用于将刺激传递到身体组织的装置和方法与流程

本发明涉及用于透过诸如皮肤的组织屏障来传递刺激的装置。

背景技术：

以下被认为是与理解现有技术相关的现有技术公开内容：

gruzdev等人的美国专利no.7,524,317

gross的美国专利no.8,788,045b2

loeb的美国专利no.6,735,474

gaunt等人的美国专利no.8,406,886

libbus等人的美国专利no.8,577,458

avrahami的美国专利no.6,148,232

经皮电神经刺激(tens)是一种非侵入性治疗，其包括在皮肤表面放置表面电极，以及以治疗为目的的利用电流刺激神经。通过使用表面电极提供经皮电刺激以进行多种治疗的各种医疗装置已被大家所熟知，例如缓解疼痛、治疗疼痛、治疗疾病、慢性疾病的治疗和康复。穿过组织屏障(例如皮肤)的电流的穿透受到组织电阻或者阻抗的限制，因此耐受电流通常只会到达表浅神经。提高电流以刺激更深的神经会导致疼痛，灼痛和刺激。

执行经皮电神经刺激(pens)的医疗装置也已被大家所熟知，pens是一种将超细针灸针引入组织中并穿过软组织或者肌肉，以电刺激神经纤维的微创治疗。针灸针必须插到准确的治疗位置，有时会引起疼痛和出血。

刺穿皮肤角质层以提高皮肤对治疗化合物的渗透性的其他医疗装置已被大家所熟知。这些装置利用诸如rf电流、超声波、激光束和电阻加热能量技术的能量源。这些主要用于美容治疗，也作为允许大分子(例如药物)穿皮给药的第一阶段。例如，这种装置公开在gruzdev等人的美国专利no.7,524,317中。

gross的美国专利no.8,788,045b2描述了一种包括电极的装置，该电极放置在受试者的胫神经的1mm以内，并被驱动以通过驱动电流进入胫神经来治疗多发性神经病。多发性神经病是在身体两侧大致相同区域影响周围神经(周围神经病变)的损伤或者疾病，特征是虚弱、麻木、发麻和灼痛。

loeb的美国专利no.6,735,474描述了一种用于治疗失禁和/或骨盆疼痛的系统，其包括在会阴皮肤下或者胫神经附近的注射或腹腔镜植入一个或多个电池或射频供电微刺激器。该系统和方法有助于通过刺激能够减少不自主的膀胱收缩的神经通路来减少无意识的膀胱排空的发生。类似地，也有助于减少或者消除大便失禁的发生。

用于治疗慢性疼痛的系统也已被大家所熟知，其通过向周围神经系统中的感觉神经传递高频刺激以阻断慢性疼痛。电极放置在周围神经的周围，并由起搏器大小的发电器对其供电。

用于治疗膀胱过度活动症(oab)以及相关的尿急、尿频和急迫性尿失禁症状的传递经皮胫神经刺激的微创系统也已被大家所熟知。该系统用于经皮刺激，以向胫神经传递行进到骶骨神经丛(膀胱功能的控制中心)的电脉冲。

用于治疗周围神经引起的慢性疼痛的系统已被公开，其中通过电极将电信号经皮肤沿导线而下，传递到目标神经。虽然该装置可以将电刺激靶向目标神经，但是角质层会显著减少刺激能量的穿过。

美国专利no.8,406,886描述了一种用于治疗受试者的神经系统疾病的植入物、系统和方法。该方法包括使用无源电导体，无源电导体根据频率和待治疗的疾病发送电流，以电刺激目标身体组织，从而激活或者阻断神经脉冲。可以通过施加在电极(施加在皮肤外部)之间的电能来激活可电激活的身体组织，例如神经和肌肉。电能(例如电流)在阴极和阳极之间流过皮肤，产生电极下面的神经和肌肉中的动作电位。这种方法已被用在不同类型的刺激器中多年，包括减轻疼痛的经皮电神经刺激器(tens)、用于以锻炼为目的的激活肌肉的治疗性电刺激器、激活日常生活任务的肌肉的功能性电刺激器和促进受损骨骼再生的刺激器。

美国专利no.8,577,458描述了一种用于提供颈部迷走神经的电刺激以治疗无导线心率监测的慢性心脏功能障碍的可植入装置。刺激治疗导线包括配置成与颈部迷走神经鞘的外径相配的螺旋电极，以及电连接到螺旋电极的一组连接器插针。神经刺激器包括电插座，连接器插针牢固地电耦合到该电插座中。该神经刺激器还包括脉冲发生器，其被配置为在施加刺激和抑制刺激的交替周期中，通过螺旋电极治疗性地刺激迷走神经，所述施加刺激和抑制刺激被调整为既有效地激活心脏的内在神经系统，又通过触发双向动作电位，传入地激活患者的中枢反射。

avrahami的美国专利no.6,148,232描述了一种用于消融表皮角质层的装置。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于将能量传递到身体组织中的系统和方法。本发明的系统包括组织穿刺装置，所述组织穿刺装置穿刺待治疗组织的表面，并产生从组织表面延伸到所述组织表面下方的组织中的微通道。所述系统还包括将能量传递到身体组织的刺激器。所述穿刺装置可以通过任何已知的穿刺组织表面的方法在组织中产生微通道，并且所述穿刺装置可以包括例如超声能量、激光能量、热能和电能中的任何一种或者多种。可以通过刺激器传递任何类型的刺激能量，例如电刺激、电神经刺激和电磁辐射。

