本公开内容，在一些实施方式中，涉及用于监测和处理心脏参数的装置的领域，并且更具体地但是非排他地涉及用于监测和处理心脏参数的可佩戴装置。
背景技术：
心率变异性(hrv)指的是正常心搏动(非心律失常心搏动)之间的时间间隔的变异现象。在正常健康状态中，逐次心搏动之间的时间间隔可以在休息期间或响应于活动改变(例如由坐姿起立)显著地变化，这指示自主神经系统和心血管系统之间健康的和灵活的相互影响。较高的hrv参数——比如逐次正常心搏动之间的时间间隔的标准偏差(nn间隔的标准偏差或sdnn)以及逐次正常心搏动之间的时间间隔的平方的平均值的平方根(逐次差分的均方根或rmssd)——的值指示较好的健康和安乐。较低的hrv参数的值可以指示高压力、差休息或睡眠、以及某些病理学状况。在运动和健身中，锻炼之前较高的hrv显示诱导训练中较好的表现。在心脏病学中，在心肌梗塞后具有较低hrv的患者显示具有较高的心律失常发生率和增加的所有死因死亡率。欧洲心脏病学会和北美起搏和电生理学会的联合任务组(jointtaskforce)[eu.heartjournal.17,354-381；1996andcirculationjournal1；93(5):1043-65]发布了强调监测hrv的重要性的指南声明并且概述了hrv改进的临床益处。一些研究报告[circulationjournal.102:1239-1244,2000]显示来自2分钟节律条带图(rhythmstrip)的hrv测量足以确定增加的心血管发病率和死亡率风险。其他研究已经报道了[journalofcardiovascularelectrophysiology25(7):719-24；2014]hrv和心律失常比如心房颤动(af)之间的密切关系并且强调了监测hrv对预防心律失常的重要性。
神经调节——即神经刺激——可以被用于治疗多种病症，范围从精神障碍比如抑郁至生理学状况比如慢性疼痛。具体而言，外周神经的神经调节可以被用于调节自主神经系统。例如，前臂中正中神经和尺神经的神经调节可以被用于增强迷走神经的副交感神经活动和压制心脏神经的交感神经活动，并且从而降低心率，调节心节律，以及修正和预防心律失常。正中神经和尺神经的神经调节还可以被用于诱导神经激素应答：分泌内啡肽、减少压力相关激素，并且从而降低压力和改进睡眠。
用于监测和治疗多种生理学状况的便携式装置允许实时治疗，无论响应于急性危象，或实现一般健康状态和改进的情绪。近些年已经见到消费性可佩戴装置——其设计为监测生理学状况，从设计为跟踪生命体征比如心率或血压的装置至娱乐性可佩戴装置，比如可佩戴健身追踪器——数目的急剧上升。这些装置中的许多旨在监测并且不被设计为提供治疗。具体地，市场上用于监测心脏活动和功能(例如心率、hrv)的许多可佩戴装置——无论医疗性还是娱乐性——不提供治疗。
技术实现要素：
本公开内容涉及用于监测和/或治疗生理学功能的便携式装置。更具体地，本公开内容的方面，在其一些实施方式中，涉及如下可佩戴装置：其用于监测和/或影响心脏功能，以及用于影响神经激素平衡和自主神经系统控制并且从而影响心率、心节律、心率变异性(hrv)和整体健康。
如上面提及的，用于监测心脏功能的许多商业化便携式装置不提供治疗。响应于监测的心脏活动的突然变化提供即时的现场治疗在急性心危象的情况下可能是至关重要的，即使该装置仅能够提供最初治疗，其将必需续接综合治疗，例如在医院中。因此，对如下可佩戴医疗装置存在需要：其具有提供连续监测和例行预防治疗的家庭护理能力，其在单个装置中提供刺激和监测能力，其有利地允许闭合回路(closed-loop)操作以便获得期望的治疗功效。超出医疗用途之外，能够监测和治疗心脏功能，以及增强神经-心血管系统相互作用的可佩戴装置还可以具有如下效用：(a)作为健康辅助(aid)，这是由于上面提及的心脏活动和健康状态之间的相互关系，和(b)作为健身辅助，其允许用户在体育锻炼时段(session)之前、期间和之后影响其心脏活动和hrv，比如以改进运动表现和恢复并且因而降低受伤可能性以及增强整体健身表现和目标。根据一些实施方式，可以基于最近获取的测量数据调节刺激参数，以便提供快速调节回路，并且还可以基于获取的测量数据的历史进行调节，以便提供长期回路。
因而，本公开内容的方面，在本文描述的一些实施方式中，包括用于监测和治疗心脏功能的小的和便携的模块。该模块可以被用于测量心率、hrv和实施用户心脏的心电描记术(ecg)，并且因此基于监测的心脏参数的值，提供一种或多种外周神经例如正中神经的低水平电刺激，以调节心率、心节律和改进hrv并且优化神经-心脏平衡。此外，该模块还可以被用于健康目的，例如，以降低压力和改进睡眠。
有利地，不通过模块内独特的和单独的单元而是通过单个单元实施监测和治疗，就这个意义而言，模块是集成的。单个单元具有接合组件，其被用于实施监测和治疗二者，从而节省空间和减小模块的整体大小。具体地，模块包括至少一个双功能电极，其被用于监测心脏参数和电神经-刺激二者。
在一些实施方式中，模块可以是独立的，例如，以可佩戴元件的形式，比如设计为在手腕、臂、前臂、颈、腿和/或大腿上佩戴的带。在一些实施方式中，模块可以被设计为可附连至智能佩戴装置比如智能手表或智能带(smart-band)(并且从其可拆除)，或可以被设计为智能佩戴装置的集成部分。后两个实施方式可以有助于如下设计：其中模块采用集成至智能佩戴装置的组件，比如用户界面、显示器、无线通信单元、电池、乃至计算元件(例如处理器)，从而进一步降低模块的大小。
也可以连同外部装置比如用户的智能手机使用模块，模块被配置为传送/接收来自外部装置的信息。根据本文教导的示例性神经-刺激时段可以包含下列步骤(使用模块进行)：(a)测量指示心脏功能/活动比如hrv的电信号，(b)传送测量数据至用户的智能手机，其中处理测量数据以获得用于随后治疗的电刺激参数，(c)接收电刺激参数(由智能手机发送)，和(d)根据获得的电刺激参数施加神经-刺激。
因而，根据一些实施方式的方面，提供了用于非侵袭性电神经-刺激一种或多种外周神经和监测对象的一种或多种心脏参数的便携式模块。便携式模块包括：
-监测电极，其安装在便携式模块的顶表面中/上；
-刺激电极和双功能电极，其安装在便携式模块的底表面中/上；
-监测单元，其用于监测电活动；
-刺激单元，其用于诱导电信号；和
-控制单元；
-非暂时性存储器，其具有在其中存储的配置为由控制单元操作的计算机可读代码。
电极中的每个被至少部分地暴露。控制单元被配置为使得能够在便携式模块的至少两种操作模式之间可控制地切换：
-第一模式，其中监测单元与监测和双功能电极功能关联；和
-第二模式，其中刺激单元与刺激和双功能电极功能关联。
模块被配置为有助于在对象的目标身体部分和双功能电极之间，以及相对的身体部分(相对于目标身体部分)和监测电极之间同时建立皮肤接触，从而允许，在第一模式中，通过监测在双功能和监测电极处的电活动获得对象的心脏参数。
模块被进一步配置为有助于在目标身体部分与双功能电极和刺激电极二者之间建立皮肤接触，从而允许，在第二模式中，通过在双功能和刺激电极之间诱导电信号电神经刺激目标身体部分中的至少一种外周神经。
在一些实施方式中，一种或多种心脏参数包括心率和/或心率变异性(hrv)。
在一些实施方式中，监测单元被配置为进行对象的心电描记术(ecg)。
在一些实施方式中，模块被配置为针对目标身体部分被独立地保持。
在一些实施方式中，目标身体部分是手腕、臂、颈、腿和/或前臂的内部部分。
在一些实施方式中，至少一种外周神经是手腕中的正中神经。
在一些实施方式中，刺激电极是第一刺激电极和刺激信号是第一刺激信号，并且模块进一步包括安装在底表面中/上的第二刺激电极，比如被至少部分地暴露并且以便双功能电极在第一刺激电极和第二刺激电极之间定位。
模块被进一步配置为有助于在目标身体部分和第二刺激电极之间建立皮肤接触，从而允许，在第二模式中，在双功能电极和第二刺激电极之间诱导第二刺激信号，其任选地与第一刺激信号同时或交替，从而电神经刺激目标身体部分中的至少一种外周神经。
在一些实施方式中，刺激电极是第一刺激电极和刺激信号是第一刺激信号，并且模块进一步包括安装在底表面中/上的第二刺激电极和第三刺激电极，比如被至少部分地暴露，并且其中第一刺激电极、双功能电极、第三刺激电极和第二刺激电极被基本上分别线性地排列。
模块被进一步配置为有助于在目标身体部分与第二和第三刺激电极之间建立皮肤接触，从而允许，在第二模式中，在第三刺激电极和第二刺激电极之间诱导第二刺激信号，其任选地与第一刺激信号同时或交替，从而电神经刺激目标身体部分中的第二外周神经。
