用于手指或手中的周围神经刺激以治疗手震颤的系统和方法与流程

文档序号:15065543发布日期:2018-07-31 22:37阅读:531来源:国知局

本申请要求了2015年9月23日提交的美国临时申请号62/222,210和2015年11月5日提交的美国临时申请号62/251,617的优先权,其每个在此通过引用以其全部被并入。

通过引用并入

在本说明书中提及的所有出版物和专利申请在此通过引用被并入,其程度如同每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指出通过引用被并入。

本申请可以与2014年1月21日提交的国际专利申请号pct/us2014/012388、2015年6月2日提交的国际专利申请号pct/us2015/033809和2016年6月10日提交的国际专利申请号pct/us2016/037080有关,其每个在此通过引用以其全部被并入。

camperom,serraj,ochoajl.peripheralprojectionsofsensoryfasciclesinthehumansuperficialradialnerve.brain2005;128:892-895。

halonenjp,joness,shawkatf.contributionofcutaneousandmuscleafferentfibrestocorticalsepsfollowingmedianandradialnervestimulationinman.electroencephclinneurophysiol1988;71:331-335。

laroyv,spaansf,reulenj.thesensoryinnervationpatternofthefingers.jneurol1998;245:294-298。

nardonea,schieppatim.influencesoftranscutaneouselectricalstimulationofcutaneousandmixednervesonsubcorticalandcorticalsomatosensoryevokedpotentials.electroencephclinneurophysiol1989;74:24-35。

takanashim,abek,yanagiharat,sakodas,tanakah,hirabukin,nakamurah,fujitan.afunctionalmristudyofsomatotopicrepresentationofsomatosensorystimulationinthecerebellum.neuroradiology2003;45:149-152。

wardmandl,gandeviasc,colebatchjg.cerebral,subcortical,andcerebellaracivationevokedbyselectivestimulationofmuscleandcutaneousafferents:anfmristudy.physiolrep,2014;2(4):1-16。

wiestlert,mcgonigledj,diedrichsenj.integrationofsensoryandmotorrepresentationsofsinglefingersinthehumancerebellum.jneurophysiol2011;105:3042-305。

本发明的实施方式通常涉及使用周围神经刺激治疗震颤的系统、设备和方法,并且更具体地涉及刺激手指或手中的周围神经以治疗震颤的系统、设备和方法。



背景技术:

特发性震颤(et)在美国是最常见的运动障碍并且当前影响大约1×107个体。其患病率随着年龄而增加,使得美国老年人口受到增长的关注。et影响了6.3%的超过65岁的人口,但是多于20%的超过95岁的人。其特征在于远肢尤其是手的4-7hz振动性运动。与主要在休息期间发生的帕金森震颤不同,特发性震颤是姿势性的(通过保持肢体抵抗重力而引起)和动力学的(在运动期间存在)。

对于患有直立性震颤、多发性硬化、张力障碍和帕金森病的患者,震颤也是严重的问题。虽然这些病症中震颤的潜在病因不同于et的潜在病因,但是治疗选择同样受到限制。

许多病症比如震颤可以通过一些形式的经皮周围神经刺激来治疗。先前的工作和专利申请(例如,pct/us2014/012388、pct/us2015/033809、pct/us2016/037080)已经专注于施加刺激至臂或腕上的正中神经、桡神经和/或尺神经。但是,由于腕直径、神经位置、神经去极化特征和皮肤传导的自然变化,施加刺激至臂或腕仍然具有挑战性。这导致在设计舒适地、安全地和可靠地刺激广泛群体潜在用户的周围神经的设备中的重大挑战。例如,尺骨茎突(ulnarstyloidprocess)(即,腕上的骨形成)的尺寸和位置的变化可以阻止舒适的应用腕戴型(wrist-worn)刺激器,其需要电极以贴合佩戴者的皮肤。另外,由于腕具有伴随许多肌腱的大范围运动,因此由于正常的手部运动,在腕戴型刺激器的刺激感觉方面可能存在较大的变化。



技术实现要素:

本发明通常涉及使用周围神经刺激治疗震颤的系统、设备和方法,并且更具体地涉及刺激手指或手中的周围神经以治疗震颤的系统、设备和方法。

现有的神经生理学调研研究已经证明了对手中的指的电刺激可以激活与腕处的单独混合神经的刺激类似的脑和脊椎中的途径(halonenetal.,1988;nardoneetal.,1990;takanashietal.,2003;wiestleretal.,2011;wardmanetal.,2014)。手的感觉神经支配已经被详细地绘制出(mapout)(laroyetal.,1998;camperoetal.,2005),提供了通过对指施加局部皮肤刺激选择性的靶向单独神经的依据。

为了克服解剖学分级(sizing)、神经位置变化和舒适度的挑战,本申请描述了用于施加电刺激至神经支配手和手指的神经的设备和方法。如图1a和1b中所示出的,神经支配手和手指的正中神经、桡神经和尺神经的分支可以通过在手或手指上佩戴的设备刺激并且实现震颤减少。进一步,靶向手指处的神经提高了刺激特异性,因为手指处的神经主要是感觉的(即,传入的),而腕处的神经包含感觉纤维(即,传入的)和运动纤维(即,传出的)二者。放置电极以靶向手中的正中神经、桡神经和尺神经的感觉分支。具体地,这些传入神经可以将在时间和空间上关于手指位置的皮肤感觉信息携带至中枢神经系统。此外,可以通过刺激食指和中指以及拇指选择性地刺激各个成对的神经,比如桡神经和正中神经,其还避免了尺神经的刺激。刺激小指使得选择性的刺激尺神经,和刺激无名指使得刺激所有三种神经。如在图2中所示出的,这种感觉信息被认为输入到或被传递至丘脑中继核(例如,腹后外侧(vpl)或腹中间(vim)核)途径,在那里其可以使中枢神经系统中的震颤流横断并破坏或去同步。