如本文所述，术语“微通道”是指在身体组织中形成的以增强刺激穿透的通道，例如进入身体组织的电刺激。例如，皮肤表层(角质层)的特性在于：与内表皮层相比具有相对较高的电阻和电容。在角质层中形成微通道后，电阻和电容的特性被改变和/或降低。

所述组织穿刺装置和刺激器受控于控制器，所述控制器包括用于将电能输送到穿刺装置和刺激器的电路。

本发明的系统还包括处理器，所述处理器监测组织的一个或多个电学参数或光学参数，例如组织的电阻、阻抗、电容或者光密度。当组织穿刺装置应用于待治疗身体组织并被激活时，在表面下方的一定体积的身体组织中产生微通道。当组织的光学参数或电学参数中的至少一个处于预定范围内时，例如当光学参数或电学参数中的至少一个减小至少预定百分比和/或初始值的自适应百分比时，可以对组织施加刺激。发明人发现：组织穿刺有利于改变组织的电学参数或光学参数，例如电阻和电容，以便于减小刺激器实现期望效果所需的电流和/或电压或者光强。这也可以减少刺激期间的疼痛并促进刺激穿透到组织的更深层。

例如，组织的电学参数可以通过刺激器中的表面电极或者通过穿刺装置中的微针来测量。

组织穿刺装置可以包括压入待治疗组织表面的一个或多个微针。在一个实施方案中，在两个或两个以上微针之间施加足够长时间的电流，使得由于局部功耗在组织中的微针周围形成至少一个微通道。这使得在组织表面最外层中的微针周围的组织发生消融，例如，就皮肤表面而言是指角质层。在另一个实施方案中，在微针中产生超声波脉冲，以产生微通道。在另一个实施方案中，加热模块加热微针，以在组织中形成微通道。

在组织穿刺装置的另一个实施方案中，采用电磁辐射靶向组织，以产生微通道。

本发明的系统和方法可以用于各种各样的医学和美容治疗，例如以下的任何一种：

-美容治疗。例如，可以是面部美容治疗。可以在面部皮肤上提供微通道和刺激。

缓解疼痛，例如背痛和/或腕管综合征和/或肩痛。对于腕管综合征，可以在手腕的背侧提供治疗。对于背痛，可以在疼痛位置区域的顶部提供治疗。

为身体的不同治疗传递周围神经刺激。

肌肉运动或改善肌肉紧张。可以在肌肉区域或者肌肉顶部提供肌肉治疗。

尿失禁：可以通过刺激胫神经进行治疗，更具体地，可以通过刺激胫后神经进行治疗；或者通过刺激阴道。

大便失禁：可以通过刺激胫神经进行治疗。

中风后激活肌肉的刺激。

康复：肢体肌肉，例如可以刺激大腿或手臂肌肉。用于康复治疗的刺激可以用于在骨骼或韧带损伤后，在特定肌肉中累积肌肉量。它还可以用于恢复由于脊髓损伤和/或脑损伤(例如中风)而瘫痪的受试者的运动。功能的改善可以恢复，例如支撑日常生活任务的抓取。

刺激直接或间接支配各种肌肉的神经。例如可以在与迷走神经或其一个分支相邻的颈部、面部、胸部或者胃部提供用于治疗癫痫、抑郁症、阿尔茨海默氏病、焦虑症、肥胖症、贪食症、耳鸣、强迫性障碍或者心力衰竭的刺激。

迷走神经的刺激也可以用于以下任何适应症：成瘾，焦虑症，自闭症，双相性精神障碍，大脑性麻痹，慢性头痛，与阿尔茨海默氏病相关的认知障碍，昏迷，抑郁症，进食障碍(例如厌食症和贪食症)，特发性震颤，纤维肌痛，心力衰竭，连续性偏头痛，青少年肌阵挛性癫痫，偏头痛，情感障碍，发作性睡病，肥胖症，强迫性神经失调，睡眠障碍，耳鸣和图雷特氏综合征，轻度性人格障碍或任何其他器质性睡眠过度，紧张型头痛，酒精诱发的睡眠障碍，药物诱导的睡眠障碍，情景性情绪障碍，自闭性障碍，强迫性神经失调，心境恶劣障碍，酒精依赖综合征，药物依赖，药物的非依赖性滥用，神经性厌食症，非器质性起源的特定疾病，非特异性进食障碍，紧张性头痛，昼夜节律性睡眠障碍，器质性异态睡眠，器质性睡眠障碍，原发性和其他特定形式的震颤，连续性偏头痛，婴儿大脑性麻痹，偏头痛，猝倒和发作性睡病，风湿性心力衰竭，肌痛和肌炎，睡眠障碍，多食症，情绪，帕金森病和头痛。也可以通过其他神经或者直接对身体中的特定位置和/或器官和/或神经进行刺激。对迷走神经的刺激可以有助于重置大脑情绪中枢的化学失衡。