在一些实施方式中，其中目标身体部分是手腕的内部部分和至少一种外周神经是手腕中的正中神经，第二外周神经是手腕中的尺神经。
在一些实施方式中，刺激信号由基于在第一模式中获得的心脏参数确定的刺激参数表征。
在一些实施方式中，刺激参数选自：电压信号和/或电流信号的频率、强度、振幅、持续时间、波形、间歇性和极性。在一些实施方式中，模块是模块化的，比如以允许可去除地附连至可佩戴装置。在一些实施方式中，可佩戴装置是包括处理电路的智能带或智能手表，并且模块和可佩戴装置是功能关联的。在一些实施方式中，模块被进一步配置为经由可佩戴装置的用户界面是可控制的。在一些实施方式中，监测电极在可佩戴元件的外表面上被至少部分地暴露，并且其中双功能和刺激电极在可佩戴元件的内表面上被至少部分地暴露。
根据一些实施方式的方面，提供了可佩戴装置，其包括如上面描述的模块和配置为围绕对象的肢体佩戴的带。带具有内表面和外表面。监测电极在外表面上被至少部分地暴露并且双功能和刺激电极在内表面上被至少部分地暴露。目标身体部分在肢体内定位。
在一些实施方式中，带进一步包括用户界面，其配置为有助于控制模块的操作。在一些实施方式中，用户界面包括显示器，其配置为提供与模块的操作相关的图形指示。在一些实施方式中，图形指示包括在第一模式中获得的心脏参数和/或在第二模式中获得的刺激参数。在一些实施方式中，用户界面被配置为在第二模式期间显示对象的ecg/hr/hrv读数。在一些实施方式中，可佩戴装置进一步包括用于提供电力以维持其操作的电池。在一些实施方式中，带进一步包括通信单元，其配置为有助于与外部模块或计算元件比如智能手机、计算机、云服务器等通信的数据和/或控制。
根据一些实施方式的方面，提供了用于操作如先前公开的可佩戴装置的方法，其包括如下的步骤：
-围绕对象的手腕紧固可佩戴元件，以便刺激电极和双功能电极与手腕的内部部分皮肤接触，其中双功能电极靠近手腕中的正中神经和/或尺神经定位；
-选择第一操作模式和使相对的身体部分与监测电极接触。
-通过在监测电极和双功能电极之间监测电活动，测量对象的心脏相关活动；
-通过处理单元分析监测的数据和由其确定心脏参数；
-基于心脏参数确定刺激参数；
-选择第二操作模式，并且通过在刺激电极和双功能电极之间生成刺激信号，在手腕的内部部分处施加电刺激。
在一些实施方式中，方法进一步包括，在所述选择第二操作模式的步骤之后，再应用所述选择第一操作模式的步骤，测量心脏相关活动，并且确定刺激参数，从而获得更新的心脏参数，并且因此调节刺激参数。
本发明的某些实施方式可以包括上面的优点中的一些、所有或不包括上面的优点。根据本文包括的附图、描述和权利要求，进一步的优点对本领域技术人员可以是显而易见的。在下文的说明书和所附权利要求书中进一步描述了本发明的方面和实施方式。
本文的方法和/或装置的实施方式可以包含人工地、自动地或其组合地进行或完成选择的任务。借助于包括硬件、软件、固件或其组合的组件实施一些实施方式。在一些实施方式中，一些组件是通用组件，比如通用计算机或处理器。在一些实施方式中，一些组件是专用或定制组件，比如电路、集成电路或软件。
例如，在一些实施方式中，实施方式中的一些可以被实施为由数据处理器——例如，其是通用或定制计算机的一部分——执行的多个软件指令。在一些实施方式中，数据处理器或计算机可以包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器，例如，磁性硬盘和/或可移动媒体。在一些实施方式中，实施包括网络连接。在一些实施方式中，实施包括用户界面，其通常包括输入装置(例如，允许命令和/或参数的输入)和输出装置(例如，允许报告操作参数和结果)中的一种或多种。
附图说明
本文参考附图描述了本公开内容的一些实施方式。描述连同附图使得一些实施方式可以如何被实践对本领域普通技术人员明显。附图是出于说明性描述的目的并且不试图以基本理解本发明必需的更多细节显示实施方式的结构细节。为了清楚起见，附图中描绘的一些物体不按比例。
在附图中：
图1a根据一些实施方式示意性地描绘了本公开内容的模块实施方式的侧视图；
图1b根据一些实施方式示意性地描绘了图1a的模块的俯视图；
图1c根据一些实施方式示意性地描绘了图1a的模块的仰视图；
图2根据一些实施方式示意性地描绘了操作图1a-1c的模块的方法；
图3根据一些实施方式示意性地描绘了本公开内容的模块实施方式的内部电路；
图4a根据一些实施方式示意性地描绘了本公开内容的可佩戴元件实施方式，其配置为环绕用户的手腕佩戴；
图4b根据一些实施方式示意性地描绘了环绕用户的手腕佩戴的图4a的可佩戴元件；
图4c根据一些实施方式示意性地描绘了环绕用户的手腕佩戴的图4a的可佩戴元件；
图5a-5b描绘了在使用图4a的可佩戴元件的第二代模型治疗之前和之后监测单个对象上的心脏参数的结果；
图5c-5e描绘了使用图4a的可佩戴元件的第二代模型对一组22名对象的监测和治疗的结果；
图5f-5g描绘了在使用图4a的可佩戴元件的第二代模型的治疗之前和之后对单个对象的ecg记录的结果；
图6示意性地描绘了使用图4a的可佩戴元件的第二代模型对一组52名对象的监测和治疗的结果；
图7a根据一些实施方式示意性地描绘了本公开内容的可佩戴元件实施方式，其配置为环绕用户的手腕佩戴；
图7b根据一些实施方式示意性地描绘了环绕用户的手腕佩戴的图7a的可佩戴元件；
图8a根据一些实施方式示意性地描绘了本公开内容的可佩戴元件实施方式，其配置为环绕用户的手腕佩戴；
图8b根据一些实施方式示意性地描绘了环绕用户的手腕佩戴的图8a的可佩戴元件；
图9a根据一些实施方式示意性地描绘了本公开内容的智能手表实施方式的前视图；
图9b根据一些实施方式示意性地描绘了图9a的智能手表的后视图；
图10根据一些实施方式示意性地描绘了监测和治疗装置的方框图；和
图11根据一些实施方式示意性地描绘了用于递归治疗和监测的方法。
具体实施方式
除非另外规定，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员一般理解的相同含义。在冲突的情况下，以包括定义的专利说明书为准。如本文使用的，不定冠词“一个”和“一种”意思是“至少一个”或“一个或多个”，除非上下文另外清楚地规定。
参考描述和附图，将更好地理解本文的教导的原理、用途和实施。在熟读本文呈现的描述和附图之后，本领域技术人员能够实施本文的教导而不需要过度的努力或实验。在附图中，相同的附图标记可以自始至终指的是相同的部分。
如本文使用的，“治疗”可以指的是一种或多种生理学状况、状态、性质、特性、功能和/或活动的改变、变更、实现、调节和/或处理动作。“心脏功能”和“心脏活动”可互换地使用。“心脏功能参数/心脏活动参数/心脏参数”可以指的是用于评价/估计/定量心率和心率变异性，和/或获得/测量ecg的参数，如下文详述的。
如本文使用的，“电神经调节”与术语“神经调节”和“神经-刺激”可以是可互换的并且可以指的是电地/电磁地/机电地、非侵袭性地/非侵入性地神经调节神经结构或神经，也就是说，低水平电神经刺激。
如本文使用的，两个或更多个元件(例如两个电极，电极和处理电路，测量装置和处理器等)之间的术语“关联”可以指的是元件等之间的物理连接、功能关联、电关联、机械关联、和/或机电关联、和/或其任意组合。
如本文使用的，术语“可佩戴元件”和“可佩戴装置”可以可互换地使用。
如此处使用的，术语“用户”、“对象”和“患者”可以可互换地使用。
图1a-1c中示意性地描绘了本公开内容的第一实施方式，如本文描述的。图1a根据一些实施方式示意性地描绘了模块100的侧视图。模块100包括模块体110。模块体110包括两个相对的表面：内表面114(底表面)和外表面118(顶表面)。刺激电极122和双功能电极126在内表面114上被安装在模块体110中/上，以便刺激电极122的外部表面142和双功能电极126的外部表面146二者均被暴露。监测电极132在外表面118上被安装在模块体110中/上，以便监测电极132的外部表面152被暴露。在一些实施方式中，刺激电极122和双功能电极126从内表面114突出，和/或监测电极132从外表面118突出。
图1b和图1c根据一些实施方式示意性地描绘了模块100的俯视图和仰视图，其分别显示了外表面118和内表面114。
