变化确保，当施加适当的电刺激信号时，故意的缩回反射引起感觉。
[0019]在具有专用电接口插槽的实施方式中，由于错误的设备连接到产品的风险最小化，可以获得高的安全性。
[0020]产品可以是或多或少地简单的鞋类产品的形式，尤其是，产品可以是I)设置成适应入鞋中的可更换的鞋垫，2)拖鞋，或3)鞋。平台可以形成诸如鞋或拖鞋的鞋类的一部分。
[0021]在一个实施方式中，产品是设置成装入人的鞋中的可更换的鞋垫，其中，平台包括上层、下层及设置在上层和下层之间的一组电导体，其中，刺激电极延伸过上层中的多个孔。如所解释的，可以以低成本制造这种产品，因而允许一次性使用，由此容易将新的干洁产品安适应于每个人的脚。尤其是，至少上层可以由可重复使用的材料制成，诸如非纺织材料片。在一次使用产品的情况下，这个实施方式将允许仅有限的材料浪费。
[0022]在一些实施方式中，至少一个刺激电极在空间上散布在平台上，从而能够刺激人的如下脚底区域中的每一个区域:后跟、前脚和中足。这允许FET控制系统激活用于获得期望缩回反射的最有效刺激部位，因而例如减小适应性(适应)影响。更具体地，优选地，产品可以包括在空间上散布的多个刺激电极，从而能够刺激人的如下脚底区域中的每一个区域的多个不同位置:后跟、前脚和中足。如之前解释的，这允许自动的FET系统根据反馈环激活最适当的部位，因而将个体差异考虑在内。
[0023]在一些实施方式中，接地平面电极在空间上延伸成能够接触人的如下脚区域中的至少一个区域:脚底的后跟、脚底的前脚、脚底的中足、后跟背面和脚的上部分。优选地，接地层电极可以在空间上延伸成能够与人的脚的多个所述区域接触。在一个【具体实施方式】中，产品包括在空间上分开的多个接地层电极，在其它实施方式中，接地层电极可以通过构成一个大导电区域而在所述多个区中的若干个区中延伸。
[0024]优选地，平台可以实质上为脚形，使得其匹配普通的脚的形状，因而在其是鞋垫产品情况下，可匹配已有鞋的内部。
[0025]在一些实施方式中，产品包括在结构上链接到平台的额外平台元件，其中，额外平台元件包括与所述电接口电连接的刺激电极或接地层电极。尤其是，额外的平台元件连接到平台，从而使刺激电极或接地层电极在安装成正常使用时能够与人的脚的后跟的上部分或背面接触。这种额外的平台元件可以为翻转片的形式，在正常使用期间该翻转片可以弯曲以与人脚的上部分或后 跟的背面接触。
[0026]产品可以包括传感器，传感器被设置成提供表示当人在穿着有产品的情况下行走时人的步态时相的反馈，诸如设置在平台和产品的上层之间的传感器。这种传感器将允许产品在具有反馈的FET基系统中使用，其中，传感器可以用于向FET算法提供关于腿所处的步态时相的反馈。这可以消除对另外的反馈传感器的需求，因而提供设备的容易的安装，因为如果传感器集成在产品中，不需要单独的装配。在【具体实施方式】中，传感器电连接到电接口内的一个或多个电连接器，诸如在提供刺激电极和接地层电极的外部连接的相同插头或插槽。这允许非常容易地连接到基于FET系统的反馈。尤其是，优选地，至少一个传感器可以在空间上与平台有关联地设置，从而能够感测穿着有产品的人的脚与地面接触。传感器可以包括电开关，电开关被设置成在穿着有产品的人的脚接触地面时在电关断与电打开之间切换。这种电开关可以由力敏传感器、具有打开状态和关闭状态的电开关、电容变换器、称重传感器、应变仪和压电传感器中的一者实现。可以以低成本制造简单的传感器，仍允许产品是一次使用的鞋垫产品的形式。传感器可以包括一种或多种改进的传感器技术，例如，用于感测距离的基于激光的距离传感器，加速仪等，然而，在这种情况下，制造成本将增加，因而这种实施方式不适于一次性使用。
[0027]为了进一步允许获得关于步态时相的更细节的信息，传感器可以包括在平台的不同区在空间上散布的多个传感器元件，诸如多个电开关，从而能够感测穿着有产品的人的脚接触地面的各区域。尤其是，多个传感器元件电连接到电接口的各电连接器，从而允许经由电接口的一个单一的插头或插槽从外部单独地电气接入多个传感器元件。