治疗癌症，例如前列腺癌。

通过刺激神经来控制免疫系统。

通过刺激迷走神经减少全身炎症。迷走神经刺激可以激活身体的自然炎症反射，以抑制炎症并改善临床体征和症状。炎症反射是调节身体免疫系统的神经生理机制。它感知感染，组织损伤和炎症，并将这些信息传递到中枢神经系统，然后通过迷走神经和脾神经(其广泛地支配脾脏和其他内脏器官)条件反射地增加外周神经信号。所述信号被传递到脾脏中的t细胞，其继而指示包括单核细胞和巨噬细胞的效应细胞减少产生引发炎症和延续炎症的介质。在包括类风湿性关节炎、炎性肠病、牛皮癣、糖尿病、心脏病和多发性硬化的急性和慢性疾病中，炎症起着重要的作用。

传递缓解疼痛的刺激，用于治疗慢性和顽固性疼痛的有效治疗包括糖尿病性神经病变，背部手术后综合征，复杂性区域疼痛综合征，幻肢痛，缺血性肢体疼痛，顽固性单侧肢体疼痛综合征，疱疹后神经痛和急性带状疱疹痛，腓骨肌萎缩症(cmt)，心力衰竭/心肌梗死，阿尔茨海默氏病，中风，帕金森病和偏头痛。

治疗糖尿病性神经病或神经性疼痛，抑郁症，糖尿病性周围神经病变，加速愈合，减轻水肿，减轻由慢性糖尿病周围神经病以外的原因引起的疼痛，治疗由缺血引起的慢性疼痛。

治疗软组织或神经性疼痛，例如背痛，糖尿病性疼痛，关节痛，纤维肌痛，头痛，反射性交感神经营养不良，组织损伤，骶神经根或腰骶丛，心绞痛和麻醉综合征。

治疗颈部疼痛，颈部神经根病，颈部痉挛，慢性颈部疼痛，倒退综合征，腰痛，腰肌痉挛，腰骶肌筋膜炎，腰骶神经根病，膝关节骨关节炎，疱疹后神经痛，关节炎，癌症疼痛，颈痛，纤维肌痛，关节痛，腰痛，偏头痛，手术后疼痛和坐骨神经痛。

治疗急性疼痛，手术后疼痛，急性和慢性头痛，慢性腰痛，深部腹痛，髋骨骨折疼痛，神经性疼痛，骨盆疼痛，颞下颌关节(tmj)疼痛；慢性顽固性疼痛，肌肉通过神经刺激(失禁)的强度。

刺激伤口愈合。用于运动的刺激训练特定的肌肉群，以训练耐力和力量，或者在连续运动、运动、健身和恢复丧失的运动功能(例如在具有脑损伤或者脊髓损伤的受试者中)之后，用于运动的刺激放松肌肉。

缓解或治疗慢性疼痛，例如背部常见的最常用于管理失败的背部手术综合征，心绞痛。

刺激头发生长。可以在头皮上提供微通道和刺激。

因此，在本发明的一个方面，本发明提供了一种用于将能量传递到身体组织中的系统，包括：

(a)组织穿刺装置，适于穿刺组织表面并产生从组织表面进入身体组织的微通道；和

(b)刺激器，适于将能量传递到身体组织。

所述本发明的系统可以进一步包括处理器，所述处理器被配置为监测身体组织的一个或多个电学或光学特性。

在本发明的系统中，所述组织穿刺装置可以包括至少一个微针。所述穿刺装置可以包括具有一个或多个微针的一个或多个矩阵。所述微针可以由导电材料、半导体材料或者超声波传导材料组成。一个或多个微针可以具有电绝缘的轴，以仅允许来自微针尖端的电流。

所述组织穿刺装置可以通过使用超声能量、激光能量、热能和电能中的任何一种或多种，在组织中产生微通道。

所述刺激器可以适于向身体组织传递电刺激、电流、电神经刺激和电磁辐射中的任何一种或多种。

所述处理器可以被配置为通过表面电极或者通过穿刺装置中的微针来监测身体组织的一个或多个电学特性。

所述处理器可以监测选自组织阻抗、组织电阻和组织电容的组织的一个或多个电学参数。

所述刺激器可以包括两个或两个以上电极，在这种情况下，电极可以是湿表面电极、胶基表面电极、水凝胶表面电极、泡棉表面电极或者微创电极中的任何一种或多种。至少一个电极可以与贴片结合，所述贴片具有带有盖或翼片的孔，所述盖或翼片被配置为当贴片被施加到组织表面时，盖或翼片可被升起或者移除，以暴露出组织表面的区域。