模块100被配置为允许在两种操作模式之间切换。在第一操作模式(“监测模式”)中，监测电极132和双功能电极126电关联。在第二操作模式(“刺激模式”)中，刺激电极122和双功能电极126电关联并且可以分别具有相反的极性。
在一些实施方式中，模块100被配置为针对用户的目标身体部分被保持或被放置在用户的目标身体部分上，以便刺激电极122和双功能电极126二者均与目标身体部分皮肤接触，并且以便用户可以通过使监测电极132与相对的身体部分接触而同时产生与监测电极132的皮肤接触。
如本文使用的，传导物体和身体部分之间的“皮肤接触”可以指的是身体部分上的皮肤和传导物体之间的直接接触，以及身体部分上的皮肤和传导物体之间的间接接触(例如，经由物体和身体部分之间的凝胶层、盐水溶液等，或携带或浸泡这样的液体的介质)，其允许使传导物体与身体部分电关联。
当分别在用户心脏的左边和在用户心脏的右边定位时，比如通过分别从第一身体部分和第二身体部分获得电信号(例如，通过监测左手腕(第一身体部分)和右食指(第二身体部分)之间的电位差)以允许在用户上进行ecg，两个身体部分(比如右臂和左腿、一对前臂、右手指和左手指、或右手指和左前臂等)，或“第一身体部分”和“第二身体部分”可以说是“相对的”。“两个独特的身体部分”可以指的是“目标身体部分”(其可以与“第一身体部分”可互换地使用)和“相对的身体部分”(其可以与“第二身体部分”可互换地使用)。
在第一操作模式中，可以通过使双功能电极126和监测电极132分别与第一身体部分和第二身体部分皮肤接触来进行用户上的ecg，并且例如，监测双功能电极126和监测电极132之间的电位差的时间变化，例如，使用与其关联的电压计/电位计，如下面详述的。
在第二操作模式中，刺激电极122和双功能电极126被分别连接至电源的两个相反的(极性)端子。通过在刺激电极122和双功能电极126之间建立电位差，可以通过目标身体部分，特别地，通过目标神经或在目标神经周围诱导电流，如下面详述的。
在一些实施方式中，模块体110是柔性的。在一些实施方式中，外表面118平行于内表面114。在一些实施方式中，模块体110是弯曲的或凹形的。在一些实施方式中，监测电极132与双功能电极126相反定位。在一些实施方式中，电极中的每个具有不同的直径。在一些实施方式中，模块体110由塑料或其它基于聚合物的材料制成。在一些实施方式中，电极由抗腐蚀金属比如不锈钢合金制成。在一些实施方式中，电极可以涂覆有非粘性和导电涂料。
在一些实施方式中，模块100是可佩戴的，或配置为与可佩戴装置/元件机械关联/安置在可佩戴装置/元件中。模块(在其中模块是可佩戴的实施方式中)或可佩戴装置可以被成形，例如，为镯、带、袖口、环、腰带、颈圈或链。在一些实施方式中，模块可以被嵌入衬衣和/或裤内(例如，在衬衣的袖中)，或手套或袜内。在一些实施方式中，可以使用适配的、可去除的贴片、贴纸或胶带独立地保持模块，以便刺激电极122和双功能电极126与第一身体部分皮肤接触，并且外部表面152保持暴露且第二身体部分可触及(reachable)。
如本文使用的，当——在其针对身体部分放置或将其附连至身体部分之后——物体被保持在原位而在用户的部分上没有任何动作时，物体可以被称为针对身体部分是“独立地保持的”。因此，例如，当由于环绕其被紧固而防止滑落手腕时，可以说环绕手腕独立地保持手表。相比之下，在手中保持的手表(并且不是环绕手腕紧固)不是独立地保持的。如本文使用的，术语“保持(held)”和“独立地保持”根据上下文可以是可互换的。
在一些实施方式中，模块100被配置为有助于施用治疗至(并且针对其被独立地保持)不同的身体部分(以及在其上进行监测)，具体而言，不同形状的身体部分。在一些这样的实施方式中，模块100是柔性的，其柔性允许在电极122与126和不同形状的身体部分(比如臂和背)之间建立皮肤接触。
图2根据一些实施方式呈现了操作模块100的方法200。在步骤210中，通过使内表面114倚靠目标身体部分，使刺激电极122和双功能电极126与目标身体部分(第一身体部分)皮肤接触。
在步骤220中，选择第一操作模式。
在步骤230中，用户将相对的身体部分(第二身体部分)，比如手指或前臂的内部部分(与目标身体部分相对)放置在监测电极132上。测量监测电极132和双功能电极126之间的电位差，从而对用户进行ecg。当完成ecg(其在一些实施方式中可以由在模块100中包括的用户界面或与其关联的外部智能体(agent)——外部装置上的用户界面图形地和/或可听见地指示)时，用户移动相对的身体部分离开监测电极132。由电位差的测量的时间变化获得监测的心脏功能参数(简称“心脏参数”)比如心率和hrv的值，如下面详述的。
在步骤240中，基于监测的心脏参数的获得值确定施加在目标身体部分处的后续神经调节的电刺激参数(简称“刺激参数”)，比如交流电的电流强度、持续时间和/或频率，如下面详述的。
在步骤250中，选择第二操作模式。
在步骤260中，通过在刺激电极122和双功能电极126(其分别具有相反的极性)之间施加电刺激信号(简称“刺激信号”)，实现目标身体部分中至少一种神经(例如左手腕中的正中神经)的神经调节。更具体地，经由传导途径——其包括刺激电极122、双功能电极126和靠近或包括(可能部分地)至少一种神经的区段的区域——传导电流。默认地，刺激信号由在步骤240中确定的刺激参数表征，但是用户可以决定人工地更改刺激参数或选择不同的刺激参数。
关于电神经-刺激的术语“刺激信号”指的是在电极对(其附连至目标身体部分，比如以电神经-刺激目标身体部分中的至少一种神经)之间施加的电压/电流信号。关于刺激信号的术语“刺激参数”指的是表征刺激信号的参数，其包括刺激信号的持续时间、振幅、最大强度、频率和波形，以及波形和脉冲间时间间隔——当刺激信号包括一系列脉冲时。注意，以广义使用术语“刺激参数”以还涵盖一种或多种时间依赖性函数。例如，正弦波函数可以由其振幅、频率和相表征，但是术语“刺激参数”也将被用于覆盖具有更复杂波形的函数，以及离散函数。
在一些实施方式中，步骤260可以包含施加间歇性刺激信号(即电压/电流信号)，也就是说，一系列电脉冲(每个电脉冲大体上是简短持续时间刺激信号)。在一些实施方式中，可以可控制地——自动地或人工地——改变逐次电脉冲(“刺激脉冲”)之间的时间间隔和每个脉冲的形状(即调制，波形)。在一些实施方式中，刺激脉冲可以是双相的，也就是说，脉冲的正电压部分之后基本上紧接着脉冲的负电压部分。在一些实施方式中，由正电压(指示导电的电荷)部分覆盖的面积基本上等于由负部分覆盖的面积，从而当脉冲宽度足够窄(例如小于1msec)时防止/最小化电解的发生(其可能由电流通过包含流体的体组织(在目标身体部分中)的流动引起)。
在一些实施方式中，步骤260另外地或可选地包含施加连续刺激信号。
在一些实施方式中，需要少至15秒以测量心率，需要少至30秒以测量ecg读数，并且需要少至60秒以测量hrv。在一些实施方式中，少至1分钟的神经调节可以对影响心脏功能或实现健康状态是足够的。刺激时段(也就是说，使用模块，比如模块100应用方法，比如方法200)，包括监测和神经调节二者，可能花费大约6-7分钟。还可以施加更长或更短持续时间的监测和治疗(例如，时期对于连续监测和治疗可以是秒、分钟、日、周、月或年)。
如本文使用的，“心率”被定义为心搏动数目/单位时间，如通过ecg条带图或脉冲读数中rr峰的数目测量的。“rr间隔”(rr)是ecg信号的逐次峰之间的间隔。“心率变异性”(hrv)指的是逐次正常心搏动(非心律失常心搏动)之间的时间间隔的变异现象，并且可以由下面定义的sdnn、rmssd或pnn50定量。
