CN102858302B - 借助振动刺激、触动刺激和/或热刺激对患者进行治疗的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种借助振动刺激和/或触动刺激和/或热刺激（20）对患者进行治疗的装置（100）。该装置（100）含有生成第一刺激和第二刺激的第一刺激单元和第二刺激单元（11、12），该刺激为振动刺激和/或触动刺激和/或热刺激，这些刺激以平均1至60Hz的频率重复，且在至少部分不同的时间点生成这些刺激。

Description

借助振动刺激、触动刺激和/或热刺激对患者进行治疗的装置

技术领域

本发明涉及借助振动刺激和/或触动刺激和/或热刺激对患者进行治疗的装置和刺激方法。

本发明特别涉及用于治疗疾病的刺激装置和刺激方法，这些疾病存在提高的神经同步。借助本发明，可以治疗一些特殊的脑部疾病，例如运动紊乱、帕金森氏症、原发性震颤、张力障碍、偏头疼、紧张性头痛、痉挛、中风后的功能紊乱、神经性头痛、慢性疼痛、神经痛、截肢产生的痛、脑外伤后的震颤和其它功能紊乱。也可以治疗肠胃道疾病，例如肠易激综合征。可以减轻痛苦的痉挛和低效的肠蠕动。对于溃疡性结肠炎和克罗恩病借助根据本发明的装置的治疗也可以起到去痉挛的和减轻痛苦的作用。进一步地，支气管哮喘、心肌缺血和周围动脉阻塞症可以借助根据本发明的装置进行治疗。

背景技术

治疗前述疾病，如果有治疗方法的话，只能说是药理学疗法或立体定向疗法。药理学疗法的疗效通常局限于时间因素。立体定向治疗具有相对的风险，例如植入脑起搏器时的动脉出血的风险。

发明内容

基于此背景给出根据权利要求1的装置、根据权利要求12的一个在权利要求1中要求保护的装置的用途、根据权利要求13和15的另外的装置以及根据权利要求17的方法。在从属权利要求中提及若干其它的特别有利的本发明的扩展方案和设计。

附图说明

下面，参考附图示例性地对本发明加以详细说明。附图中：

图1为根据一个实施例的生成振动刺激、触动刺激和/或热刺激的装置100的示例图；

图2为借助装置100实施的刺激方法的示例图；

图3A至3D为振动刺激的示意图；

图4为触动刺激的示意图；

图5A至5C为热刺激的示意图；

图6为常规运行中的装置100的示意图；

图7至9为借助装置100执行的刺激方法的示例图；

图10为根据另一个实施例的生成振动刺激、触动刺激和/或热刺激的装置200的示例图；

图11A至13C为生成振动刺激和/或触动刺激的刺激单元的示意图；

图14A至15C为生成热刺激的刺激单元的示意图；

图16和17为刺激方法的示意图；并且

图18至19C为根据另一个实施例的生成振动刺激、触动刺激和/或热刺激的装置300的示例图。

具体实施方式

图1中示出了装置100借助振动刺激、触动刺激和/或热刺激对病人的无创治疗。如图1示出的设计中的装置100由生成第一刺激的第一刺激单元11、生成第二刺激的第二刺激单元12、生成第三刺激的第三刺激单元13和生成第四刺激的第四刺激单元14组成。图1中示出的设计只是一个用于理解的例子。根据该设计的其它选择，装置100可以具有任意数N（N=2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、…）个刺激单元。装置100可以进一步具有控制单元10，该控制单元通过适当的连接线或者通过无线电与刺激单元11至14连接，且控制刺激的生成。控制单元10也可以集成在一个或者多个或者全部刺激单元11至14中。

刺激单元11至14可以分别产生振动刺激、触动刺激和/或热刺激组成的组中的一个或多个刺激。刺激单元11至14如此设计，即，它们可以被放置在患者的皮肤上。刺激单元11至14根据疾病或者相关的身体部分以合适的形式固定在患者的皮肤上，例如在患者的胳膊上、腿上、手上和/或脚上。振动刺激、触动刺激和/或热刺激可以根据病情单一地或者成组地施加在皮肤上。