如果组织穿刺装置包括一个或多个微针，并且刺激器包括两个或两个以上电极，则微针和电极可以容纳在单个施加器中，在这种情况下，至少一个微针和至少一个电极可以放置在所述施加器中，以允许所述电极在由至少一个微针形成的至少一个微通道上接触身体表面。

所述刺激器可以包括三个或三个以上电极，处理器可以进一步被配置为在刺激期间激励不同的电极对。

所述刺激器可以包括容纳在适于附着到身体表面的贴片中的两个或两个以上电极。

所述系统可以进一步包括无源或有源的可植入导电元件。

所述处理器可以进一步被配置为当监测参数中的一个或多个处于预定的、自适应的或者动态的范围内时，激活刺激器。

所述系统可以进一步包括用于控制组织穿刺装置和刺激器中的一个或多个的遥控器。

所述组织穿刺装置可以被配置为消融微通道中的组织。

其中，所述刺激器可以被配置为向组织施加电流，以使微通道保持打开。所述刺激器可以适于同时或依次刺激两个或两个以上的组织区域。

在本发明的另一个方面，本发明提供了一种用于将刺激传递到身体组织的方法，包括：

(a)将组织穿刺装置施加到身体组织表面；

(b)激活组织穿刺装置，以穿刺组织表面并在表面下方的一定体积的身体组织中产生微通道；和

(c)将能量传递到身体组织。

在本发明的方法中，产生的微通道可以增强进入身体组织的能量穿透，也可以改变组织的电学参数或者光学参数。

附图说明

为了理解本发明并且了解如何在实践中实施本发明，现在将参照附图，仅通过非限制性实施例来描述优选实施例，其中：

图1示例性地示出了根据本发明的一个实施例的用于将能量传递到身体组织中的系统；

图2示出了可以在图1的系统中使用的控制器；

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于将刺激传递到身体组织的方法的流程图；

图4示出了可以在根据本发明的一个实施例的组织穿刺装置(在用于将能量传递到身体组织中的系统中使用)中使用的施加器；

图5示出了可以在根据本发明的一个实施例的用于将能量传递到身体组织中的系统中使用的组织穿刺装置；

图6示出了可以在根据本发明的第二实施例的用于将能量传递到身体组织中的系统中使用的组织穿刺装置；

图7示出了可以在根据本发明的第三实施例的用于将能量传递到身体组织中的系统中使用的组织穿刺装置；

图8示出了可以在根据本发明的一个实施例的用于将能量传递到身体组织中的系统中使用的电刺激器；

图9示出了可以在本发明中使用的示例性电信号的一个周期；

图10示出了用于穿刺组织表面并对组织表面施加电刺激的系统，其中通过使用单个施加器进行组织穿刺和电刺激；

图11a示出了有三个微通道簇的组织表面，每个微通道簇延伸超过相应电极的接触区域；

图11b示出了在其中产生两个微通道簇的组织表面，每个电极的接触区域延伸超过相应的微通道簇；

图11c示出了在电极的接触区域下方产生一个微通道簇的组织表面；

图12示出了传递刺激能量以激活或者阻断目标组织的神经脉冲；

图13示出了具有施加在皮肤表面的施加器的个人；

图14示出了图13的贴片的结构，其包括可以同时被激活或者依次被激活的三个电极；

图15示出了在神经性疼痛或膀胱过动症的治疗中使用本发明；

图16示出了在例如癫痫、高血压的疾病的治疗中使用本发明；和

图17示出了可以在本发明中使用的贴片，其具有翼片，当贴片被施加到组织表面时，该翼片被升起，以暴露出组织表面的区域。

具体实施方式

图1示例性地示出了根据本发明的一个实施例的用于将能量传递到身体组织中的系统100。所述系统100包括组织穿刺装置10和刺激器12。所述组织穿刺装置10穿刺待治疗的组织表面，并产生从组织表面进入组织表面下方的组织的微通道。所述刺激器12向身体组织传递能量。所述组织穿刺装置10和刺激器12受控于控制器16。所述组织穿刺装置10和刺激器12可以包含在单独的壳体中，或者可以包含在单个的公共壳体中。

所述组织穿刺装置10可以通过任何已知的穿刺组织表面的方法在组织中产生微通道，并且所述穿刺装置10可以包括例如超声能量、激光能量、热能和电能中的任何一种或者多种。可以通过刺激器12传递任何类型的刺激能量，例如电刺激，例如电流，电神经刺激和电磁辐射。

图2更详细地示出了控制器16。所述控制器16包括用于将电能输送到穿刺装置10的电路136和用于将电能输送到刺激器12的电路138。根据工厂设置的参数或者用户输入的参数，电路受控于处理器140。控制器16中的电源16对处理器140供电，也对电路136和138供电。用户输入-输出模块132(例如键盘)可以由用户用来输入各种电能参数。所述输入-输出模块132可以包括遥控器。处理器140还监测组织的一些电学参数或者光学参数，例如阻抗，以便确定组织穿刺的程度。