在一些实施方式中，下列数据集可以获得自步骤230中的ecg或心率测量：hrv、rr、avnn、sdnn、rmssd、pnn50、lf和hf。时域hrv分析参数包括：“nn间隔”(“正常至正常间隔”)被定义为逐次正常搏动之间的时间间隔(msec)。“平均nn”(avnn)被定义为一组nn间隔的平均值。“nn的标准偏差”(sdnnms)被定义为一组nn间隔的标准偏差，并且代表自主神经系统的副交感神经(平静)活动。“逐次差分的均方根”(rmssdmsec)被定义为一组nn间隔中相邻(逐次)nn间隔之间差异的平方的平均值的平方根，并且还代表自主神经系统的副交感神经(平静)活动。“nn50”被定义为一组nn间隔中相差大于50msec的逐次nn间隔对的数目。“nn50的百分数和/或比例”(pnn50)被定义为nn50除以组中逐次nn间隔的总数目。频域hrv参数包括：“低-频率活动”(lfms2)被定义为ecg读数中或在任何其它心率监测系统的读数中低-频率傅立叶系数——即0.04-0.15hz——的总功率，并且代表自主神经系统的副交感神经活动，所述任何其它心率监测系统比如心率追踪器等，其包括基于电气测量、光学测量、压力测量或任何其它类型的测量和方法的监测系统，其中总功率被定义为范围中所有傅立叶系数的绝对值平方的总和。“高-频率活动”(hfms)被定义为心率监测系统的读数的高-频率傅立叶系数——即0.15-0.4hz——的总功率并且代表自主神经系统的交感神经(兴奋(speedingup))活动。lf和hf还可以被计算并且以n.u.呈现，lf与hf的比(lf/hf比)是由系统计算的重要测量值，因为它表达交感神经和副交感神经系统之间的平衡以及它们对心率和心节律的直接作用。还可以计算其它频域参数比如tp(ms2)和vlf(ms2)。
在一些实施方式中，模块100可以被用于实施监测而不实施神经调节并且反之亦然。例如，基于监测的心脏参数的值(在步骤230中获得)，用户可以决定略过神经调节，或基于监测的心脏参数的值，可以在步骤240中决定不需要神经调节。
在一些实施方式中，用户可以人工地选择刺激参数，略过步骤210至240。例如，用户可以选择保存的先前时段的刺激参数。在一些实施方式中，用户可以从大量默认刺激设定选择刺激设定，略过步骤210至240。默认刺激设定中的每个可以基于不同组的刺激参数。
在一些实施方式中，模块100被配置为通过无线通信或通过有线通信(例如通过usb线缆)发送信息至外部智能体(外部装置)和从外部智能体(外部装置)接收信息，所述外部智能体(外部装置)比如用户的智能手机、智能手表、家庭网络中心(homehub)。测量数据，例如双功能电极126和监测电极132之间的电位差的测量的变化被发送至外部智能体，比如智能手机、计算机、云服务器等，其中测量数据被处理以在步骤230中获得监测的心脏参数的值。还使用监测的心脏参数的获得值，通过外部智能体进行步骤240中刺激参数的确定。监测的心脏参数的获得值(简称“获取的数据”)和刺激参数可以被存储在外部智能体上的存储器中供进一步参考，如下文描述的。独立于获取的数据，刺激参数还可以由外部智能体直接传送至模块100，例如某个刺激方案/协议的预设参数以取得期望的生理学作用。
在一些实施方式中，方法200可以包含在刺激模式和监测模式之间切换/交替。在刺激的(预设)时期之后，模块可以自动地切换返回监测模式以获得监测的心脏参数的更新值。刺激参数因此被调节(即考虑更新值)。模块然后可以切换返回刺激模式并且恢复施加刺激，以此类推。
在一些实施方式中，可以响应于具体的生理学状态根据由外部监测装置获取的数据调节刺激参数。根据在监测模式期间来自模块或另外地/可选地来自外部监测设备的获取的信息，模块可以提供自动刺激反馈应答。例如，模块可以被重编程以当获得的hrv读数低(即低于如由上面提及的心脏病学指南指示的正常值)时施用具有低频率——即0.1-5.0hz——的电流信号，和当hrv读数高时施用具有高频率——例如5-200hz——的电刺激电流，或反之亦然，从而分别地增加和降低hrv，并且因而提供自动反馈应答方法，以便基于监测的心脏功能参数的更新值优化刺激参数。还可以使用其它刺激参数和监测的心脏参数。
在一些这样的实施方式中，方法200包括全天候监测和治疗，并且模块100被配置为允许这样的操作模式。监测可以是连续的或按计划的，例如，每个预定数目的分钟或小时，如由健康护理提供者建议的。在一些实施方式中，可以记录来自监测模式的获取的数据和电刺激参数的值——在每个刺激时段中使用的，并且可以例如在外部装置的存储器中存储成功的(successful)个体电刺激参数的模式和顺序，以便进一步治疗，这样的外部装置可以是智能手机、智能手表、计算机、云服务器等。在一些实施方式中，外部装置包括人工学习能力，其允许模块比如模块100识别成功的刺激时段，因而针对私人个体需要定制和优化治疗，在一些实施方式中，人工学习能力基于在云服务器上存储和分析的数据。
在一些实施方式中，模块100被配置为测量超出电极之间的电位差的附加数量，比如在电极之间穿过的电流、磁性、阻抗改变等。在一些实施方式中，在步骤230中，可以测量超出电极之间的电位差的附加数量，并且还考虑附加数量的测量数据确定在步骤240中确定的刺激参数。相对于ecg可选地，模块100可以有助于通过测量由动脉中血液流动的脉冲波引发的阻抗变化获得心率。
在一些实施方式中，模块100进一步包括一种或多种另外的心脏功能监测组件，其配置为通过实施例如光学测量或血压测量来监测心脏功能。通过还考虑一种或多种另外的心脏功能监测组件的测量数据可以获得使用双功能电极126和监测电极132监测的心脏功能中的至少一种的值，从而可能允许改进的心脏参数确定/估计。
有利地，模块或装置可以具有监测和处理心脏功能二者，以及增强神经-心血管系统相互作用，并且还可以具有如下效用：(a)作为健康辅助，这是由于上面提及的心脏活动和健康状态之间的相互关系，和(b)作为健身辅助，其允许用户在体育锻炼时段之前、期间和之后影响其心脏活动和hrv，比如以改进运动表现和恢复并且因而降低受伤可能性以及增强整体健身表现和目标。根据一些实施方式，可以基于最近获取的测量数据调节刺激参数，以便提供快速调节回路，并且还可以基于获取的测量数据的历史进行调节，以便提供长期回路。
现在参考图3，其根据一些实施方式示意性地描绘了模块300的内部电路。模块300提供了模块100的实例实施方式(并且包括其所有编号的组件(在图1a-1c中显示的))。模块300进一步包括控制单元310、通信单元320、包括电压计/电位计(未显示)的心脏功能监测单元334(简称“监测单元334”)、包括电源(未显示)的电刺激诱导单元338(简称“刺激单元338”)、第一开关344和第二开关348。
如本文使用的，“电压计”或“电位计”可以指的是用于测量至少两个位置之间的电位差的装置，包括模拟电压计比如检流计、数字电压计、场效应晶体管电压计(fet-vm)、示波器等。在一些实施方式中，测量可以是连续的和/或间歇的。在一些实施方式中，电位差可以被离散地取样。如本文使用的，“电源”可以指的是能够在两个位置之间诱导电流和/或电位差的装置，包括电池、emf源、直流电(dc)源、交流电(ac)源、经由电磁感应生成电流的装置等。如本文使用的，术语“开关”可以指的是出于控制模块或其部分的一种或多种功能和/或参数的目的有助于控制和/或信号发送的元件。在一些实施方式中，开关可以有助于模块的至少两个部分之间可控制的电关联。
通信单元320、监测单元334、刺激单元338、第一开关344和第二开关348与控制单元310关联。刺激单元338进一步与刺激电极122和与第二开关348关联。双功能电极126进一步与第一开关344和与第二开关348关联。监测单元334进一步与第一开关344和与监测电极132关联。关联的元件显示通过直的实线连接(未编号)。本文描述的关联的架构是示例性的，并且可以应用其它关联架构。
在一些实施方式中，控制单元，比如控制单元310，包括处理电路和存储器(二者均未显示)。处理电路可以是专用集成电路(asic)、可编程处理电路比如fpga、固件等。在一些实施方式中，存储器是非暂时性存储器。存储器可以包括固态存储器、磁存储器、光子存储器等。在一些实施方式中，存储器是暂时性存储器。控制单元可以进一步包括至少一个配置为过滤电信号的滤波器、至少一个电压和/或电流放大器、至少一个模数电信号转换器、和/或至少一个数模电信号转换器(未显示)。
第一开关344被配置为可控制地电关联和分离监测单元334和双功能电极126，并且从而可控制地关联和分离监测电极132和双功能电极126。第二开关348被配置为可控制地电关联和分离刺激单元338和双功能电极126，并且从而可控制地关联和分离刺激电极122和双功能电极126。第一开关344和第二开关348由控制单元310控制。
在第一操作模式中，双功能电极126与刺激单元338电分离并且与监测单元334电关联，从而有助于监测电极132和双功能电极126之间电位差的测量。在第二操作模式中，双功能电极126与监测单元334电分离并且与刺激单元338电关联，从而通过在刺激电极122和双功能电极126之间诱导电流而有助于电神经刺激目标身体部分中的至少一种神经，大体上如上面图2的描述中所描述的。