[0028]电接口可以由形状不同于标准连接器的插头或插槽形式的连接器实现，从而避免与外部设备的非故意的连接。
[0029]一组电导体可以包括空间上在平台中延伸的柔性PCB，从而电连接多个刺激电极中的每一个与电接口的各电连接器。
[0030]一组电连接器的端部可以从平台延伸出，从而允许电接口的插头或插槽布置在人的鞋的外部。
[0031]在第二方面中，本发明提供一种设置成用于步态训练的系统，诸如用于中风后的人的复原，该系统包括
[0032]-根据第一方面的产品，
[0033]-刺激单元，刺激单元被设置成用于与产品的电接口连接，其中，刺激单元被设置成在接地层电极和至少一个刺激电极之间产生电刺激电压，其中，所述电刺激电压足够高以在穿着有产品的人上引起疼痛反应。
[0034]在一个实施方式中，所述系统包括
[0035]-传感器，其被设置成用于感测代表人腿的运动的参数并且相应地产生反馈信号，诸如在第一方面的实施方式中描述的传感器，以及
[0036]-处理器单元，其可操作地连接到刺激单元和传感器，处理器单元包括运行控制算法的处理器，运行所述控制算法以响应于反馈信号产生用于刺激单元的控制信号。
[0037]在第三方面中，本发明将根据第一方面的产品用于功能性电刺激，诸如基于反射的步态训练，诸如为了中风后的人的复原。
[0038]在第四方面中，本发明将根据第一方面的产品用于，通过经由分散的电刺激评定扩张的反射感受场，来进行与慢性疼痛有关的中枢敏感化的诊断。
[0039]应当理解，与第一方面中提到的相同的优点和等同实施方式可以应用于第二和第
二方面。
【专利附图】

【附图说明】
[0040]以下参照附图，仅以示例的方式描述本发明的实施方式，其中
[0041]图1示出鞋垫实施方式的刺激电极和接地层电极布局的示例，
[0042]图2a和2b示出具有定位在鞋垫平台上的翻转片(flap)的接地层电极和后跟刺激电极的鞋垫实施方式的两个示图，
[0043]图3a和3b示出具 有定位在中央的一个接地层电极的另一鞋垫实施方式的两个示图，
[0044]图4示出包括本发明的产品的FET系统的主要部件，[0045]图5示出连接到FET系统的部件的鞋垫实施方式，以及
[0046]图6示出包括本发明的鞋垫的FET系统的实施示例。
【具体实施方式】
[0047]图1示出鞋垫实施方式的布局。鞋底材料的脚形平台SM形成鞋垫的基部，该鞋底材料诸如是橡胶、聚合物、塑料、冲击吸收合成泡沫等。在平台SM的顶部，黑色区域表示刺激电极S1、S2、S3，这里示出总共具有十个刺激电极S1、S2、S3的版本。接地层电极G被表示为阴影区域，尽管在草图中不是很清楚，应当理解，刺激电极S1、S2、S3与接地层电极G电绝缘。为了与使用鞋垫的人的脚底上的皮肤进行良好的电接触，接地层电极G和刺激电极
S1、S2、S3具有粘性表面，诸如也从ECG电极等已知的那样。终止在线束W内的不可见的导电元件用于将刺激电极S1、S2、S3和接地层电极G电连接到单个电接口插头I的各个销子，因而，允许使用用于所有电极S1、S2、S3的仅一个共用接口插头I容易地连接到刺激控制设备，因而可以经由插头I单独地控制各电极S1、S2、S3。当然，电极材料、连接器、线束W和接口插头I以及电绝缘材料应当能够抵抗至少200V、优选地至少400V的电压，以应付甚至比为基于反射的刺激提供的刺激电流所需的电压高的电压。
[0048]看起来，接地层电极G覆盖的区域明显地大于各刺激电极S1、S2、S3覆盖的区域，在本实施方式中，接地层电极G覆盖大部分平台区域，实际上覆盖平台区域的多于90%的区域，其形成为在前脚、足弓和后跟区域延伸的单个区域。需要比刺激电极区域大的区域来提供引起缩回反射的期望的疼痛感觉，这是基于反射的步态训练FET系统的基础。优选地，接地层电极的面积与一个刺激电极的面积的比率大于10，诸如比率15-20。对于接地层电极在脚的大部分区域延伸的情况中，该比率可以高达50，或者甚至100。此外，一个刺激电极的面积优选大于1cm2，诸如l-2cm2，或者诸如2_5cm2。