图3示出了根据本发明这个方面的一个实施例的用于通过本发明的系统将刺激传递到身体组织的方法的流程图。在步骤25中，初步确定组织的一个或多个电学参数或光学参数，例如组织的电阻、阻抗或电容。在步骤30中，将组织穿刺装置10施加到待治疗的身体组织表面，并激活组织穿刺装置10，从而穿刺组织表面并且在表面下方的身体组织的体积中产生微通道。在穿刺身体组织期间或者之后，测量组织的电学参数或光学参数(步骤32)。在步骤34中，确定组织的光学参数或者电学参数中的至少一个是否减小了在步骤25中确定的初始值的至少预定百分比和/或自适应百分比。穿刺组织有利于改变组织的电学参数或光学参数，从而减少在接下来的刺激步骤中在组织中实现期望效果所需的电流和/或电压或光强。这也可以减少电刺激期间的疼痛，并且促进刺激穿透到组织的更深层。如果组织的光学参数或电学参数中的至少一个没有减小在步骤25中确定的初始值的至少预定百分比和/或自适应百分比，则过程返回到步骤30，重新激活组织穿刺装置。可以在与之前相同的位置或者不同的位置激活组织穿刺装置。如果组织的光学参数或者电学参数中的至少一个减小了在步骤25中确定的初始值的至少预定百分比和/或自适应百分比，则过程继续进行到步骤36，将刺激器放置在组织表面上，覆盖和/或部分覆盖和/或邻近组织表面的穿刺区域，并将其激活。还可以在穿刺(步骤30)之前或者期间进行放置，在穿刺期间，该放置可能会被移位或者移除。在刺激事件结束时或者在刺激事件期间，在步骤38中确定是否需要额外的刺激事件。如果是，则在步骤40中，确定是否要再次测量组织的电学特性或光学特性。例如在刺激的第一次事件之后，当原始微通道已被封闭或者组织的电学参数或光学参数不再减小预定百分比或自适应百分比时，可能需要额外的微通道。如果是，则过程返回到步骤32，测量组织的光学特性或电学特性。否则，过程返回到步骤36，激活刺激器。在步骤38中，如果确定不需要额外的刺激事件，则过程终止。在步骤36中，在施加刺激期间，可以周期性地测量组织的光学参数或电学参数，如果减小的参数回到在步骤25中所确定的初始值，则过程返回到步骤32(图中未示出)。

可以通过刺激器中的表面电极或者穿刺装置中的微针来测量电学参数。

在电刺激的情况下，可以在刺激之前或者期间将生物相容性导电材料施加到组织表面。

所述组织穿刺装置10可以包括如图4所示的施加器157。施加器157包含具有两个或两个以上微针154的一个或多个矩阵，以产生至少一个微通道。微针154通过一个或多个电连接件130连接到电路136。微针154可以由导电材料或半导体材料制成。当微针被压入待治疗组织表面，在两个或两个以上微针之间施加足够长时间的电流时，由于局部功耗，在组织中的微针周围形成至少一个微通道。这使得在组织表面最外层中的微针周围的组织发生消融，例如，就皮肤表面来说的角质层。

每个微针矩阵可以在组织中产生至少一个微通道和/或单独的微通道簇。每个矩阵可以覆盖高达1000cm²组织表面的面积。可以同时或依次产生一个或多个微通道簇。两个微针可以位于相同的矩阵。可以将所有微针同时施加到组织表面，也可以同时或者依次地被电激活。优选地，同时激活紧密设置的微针，以便于有效地产生微通道。可选地，微针的不同组合可以施加于组织表面，并同时或依次地被激活。可以在单个治疗期间进行多于一次的组织表面穿刺，例如当待穿刺区域大于微针矩阵的尺寸时，或者当组织表面上的若干个离散区域要被穿刺时，或者当一些或所有微通道在治疗期间被封闭时。

例如，微针的长度可以是10-40μm，直径可以是10-400μm，这有利于防止出血和疼痛。微针可以是圆锥形或圆柱形或允许表面组织层的穿刺和/或消融的任何其他形状。当治疗位置处的组织屏障的最外层非常厚时，例如在一些个体中，可以使用更大的微针。微针可以具有大约0.01-10mm的间距。微针可以均匀地或者不均匀地分布在矩阵中。微针矩阵的宽间隔分布可以减少皮肤发红和肿胀。

相邻微针之间施加的电流可以是具有频率(例如1khz-100mhz)或者rf的直流(dc)或交流(ac)，持续时间为0.001-1000毫秒，暂停时间为0.001-1000毫秒。微针的轴可以被绝缘，以仅允许来自微针尖端的电流，以便于减少正在治疗的组织表层中的电流。