作为概念验证,刺激患有震颤的两名患者的食指以评估手指的电刺激对手震颤减少的作用。患者01是69岁男性。在手指的掌侧上利用1cmx2cm电极对刺激食指的上和中段,如图3a中所示出的。患者01接受在150hz下持续30分钟的恒定刺激。刺激前和刺激后的螺旋形绘图显示了手震颤的显著减少,如图3b中所示出的。患者2是61岁女性,在2015年9月11日测试。在食指的远段上利用两个1cmx2cm电极对刺激患者,如图4a中所示出的(即,掌侧上的电极对和背侧上的电极对)。在匹配患者的测量的震颤频率(例如在4-12hz之间)的频率下,在电极对之间交替150hz双相波形的刺激。刺激前和刺激后的螺旋形绘图显示了手震颤的显著减少,如图4b中所示出的。两名对象都赞同irb批准的协议。

另外,社会耻辱和尴尬大大地影响了患有et和其它类型手震颤的人的生活质量。手戴型设备或环可以具有比臂或腕戴型设备更周全的形式。当期望使震颤减少疗法周全时,在社会和其它公众情形期间这是相关的。另外,与臂或腕相比,需要较少的电力来刺激手和手指中的正中神经、桡神经和尺神经的分支。这将允许较小的电源和刺激器。

另外,戴在手指上的周围神经刺激器,比如环,提供了与佩带者皮肤的更好接触。这部分地由于手指中的组织组成,其包括有延展性的脂肪组织,和与其它身体部位比如腕相比手指中减少的患者与患者尺寸变化。手指的运动不太可能相对于正中神经、桡神经和尺神经的位置移动设备。这使得手或手指配戴型设备遍及正常运动的范围维持与皮肤的强接触。这种接触使得能够使用干或湿电极代替粘性凝胶和粘合剂。

另外,与臂和/或腕相反,存在测量手和/或手指处的上肢震颤运动的优势。虽然在臂和/或腕处生成数据和测量震颤运动是可能的,但是在手和/或手指处这样做是更精确的。手和/或手指处的震颤是震颤对患者进行日常生活的功能性影响的更好展示。

在一些实施方式中,提供了可佩戴的环设备,其用于通过电刺激患者的手的手指上的一种或多种感觉神经来治疗手震颤。该设备包括限定孔的环形构件,该孔被设定尺寸以接收患者的手指;第一电极、第二电极和第三电极,其容纳在环形构件的内表面上并且配置为当戴在手指上时与患者的皮肤接触;和刺激装置,其配置为与环形构件连接,其中当该装置连接至环形构件时,该装置与第一电极、第二电极和第三电极电通信,其中该装置容纳电源和脉冲发生器,该脉冲发生器配置为将脉冲电刺激递送至手指中的一种或多种感觉神经。

在一些实施方式中,当佩戴时,第一电极配置为放置在手指的背侧上,第二电极配置为放置在手指的掌侧上,并且第三电极配置为放置在第一和第二电极之间。

在一些实施方式中,第三电极是共用的接地电极。

在一些实施方式中,手指是食指、中指或无名指(ringerfinger)。

在一些实施方式中,设备进一步包括容纳在环形构件的内表面上的第四电极。

在一些实施方式中,电源是电容器。

在一些实施方式中,电源是可充电电池。

在一些实施方式中,刺激装置是可拆卸的。

在一些实施方式中,当佩戴设备时,第三电极配置为近似等距离的放置在第一和第二电极之间。

在一些实施方式中,第一、第二和第三电极包括具有纹理表面的干燥传导性聚合物或橡胶,该纹理表面配置为捕获来自皮肤、空气或其它外部来源的水分。

在一些实施方式中,第一、第二和第三电极包括吸水(wicking)传导性织物,其配置为捕获来自皮肤、空气或其它外部来源的水分。

在一些实施方式中,设备进一步包括无线收发器,其电连接至脉冲发生器并且配置为与至少一个外部电子设备通信。

在一些实施方式中,环形构件包括柔性外壳材料,并且第一、第二和第三电极与柔性电子电路电连接,该柔性电子电路配置为贴合手指直径的预定范围并且配置为适应手指直径随着时间的变化。

在一些实施方式中,环形构件包括一个或多个运动传感器,并且其中脉冲发生器配置为基于震颤运动的测量和来自一个或多个运动传感器的活动调节脉冲电刺激,其中一个或多个运动传感器选自惯性测量装置、加速计、陀螺仪和磁力计。

在一些实施方式中,环形构件中的一个或多个运动传感器连同位于刺激装置或至少一个外部设备中的处理器配置为基于一种或多种预定的运动的测量和检测来测量和检测一种或多种预定的运动和调节脉冲电刺激。