[0049]如从图1的布局草 图可以看到的，在各脚区中均具有多个刺激电极的组，该多个脚区即为前脚FF、足弓和后跟H。该可单独寻址刺激区域的空间分布将灵活地匹配不同人的反应，因而，鞋垫适于和高度自动化的FET系统一起使用，该FET系统能够接收反馈并且响应于关于个人的腿的运动的反馈而选择最适当的刺激区域。因而，利用许多散布开的刺激电极S1、S2、S3，能够实现良好的性能，而无需为每个人进行单独的电极定位。
[0050]图2a和2b示出替代鞋垫实施方式。这里，平台SM也是脚形状的，但是在示意性的布置中，在每个脚底区中仅存在一个刺激电极，也就是，位于平台PFl的主要部分的前脚电极S_f、足弓电极S_a和后跟电极S_h。另外，翻转片PF3附着到主平台部分PFl的后跟部分，例如，与平台SM材料一体地制造，例如，与平台SM材料单片检成，翻转片PF3承载刺激电极S_ph，在翻转片折叠到如从图2b中看到的通常使用位置时，刺激电极S_ph附着到从的脚后跟的后部。以相似的方式，翻转片PF2附着到平台PFl的主要部分。该翻转片PF2承载接地层电极G，在该翻转片折叠到通常使用位置时，接地层电极G安装成与人脚的上部接触。因而，除了三个脚底区之外，本实施方式还允许刺激人的脚后跟的后部。
[0051]此外，图2a和2b示出存在两个压力敏感区域形式的传感器，即一个在前脚处的传感器PS1，一个在后跟处的传感器PS2。如本领域技术人员所知的，可以以各种方式实施这种压力敏感区域。传感器PS1、PS2的功能允许表示人脚在一步中的位置的反馈，即主要是知道人脚部分是否接触地面，以这种方式确定步态时相(gait phase)。[0052]图3a和3b参照在前述实施方式中已经描述的细节示出再一个鞋垫实施方式。再一次地，脚形平台形成多组刺激电极所在的基部，该多组电极是:在前脚区的三个刺激电极S_fl、S_f2、S_f3构成的一组S_f，在足弓区的一组S_a，在后跟区的一组S_h，以及在后跟翻转片上设置成用于与人脚后跟的后部接触的一组S_ph。另外，在脚底的各部分中定位两个压敏传感器，也就是，一个在前脚区的传感器PS1，一个在后跟区的传感器PS2。一个大的接地层电极G主要在足弓区中延伸，该电极G仅部分地位于前脚和后跟区中。如前面提到的，可经由电接口对多个刺激电极的多个组单独地进行寻址允许，例如，基于使用来自传感器PS1、PS2的反馈的自动算法，对刺激进行独立的调节和改进。[0053]图4示意性地示出人的腿和脚FT以及包括根据本发明的产品SP的FET或FES治疗系统的主要部分。该系统包括设置成激励器单元STM，该激励器单元STM被设置成向鞋垫或鞋产品SP的电接口的至少接地层电极端子和刺激电极端子施加刺激电压SV，该鞋产品SP例如为上面描述的鞋垫的形式。然后产品SP的电极相应地在人脚FT上引起疼痛感觉，以引起人的缩回反射。该反射导致腿缩回，即腿将开始摆动时相。
[0054]刺激电压SV例如典型地需要高达在50-400V的范围内的电压，尽管典型地为200V左右，以产生所需的刺激电流来触发缩回反射，该刺激电压SV由响应于控制信号CS而被控制的激励器单元STM施加，由运行控制算法CA的处理器单元来产生信号CS。该控制算法CA响应于处理器单元I3U从传感器SN接收的反馈信号FB来计算控制信号CS，传感器SN设置成感测例如腿的加速度的参数并根据该参数产生反馈信号FB，这里，传感器SN被示出为感侧膝盖角度的测角仪SN。控制算法CA优选地被设计为调节控制信号CS，以获得腿的目前轨线。在示出的示例中，控制算法CA可以被设计为确定获得刺激S的控制信号CS，该刺激S将尽可能地提供腿LG的作为一步期间的时间的函数的目标膝盖角度。