多个刺激单元11至14使得皮肤的不同接受治疗的区域通过单一的刺激单元11至14时间上和空间上协调地受到刺激。刺激单元11至14可以这样安放在患者皮肤上，即施加于皮肤组织的刺激可以通过神经通路被传导到不同的目标区域，这些区域位于例如脊髓和/或大脑。因此借助装置100，脊髓和/或大脑中的不同的目标区域可以在同一刺激时间段内受到可能不同的和/或时间错置的刺激。

图2示除了可以借助装置100进行的刺激方法。在图2中，相继描绘出通过刺激部件11至14实施的刺激20相对于时间t的图像。

在图2中示出的过程里，刺激单元11至14中的每一个刺激部件周期地在皮肤的对应接收区域施加刺激，将刺激单元11至14带至该接收区域。频率f_stim=1/T_stim（T_stim=周期时长），刺激单元11至14以此频率重复生成刺激20，该频率可以在1至60Hz范围内，特别地位于30至60Hz范围内或者1至30Hz范围内或者1至20Hz范围内或者5至20Hz范围内，但也可以取更小或者更大的值。单个刺激20的持续时间D_stim可以特别取决于刺激的形式。图2中的纵坐标同样取决于刺激20的形式。在振动刺激、触动刺激情况下，可以描绘例如刺激单元的错置l相对于时间t的图像；在热刺激情况下，可以描绘温度的图像。通过刺激单元11至14施加的刺激20可以相同但也可以不同。

单个振动刺激20的不同设计在图3A、3B、3C和3D中示出。此处描绘的是刺激部件的错置l对时间t的图像。在图3A中刺激部件在时间点t₁出从静止位置起振并按压患者皮肤。皮肤的表面位置通过一个虚线21示出。在刺激部件与皮肤的接触出现后，将施加一个周期性的振动刺激，其频率f_vib=1/T_vib在30至300Hz范围内（T_vib=振动刺激的周期时长）。当频率f_vib为300Hz时，刺激部件施加大约2N的力。振动刺激20的持续时间D_stim可以在10至500ms范围内。刺激持续时间D_stim特别地位于以下范围

$0<D_{\mathrm{stim}}<\frac{T_{\mathrm{stim}}}{N}---\left(1\right)$

此处N为刺激部件的个数。例如，当T_stim=1Hz且N=4时刺激持续时间D_stim位于10至250ms范围内。然而也可以应用时间上重叠的刺激。

刺激部件在时间点t₂再次被带回到其静止位置，在该位置刺激部件与皮肤没有接触。如图3A所示，振动刺激20可以是一个矩形波或者正弦波形式的刺激，振动刺激20也可以具有其它形式。图3A所示的刺激部件压入皮肤的错置l₁可以在0.5至3mm范围内。在振动期间刺激部件的错置l₂可以在0.1至0.5mm范围内。

图3B所示的是图3A所示的振动刺激20的一个变形。图3B所示的设计中，刺激部件始终与患者皮肤相接触。在刺激持续时间D_stim期间施加一个与上述相同的振动刺激20.

振动刺激20的另一个变形示于图3C中。与图3A中的振动刺激20不同，刺激部件已经在刺激持续时间D_stim期间返回，因此振动随着时间的增加压入皮肤变少且刺激部件最后完全从皮肤中脱离出来。例如，刺激部件的返回可以沿着一个线形或者非线性（例如指数的）曲线22进行，该曲线与刺激部件的振动f_vib重叠。在图3C所示的例子中，每个冲击的下降沿下行至曲线22。紧接着的下一个冲击有一个固定的预先给出的高度l₂，也就是说每个冲击的上升沿的高度为l₂。