在一些实施方式中,一种或多种预定的运动选自在物体上敲打患者的手预定次数、举起臂、挥手、打开和关闭手、在桌子上轻拍手指预定次数、弹响手指、鼓掌和指点(pointing)。

在一些实施方式中,环形构件的内表面不含凝胶和粘合剂。

在一些实施方式中,设备进一步包括限定孔的第二环形构件,该孔被设定尺寸以接收患者的第一手指,其中第二环形构件包括配置为测量患者的手的运动的一个或多个运动传感器。

在一些实施方式中,第二环形构件配置为与刺激装置和/或至少一个外部设备通信。

在一些实施方式中,第二环形构件配置为可拆卸地连接至刺激装置。

在一些实施方式中,第二环形构件包括无线收发器。

在一些实施方式中,当佩戴时,第一电极配置为放置在第一手指的背侧,第二电极配置为放置在第一手指的掌侧,并且第三电极是圆周形电极,其配置为圆周地放置在环形构件的内表面上并且邻近第一和第二电极。

在一些实施方式中,提供了可佩戴的环设备,其用于通过电刺激患者的手的一个或多个手指上的一种或多种感觉神经来治疗手震颤。该设备包括限定孔的第一环形构件,该孔被设定尺寸以接收患者的第一手指,其中第一手指是食指、中指或无名指;限定孔的第二环形构件,该孔被设定尺寸以接收患者的第二手指;第一电极和第二电极,其布置在第一环形构件的内表面上并且配置为当戴在第一手指上时与患者的皮肤接触;第三电极和第四电极,其布置在环形构件的内表面上并且配置为当戴在第二手指上时与患者的皮肤接触;和容纳电源和脉冲发生器的装置,该脉冲发生器配置为通过第一电极和第二电极以及第三电极和第四电极将脉冲的电刺激递送至一种或多种感觉神经。

在一些实施方式中,提供了减少患者的手的震颤的方法。该方法包括利用戴在患者的手指的一个上的传感器测量患者的手的运动;基于由运动传感器生成的信号测定震颤的一种或多种特征;和使用可佩戴的刺激器根据一组刺激参数刺激患者的第一手指中的一种或多种感觉神经,其中该一组刺激参数部分地基于测定的震颤特征中的一种或多种,其中一种或多种感觉神经选自正中神经、桡神经和尺神经。

在一些实施方式中,震颤的一种或多种特征选自震颤频率、震颤振幅和震颤相。

在一些实施方式中,刺激一种或多种感觉神经的步骤包括刺激两种感觉神经。

在一些实施方式中,方法进一步包括在测量的运动中将基于震颤的运动与基于非震颤的运动分离。

在一些实施方式中,提供了系统,其用于通过电刺激患者的手的手指上的一种或多种感觉神经来治疗手震颤。该系统包括含有限定孔的环形构件的环设备,该孔被设定尺寸以接收患者的第一手指,其中第一手指是食指或中指;和第一电极、第二电极和第三共用的接地电极,其容纳在环形构件的内表面上并且配置为当戴在第一手指上时与患者的皮肤接触。该系统进一步包括与环设备电通信的腕装置,其配置为戴在患者的腕周围,其中腕装置容纳处理器、电源和脉冲发生器,该脉冲发生器配置为将脉冲的电刺激通过环设备传递至第一手指中的一种或多种感觉神经。

在一些实施方式中,提供了系统,其用于通过电刺激患者的手的手指上的一种或多种感觉神经来治疗手震颤。该系统包括含有限定孔的环形构件的环设备,该孔被设定尺寸以接收患者的第一手指,其中第一手指是食指或中指;和第一电极、第二电极和第三共用的接地电极,其容纳在环形构件的内表面上并且配置为当戴在第一手指上时与患者的皮肤接触。该系统进一步包括含有处理器和电池的移动电话;和与环设备和移动电话二者电通信的适配器,其中该适配器包括脉冲发生器,其配置为将脉冲的电刺激通过环设备传递至第一手指中的一种或多种感觉神经,其中移动电话配置为控制脉冲发生器。

本公开内容的设备和方法每种具有几个创新的方面,其单独一种都不为本文公开的期望属性单独负责。本申请公开了减少个体中的震颤的设备和方法。在一些实施方式中,提供了设备。该设备可以包括外壳和一个或多个效应器(affector)、电源或控制器。在一些实施方式中,设备另外地包括一个或多个传感器。本文陈述了本发明的进一步方面和实施方式。

下文参照附图更详细地描述了本发明的这些和其它方面和实施方式。

附图说明

所附权利要求书中具体陈述了本发明的新颖特征。本发明的特征和优势的更好理解将通过参考陈述利用本发明原理的说明性实施方式和附图的下列详细描述获得,在附图中:

图1a图解了手和手指中的神经和神经分布的图。桡神经是点,尺神经是点划线,和正中神经是虚线。

图1b图解了从腕到手指的桡神经和正中神经分支的图,图解了基于环的设备可以如何刺激与腕戴型设备相同的途径。

图2图解了来自周围神经刺激设备的感觉刺激如何使中枢神经系统中的震颤流横断。

图3a图解了利用1cmx2cm电极在食指的掌侧的上段和中段上刺激第一患者的手指的实施方式。

图3b图解了图3a中刺激前和刺激后第一患者的螺旋形绘图。刺激是来自lgtechelite设备的恒定150hz双相波形,持续30分钟。

图4a图解了利用两个1cmx2cm电极对——一个在掌侧上和一个在背侧上——在食指的远段上刺激第二患者的手指的实施方式。刺激持续30分钟并且是150hz双相波形,其在电极对之间以匹配患者的测量的震颤频率的频率交替。