[0055]除了或者替代所示出的测角仪SN，提供反馈信号FB的传感器可以是置于产品SP中的传感器，诸如在图2和3中示出的压力传感器，或者这些传感器可以是安装在产品SP的两层之间的简单的电开关的形式。向控制算法CA的反馈FB的一个主要目的是提供关于脚FT是否接触地面的反馈FB，从而向控制算法CA提供关于确定何时开始步态循环的有用信息。将理解的是，若干个传感器类型可以用于获取反馈信号，该反馈信号代表描述腿在行走期间的位置和/或运动的参数。该传感器可以是用于估计腿的位置从而估计关节角度的加速计、倾斜传感器和陀螺仪。例如，可以使用相机来拍摄病人行走期间腿的数字图像。经由对图像进行适当的图像分析处理，可以获得适当的反馈，例如，臀、膝盖和踝关节角度以及脚与地面的距离中的一个或多个的形式，或者腿运动的更复杂的参数描述的形式。然而，在仅传感器被安装在产品SP中的情况下，仅需要一个单独的电接口来将刺激电极和提供反馈FB的传感器连接到处理器单元W。
[0056]图5示出包括鞋垫产品SP的用于FET系统的设备的图，这里示出为图3a、3b中的一个。鞋垫SP经由其电接口连接到发送器T，发送狂T具有用于绕着人的下腿紧固的带。连接发送器以发送表示鞋垫中的压力传感器感测的压力的无线RF信号(可能地，也能发送来自与下腿发送器安装在一起的传感器，例如，加速计、倾斜传感器和陀螺仪，的信号)，该信号可以用作至基于反射的步态治疗系统的激励器单元STU或控制单元(例如，膝上型电脑)的输入。激励器单元STU也经由电线连接到鞋垫SP的电接口 I，该单元响应于来自控制系统(例如，膝上型电脑)的无线RF信号输入产生传输至鞋垫SP上的刺激电极的适当的一个或多个刺激电极的电刺激信号。刺激单元STU可以紧固到人的腰带或者，其可以利用专用带紧固到人。
[0057]图6示出与图5所示的相同的设备SP、T、STU，但是这里设备示意地安装到人身上，还表示出链接到联网的计算机的无线链接。因而，具有反馈的FET系统的控制系统在联网的计算机的的软件中实施，在计算机中运行控制算法，计算机经由刺激单元STU、通过发送控制信号无线地控制刺激，其中，由单元STU将该控制信号转换成电信号，该电信号被施加到刺激电极中的适当的一个或多个刺激电极。
[0058]应当理解，在所有示出的实施方式中，可以由加速仪和/或陀螺仪形式的传感器完全代替测角仪。尤其是，可以优选地将这种加速仪构件成鞋垫的一部分。
[0059]综上所述，本发明提供一种基于柔软的、电绝缘材料的平台(SM)的产品，该产品例如是装在人的脚底的用于鞋的鞋垫。具有至少Icm2的粘性刺激区域的多个刺激电极(S1、
S2、S3)在空间上散布在平台(SM)上。具有刺激电极面积的至少10倍的面积的导电的、粘性接地层电极(G)设置成能与人脚接触。电接口(I)包括插头或插槽，该插头或插槽具有可从外部接入的电连接器，以允许外部单独地电气接入至多个刺激电极区域(S1、S2、S3)和接地层电极(G)。电接口能够处理至少200V的电压，优选地能够处理至少400V的电压。这种产品适用于基于反射的步态治疗，其中通过人的脚底的疼痛刺激来触发人的缩回反射。许多散布开的刺激电极允许单独地适于优化刺激，构建到产品中的低成本的传感器可以用于提供关于步态时相的反馈，即，产品是适用于诊所中容易且卫生的步态治疗的一次性鞋垫。
[0060]尽管已经利用优选实施方式描述了本发明，但是本发明不欲限制于这里阐述的具体形式。相反地，本发明的范围仅由所附的权利要求书限制。
[0061]在本部分中，为了 解释放而非限制的目的，阐述了所公开的实施方式的特定具体细节，以使本发明清楚且易于理解。然而，本领域技术人员应当容易地理解，在不明显脱离本公开的精神和范围的情况下，可以以不与这里阐述的细节严格一致的其它实施方式实施本发明。此外，在上下文中，为了简洁和清楚的目的，省略了已知装置、电路和方法的详细描述，以避免不必要的细节和可能的混乱。