处理器140监测组织的电学参数，例如阻抗，以确定组织的穿刺程度。响应于在微通道形成期间测得的参数(例如组织阻抗和/或电导率和/或电压和/或电流)，可以调整微通道的形成。可以基于对象的各种参数，对这些参数的值进行选择，这些参数的值可以是动态的。可以指定电导率阈值；当达到电导率阈值时，表示微通道的产生已完成。响应于一个微针的电学参数的变化，处理器可以通过至少一个微针来调节施加的电流或者电压。

在微通道产生期间和产生之后，可以将细胞外的流体引入微通道中，这减少了沿着微通道的阻抗。这可以减少刺激所需的功率，特别是电刺激，并且允许刺激能量进行更深的穿透。

图5示出了可以在根据本发明的另一个实施例的系统100中使用的组织穿刺装置10a。所述装置10a包括超声波脉冲发生器312，包括产生传递到前端314的电信号的电子器件、软件和反馈机构。前端314包括将电信号转换成超声脉冲波的传感器。匹配模块316允许微针板318与前端314之间适当的物理连接。微针板318包括至少一个微针或微针矩阵或矩阵簇。微针板318可以是可移除的，以允许使用不同形状的板和/或当从一个对象转移到另一个对象时。输入-输出模块132可以用于允许用户输入可选的穿刺参数，例如时间和能量，使得在产生微通道时，受试者感测到最小的加热和/或疼痛。

可以采用用于将超声波脉冲传递到微针的多种操作模式。例如可以使用将超声波脉冲传递到微针板的单个传感器，超声脉冲波被分配到在组织前面的微针。作为另一个实施例，装置10a可以包括超声波传感器阵列，其被配置为以微针的各种组合产生超声脉冲波。这允许在不同时间或者不同参数下，激活微针的不同组合。微通道的产生可以由不同组的微针同时或者依次进行。可以通过一个或多个微针施加电信号，可以测量电学参数以调整微针的超声能量。

例如，超声脉冲波的频率可以在1khz-50mhz范围内，强度可以在0.1-5w/mm2范围内。由微针传递的能量可以在0.01-100焦耳/通道之间。由于结构和生理上的差异，从一个对象转移到另一个对象以及在相同对象上时，可以改变超声脉冲波的频率和强度。脉冲的间隔时间可以小于一秒，以便于减少或者防止组织过热。

例如微针板和微针可以由钛或铝，或其他金属或与传递超声脉冲波相容的材料制成。微针也可以是导电的，以便于传递电能和/或测量提供关于微通道产生程度的指示的电学参数。

图6示出了可以在根据本发明的又一个实施例的系统100中使用的组织穿刺装置10b的实施例。所述装置10b包括电磁辐射发射器模块412，例如产生用于形成微通道的能量的激光器。电源128向电磁辐射发射器模块412提供能量。驱动器和电子器件414控制发射器模块412。输入输出装置模块132允许选择电磁辐射的参数，例如电磁脉冲的持续时间和强度。

可以通过激活光机械透镜和/或反射镜416和光学器件418来产生微通道，由于具有产生微通道的足够能量，并且还瞄准沿着组织的束以允许产生多个微通道，微通道允许将电磁辐射能量靶向目标组织。微通道可以具有1-1000μm的直径，间隔距离为5-5000μm。表面电极(图6中未示出)也可以用于测量组织的电学参数，以提供微通道形成程度的指示。

图7示出了可以在根据本发明的另一个实施例的系统100中使用的组织穿刺装置10c。电源128向加热模块468提供能量。输入和输出模块132允许控制加热参数，例如持续时间和温度。处理器140控制包括加热模块的装置。该装置还可以包括温度计，其测量包括至少一个微针的微针板474的温度，以防止组织的过度加热。微针被设计为传导可以从尖端消散并且可以施加不同间隔时间的热量。所施加的加热的温度可以在34-80℃范围内。

图8示出了可以在根据本发明的一个实施例的系统100中使用的电刺激器12a。所述刺激器12a包括两个或两个以上电极24。两个电极24a和24b如图8所示。这仅仅是示例性的，所述装置12a可以包括任何施用中所需的任何数量的电极。电极24可以是适于施加到身体表面上的表面电极，或者适于穿刺到组织表面的微创电极。在微创电极的情况下，穿刺装置中的微针可以适于也用作微创电极。例如电极可以是湿电极(液体/水基)、胶基水凝胶电极或者泡棉电极。电源128向电路供电，电路经由电连接件130在电极24上施加交流或直流电压信号或者交流或直流信号。可以通过用户输入电刺激的各种参数来使用输入-输出模块132，例如电极两端的电压，电流，脉冲频率，脉冲持续时间，电脉冲周期，脉冲类型，以及电刺激时间。在刺激期间，可以在不同的刺激电极对之间切换对电极的供电。根据工厂设置的参数或者用户输入的参数，处理器140控制用于对电极24供电的电路。处理器还可以用于监测由装置测得的电信号和电学参数。在形成微通道之后施加电刺激时，电刺激可以有助于防止微通道的封闭，从而允许延长治疗周期。