图4b图解了刺激前和刺激后第二患者的螺旋形绘图。

图5a图解了环戴型周围神经刺激器的实施方式,其具有环装置以通过电极向皮肤施加刺激,其也可以监测震颤运动;和可以包含电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器的刺激装置。

图5b图解了环和刺激装置如何可以每日利用充电站进行充电并且与外部计算设备比如智能手机或平板电脑通信,以储存和分析测量的数据,包括刺激参数,并且给环佩戴者提供通知。

图6a-6d图解了环装置和刺激装置的各个实施方式。

图7a-7d图解了环装置和刺激装置的另外实施方式。

图8a-8c图解了环装置和刺激装置的另外实施方式。

图9a图解了环状装置的实施方式,其由可以围绕手指系紧(cinch)的传导性橡胶绳形成。

图9b图解了附接有刺激装置的在图9a中示出的环状装置的实施方式。

图10图解了环装置和刺激装置与外部计算设备——比如智能手机和平板电脑——使用无线通信比如低能量蓝牙进行通信的实施方式。

图11图解了当不被佩戴时给环和/或刺激装置充电的实施方式。

图12图解了薄环配戴型运动监测器和单独的环戴型刺激装置的实施方式,该刺激装置可以包含电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器。

图13图解了环戴型周围神经刺激器的实施方式,其具有环以施加刺激和监测震颤运动;和腕戴型刺激装置,其可以包含电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器。腕戴型刺激装置通过线系至环。

图14图解了环戴型周围神经刺激器的实施方式,其通过附接设备连接至智能手机或平板电脑。环可以具有最小的电子产品以提供刺激至手指和电话/附接件可以容纳电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器。

图15图解了环戴型周围神经刺激器和刺激装置的实施方式,该刺激装置具有多个环或包裹手指的带以同时刺激多个手指。

图16a图解了在环状装置中容纳的水平电极配置的实施方式,该环状装置经皮提供电刺激至手中的神经。该图具有食指,其在背侧上含有电极对以刺激桡神经,和在掌侧上含有电极对以刺激正中神经。图16b图解了在不同尺寸的环外壳中实施的水平电极配置的实施方式。这些电极配置在三个人上实施和测试,并且验证神经的感觉异常。

图17a和17b图解了水平电极配置的实施方式,其具有连续地卷绕手指的单个共有的接地电极。利用共有电极,总电极数降低为3。

图18a-18d图解了在环状装置中容纳的垂直电极配置的实施方式,该环状装置经皮提供电刺激至手中的神经。该图具有食指,其在背侧上含有电极以刺激桡神经,和在掌侧上含有电极以刺激正中神经。这两个电极共享在另外两个电极之间90°取向的共有接地电极。这些电极配置在三个人上实施和测试,并且验证神经的感觉异常。

图19图解了在内表面上有隆起物(bump)或轮廓以适应手指尺寸的变化的环状装置的实施方式。

图20图解了具有柔性形式以适应手指尺寸的变化的环状装置的实施方式。

图21图解了具有插入物以适应手指尺寸的变化的环状装置的实施方式。

图22图解了作为c形夹(c-clip)的环状装置的实施方式,其具有弹簧铰链以适应手指尺寸的变化并且改善设备附接至手指的方便性。

图23图解了环状装置的实施方式,其具有将电极围绕手指连接在一起的弹性材料。

图24图解了在环状装置中容纳的干接触电极的不同实施方式。上图显示了三种不同的干电极材料,和下图显示了具有薄膜超高分子量聚乙烯(uhmwpe)的干电极环的实施。

图25图解了具有用于捕获水分的纹理表面的环状装置的实施方式的横截面视图。水分可以提高刺激的传导性。创建这些纹理表面,当佩戴时并且在水下运行时,这些装置保留水分持续至少30分钟。

图26图解了环状装置的实施方式,其包含具有可渗透膜的传导性凝胶或液体的储器以缓慢地释放凝胶或液体至电极-皮肤界面以提高刺激传导性。

具体实施方式

本发明是测量和收集运动数据、分析所述数据、从而解释这些测量值可以如何影响运动障碍和刺激个体周围神经目标以减少震颤的设备和系统。数据分析的目的是观察测量的数据可以如何影响运动障碍。施加的刺激可以或可以不基于测量的数据修改。

如在图5a和5b中所显示的,一个实施方式是两部分系统,其包括1)戴在手指上的环状装置500,其包含电极502以经皮施加电刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支,和2)可拆卸的刺激电力装置504,其可以包含电刺激信号发生器506、电源508和/或控制刺激的微处理器。可拆卸的刺激电力装置504也可以具有用户界面,其可以包括显示器,比如led510,和按钮512,其用于录入输入和调节刺激参数,比如振幅。刺激电力装置可以直接地通过环状装置500上的互补触体514和/或刺激电力装置上的互补插座和/或无线地与环状装置500连接。图5b图解了环500和刺激装置504可以如何每日利用充电站516充电并且与外部计算设备518比如智能手机或平板电脑无线地通信,以储存和分析测量的数据,包括刺激参数,以及给环佩戴者提供通知。