监测单元334被配置为传送/发送测量数据例如测量的电位差至控制单元310。在一些实施方式中，控制单元310被配置为处理测量数据以获得监测的心脏参数(例如心率，hrv)和刺激参数的值，用于后续/随后神经调节。在一些实施方式中，测量数据的处理在外部智能体上进行，如在模块100、方法200的描述中所描述的，和下面进一步详述的。在一些实施方式中，监测单元334被配置为对模块300的用户进行ecg。
刺激单元338被配置为在第二操作模式中在刺激电极122和双功能电极126之间生成电信号(例如电压信号或电流信号)。刺激单元338被进一步配置为从控制单元310获得命令，例如刺激参数。刺激参数可以规定生成的电信号的时间依赖性。
具体而言，在一些实施方式中，刺激单元338被配置为自动地调节在刺激电极122和双功能电极126之间施加的电压和频率，比如以取得期望的电流振幅和/或最大强度。如本文使用的，刺激信号的“最大强度”指的是最高峰和其最低谷的绝对值之间较大的。
刺激单元338可以包括，例如，ac电源或电信号发生器，以便由刺激单元338生成的电压/电流的强度、频率和波形(包括表征电压/电流——包括连续性电压/电流脉冲、间歇性电压/电流脉冲和突发模式——的参数)可以根据刺激参数可控制地变化，从而实现目标身体部分中至少一种神经的神经调节，如上面和图2的描述中所描述的。
通信单元320被配置为发送信息至外部智能体，和/或从外部智能体接收信息，所述外部智能体比如智能手机、智能手表、智能带、平板和/或个人计算机。可以无线地和/或通过线实施信息(例如监测的心脏参数、确定的刺激参数)的发送和接收。通信单元320可以被配置用于借助于蜂窝网络和/或wi-fi远程通信(例如至用户的云存储、用户的个人计算机、用户的健康护理提供者的计算机系统和/或用户的医师/照护者的个人计算机)。可选地或另外地，通信单元320可以被配置用于例如，借助蓝牙、nfc(近场通信)技术和/或wi-fi短程通信(例如至用户的智能手机或平板)。
具体而言，在一些实施方式中，通信单元320可以被用于将信息从控制单元310中继至用户的智能手机/智能手表和将命令从用户的智能手机/智能手表中继至控制单元310，从而有助于借助智能手机/智能手表控制和操作模块300。
在一些这样的实施方式中，步骤230中处理监测单元334测量数据以确定监测的心脏参数的值，和步骤240中确定刺激参数可以在外部智能体比如用户的智能手机上实施。在一些这样的实施方式中，控制单元310不包括处理器，从而减小控制单元310中组件的数目和控制单元310的大小，并且因此减小模块300的大小。
图4a-4c中示意性地描绘了本公开内容的另一个实施方式。图4a-4c根据一些实施方式示意性地描绘了可佩戴元件400(也就是说，可佩戴装置)。可佩戴元件400提供了模块100的实例实施方式并且被配置为环绕用户的手腕、臂或前臂(并且在一些实施方式中，颈或腿)佩戴和实现手腕中正中神经的神经调节。在一些实施方式中，可佩戴元件400被成形为带或镯。
如图4a中显示的，可佩戴元件400包括沿着可佩戴元件400的内圆周(未编号)延伸的内表面414，和沿着可佩戴元件400的外圆周(未编号)延伸的外表面418。可佩戴元件400可以进一步包括紧固件/扣(未显示)，其有助于环绕手腕绷紧和放松可佩戴元件400，在其上放置可佩戴元件400，和从其去除可佩戴元件400。在其中可佩戴元件400被成形为带的一些实施方式中，带可以是弹性的。在一些这样的实施方式中，可佩戴元件400不包括紧固件。
监测电极——监测阴极420——被嵌入外表面418中/上，以便监测阴极420的外部表面被暴露。双功能电极——双功能阳极424——被嵌入内表面414中/上，以便双功能阳极424的外部表面被暴露，并且与监测阴极420相反定位。刺激电极——刺激阴极432——被嵌入内表面414中/上，以便刺激阴极432的外部表面被暴露。在一些实施方式中，双功能阳极424和刺激阴极432从内表面414突出，和/或监测阴极420从外表面418突出。
可佩戴元件400进一步包括刺激单元440(即电刺激诱导单元)、监测单元450、计时器454、包括图形用户界面比如触摸屏的显示器460、通信单元474和电池480。
在一些实施方式中，可佩戴元件400进一步包括一个或多个调节器(knob)464(例如按钮)。在一些实施方式中，显示器460不包括触摸屏，并且调节器464被用于控制可佩戴元件400操作。在一些实施方式中，可佩戴元件400进一步包括用于给电池480充电的充电器插口494。在一些实施方式中，电池480可以被无线充电，并且还可以是可去除的。
注意可佩戴元件400内上面编号的组件(例如监测单元450、计时器454)的定位是示例性的，并且可以应用可佩戴元件400内组件的其它定位。
图4b根据一些实施方式从侧透视角度示意性地描绘了环绕手腕484紧固的可佩戴元件400，其中手腕内部部分486是可视的(也就是说，手腕484的内部部分)。进一步描绘了手482(邻接手腕484)，以便手482的手掌(未编号)是可视的。正中神经488沿着手腕484延伸远离手482。
图4c呈现了图4b的一部分的放大视图，其包括手腕484和可佩戴元件400。未显示监测阴极420。仅在内表面414上是暴露的双功能阳极424和刺激阴极432当佩戴可佩戴元件400时是不可视的，并且因此通过虚线描绘的空心圆(与描绘可视的电极的在图1a-1c和图4b中使用的图案填充圆相反)示意性地描绘每个。可佩戴元件400可以环绕手腕484被足够紧地紧固，以便双功能阳极424和刺激阴极432二者均与手腕内部部分486皮肤接触，其中双功能阳极424靠近手腕484中的正中神经488定位。与双功能阳极424相比，刺激阴极432可以更接近手482的拇指498定位。
基本上如图2中描述的操作可佩戴元件400。在监测模式中，用户，例如，将相对的手指(例如右手指，当可佩戴元件400环绕左手腕佩戴时，如图4b中描绘的)放置在监测阴极420上，并且监测阴极420和双功能阳极424之间电压的时间波动被监测，从而实现心率测量，如下面和图2的描述中所详述的。
监测单元450与刺激单元440，与计时器454，与调节器464，与通信单元474，与电池480，和/或与其它组件关联。在监测模式(即第一模式)中，监测单元450与监测阴极420和双功能阳极424二者电关联，其与刺激阴极432电分离。监测单元450包括电压计(未显示)，并且被配置为在监测模式中监测(连续地测量或间歇地测量)监测阴极420和双功能阳极424之间的电位差(例如在步骤230中)，从而实现心率测量，其使得能够估测(projection)/计算心脏参数(和/或获得ecg/hrv读数)，如图2的描述中所详述的。
监测的心脏参数的值可以被保存、标注日期、记录和编目，从而有助于在不同时间和在不同条件中——例如在休息时、在身体锻炼后和在第二操作模式中提供的治疗后——获得的心脏参数之间的比较。在一些实施方式中，通过与可佩戴元件400通信关联的外部智能体进行估测/计算。在一些实施方式中，其中监测单元450进一步包括计算单元，所述计算单元包括处理器和存储器(均未显示)，可以通过计算单元进行估测/计算。
刺激单元440与监测单元450，与计时器454，与调节器464，与通信单元474，与电池480，和/或与其它组件关联。在刺激模式(即第二模式)中，刺激单元440与刺激阴极432和双功能阳极424二者电关联，其与监测阴极420电分离。(双功能阳极424和刺激阴极432被配置为在刺激模式中具有相反的极性)。刺激单元440包括电信号发生器，其可以包括电源，比如ac或dc电源，或由电池480供能。刺激单元440被配置为在刺激模式中生成电刺激信号。基于监测的心脏参数的值确定的刺激参数(表征刺激信号)(例如在步骤240中)可以由刺激单元440使用以实现正中神经488的神经调节。通过传导电流通过传导途径——其包括双功能阳极424、刺激电极432和靠近或包括(可能部分地)正中神经488的区段的区域——实现神经调节。注意传导途径和诱导的电流基本上被约束于手腕484的内部部分，就这个意义而言，第二操作模式中提供的电神经-刺激是局部的。正中神经488的此局部电刺激可以影响神经激素平衡和自主神经系统控制，并且因此引起神经刺激相关激素的分泌，和压力相关激素分泌的减少，从而影响心率、心节律、hrv和/或情绪。正中神经488的可控制的电刺激可以因而允许使用非侵入性电极(即双功能阳极424和刺激阴极432)间接地、可控制地影响心率和hrv。