电刺激可以是由电流控制或者电压控制。在任何施用中所需的电流脉冲可以是对称的或者不对称的。脉冲可以是带电的平衡双相脉冲。刺激可以具有0.01-10,000hz的频率，0.001-100ma的电幅，1-2000μsec的脉冲宽度和高达600v的电压。如图9所示，信号108示出了可以使用的示例性电信号的一个周期。

电极之间的距离可以由待治疗组织的深度和位置来决定。一般地，身体表面下方待治疗组织越深，所需电极之间的距离越大。电极之间的距离可以是动态的，并在运行过程中确定。

图10示出了用于穿刺组织表面并对组织表面施加电刺激的系统175，其中通过使用单个施加器117(可以是手持式施加器)进行组织穿刺和电刺激。施加器117包括两个或两个以上电极24和一个或多个微针154。至少一个电极放置在至少一个产生的微通道的上方或者部分上方或者附近。两个电极24a和24b如图10所示。这仅仅是示例性的，施加器117可以包括任何施用中所需的任何数量的电极。电极24可以适于施加到组织表面的表面电极或者微创电极，在这种情况下，微针154可以适于也用作微创电极。电源128向电路136供电，电路136将电能输送到微针以及电路138，根据工厂设置的参数或者用户输入的参数，电路138经由电连接件130输送流经电极24的电能。输入-输出模块132可以用于输入穿刺和电刺激的各种参数，例如微针和/或电极两端的电压，电流，频率，持续时间，电脉冲周期，以及电刺激时间。处理器140也可以监测组织阻抗或者其他电学参数，以确定组织穿刺的程度。在穿刺之后、在激励电极之前，微针154可以或者不可以从施加器上移除。在将微针插入组织之后，微针154不可以被移除，并且与电极24参与电刺激过程，因此也可以通过微针提供电刺激。在穿刺和刺激配置之间机械地或者用电地进行切换。

可以确定任何施用中所需的施加刺激的位置(相对于微通道的位置)。通常，当电极被放置在微通道上的组织表面上时，刺激往往更有效。刺激所需的能量越少，刺激可以穿刺到组织中的深度越深。这可以减少疼痛，提高治疗的有效性，缩短治疗时间。作为第一实施例，图11a示出了在其中产生微通道27的三个簇26a、26b和26c的组织表面25。还示出了组织表面25上的三个电极的接触区域24a、24b和24c的边界。在该实施例中，每个微通道簇延伸超过相应电极的接触区域。作为第二实施例，图11b示出了在其中产生微通道27的两个簇26d和26e的组织表面25。还示出了组织表面25上的两个电极的接触区域24d和24e的边界。在该实施例中，每个电极的接触区域延伸超过相应的微通道簇。由于微通道中的电阻低于与刺激电极24接触的非穿刺组织区域的电阻，因此希望在刺激期间大多数电流流过微通道。作为第三实施例，图11c示出了在电极接触区域24f下方产生微通道27的一个簇26f的组织表面25。微通道不存在于第二电极的接触区域24g的下方。上述实施例的任意组合都是可能的，具有任何数量的电极和微通道簇。

图12示出了用于传递刺激能力以激活或者阻断对目标组织602的神经脉冲的系统100的使用。可植入导电元件604被植入到组织下面，导电植入物的一侧位于靠近组织表面和电极24处，导电植入物的另一侧位于目标组织602的附近。在至少一个电极的下方或者附近产生微通道27。在该实施例中，微通道消融表面组织(角质层601)，并允许传递刺激能量，更具体地说，从电极24通过导电植入物604传递到目标组织(例如神经602)的电刺激能量，例如电流。导电植入物可以是无源的，或者可以具有存储刺激能量或者改变或者放大传递到目标组织的能量的强度的有源元件。所述装置可以用于治疗神经系统紊乱，在这种情况下，目标组织可以是神经。一个电极被放置在植入导体604的拾取端部604b的上方，向目标组织602提供刺激的电流从植入物的端部604b传导到端部604a。然后电流流过目标身体组织，然后通过身体组织流到另一个表面电极，以刺激目标身体组织602。

系统的施加器可以是配置成固定到身体表面的贴片的形式。当需要延长刺激时，贴片型施加器是有用的。

图13示出了具有施加在皮肤表面的施加器210的个人200。如下所述，例如贴片施加器可以用于治疗睡眠障碍，例如阻塞性睡眠呼吸暂停和打鼾，以及男性阳萎，膀胱过动症，疼痛缓解或神经病疼痛缓解。还可以经由位于施加的刺激和目标组织(图13中未示出)之间的植入导线将电刺激传递到目标组织。

图14示出了贴片210的结构。所述贴片210包括三个电极251、252和253，其可以成对地同时被激活或者依次被激活。贴片可以包括所有电子器件和/或电子器件的一部分，或者可以通过导线连接到外部电子器件。可以在至少一个电极的位置的下方产生微通道。