图6a-d、图7a-d和图8a-c显示了包括环状装置和刺激装置的两部分系统的实施方式的十一种变化。图7a显示了环装置,其在环装置和刺激器之间具有允许两个单独的圆周形电极的电触头。图7c-d显示了环状装置,在该环状装置中大部分环安置在两个手指之间的裂缝处并且具有开口带,该开口带是柔性的以允许手指尺寸的变化。

在上述实施方式中,环状装置可以包含使用惯性测量装置(imu)、加速计、陀螺仪和/或磁力计测量震颤运动和活动的传感器。

在上述实施方式的任一种中,如图9a和9b中所示出的,环状装置900可以是传导性橡胶绳902或线,其使用系紧夹(claim)904系紧,例如以紧贴在手指周围。系紧橡胶绳902也可以附接刺激装置906,其包含电刺激信号发生器、电源和/或控制刺激的微处理器。

在上述实施方式的延伸中,如图10中所示出的,环装置1000和刺激装置1002可以使用无线通信,比如低能量蓝牙与外部计算设备1004比如智能手机和平板电脑通信。该通信也可以利用电线接头系住。通信可以是实时的,每隔一段时间(例如,每小时、每日、每周),和/或当设备在彼此的范围内时。

在上述实施方式中,环装置1000和/或刺激装置1002可以直接地利用线缆(例如,微型usb)、直接连接至电源的接触头(contactdock)1006、感应式充电、与刺激电极直接接触(即,电极接触充电站,其不需要单独的充电连接)和/或单独的手提箱进行充电,如图11中所示出的,该单独的手提箱结合上述对充电和数据转移的概念。

在图12中示出的另一个实施方式是两部分系统,其包括1)戴在手指上的环状装置1200,其包含传感器以使用惯性测量装置(imu)、加速计、陀螺仪和/或磁力计测量震颤运动和活动,和2)第二环状装置1202,其包含电极并将经皮电刺激施加至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支,电刺激信号发生器,电源和控制刺激的微处理器。附接至第二环装置1202的刺激装置1204也可以永久地贴附至测量运动的环装置1200,或者可以从一个或两个环装置可拆卸。

在图13中示出的另一个实施方式是两部分系统,其包括1)戴在手指上的环状装置1300,其包含电极以经皮施加电刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支,和2)腕戴型刺激电力装置1302,其可以包含电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器。该腕戴型电力装置1302通过线1304系至环状装置1300。

在图14中示出的另一个相关实施方式中,环装置1400可以附接至非腕戴型设备(或腕戴型设备)。这样的设备可以是电子装置1402,比如环装置-电话适配器,其连接至移动电话1404(例如,不同的信用卡阅读器)。直接附接至电话的优势是额外的电子设备可以集成入手机壳并且可以从隐藏在壳中的单独电池或手机自身提取电力。环装置1400可以通过线1406系至适配器,该线1406可以将数据和电力从电话传输至环装置。另外,这将允许容易访问手机的功能,尤其是对于比如根据治疗计费的服务。虽然电话看似笨重,但是在治疗期间持有电话可以看起来是相对正常的和社会可接受的。

在图15中示出的另一个实施方式中,可以存在与刺激装置1502连接的两个或三个环状装置1500以同时提供电刺激至多个手指。环状装置1501也可以是卷绕多个手指的带。这些环状装置可以包含电极以经皮施加电刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支。刺激装置可以包含电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器。

在另一个实施方式中,环状装置是独立的设备,其具有运动监测器、电极、电刺激信号发生器、电源和控制刺激的微处理器。环状装置可以提供经皮刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支。

在图16a和16b中示出的另一个实施方式中,环状装置1600包含水平电极配置以经皮提供电刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支(图16)。在背侧上存在刺激桡神经的电极对1602,和在掌侧上存在刺激正中神经的电极对1604。在食指中,背侧上的电极刺激桡神经,和掌侧上的电极刺激正中神经。这些电极配置在三个人上实施和测试,并且验证神经的感觉异常。

在上面如图17a和17b中示出的配置的另一个实施方式中,对于如下配置,可以在电极的两个中创建共用电极1700以减少总电极数为3:其可以使用背电极1702和共用电极1700刺激背侧上的神经和使用掌电极1704和共用电极1700刺激掌侧上的神经。共用电极可以是环电极,其跨越手指的两侧,并且如示出的,其形成的电极对相对于手指纵向地布置。

在图18a-d中示出的一个实施方式中,环状装置1800包含垂直的或圆周的电极配置以经皮提供电刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支。在背侧上存在刺激桡神经的电极1802,和在掌侧上存在刺激正中神经的电极1804。这两个电极共享在两个电极之间大约90°取向的共用接地电极1806。在食指中,背侧上的电极刺激桡神经,和掌侧上的电极刺激正中神经。这些电极配置在三个人上实施和测试,并且验证神经的感觉异常。

在图19中示出的一个实施方式中,环状装置1900在环的内表面上具有隆起物1902和轮廓。这使得更好的贴合皮肤以适应不同人的手指尺寸的天然变化,或相同人的不同手指的手指尺寸的天然变化。其还允许单一环状装置以紧紧地贴合人的手指,尽管手指尺寸随着时间的天然变化。