在一些实施方式中，通信单元474与刺激单元440、监测单元450和/或计时器454关联。类似于通信单元320，在一些实施方式中，通信单元474被配置为传送信息至一个或多个外部智能体，和从一个或多个外部智能体接收信息。外部智能体可以被用于进行数据处理中的一些或所有和/或控制可佩戴元件400，大体上如上面以及方法200和模块300的描述中所描述的。
在一些实施方式中，计时器454可以被配置为提供时间信息，其可以被用于与如下相关的操作：刺激和/或监测时段的持续时间、或刺激脉冲的持续时间和逐次刺激脉冲之间的时间间隔的持续时间等。
显示器460被配置为显示在第一操作模式中获得的心脏参数。在一些实施方式中，调节器464被配置为有助于选择待显示的一种或多种心脏功能参数，或在不同测量中获得的相同心脏功能参数组中的一个或多个，从而有助于不同时间和条件中心脏功能的比较。显示器460还可以被配置为在第一操作模式期间显示心脏功能参数。例如，显示器460可以显示用户心脏的实时或近实时ecg读数。
在一些实施方式中，没有在图4a中示例，可佩戴元件400不包括显示器460或任何类型的显示器。监测的心脏参数的值可以被显示在用户的智能手机，和/或其它外部装置比如智能手表、平板等上，其可以从可佩戴元件400接收信息(例如通过wi-fi、nfc和/或蓝牙)。
在一些实施方式中，可佩戴元件400可以经由外部智能体(一个或多个)比如智能手机和/或智能手表被部分地或完全地控制(例如接通和切断，使得开始或停止监测)。在一些实施方式中，可佩戴元件400不包括调节器464或任何其它类型的用户界面，并且仅可以经由外部智能体(一个或多个)被控制。
在一些实施方式中，可佩戴元件400被配置为环绕用户的左手腕佩戴。在一些实施方式中，可佩戴元件400可以环绕用户的左手腕和右手腕二者佩戴(并且可以被用于电刺激其中的各自的神经)。
图5a-5b描绘了在使用图4a的可佩戴元件的第二代模型的治疗之前和之后监测单个对象上的心脏参数的结果。在刺激治疗前，如图5a中显示的，ssdn参数是37.69，rmssd参数是26.46，并且心率是73bpm。在刺激时段后，如图5b中显示的，ssdn参数是71.58，rmssd参数是48.93，并且心率是63bpm，这指示hrv相关参数和心率二者的显著改进。
图5c-5e描绘了使用图4a的可佩戴元件的第二代模型对一组22名对象的监测和治疗的结果。图5c显示了22名参与者的ssdn参数，其在刺激时段之前和之后平均数上显著地改进。图5d显示了22名参与者的rmsdd参数，其在刺激时段之前和之后平均数上显著地改进。图5d显示了22名参与者的心率，其在刺激时段之前和之后平均数上显著地改进。
在下列表格中呈现了图5c-5e中描绘的数据的概述：
图5f-5g描绘了在使用图4a的可佩戴元件的第二代模型的治疗之前和之后对单个对象的ecg记录的结果。在图5f中，可以非常清楚地注意到心脏的心律失常，5分钟内的总心搏动达到326次，那五分钟中的总vpc是42(占总心搏动的12.8％)，并且平均心率是65bpm。在刺激时段后，如图5g中描绘的，心律失常显著地改进，5分钟内的总心搏动是300次，并且那5分钟中的总vpc是8(占总心搏动的2.6％)，其中平均心率是60bpm。
注意sdnn、rmssd、pnn50和lf/hf是本领域用于分析hrv的不同参数。低hrv——如通过上面的参数的低读数定量的——如上面提及的被认为指示自主神经系统对心血管系统差的通信和控制。低hrv的关联物(correlate)可能指示差的心血管健康、高压力状态、差的睡眠或差的身体恢复能力。实验的结果因而显示了hrv在治疗之后的显著改进，其强调了公开的实施方式用于上面的状况的一些潜在益处。
已经实施了评估使用图4a的可佩戴元件的第二代模型的治疗的功效和效果的研究，并且其结果被提供在下列表格和相应的图6中。
图6示意性地描绘了结果，其显示了组平均sdnn从治疗之前的34.6至治疗之后的43.6的改进；和rmssd从治疗之前的组平均数29.3至治疗之后的42.4的改进。
降低心率是心脏病学中的心律失常治疗策略的一部分，其包含速率控制和节律控制。结果还显示了接近5％的心率降低，其可以表示对心律失常的降低的易感性以及运动员中减少的心率恢复时间。
在一些实施方式中，模块或可佩戴元件比如可佩戴元件400(以及模块100和300)可以被用作健身装置。监测模式中获得的hrv数据可以被用于在(身体)锻炼时段之前确定体能现状和帮助建立改进的锻炼时段计划。此外，在延长时期(例如日、周或月)内从重复监测获得的hrv数据可以被用于监测/评价健身进展，并且可以相应地在锻炼时段之前、期间和/或之后提供对锻炼计划的调节，和/或对施用的治疗的调节(即使用本文公开的装置和方法施用的神经调节)。而且，本公开内容的一个方面，即神经调节能力，可以通过改进hrv参数在锻炼时段中直接地增强体能表现和恢复。训练员可以因而将模块用于在训练之前、期间和之后监测以及用于在训练中改进表现二者。
根据本文公开的装置和方法的一些实施方式，基于监测以及治疗的实例锻炼时段可以包括下列步骤中的一些或所有：
-将模块放在手腕上并且选择监测模式。
-测量hrv，如上面描述的。
-选择刺激模式，并且决定锻炼时段目标(例如轻度、中度、重度、和/或有氧或力量和耐力训练等)。可以考虑hrv读数决定锻炼时段目标。
-模块或与模块通信的外部智能体可以根据监测模式中获取的数据和根据锻炼时段目标自动地确定刺激参数的值。例如，处理单元算法可以被编程以根据监测的获取数据参数和期望的时段或治疗目标输出低频率刺激(0.5-5hz)或高频率刺激(例如100hz)。也可以利用其它监测和刺激参数。可选地，训练员可以人工地选择刺激参数。
-模块可以在刺激模式和监测模式之间自动地切换，使得监测的时期可以接着刺激的时期，以获得更新的hrv读数。模块可以根据更新的hrv读数自动地调节刺激参数的值。
-当训练时段完成时，用于优化健身恢复的低频率刺激可以被人工地选择或由模块自动地建议和执行。
-任选地，刺激参数可以由云服务器或外部计算单元——其配置为基于与其它用户和/或先前的刺激和测量相关的数据分析确定刺激参数——提供。
图7a-7c中示意性地描绘了本公开内容的另一个实施方式。图7a根据一些实施方式描绘了可佩戴元件700。可佩戴元件700提供了模块100的实例实施方式。可佩戴元件700大体上类似于可佩戴元件400，但是不同在于进一步包括另外的刺激阴极。为了区分可佩戴元件700中的电极与可佩戴元件400中相应的电极，可佩戴元件700中的所有电极被指定新编号，而可佩戴元件700中的所有其它元件保留其各自的对应物在可佩戴元件400中的编号。
可佩戴元件700包括监测阴极720、双功能阳极724、第一刺激阴极732和第二刺激阴极736。监测阴极720被嵌入外表面418中/上。与监测阴极720相反，双功能阳极724被嵌入内表面414中/上。第一刺激阴极732和第二刺激阴极736被嵌入内表面414中/上。第一刺激阴极732、双功能阳极724和第二刺激阴极736沿着可佩戴元件700的内圆周被顺序地排布。也就是说，双功能阳极724在第一刺激阴极732和第二刺激阴极736之间定位，其中第一刺激阴极732最接近拇指498定位。所有电极的各自的外部表面(未编号)被暴露。
在一些实施方式中，可佩戴元件700中元件之间的关联与可佩戴元件400中其各自的对应物的关联相同，除额外的涉及第二刺激阴极736(其在可佩戴元件400中没有对应物)的关联以外，如下面详述的。
图7b根据一些实施方式示意性地描绘了具有在其上佩戴的可佩戴元件700的手腕484的内部部分的视图。仅在内表面414上是暴露的双功能阳极724和刺激阴极732与736当佩戴可佩戴元件700时是不可视的，并且因此通过虚线描绘的空心圆示意性地描绘每个。监测阴极720未显示，但是被理解与双功能阳极724相反地在外表面418中/上定位(大体上类似于图4b中的监测阴极420)。可佩戴元件700被配置为有助于环绕手腕484足够紧地紧固，以便双功能阳极724和刺激阴极732与736均同时与手腕内部部分486皮肤接触，其中双功能阳极724靠近正中神经488定位。可佩戴元件700的第一操作模式大体上类似于可佩戴元件400的第一操作模式，其中监测阴极720和双功能阳极724分别发挥与监测阴极420和双功能阳极424类似的作用。