[0062]在权利要求书中，术语“包括”不排除其它元件或步骤的存在。另外，尽管可以在不同权利要求中包括单个的特征，但是这些特征可能可以有利的组合，包括不同的权利要求不意味着多个特征的组合是不可行的和/或没有优点的。另外，单个的引用不排除多个。因而，不带量词的引用、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。在权利要求书中包括有附图标记，然而包括附图标记只是为了清楚的目的，不应解释为的权利要求的范围的限制。
【权利要求】
1.一种成形为适应于人的脚底的产品，所述产品包括: -柔软的、电绝缘材料的平台(SM)， -多个分开的刺激电极(S1、S2、S3)，每个所述刺激电极均具有至少Icm2的粘性刺激区域，其中，多个所述刺激电极(S1、S2、S3)在空间上散布在所述平台(SM)上，从而能够在正常使用期间刺激人的脚底的不同区， -用于与人脚接触的至少一个导电的、粘性接地层电极(G)，其中，所述接地层电极(G)的总面积是一个所述刺激电极(SI)的面积的至少10倍， -电接口(I)，其包括插头或插槽，所述插头或所述插槽具有可从外部接入的电连接器，以允许外部单独地电气接入至多个所述刺激电极区域(S1、S2、S3)和所述接地层电极(G)，以及 -一组电导体(W)，其用于使多个所述刺激电极(S1、S2、S3)和所述接地层电极(G)与所述电接口(I)的所述电连接器互相连接，其中，所述一组电导体(W)被设置成抵抗所述接地层电极(G)和所述多个刺激电极(S1、S2、S3)之间的大于200V的电压。
2.根据权利要求1所述的产品，其中所述产品是设置成装入鞋中的可更换的鞋垫、推鞋和鞋中的一者。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述产品是设置成装入人的鞋中的可更换的鞋垫，其中所述平台包括上层、下层及设置在所述上层和所述下层之间的所述一组电导体，其中所述刺激电极延伸过所述上层中的多个孔。
4.根据权利要求3所述的产品，其中至少所述上层由可重复使用的材料制成，诸如非纺织材料片。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中至少一个所述刺激电极在空间上散布在所述平台(SM)上，从而能够刺激人的如下脚底区域中的每一个:后跟、前脚和中足。
6.根据权利要求5所述的产品，包括在空间上散布的多个所述刺激电极，从而能够刺激人的如下脚底区域中的每一个的多个不同位置:后跟、前脚和中足。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述接地平面电极(G)在空间上延伸成能够接触以下所列的人的脚区域中的至少一个:脚底的后跟、脚底的前脚、脚底的中足、后跟背面和脚的上部分。
8.根据权利要求7所述的产品，其中所述接地层电极(G)在空间上延伸成能够与人脚的多个所述区域接触。
9.根据权利要求8所述的产品，包括在空间上分开的多个所述接地层电极。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述平台(SM)是实质上脚形的。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，包括在结构上链接到所述平台(G)的额外平台元件，其中所述额外平台元件包括与所述电接口(I)电连接的所述刺激电极或所述接地层电极。
12.根据权利要求11所述的产品，其中所述额外平台元件连接到所述平台(SM)，从而使所述刺激电极或所述接地层电极在安装成正常使用时能够与人脚的后跟的上部分或背面接触。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，包括传感器，所述传感器被设置成提供表示当人在穿着有所述产品的情况下行走时人的步态时相的反馈，诸如设置在所述平台(SM)和所述产品的上层之间的传感器。