在图20中示出的一个实施方式中,环状装置2000可以是柔性的或者由弹性材料制造,比如硅树脂、橡胶和弹性织物。这使得更好的贴合皮肤以适应不同人的手指尺寸的天然变化,或相同人的不同手指的手指尺寸的天然变化。其还允许单一环状装置以紧紧地贴合人的手指,尽管手指尺寸随着时间的天然变化。环可以具有缝隙2002,或者由当需要时促进环直径增加的螺旋2004形成。

在图21中示出的一个实施方式中,环状装置2100可以具有单独的、多个插入物2102以适应手指尺寸的变化。这使得更好的贴合皮肤以适应不同人的手指尺寸的天然变化,或相同人的不同手指的手指尺寸的天然变化。较厚的插入物可以被用于具有小手指的人,和较薄的插入物可以被用于具有较大手指的人。其还允许单一环状装置以紧紧地贴合人的手指,尽管手指尺寸随着时间的天然变化。插入物2102可以具有与环装置电偶联的电极和电触头。

在图22中示出的一个实施方式中,环状装置2200可以是具有弹簧铰链2202的c形夹形式,该弹簧铰链2202允许设备附接在手指上并且将不需要特定的环定型。弹簧铰链将通过该夹施加少量的压力以确保良好的贴合性和电极与皮肤之间的接触。c形夹对于人而言也可以较容易地附接至他们的手指,尤其是患有手震颤的人。这使得更好的贴合皮肤以适应不同人的手指尺寸的天然变化,或相同人的不同手指的手指尺寸的天然变化。其还允许单一环状装置以紧紧地贴合人的手指,尽管手指尺寸随着时间的天然变化。另外,该夹可以附接至手指的远端(即,指尖,类似于脉氧计),如先前描述的早期研究显示了上段和中段可以被用于成功地刺激手指中的神经。

在图23中示出的另一个实施方式中,环2300可以包含弹性2302和非弹性2304材料的相邻区域。非弹性区域可以包含电极区,而弹性区域使得更好的贴合至手指尺寸。这与在儿童的裤子中进行的情况类似适应不同腕尺寸。

在另一个实施方式中,环状装置无线地连接(例如,低能量蓝牙)或者物理地系至外部设备,该外部设备包含电刺激信号发生器、电源和/或控制刺激的微处理器,比如智能手机或平板电脑。环状装置将经皮提供电刺激至手指中的正中神经、桡神经和/或尺神经的分支。

在图24中示出的一些实施方式中,电极可以是干触点2400(浸渍有传导性填料比如碳或银颗粒的织物或硅树脂)、薄膜掺杂碳的uhmwpe聚合物2402、传导性abs/pc聚合物2404、传导性凝胶(例如,水凝胶)、湿电极表面(例如,含有水或传导性液体的海绵)、或细的微型针。在一些实施方式中,干电极可以被制造为通过将它们附接至弹性/海绵表面而具有更好的接触。这产生了舒适的、贴合的表面。例如,不锈钢织物可以被缝至氯丁橡胶。该氯丁橡胶将具有足够的延伸并且允许贴合至表面。

在图25中示出的一些实施方式中,环状装置中的电极可以具有纹理表面2500、2501,其捕获来自皮肤、空气或一些外部来源比如水槽的水分。水分可以提高刺激的传导性。当在水下佩戴和运行的环状装置中,创建这些图解的纹理表面。这些装置保留水分持续至少30分钟。环状装置也可以具有含有类似纹理表面的干接触电极。

在一些实施方式中,电极可以是浸渍有传导性填料或纤维的吸水织物。该吸水织物将吸收来自皮肤或来自周围空气(例如,湿气)的水分以提高刺激的传导性。

在图26中示出的一些实施方式中,环状装置2600可以包含传导性凝胶或液体的储器2602或多个储器,该传导性凝胶或液体缓慢地释放通过渗透膜。可以通过重力或通过手动地施加至环的压力,或者来自将环放置在手指上的压力驱使流体流动。该储器可以由佩戴者通过环上的开口填充;或者储器可以包含吸收来自皮肤或周围空气的水分的吸水材料。

在一些实施方式中,可佩戴的震颤监测器可以使用多个传感器以收集、储存和分析与佩戴者有关的生物学测量值,包括但不限于运动(例如,加速计、陀螺仪、磁力计、弯曲传感器、气压计、高度计)、心血管测量值(例如,心率、心率变异性、血压、心输出量)、皮肤电传导(例如,皮肤电传导反应、皮肤电反应)、皮肤温度和睡眠状态(例如,醒着、浅层睡眠、深度睡眠、rem)。具体而言,研究已经显示了增加的压力水平可以增加患有特发性震颤、帕金森病和其它引起震颤的疾病的人中的震颤。因而,使用统计学分析和数据挖掘技术,包括但不限于逻辑回归、线性回归、支持向量机和朴素贝叶斯分类器,这些生物学测量值可以被分析以评估人的状态,包括但不限于压力水平。这又可以充当震颤水平波动的预测器。在早期初步研究中,在压力事件之前或之后,患者被要求进行活动。在这种情况下,压力事件将采取定时数学测试。在初步研究中,在压力定时数学测试之后,患者的震颤振幅似乎增加20%。