可佩戴元件700的第二操作模式类似于可佩戴元件400的第二操作模式，但是不同在于三个电极，而不是两个，被用于神经调节；电极是双功能阳极724和刺激阴极732与736。正中神经488的神经调节通过同时闭合两个传导途径被实现。第一传导途径(其类似于可佩戴元件400的第二操作模式中闭合的传导途径)穿过双功能阳极724、第一刺激阴极732和靠近或包括(可能部分地)正中神经488的第一区段的第一区域。第二传导途径穿过双功能阳极724和第二刺激阴极736，以及靠近或包括(可能部分地)正中神经488的第二区段的第二区域。在一些实施方式中，正中神经488的第一区段和第二区段是相同的。
可以应用进一步的操作模式。例如，通过改变刺激阴极732和736的利用操作模式可以包括迭代刺激，补偿可佩戴元件700围绕手腕相对于正中神经的错位。
注意第二刺激阴极(第二刺激阴极736)的存在可以有助于在刺激模式中通过双功能阳极724传导比最大电流更大的电流，所述最大电流可以便利地/安全地通过双功能阳极424传导，这是由于刺激阴极732和736的组合的表面积潜在地大于刺激阴极432的表面积。
在一些实施方式中，第一刺激阴极732也是双功能的。在刺激模式中，第一刺激阴极732功能保持不变(也就是说，如上面描述的第一刺激阴极732功能)。然而，在监测模式中，第一刺激阴极732不再是无源的并且充当监测电极。更具体地，在监测模式中，第一刺激阴极732和双功能阳极724被电关联比如以形成基本上等电位表面，从而有效地充当单电极。通过监测在监测阴极720和由第一刺激阴极732和双功能阳极724形成的基本上等电位表面之间的电位差的时间变化进行心脏参数的监测。由第一刺激阴极732提供的增加的皮肤接触可以潜在地允许获得改进的ecg读数。
图8a-8c中示意性地描绘了本公开内容的另一个实施方式。图8a根据一些实施方式描绘了可佩戴元件800。可佩戴元件800提供了模块100的实例实施方式。可佩戴元件800大体上类似于可佩戴元件700，但是不同在于进一步包括另外的阳极，并且任选地不同在于电极的空间排布，如下面详述的。为了区分可佩戴元件800中的电极与可佩戴元件700中相应的电极，可佩戴元件800中的所有电极被指定新编号，而可佩戴元件800中的所有其它元件保留其各自的对应物在可佩戴元件700中的编号。
可佩戴元件800包括监测阴极820、双功能阳极824、第一刺激阴极832、第二刺激阴极836和刺激阳极878。监测阴极820被嵌入外表面418中/上。与监测阴极820相反，双功能阳极824被嵌入内表面414中/上。第一刺激阴极832、第二刺激阴极836和刺激阳极878被嵌入内表面414中/上。第一刺激阴极832、双功能阳极824、刺激阳极878和第二刺激阴极836沿着可佩戴元件800的内圆周被顺序地排布。也就是说，双功能阳极824在第一刺激阴极832和刺激阳极878之间定位，并且刺激阳极878在双功能阳极824和第二刺激阴极836之间定位，其中第一刺激阴极832最接近拇指498定位。所有电极的各自的外部表面(未编号)被暴露。在一些实施方式中，内表面中/上的电极中的任一种或多种可以是双功能电极。
在一些实施方式中，可佩戴元件800中元件之间的关联与可佩戴元件700中其各自的对应物的关联相同，除额外的涉及第二刺激阳极878(其在可佩戴元件700中没有对应物)的关联以外，如下面详述的。
图8b根据一些实施方式示意性地描绘了具有在其上佩戴的可佩戴元件800的手腕484的内部部分的视图。仅在内表面414上是暴露的阳极824与878和阴极832与836当佩戴可佩戴元件800时是不可视的，并且因此通过虚线描绘的空心圆示意性地描绘每个。监测阴极820未显示，但是被理解与双功能阳极824相反地在外表面418中/上定位(大体上类似于图4b中的监测阴极420)。可佩戴元件800被配置为有助于环绕手腕484足够紧地紧固，以便阳极824与878和阴极832与836均同时与手腕内部部分486皮肤接触，其中双功能阳极824靠近正中神经488、492定位和其中刺激阳极878靠近尺神经890定位。第三可佩戴元件800的第一操作模式大体上类似于可佩戴元件700的第一操作模式，其中监测阴极820和双功能阳极824分别发挥与监测阴极720和双功能阳极724类似的作用。
在一些实施方式中，在可佩戴元件800的第二操作模式中，正中神经488和尺神经890二者被同时电刺激。正中神经488的神经调节可以通过闭合第一传导途径——其通过双功能阳极824、第一刺激阴极832和靠近或包括(可能部分地)正中神经488的区段的第一区域——实现。尺神经890的神经调节可以通过闭合第二传导途径——其穿过刺激阳极878、第二刺激阴极836和靠近或包括(可能部分地)尺神经890的区段的第二区域——实现。
可以应用进一步的操作模式。例如，正中神经488和尺神经890中的仅一种可以被选择性地神经调节，或正中神经488和尺神经890可以被交替地神经调节。另外，通过改变刺激阴极832和836的利用，操作模式可以包括迭代刺激，补偿第三可佩戴元件800的错位。
在一些实施方式中，电极在内表面414上的排布可以不同。在一些实施方式中，双功能阳极824在刺激阴极832和836之间定位，并且第二刺激阴极836在阳极824和刺激阳极836之间定位，以便第一刺激阴极832、双功能阳极824、第二刺激阴极836和刺激阳极878沿着第三可佩戴元件800的内圆周被顺序地排布。这样的排布可以更适合具有较宽手腕并且因此具有较大的正中神经488和尺神经890的间隔的用户。
在一些实施方式中，刺激阳极878和第二刺激阴极836的作用可以被可控制地逆转。也就是说，可佩戴元件800进一步包括开关(未显示)，其允许用户在第一配置和第二配置之间可控制地切换。在第一配置中，双功能阳极824和第一刺激阴极832如上面描述的起作用。在第二配置中，双功能阳极824和刺激阴极832的极性被逆转。第一配置和第二配置之间的切换可以补偿不同用户的正中神经488和尺神经890之间间隔(即距离)的变化。具有窄的手腕并且因此具有较小的神经之间间隔的用户可能希望选择第一配置。具有宽的手腕并且因此具有较大的神经之间间隔的用户可能希望选择第二配置，其中由于神经之间较大的间隔，第二刺激阴极836可以比刺激阳极878更接近尺神经890(其中双功能阳极824保持比第一刺激阴极832更接近正中神经488)。
在一些实施方式中，刺激阳极878也是双功能的，并且类似于双功能阳极824，可以被用于刺激和监测二者。与使用仅一个阳极实现的监测相比，使用双功能阳极824和刺激阳极878二者实现的监测可以导致改进的ecg信号，这是由于与手腕皮肤接触的阳极外部表面积增加(即与双功能阳极424的外部表面积相比，双功能阳极824和刺激阳极878的组合的外部表面积)。
在一些实施方式中，可佩戴元件400、700和800可以环绕前臂的中间部分或前臂的近端部分佩戴，比如以实现前臂中正中神经和/或尺神经的神经调节。在一些实施方式中，可佩戴元件可以环绕上臂佩戴，比如以实现上臂中正中神经和/或尺神经的神经调节。在一些实施方式中，可佩戴元件可以是弹性的并且可以被调节以环绕臂的任何部分佩戴，比如以实现如上面描述的神经调节。在一些实施方式中，可佩戴元件可以环绕腿例如环绕大腿佩戴，比如以诱导腿中一种或多种外周神经的神经调节。在一些实施方式中，可佩戴元件400、700和800可以环绕用户的腿或颈佩戴，以实现其中神经的神经调节。
图9a-9b中示意性地描绘了本公开内容的另一个实施方式。图9a和图9b根据一些实施方式分别示意性地描绘了智能手表900的前视图和后视图。智能手表900包括具有前表面914和后表面918的表身910。表身910包括计算单元——其包括处理器和存储器——和电池(均未显示)。智能手表900进一步包括具有带外表面924和带内表面928的表带920。前表面914包括手表用户界面932，例如触摸屏(其也作为显示器起作用)。
智能手表900包括嵌入表带920的智能模块950。智能模块950提供了模块100的实例实施方式。在一些实施方式中，就有助于容易安装在表带920上的模块槽(未显示)上和从其去除而言，智能模块950是模块化的。在一些实施方式中，模块槽被配置为适配不同的智能模块，从而允许用户根据需要在智能模块之间互换。智能模块950包括其外表面(未编号)上的监测电极——监测阴极954，和其内表面(未编号)上的双功能电极——双功能阳极958——与刺激电极——刺激阴极962。监测阴极954的外部表面(未编号)在带外表面924上被暴露。双功能阳极958的外部表面(未编号)和刺激阴极962的外部表面(未编号)在带内表面928上被暴露。
