用于电刺激的电极系统的制作方法_4

文档序号:9731106阅读:来源:国知局
示的流体输送系统148,其被配置成例如通过产生正压流、负压流或正压流和负压流的任何组合(例如在双向流中)以将流体积极输送到歧管140的这组传导通路141内。流体输送系统148可包括致动器(例如电机、螺线管、柱塞系统、膜片、外部压缩机等)、栗或促进流体流动的任何其它适当的元件。可选地,电耦合流体的溶液可例如通过重力被从储器145被动地输送,或可以可选地通过吸收存在于环境中的流体而被输送到渗透体110的阵列的渗透体内。所输送的流体的量优选地被配置成减少用户的头发湿润;然而,任何其它适当量的流体可被输送到这组传导通路141内以促进在系统100和用户之间的电耦合。
[0061]在包括储器145和流体输送系统148的壳体105的歧管140的一个例子中,如图1和7A中所示,储器145和流体输送系统148被配置成提供迫使电耦合溶液的溶液朝着通道130的阵列的开口 132进入这组传导通路内因而实现在用户和系统100之间的电耦合同时最小化头发湿润的压力。在省略了渗透体并包括粘性电耦合流体(例如电极凝胶)的溶液的这个例子的一个变形中,溶液可具有足够的表面张力,使得溶液不从开口 132离开,除非压力被在储器145内增加。当面向用户的头盖骨放置具有开口 132的壳体105时,在由流体输送系统148提供的在储器145内的压力的增加迫使粘性电耦合流体的溶液以提供与用户的头盖骨的电接触(例如连续的连接)同时最小化从开口 13 2渗出的材料的量的方式从开口 132出来。然后,当系统100被需要从用户去耦时,这个例子的流体输送系统148可被配置成降低在储器145内的压力(例如到等于或小于在放置在用户的头盖骨处之前提供的压力水平的压力水平)。压力降低允许粘性电耦合流体的溶液缩回,穿过开口 132并回到储器145内直到随后的使用期限为止。在这个例子中,在使用期间使粘性电耦合流体的溶液渗出并在使用之间缩回溶液可进一步起作用来保藏溶液并延长它的使用寿命以及最小化留在用户的头盖骨和头发上的溶液的量。此外,在另一例子中,压力的降低和电耦合流体的相应缩回可被省略。在省略渗透体并包括电耦合流体的溶液的另一变形中,在储器145内的压力的增加可迫使溶液以提供电接触的方式从开口 132出来,但一旦这发生,接触就可由突出部120的阵列的机械柔度、表面张力和在溶液与开口 132以及用户的头盖骨之间的湿润性的组合而不是由电耦合流体的高粘度维持。然而,可以用任何其它适当的可选方式配置壳体105的歧管140,其包括储器145、这组传导通路141和/或流体输送系统148。例如,如由壳体105界定的突出部120的阵列的子集、通道130的阵列和这组传导通路141可形成独立的(例如隔离的)传导单元,使得每个单元可被单独地配置(例如一个单元可用作阴极,而另一单元可用作阳极)。此外或可选地,单个壳体105可包括多组歧管-储器-传导通路组件,其中每个组件被保持在不同的电位,以及其中通道130的阵列的一个或多个子集和/或通道130的阵列的开口132可被配置成耦合到在不同的电位的组件。
[0062]1.1.1系统-电极接头组件例子
[0063]在第一例子中,壳体105的突出部120的阵列包括从壳体105横向延伸的齿的线性阵列,每个突出部121/齿界定被配置成使头发偏转的楔形前缘,以便促进耦合。在这个例子中,每个齿包括比用户的头发的厚度长的长度,以便促进与用户的头盖骨的电耦合。在这个例子中,每个突出部121/齿的远侧部分包括与传导通路141的阵列的一个传导通路流体连通并被配置成围绕多孔体110的阵列的渗透体111的开口 132,其中渗透体111被配置成传输接触用户的皮肤的电耦合流体的溶液。此外,在这个例子中,每个突出部121/齿的远侧部分包括被配置成与用户的头盖骨的凸表面互补的凹表面。在例子中,渗透体111在干燥和压缩状态中被密封在其突出部121/齿的通道131内,使得它最低限度地延伸超出齿的凹表面或在干燥状态中不延伸超出齿的凹表面;然而,当吸收电耦合流体的溶液时,渗透体111平行和垂直两者于用户的皮肤表面膨胀,以便提供增加的接触表面积,移动头发并降低电极到皮肤接口的电阻。壳体105的放置在这个例子中包括使突出部120的阵列的前缘穿过用户的头发以与皮肤接触,其中最初接触在期望最终电极位置之后产生。放置还包括平行于用户的皮肤表面移动突出部120的阵列,同时沿着突出部120的阵列的前缘的路径前进,使得头发在楔形前缘周围被偏转,且与用户的皮肤的接触在期望最终位置处产生。当读取期望最终位置时,耦合到与渗透体110的阵列流体连通的一组传导通路141的储器145被配置成将溶液输送到渗透体110的阵列,因而实现流体吸收和与用户的皮肤的电耦合。