可佩戴的震颤监测器可以具有微处理器以分析与佩戴者有关的生物学测量值以:测定或预测增加的震颤活动的开始、设定由刺激装置施加的刺激波形的参数和/或适应由刺激装置实时施加的刺激波形。可以基于生物学测量值的分析修改的刺激波形的参数包括但不限于频率、振幅、形状和爆发顺序。

在系统的一个实施方式中,可佩戴的震颤监测器自动地检测并记录刺激使用以(1)追踪疗法依从性,(2)与震颤活动的测量结合以评估疗效,和(3)测定或预测震颤活动的增加或减少的开始。

在一些实施方式中,可佩戴的震颤监测器可以具有视觉、听觉、触觉(例如,挤压带)或触觉震动提示以基于生物学测量值的分析通知佩戴者关键事件,该生物学测量值包括但不限于震颤开始的预测、震颤活动的增加和/或压力水平的增加。提示系统也可以通知佩戴者由佩戴者设定的其它预定事件或提醒。提示系统被用于以更加周全的、个性化方式将信息通信至佩戴者,比如增加的震颤活动或其它预定事件的开始,而在社会环境中不引起其它人注意。

在一个实施方式中,佩戴者监测器可以具有处理装置,其收集、储存、处理和分析生物学数据,连同由佩戴者输入的其它数据。

在一些实施方式中,佩戴者监测器可以获取关于如下事件的用户输入:包括饮食历史、药物历史、咖啡因摄入、酒精摄入等。监测器可以使用加速计来测量特定运动、手势或轻敲模式以在特定提示操作下记录用户输入。其它触摸传感器,比如电阻条(resistivestrip)或压敏屏幕,或加速计和陀螺仪可以被用于测量特定手势、运动或轻敲以记录用户输入。基于这些姿势的测量值以记录输入使得将用户数据输入设备需要的步骤的复杂性最小化。数据可以储存在存储器中并且由处理装置处理。在一些实施方式中,数据可以从可佩戴的监测器传输至外部计算设备,比如智能手机或平板电脑。

在一个实施方式中,可佩戴的监测器可以与其它应用比如日程表和活动日志连接以同步和追踪事件,或保存的日程表可以保存和存储在设备上。在一些实施方式中,可佩戴的监测器可以与具有适当软件的多种计算设备通信,比如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑。

在一个实施方式中,可佩戴的监测器可以具有gps或类似设备以追踪佩戴者的位置和评估活动。gps测量值可以与映像或位置系统结合以确定佩戴者的活动环境(例如,健身房与办公室)或确定在特定活动比如跑步或自行车运动期间海拔的改变。这也可以通过给可佩戴的监测器增加传感器比如气压计和高度计来完成。

在一个实施方式中,环和刺激装置具有可以同时给两个设备装置充电的独特的电力充电站。该充电站可以具有与刺激装置的电源的定制的直接电连接或者可以极为贴近地电感地(例如,无线地)给装置充电(图5)。

在一个实施方式中,可佩戴的监测器可以追踪与由刺激装置提供的刺激有关的参数,包括刺激时间、刺激持续时间和由刺激装置使用的电力。该数据可以储存在可佩戴的监测器中的存储器上,由可佩戴的监测器处理,和/或传输至外部计算设备,比如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑。

在一些实施方式中,可佩戴的监测器可以与外部计算机或设备(例如,平板电脑、智能手机、智能手表或定制的基站)通信以储存数据。监测器和外部设备之间的通信可以是直接的、物理的连接,或利用无线通信连接比如蓝牙、gsm或蜂窝(cellular)。

在一些实施方式中,电源可以是可充电电池,其可以容纳在环或刺激装置中,或者可以被用作可拆卸电源,该可拆卸电源可以被插入环或刺激装置中的端口或插座。对可充电电池再充电可以通过有线连接或无线地进行。

在其它实施方式中,电源可以是电容器或者超级电容器。电容器的使用可以使得电源的尺寸大幅度降低,这对于被设计为戴在手指上的设备是重要的。电容器可以由外部电源通过有线连接或无线地(例如,电感地)再充电。对电容器再充电可以在刺激之间、在刺激期间或二者进行。

将理解,在许多方面,本公开内容仅仅是对本发明的众多可选设备实施方式的说明。可以对细节进行改变,具体地关于各个设备部件的形状、尺寸、材料和布置,而不超出本发明的各个实施方式的范围。本领域技术人员将理解示例性实施方式和其描述仅仅是在总体上对本发明的说明。虽然在上面描述的示例性实施方式中已经清楚地描述了本发明的几种原理,但是本领域技术人员将理解,结构、布置、比例、元件、材料和使用方法的修改可以在本发明的实践中使用,和在其它方面,其具体地适用于具体环境和操作要求,而不背离本发明的范围。此外,虽然已经关于具体实施方式描述了某些部件和元件,但是本领域技术人员将理解那些部件和元件可以与本文公开的其它实施方式结合。