智能手表900被配置为环绕用户的手腕佩戴，以便双功能阳极958靠近手腕中的正中神经定位，表带920可以被紧固和绷紧，比如以在手腕的内部部分与双功能阳极958和刺激阴极962之间建立皮肤接触。在一些实施方式中，手腕是左手腕。有利地，与刺激右手腕相比，刺激左手腕可以提供增强的刺激效果，这是由于左正中神经与迷走神经的解剖生理学关系。
智能模块950包括控制单元、监测单元和刺激单元(均未显示)。监测单元与控制单元关联并由控制单元控制，并且与监测阴极954进一步关联和与双功能阳极958选择性地关联。刺激单元与控制单元关联并由控制单元控制，并且与双功能阳极958进一步选择性地关联，以及与刺激阴极962关联。控制单元由表身910中的计算单元控制并且被配置为发送信息到计算单元和从计算单元接收信息。模块950可以因而通过手表用户界面932被控制。具体而言，手表用户界面可以显示心脏参数和ecg读数(ecg读数990)。
在一些实施方式中，本文公开的装置和方法可以被用于预测、预防和治疗心血管病理学。更具体地，在上面提及的实施方式的监测模式中，重复的hr/hrv或ecg测量可以给用户指示神经-心脏平衡的恶化和预测心血管事件。例如，lf或lf/hf比的突然减值可能为具有af病史的患者暗示即将发生发病的心房颤动(af)发作。通过操作刺激模式，hr和hrv参数可以改进，因而防止发生af发作。此外，按计划的预防性治疗可以被以刺激模式利用。而且，可以在心脏事件的初始阶段期间使用上面提及的实施方式，其提供可以被证明是至关重要的在综合治疗——例如在医院中——之前的即时基础治疗。上面提及的实施方式还可以被用于在心血管手术或事件后改进心血管参数。例如，可以解决在心肌梗塞后降低的hrv参数以改进长期存活，如由eu和us心脏学会提及的(参见发明内容中的上文)。此外，某些心血管手术之后，可以进行由上面提及的实施方式施加的按计划的刺激方案。例如，可以解决心律失常的切除手术前后降低的hrv，因而可能改进手术的结果。
心律失常比如vpb(室性过早搏动，也称为“室性过早收缩”(vpc)(如通过图5a和5b中的第二代原型展现的))、apb(房性过早搏动，也称为“房性过早复合征”(apc))、paf(阵发性心房颤动)、caf(慢性心房颤动)、psaf(持续性心房颤动)，svt(室上性心动过速)和房性心动过速可以受益于上面提及的实施方式的监测和刺激能力。还可以解决其它心血管障碍比如减少的冠状血液流动、心肌收缩障碍(比如心力衰竭)和高血压(highblood)。
在模块和可佩戴元件(比如模块100和300，和可佩戴元件400、700和800，和智能手表900)的一些实施方式中，电极的半径可以在大约1mm至大约10mm的范围中，并且根据一些实施方式，大约4mm至大约6mm。分别具有相反极性的相邻电极之间的距离，如经由相邻电极的各自的中心之间的距离定量的(在相同的表面上，比如内表面114或内表面414)可以在大约3mm至大约30mm的范围中，根据一些实施方式，大约15mm至大约25mm，或甚至大约18mm至大约22mm。在模块和可佩戴元件(比如模块100和300，和可佩戴元件400、700和800，和智能手表900)的一些实施方式中，电极具有大约3-10mm的半径并且具有相反极性的相邻电极之间的距离可以在10至20mm的范围内。
在一些实施方式中，电极可以是正方形、卵形或任何其它普通或常规形状，具有处于类似于上面提及的范围的范围中的大小和表面积。
电极的尺寸可以根据电极放置的目标身体部分而变化。因而，在模块和可佩戴元件(比如模块100和300，和可佩戴元件400、700和800，和智能手表900)的一些实施方式中，电极的大小和表面积与电极之间的距离可以在上面提及的范围之外变化。
在模块和可佩戴元件(比如模块100和300，和可佩戴元件400、700和800，和智能手表900)的一些实施方式中，在第二操作模式中经由传导途径(一个或多个)传导的电流(一个或多个)可以在10μα(即微安)至5a，并且优选地在100μα至500ma(即毫安)的范围内。在优选的实施方式中，电流可以在1ma至15ma的范围内。用于神经调节正中神经和尺神经的电刺激信号的频率可以在0.05hz至1000hz，并且优选地在0.25hz至100hz的范围内。如本文使用的，术语“智能佩戴”和“智能带”可以指的是可佩戴的电子装置。
现在参考图10，其根据一些实施方式示意性地描绘了监测和治疗装置1000的方框图。在一些实施方式中，装置1000包括控制器，比如控制电路1010，其配置为控制心脏监测单元比如ecg监测单元1050和刺激诱导单元比如电刺激诱导单元1040。在一些实施方式中，ecg监测单元1050被连接至监测电极比如ecg电极1020，并且还通过切换元件比如开关1092被连接至双功能电极1024。在一些实施方式中，电刺激诱导单元1040被连接至刺激电极1032，并且还通过开关1092被连接至双功能电极1024。
在一些实施方式中，控制电路1010也被连接至开关1092以可控制地切换双功能电极1024至ecg监测单元1050或电刺激诱导单元1040的连接。在一些实施方式中，控制元件1010被配置为提供指示/信号以使得能够/接通电刺激诱导单元1040和控制开关1092，以连接双功能电极1024至电刺激诱导单元1040，从而使得能够/起始刺激模式，其中电刺激单元1040被配置为在刺激电极1032和双功能电极1024之间驱动电流或诱导电位差。
在一些实施方式中，控制电路1010被进一步配置为提供指示/信号以使得能够/接通ecg监测单元1050和控制开关1092，以连接双功能电极1024至ecg监测单元1050，从而使得能够/起始监测模式，其中ecg监测单元1050被配置为从ecg电极1020和双功能电极1024获得电(差分-电)信号。
现在参考图11，其根据一些实施方式示意性地描绘了用于递归治疗和监测的方法1100。在一些实施方式中，方法1100起始于监测用户的心脏参数(一种或多种)(步骤1102)，然后分析心脏参数(一种或多种)(步骤1103)和确定/设定参数(一种或多种)的目标/靶标(步骤1104)并且基于确定的目标提供刺激(步骤1106)。然后，在刺激后再次监测心脏参数(一种或多种)(步骤1108)，并且与监测的参数(一种或多种)的确定的目标和先前的值比较，分析最近监测的参数(一种或多种)(步骤1110)。根据分析，可以设定新的目标，或可以更改刺激参数以便实现目标。
根据一些实施方式，监测和治疗装置包括/利用机器学习算法，以便研究多种参数在某些条件下对刺激的应答，和改编刺激条件以更好地满足将来治疗/刺激-时段的目标。
根据一些实施方式，基于在先前的刺激时段之前进行的测量更改刺激参数和条件，因而进行闭合回路刺激和调节循环，以便获得期望的功效。根据一些实施方式，系统的闭合回路循环可以包括刺激、测量、发送测量到分析计算机、分析数据和相应地调节刺激条件/参数、发送回测量和刺激装置、和使用调节的参数提供刺激。
根据一些实施方式，监测和治疗装置包括误差修正单元或用于修正监测单元中的测量误差的算法。
领会本发明的某些特征，其为了清楚在单独的实施方式的背景下描述，可以在单个实施方式中组合提供。相反，本发明的多个特征，其为了简洁在单个实施方式的背景下描述，也可以在本发明的任何其它实施方式中单独地或以任意合适的子组合或按合适地提供。在实施方式的背景下描述的特征均不被认为是该实施方式的必要特征，除非明确地这样规定。
虽然可以以特定的顺序描述根据一些实施方式的发明步骤，但是本发明的方法可以包括以不同顺序实施的描述的步骤中的一些或所有。本发明的方法可以包括所有描述的步骤或描述的步骤中的仅几个。公开的方法中的具体步骤不被认为是方法的必要步骤，除非明确地这样规定。
虽然连同其具体的实施方式描述了本发明，但是明显可以存在对本领域技术人员清楚的众多替代方案、更改和变型。因此，本发明涵盖落入所附权利要求的范围内的所有这样的替代方案、更改和变型。理解本发明不必然将其应用限制于在本文陈述的组件的构造和排布和/或方法的细节。可以实践其它实施方式，并且可以以多种方式进行实施方式。
本文采用的措辞和术语出于描述目的并且不应当被视为限制性的。本申请中任何参考文献的引用或鉴定不应当被解释为承认这样的参考文献可用作本发明的现有技术。栏目标题在本文被用于容易理解说明书并且不应当被解释为必然限制性的。