对于阻塞性睡眠呼吸暂停或打鼾的治疗，如图14所示，可以将贴片形式的施加器210固定在颈前，下颏下方或受试者颏下三角形的下方，以使电流流过舌下神经，并且施加足够的能量以使舌头向前运动。负责上气道扩张的最大的咽肌是颏舌肌。该肌肉负责向前的舌头运动和前咽壁的硬化。右侧和左侧舌下神经分别支配右侧和左侧舌巨肌。仅刺激单侧舌下神经的电刺激可以向前拉舌头。咽肌的收缩打开气道，以通过向前拉舌头来恢复适当的呼吸。

不同电极对依次被激活的刺激模式可以允许肌肉的周期性松弛。例如，可以用电极251激活位于电极251和253之间的电极252，可以将电极252施加到颈部的一侧，可以用电极253激活电极252，可以将电极252施加到颈部的另一侧，等等。可选地，贴片可以仅包括电极252和251，或者仅包括电极252和253，在这种情况下，只有颈部一侧的神经被刺激。贴片也可以仅包括电极251和253。贴片210可以用于本发明的系统中，该系统包括检测睡眠障碍(例如打鼾或者呼吸暂停)的指示的传感器。该系统也可以包括检测睡眠障碍/或呼吸节奏的任何指示的传感器，以允许刺激的非连续激活。

图15示出了本发明的系统在治疗慢性疼痛(例如周围神经病疼痛或多发性神经病或多发性神经病盆腔疼痛或膀胱过动症(oab))以及尿急、尿频和急迫性尿失禁的相关症状中的使用。所述系统用于刺激胫神经。胫神经355是坐骨神经的分支；并在足部终止。在皮肤中，在电极24a和24b中的至少一个电极被固定的区域中产生微通道；电极24a和/或24b以最大刺激能量(例如电能)被驱动到胫神经的方式放置到胫神经上。微通道消融角质层，并允许电能最大程度地穿刺到胫神经中。如图15所示，电极24a和24b可以固定在脚踝附近，使得能量(例如电流)流过胫神经，并且足够的能量(例如电流)被施加到胫神经355。可以将电极放置在胫神经相对靠近皮肤表面的脚踝附近。电极可以从一个治疗事件替换到另一个治疗事件。对于一些施用，可以在家里或者诊所使用该装置治疗受试者30分钟，每周一次或者两次，约持续12周的时间。对于一些施用，每天对受试者实施治疗一次或多次，持续长达几个月的时间。对于一些施用，连续地对受试者实施治疗。后胫神经的位置可以通过本领域已知的技术来确定；例如通过观察脚趾的运动。可以经由位于施加的刺激和目标组织之间的植入导线将电刺激传递到目标组织。

如图16所示，为了治疗例如癫痫或者高血压的疾病，可以在迷走神经701和电极24(放置在迷走神经上的皮肤上)上的皮肤中产生微通道，以允许治疗。

图17示出了可以在系统100中使用的贴片678a。所述贴片678a适于放置在组织表面。所述贴片包括翼片680，当贴片被施加到组织表面时，该翼片可以被升起，以露出下面的组织表面的区域682。一个或多个电极24a(如图17中的虚线所示)固定到贴片678a的下侧。如图17所示，第二电极24b可以固定在贴片678a的下侧上，或者单独的贴片678b的下侧。在将贴片678a施加到组织表面之后，可以打开翼片680，以露出组织表面的区域682，可以将组织穿刺装置施加到组织表面露出的区域682，微通道27形成在该区域682中。然后，可以移除组织穿刺装置，关闭翼片682。因此，将电极24a放置在组织表面的穿刺区域682上，将刺激能量直接传递到被穿刺的组织。

对于男性阳痿的治疗，可以将贴片形式的施加器放置在支配男性生殖器和控制勃起的神经上的皮肤上，例如海绵状神经和背神经。该治疗可以增强到阴茎的血流。

为了增强血流，可以将施加器放置在血流减少的区域的组织表面上，或者影响身体内另一个位置中的血流的区域上。

对于伤口治疗，例如慢性伤口，施加器可以放置在伤口上或者附近。该治疗可以包括施加不同类型的电刺激。电刺激可以包括高压脉冲电流(hvpc)。

使用本发明，可以通过面部神经的刺激，进行面部神经障碍(例如贝尔麻痹)的治疗。

可以通过刺激待减少的脂肪团上的皮肤，进行美容治疗(例如减少脂肪团)。这种治疗还可以通过维持或增加肌肉紧张刺激胶原蛋白，弹性蛋白和三磷酸腺苷(atp)的产生，以及通过增强面部肌张力，可以增加皮肤弹性和光滑的线条，皱纹和纹理不规则性，从而减少衰老的迹象。还可以向肌肉组织提供营养物，以通过增强到组织的血流来维持肌肉紧张。