当部件或元件在本文中被提及为“在另一个部件或元件上”时,其可以直接地位于其它部件或元件上或者也可以存在介入部件和/或元件。相反,当部件或元件被提及为“直接地在另一个部件或元件上”时,不存在介入部件或元件。还将理解,当部件或元件被提及为“连接”、“附接”或“偶联”至另一个部件或元件时,其可以直接地连接、附接或偶联至其它部件或元件或者可以存在介入部件或元件。相反,当部件或元件被提及为“直接地连接”、“直接地附接”或“直接地偶联”至另一个部件或元件时,不存在介入部件或元件。虽然关于一个实施方式进行了描述或显示,但是如此描述或显示的部件和元件可以应用于其它实施方式。本领域技术人员还将领会,提及“邻近”另一个部件布置的结构或部件可以具有与该邻近部件重叠或者位于其下的部分。

本文使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的并且不意欲限制本发明。例如,如本文所使用,单数形式“一个(a,an)”和“该(the)”意欲也包括复数形式,除非上下文明确地另外指示。将进一步理解,术语“包括(comprise,comprising)”,当在说明书中使用时,规定存在陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如本文所使用,术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和所有组合并且可以被缩写为“/”。

空间上的相对术语,比如“在……之下”、“在……下面”、“下方”、“在……上方”、“上面”等可以在本文使用,目的是便于描述在附图中图解的一个元件或部件相对于另一个元件(一个或多个)或部件(一个或多个)的关系。将理解,除了在附图中描绘的取向之外,空间上的相对术语意欲涵盖设备在使用或操作中的不同取向。例如,如果附图中的设备被颠倒,则描述为“在其它元件或部件之下”或“在其它元件或部件下方”的元件将被定向为“在其它元件或部件上方”。因而,示例性术语“在……之下”可以涵盖“在……上方”或“在……之下”的取向二者。设备可以以其它方式定向(旋转90度或者以其它取向)并且本文使用的空间上的相对描述语言相应地解释。同样地,术语“向上地”、“向下地”、“垂直的”、“水平的”等在本文中仅被用于解释的目的,除非具体地另外指示。

虽然术语“第一”和“第二”在本文中被用于描述不同部件/元件(包括步骤),但是这些部件/元件不应当由这些术语限制,除非上下文另外指示。这些术语可以被用于将一个部件/元件与另一个部件/元件进行区分。因而,下面讨论的第一部件/元件可以被称为第二部件/元件,并且同样地,下面讨论的第二部件/元件可以被称为第一部件/元件,而不背离本发明的教导。

遍及说明书和所附权利要求书,除非上下文另外要求,词语“包括”及其变型意思是在方法和物品中可以共同地采用不同部件(例如,包括设备和方法的组成和仪器)。例如,术语“包括”将被理解为暗示包含任何陈述的元件或步骤但是不排除任何其它元件或步骤。

如本文在说明书和权利要求书中所使用,包括如在实施例中所使用和除非另外明确规定,所有数字可以被理解为以“大约”或“近似”开始,即使该术语没有明确地出现。当描述量级和/或位置时,短语“大约”或“近似”可以被用于指出描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内。例如,数值可以具有如下值:陈述值(或值的范围)的+/-0.1%、陈述值(或值的范围)的+/-1%、陈述值(或值的范围)的+/-2%、陈述值(或值的范围)的+/-5%、陈述值(或值的范围)的+/-10%等。本文给出的任何数值也应当被理解为包括大约或近似那个值,除非上下文另外指示。例如,如果公开值“10”,则也公开了“大约10”。本文叙述的任何数值范围意欲包括包含在其中的任何子范围。也将理解,当公开了某一值时,也公开了“小于或等于”该值、“大于或等于该值”和在这些值之间的可能范围,如本领域技术人员适当理解的。例如,如果公开了值“x”,则也公开了“小于或等于x”以及“大于或等于x”(例如,其中x是数值)。也将理解,遍及本申请,数据以许多不同的形式提供,并且该数据代表端点和起始点以及这些数据点的任意组合的范围。例如,如果具体数据点“10”和具体数据点“15”被公开,则将理解,大于、大于或等于、小于、小于或等于和等于10和15以及在10和15之间被视为公开。也将理解,在两个具体单位之间的每个单位也被公开。例如,如果公开了10和15,则也公开了11、12、13和14。

虽然上面描述了不同的示例性实施方式,但是可以对各个实施方式进行许多改变中的任一种,而不背离由权利要求书所描述的本发明的范围。例如,执行各个描述的方法步骤的顺序通常可以在可选实施方式中改变,并且在其它可选实施方式中一个或多个方法步骤可完全跳过。各个设备和系统的任选特征可以包含在一些实施方式中并且不包含在其它实施方式中。因此,主要地出于示例性目的提供了上面的描述并且上面的描述不应当被解释为限制本发明在权利要求书中陈述的范围。

本文包含的实施例和说明通过说明而非限制的方式示出了可以实践主题的具体实施方式。如提及的,其它实施方式可以被利用和从其衍生,使得可以进行结构和逻辑置换和改变而不背离本公开内容的范围。发明主题的这些实施方式在本文中可以通过术语“发明”单独地或共同地提及,其仅为了便利并且不意欲自愿地将本申请的范围限于任何单一发明或者发明概念,如果事实上公开了多于一个发明。因而,虽然在本文中已经阐明和描述了具体实施方式,但是计算以实现相同目的的任何布置可以代替示出的具体实施方式。本公开内容意欲覆盖各个实施方式的任何和所有改变或变化。在阅读了上面的描述之后,本文中没有具体地描述的上述实施方式或其它实施方式的组合对于本领域技术人员将是明显的。

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