图3C中的振动刺激20的一个变形如图3D所示。此处曲线22不是返回到零线（l=0），而是有一个相对零线的错置量ΔL。

图4中示出了触动刺激20的一个实施形式。刺激部件在时间点t₁被压向患者皮肤，在此停留刺激持续时间D_stim然后在时间点t₂返回。在触动刺激20中的刺激持续时间D_stim在10至500ms范围内。特别地刺激持续时间D_stim位于上述（1）中给出的区域，但是也可以应用时间上重叠的刺激。

热刺激20的不同实施形式示于图5A、5B和5C中。在5A和5B示出的设计中，刺激部件被加热或冷却到温度T_temp。如图5B所示，温度T_temp可以在热刺激20前很短的时间才生成。在此情况下，刺激部件在刺激间歇具有温度T₀，该温度例如等于室温。或者刺激部件可以被维持在一个恒定温度T_temp。

在图5A的设计中被加热或者冷却的刺激部件在时间点t₁被压向患者皮肤并且在此保留一个完整的刺激持续时间D_stim。与此不同的在图5B示出的设计中刺激部件在刺激持续时间D_stim中以频率f_thermo被压向皮肤然后离开。频率f_thermo=1/T_thermo在1至10Hz范围内（T_thermo=热刺激的周期时长）。

图5C所示的热刺激20基本上对应图5B中的热刺激20。区别在于：图5C中的热刺激20无接触地产生。此处刺激温度T_temp通过电磁辐射产生，例如红外线。进一步的，电磁辐射以频率f_thermo=1/T_thermo做周期性变化（例如通过红外线辐射源的电源开关）。

热刺激中的刺激持续时间D_stim在10至500ms范围内。特别是刺激持续时间D_stim位于上面（1）中给出的区域，也可以应用时间上重叠的刺激。温度T_temp可以从22至42℃。温度T₀通常是患者的体温。频率f_thermo可以在1至10Hz间，也可以位于这个范围以外。

一个刺激20含有多个刺激形式也是合理的。例如图3A所示的振动刺激20同时是为热刺激，只要施加刺激的刺激部件相应地被加热或者冷却。进一步的，图3A所示的振动刺激20可以同时是一个触动刺激（通过使刺激部件撞在皮肤上激活触动受体）。

设备100可以特别地用于治疗疾病，这些疾病都存在提高的神经元的同步。借助设备100特别可以治疗脑部疾病，，例如运动紊乱、帕金森氏症、原发性震颤、张力障碍、偏头疼、紧张性头痛、痉挛、中风后的功能紊乱、神经性头痛、慢性疼痛、神经痛、截肢产生的痛、脑外伤后的震颤和其它功能紊乱。也可以治疗肠胃道疾病，例如肠易激综合征。进一步地，支气管哮喘、心肌缺血和周围动脉阻塞症可以借助根据发明的装置进行治疗。

前面所述疾病可以通过神经关联的生物电通讯的干扰导致，该神经关联在特定的通路中连通。由此产生一个拦截神经群的病态的神经活动并且可能一个因此连接的病态的连通（网络结构）。由此产生大量的神经同步行动潜力，也就是说，所涉及的神经过度同步地触发（feuern）。另外，病态的神经群具有一个震荡的神经活动，即神经周期性的触发。在神经病学或精神病学的疾病中，相关的神经关联的病态周期性活动的中间频率大约在1至30Hz范围，也可以位于这个范围外。与此相反，健康人的神经触动是其它形式，例如不相关的形式。

由刺激部件11至14施加的刺激20通过位于皮肤内或皮肤下的受体接收并且被输送到神经系统。例如Merkel细胞、Ruffini血球、Meissner血球和毛囊受体都是这种受体，这种受体特别作用为触发刺激20的受体。振动刺激20旨在战胜深部感觉。振动刺激20可以被肌肤、肌肉、皮下组织和/或患者肌腱内的受体接收。例如，作为振动刺激的受体可以提及Vater-Pacini小体，该Vater-Pacini小体可以传递振动触觉和加速度。热刺激通过皮肤的热受体接收。有热受体（也称热量受体、热传感器或热量传感器）和冷传感器（也称冷量传感器、冷受体或冷量受体）。人类的皮肤中冷传感器多位于表面，热受体则稍深一些。