[0064]在第二例子中,壳体105的突出部120”的阵列包括从壳体105的宽阔表面垂直延伸的锥形突出部或“刺突的二维阵列,阵列中的每个刺突逐渐变细成被配置成促进耦合而不穿透用户的皮肤的钝端。在这个例子中,每个突出部121/刺突包括比用户的头发的厚度长的长度,以便促进与用户的电耦合,且此外突出部120的阵列的远侧部分界定被配置成与用户的头盖骨的凸表面相符的非连续凹表面。在这个例子中,每个突出部121 /刺突的远侧部分包括被配置成部分地围绕多孔体111的通道130的开口 132,在头发偏转出现之后,多孔体111接触用户的皮肤。此外在这个例子中,每个突出部121/刺突的远侧部分还包括被配置成与用户的头盖骨的凸表面互补的凹表面。此外在例子中,渗透体111在干燥和压缩状态中被密封在突出部121 /刺突的通道131内,使得它在干燥状态中不延伸超出刺突的通道131 ;然而,当流体吸收时,渗透体111平行和垂直两者于用户的皮肤表面膨胀,以便增加由渗透体111提供的接触表面积,移动头发并减小电极到皮肤接口的电阻。壳体105的放置在这个例子中包括将突出部120/刺突的阵列放置到用户的身体的目标表面上,在垂直于用户的身体的表面的方向上将压力施加到突出部120的阵列,以及横向移动突出部120的阵列(例如在圆周运动或从一边到另一边运动中)同时施加压力,因而移动头发,直到在渗透体110的阵列和用户皮肤之间的接触出现为止。在这个例子中,由于头发以弹簧状方式在毛囊-皮肤接合点附近表现的倾向,放置通过棘齿状机构发生。当放置在目标位置处时,耦合到与渗透体110的阵列流体连通的一组传导通路141的储器145被配置成将溶液输送到渗透体110的阵列,因而实现流体吸收和与用户的皮肤的电耦合。
[0065]在第三例子中,如图6B-6C中所示,壳体105的突出部120的阵列包括从壳体105的宽阔表面垂直延伸的锥形突出部的二维阵列,在阵列中的每个刺突逐渐变细成被配置成促进耦合而不穿透用户的皮肤的钝端。在这个例子中,每个突出部121包括比用户的头发的厚度长的长度,以便促进与用户的电耦合,且突出部120的阵列界定具有大约5cm的直径的圆形覆盖区。在这个例子中,突出部120的阵列被以一系列同心圆布置,其中六个突出部(或在四个突出部和六个突出部之间)的中心突出部122和第一环123围绕中心突出部122。然而,第三例子的变形可包括突出部的任何适当数量的同心环,如图6C中所示。在第三例子的一个变形中,每个突出部121可围绕被配置成接纳渗透体的通道130的阵列的通道131,其中通道131被配置成与被配置成将耦合流体的溶液分布到通道131的歧管140的传导通路141串联。通道可被配置成接纳一个或多个安置的渗透体111,其中渗透体在干燥和压缩状态中不延伸超出通道131的远侧部分;然而,当流体吸收时,渗透体111可平行和垂直两者于用户的皮肤表面膨胀,以便增加由渗透体111提供的接触表面积,移动头发并减小电极到皮肤接口的电阻。可选地,通道可以不被配置成接纳渗透体,并反而在突出部的阵列的远端处的使流体能够被以受控方式渗出的开口中终止。壳体105的放置在这个例子中包括将突出部120的阵列放置到用户的身体的目标表面上,在垂直于用户的身体的表面的方向上将压力施加到突出部120的阵列,以及横向移动突出部120的阵列(例如在圆周运动中或从一边到另一边运动中)同时施加压力,因而移动头发,直到在渗透体110的阵列和用户的皮肤之间的接触出现为止。在这个例子中,由于头发以弹簧状方式在毛囊-皮肤接合点附近表现的倾向,放置通过棘齿状机构发生。当放置在目标位置处时,耦合到与渗透体110的阵列流体连通的一组传导通路141的储器145被配置成将溶液输送到渗透体110的阵列,因而实现流体吸收和与用户的皮肤的电耦合。