14.根据权利要求13所述的产品，其中所述传感器电连接到所述电接口(I)内的一个或更多个所述电连接器，诸如在提供所述刺激电极(S1、S2、S3)和所述接地层电极(G)的外部连接的相同的所述插头或所述插槽。
15.根据权利要求13或14所述的产品，其中至少一个传感器在空间上与所述平台(SM)有关联地设置，从而能够感测穿着有所述产品的人的后跟与地面接触。
16.根据权利要求13-15中的任一项所述的产品，其中所述传感器包括电开关，所述电开关被设置成在穿着有所述产品的人的脚接触地面时在电关断与电打开之间切换。
17.根据权利要求16所述的产品，其中所述电开关由压敏传感器、具有打开状态和关闭状态的电开关、电容变换器、称重传感器、应变仪和压电传感器中的一个实现。
18.根据权利要求13-17中的任一项所述的产品，其中所述传感器包括在所述平台的不同区在空间上散布的多个传感器元件，诸如多个电开关，从而能够感测穿着有所述产品的人的脚接触地面的相应各区域。
19.根据权利要求18所述的产品，其中所述多个传感器元件，诸如电开关，电连接到所述电接口的相应各所述电连接器，从而允许经由所述电接口(I)的一个单一的所述插头或所述插槽从外部单独地电气接入所述多个电开关。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述电接口(I)由形状不同于标准连接器的所述插头或所述插槽形式的连接器实现，从而避免与外部设备的非故意的连接。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述一组电导体(W)包括空间上在所述平台(SM)中延伸的柔性PCB，从而电气地连接多个所述刺激电极(S1、S2、S3)中的每一个和所述电接口(I)的相应各所述电连接器。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述一组电连接器(W)的端部从所述平台(SM)延伸出，从而允许所述电接口(I)的所述插头或所述插槽布置在人的鞋的外部。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的产品，其中所述平台(SM)形成诸如鞋或拖鞋的鞋类产品的一部分。
24.一种设置成用于步态训练的系统，诸如用于中风后的人的复原，所述系统包括: -根据权利要求1-23中的任一项所述的产品， -刺激单元，所述刺激单元被设置成用于与所述产品的所述电接口(I)连接，其中所述刺激单元被设置成在所述接地层电极和至少一个所述刺激电极之间产生电刺激电压，其中所述电刺激电压足够高以在穿着有所述产品的人上引起疼痛反应。
25.根据权利要求24所述的产品，包括: -传感器，所述传感器被设置成用于感测代表人腿的运动的参数并且相应地产生反馈信号，诸如根据权利要求13-19中的任一项所述的传感器，以及 -处理器单元，所述处理器单元可操作地连接到所述刺激单元和所述传感器，所述处理器单元包括运行控制算法的处理器，运行所述控制算法以响应于所述反馈信号产生用于所述刺激单元的控制信号。
26.根据权利要求1-23中任一项所述的产品用于功能性电刺激的使用，诸如基于反射的步态训练，诸如为了中风后的人的复原。
27.根据权利要求1-23中的任一项所述的产品用于通过经由分散的电刺激评定扩张的反射感受场来进行与慢性疼痛有关的中枢敏感化的诊断的使用。
【文档编号】A61N1/36GK103619404SQ201280024112
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年5月17日
【发明者】乔纳斯·恩伯格, 奥勒·卡斯勒·安徒生, 埃里卡·杰拉蒂娜·斯派琪 申请人:诺迪克神经定位器公司