由刺激部件11至14产生的刺激20被设计为这样，即，当该刺激被对应的受体接收并且通过神经管道被传送到大脑或者脊髓中的具有病态的同步和振荡活动的神经群时，该刺激在神经群内使受激神经的神经活动的相位重置，所谓的复位作用。通过重置作用受激神经的相位被设为与当前相位值无关的一个固定值，例如0°。由此借助有针对性的刺激控制病态神经群的神经活动的相位。

进一步地，由于多个刺激部件而使得刺激多个部位的病态神经群成为可能。因为施加于身体不同部位的刺激20被传送到脑部和脊髓的不同部位。这实现了，在不同受激部位的病态神经群的神经活动的相位在不同的时间点复位。其结果是由此原本神经同步且同频同相活动的病态神经群分裂成多个亚群。在一个亚群内部的多条神经继续同步且继续以同一个病态频率触发，但是每一个亚群具有与其神经活动相关的相位，该相位是通过刺激施加给这些亚群的。

由病态的神经间的相互作用决定了由刺激生成的具有至少两个亚群的状态不稳定，整个神经群迅速接近一个完全去同步的状态，在该状态内神经不相关地触发。理想的状态，即完全去同步，由此在施加刺激20后不是马上产生，而是大部分出现在病态活动的几个周期内或甚至少于一个周期。

在前面所述的刺激类型中，最后一个理想的去同步通过病态地增加的神经间的相互作用才实现。此处利用自组织过程，该过程导致病态同步。该过程还作用为，在整个群分为具有不同相位亚群后接着发生去同步。与此相反，没有病态地提高的神经相互作用就不会发生高效的去同步。

此外可以通过装置100的刺激达到一个受干扰的神经网络的关联的新组织，由此形成一个长效的治疗效果。

图示在图6中示出了借助装置100对病态的活动的神经群的多个亚群的刺激。通过刺激部件11至14，在皮肤15的不同位置上对应的受体受到振动刺激、触动刺激和/或热刺激。刺激单元11、12、13和14施架的刺激20传导到神经群30不同的亚群31、32、33和34（刺激单元11的刺激到亚群31，刺激单元12的刺激到亚群32，刺激单元13的刺激到亚群33，刺激单元14的刺激到亚群34）且在不同的时间点重置这些亚群，由此达到整个神经群30的去同步。

大脑或脊髓的特定区域的有目的的刺激通过针对这些区域的身体局部的身体特定区域分配达到。例如刺激单元11至14可以被安在患者的脚、小腿和大腿或者也可以在手、小臂和大臂。由于神经传导带的身体特定区域划分，通过在对应位置施加的刺激来刺激不同的神经。对于大脑区域的皮肤位置的身体特定区域分配例如在A.Benninghoff等：“Lehrbuch der Anatomie desMenschen.Dargestellt unter Bevorzugung funktioneller3.Bd.Nervensystem,Haut und Sinnesorgane”（人体解剖教科书。根据侧重功能关联的展示。第3卷.神经系统、皮肤和感觉器官），Urban und Schwarzenberg,München1964，中所描写。

为了通过病态同步的神经群30的亚群31至34的相位的时间错置的重置达到整个神经群30的去同步，可以采取不同的形式和方法。例如可以根据不同的刺激单元11至14向皮肤的对应接收区域释放作用于神经相位重置的刺激20。此外可以例如相位错置地或以不同的极性施加刺激，由此结果是该刺激引起不同亚群31至34的时间错置的相位重置。

图7中示出了一个针对上述目的适宜的刺激方法。在图7中相继描绘出通过刺激部件11至14施加的刺激20相对于时间t的图像。刺激20可以应用例如图3A至5C中示出的振动刺激、触动刺激和热刺激。图7所示的图表被划分成重复周期长度为T_stim的第一时间区域。频率f_stim=1/T_stim，根据该重复频率长度为T_stim的第一时间区域，该频率可以在1至60Hz范围内特别是30至60Hz范围或区域1至30Hz或1至20Hz范围或5至20Hz范围内，但也可以更小或者更大。