[0066]在第三例子的变形中,壳体105可包括多组歧管-储器-传导通路组件,其中每个组件被保持在不同的电位,以及其中通道130的阵列的一个或多个子集和/或通道130的阵列的开口 132可被配置成耦合到在不同的电位的组件。在一个这样的变形中,如图10A中所示,突出部12 la可包括具有在近端128a处的开口 138a的通道13 la,其中使开口 138a在近侧位置和远侧位置之间(例如相对于用户的头盖骨)转变使通道131a能够接近被保持在不同电位(例如第一电位201、中性电位202和第二电位203)下的电耦合流体的溶液的量。在类似的变形中,突出部121a包括非流体导体(例如金属电导体),其一部分与溶液电接触而其另一部分可在与被保持在不同电位(例如第一电位201、中性电位202和第二电位203)的金属电导体的电连接之间转变(例如使用机电开关)。在另一这样的变形中,如图10B中所示,突出部121b可包括具有沿着突出部121b的长度的开口 138b的通道131b,其中旋转开口 138b使通道131b能够接近被保持在不同电位(例如第一电位201、中性电位202和第二电位203)的电耦合流体的溶液的量。然而可以用任何其它适当的方式来配置第三例子的变形。
[0067]1.1.2系统-模拟(sham)电极实施方式
[0068]在第一实施方式中,系统100包括起阴极或阳极的作用的电极接头组件101、102,以便提供对治疗(例如非控制治疗)足够的电刺激的水平。系统100的第一实施方式的阴极和阳极因此优选地分开一段距离,其提供足够的电流以达到治疗所需的电刺激的水平。在第一实施方式的示例应用中,在阴极和阳极之间的分离使在它们之间传输的电流穿透头盖骨和大脑,因而实现电刺激的治疗水平。第一实施方式因此包括能够促进将电刺激治疗(例如非控制治疗或旨在影响生理功能的治疗)传输到用户的“正常”电极。
[0069]在第二实施方式中,电极系统100可包括包含阴极和阳极两者的电极接头组件以便提供对控制治疗足够的电刺激的水平。与第一实施方式比较,第二实施方式的阴极和阳极分开一段较小的距离,因而提供达到电刺激的较低水平的较小电流。在第二实施方式的例子中,阴极和阳极的紧密靠近使在它们之间传输的电流主要穿过头盖骨(且不进入或通过大脑),因而达到电刺激的控制水平。第二实施方式因此包括能够促进将电刺激的控制水平(例如控制治疗、非治疗性治疗或实质上不影响生理功能的治疗)传输到用户的“模拟”电极。
[0070]第二实施方式可以起作用来复制与电极系统100的第一实施方式所提供的感觉(例如发痒/麻刺感觉)的持续时间可比较的感觉的持续时间而不提供非控制治疗水平刺激;因此,系统100的第二实施方式可为其中电刺激治疗需要适当的控制治疗的应用提供适当的控制治疗。在与在章节1.1.1中描述的例子中的那些例子类似的例子中,“模拟”电极优选地被配置成看起来和“正常”电极相同(例如“模拟”电极和“正常”电极两者可包括齿的阵列和/或刺突的阵列),以便促进使用适当的盲目治疗和控制治疗进行临床研究。
[0071]1.2系统-电子和親合子系统
[0072]如图1中所示,系统100还可包括电子子系统150,其包括电源模块151和刺激发生器153。电子子系统150起作用来传输刺激并与壳体105的元件和渗透体110的阵列协作来促进生物电信号检测。在一些实施方式中,电子子系统150可附加地或可选地包括被配置成调节和/或预处理从用户接收的生物信号以促进进一步的分析的信号处理模块155。电子子系统150可包括被配置成提供基底并促进在电子部件之间的连接的印刷电路板(PCB),但可以可选地包括任何其它适当的元件(多个)。电子子系统150优选地被配置成经由在下面更详细描述的耦合子系统160耦合到用户,并可与壳体105集成在一起或与壳体105完全不同。
[0073]电子子系统150的电源模块151起作用来用作系统100的电力电源,以便向系统100提供经调节的功率。电源模块151可包括电池,但可以可选地包括任何其它适当的电力电源。在其中电源模块151包括电池的变形中,电池优选地是被配置为是可再充电的锂离子电池,但可以可选地是任何其它适当的可再充电电池(例如镍-镉、镍金属氢化物或锂离子聚合物)。可选地,电池可以不是可再充电电池。电池还优选地被配置成具有任何适当的剖面,使得电池为使用电极系
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