长度为T_stim的第一时间区域进一步被划分为长度为T_stim/4的第二时间区域。一个含有N个刺激单元的刺激中，第一时间区域可以被划分成N个长度为T_stim/N的第二时间区域。

根据一个设计，第一时间区域内的每个刺激单元11至14不再产生刺激20。刺激20可以在彼此相继的第二时间区域内由不同的刺激单元11至14产生。

在图7所示的设计中，刺激单元11至14产生的刺激20严格遵守周期性频率f_stim。刺激20在不同刺激单元11至14的安排实行一个在每个刺激单元11至14间的一个时间延迟T_stim/4。

有N个刺激单元的情况下，两个相继出现的刺激20间的时间延迟可以例如为周期1/f_stim的N分之一，即1/（N x f_stim）=T_stim/N，两个相继出现的刺激20的起始时间点相差T_stim/N。

频率f_stim可以例如位于目标网络的病态周期性活动的平均频率范围内。对于存在提高的神经同步的疾病，典型的平均频率位于1至30Hz范围内，但也可以位于该范围外。此处应该注意，相关神经同步触发的频率，一般不是常数，而是可以具有变化而且还对于每个患者存在个体差异。

图7中示出的严格周期性的刺激模式可以变化为不同的形式和方法。例如彼此相继的、同一个刺激单元产生的刺激20之间的时间延迟T_stim不是一直同样大小，而是可以相对于T_stim在T_stim的±10%或者±5%或者±3%范围内变化。进一步地，两个彼此相继的、同一个刺激单元产生的刺激20之间的时间间隔也可以相对于T_stim在T_stim的±10%或者±5%或者±3%范围内变化。完全可以看到，单一刺激20之间的时间间隔被选定为不同的。进一步地，延迟时间也可以在对患者的治疗过程中改变。也可以根据生理信号时长而调整延迟时间。

另外可以在施加刺激20期间设置间歇，在间歇中没有刺激产生。这样的间歇如在图8中示例性示出。间歇长度可以为，任意长度，特别为周期T_stim的整数倍。进一步地，该间歇可以在任意个刺激后发生。例如，一个刺激可以在n个彼此相继的长度为T_stim的周期内施加然后发生一个m个长度为T_stim的周期没有刺激的间歇，此处n和m是小值整数，例如在1至10范围内。该模式可以周期性的延伸或者限定为随机和/或确定地或者随机-确定混合式的。

另一个可能是，图7示出的严格周期刺激模式改变为，每个刺激20的时间顺序随机地或确定地或者随机-确定混合式地变化。

此外可以在每个周期T_stim内（或者也可以在其它的时间段内）改变刺激单元11至14施加刺激20的顺序，例如图9中示出的。该随机化可以是随机或确定的或者随机-确定混合式的。

图9中示出的随机化可以与图8中示出的刺激形式相结合。例如可以在n个彼此相继的长度为T_stim的刺激时间段内的每一个实行一个重新的随机化，或者也可以在每个长度为m x T_stim的间歇后实行一个随机化且在每个随后的n个刺激时间段维持顺序恒定，在该顺序内刺激单元11至14施加刺激20。

进一步地，可以在周期T_stim内（或者也可以在其它的时间区域内）只使用一个固定数目的刺激单元11至14用于刺激且分配给刺激的刺激单元11至14可以在任意时间区域变化。该变化也可以是随机或确定的或者随机-确定混合的。

可以设想，刺激由患者来启动，例如通过一个遥感激活。在该情况下，患者可以比如利用一个外部发射器激活刺激，该刺激持续经过设定好的时间段例如60分钟，或者患者可以自行激活和关闭刺激。

可以例如在所谓的“打开环路”模式下操作装置100，通过该模式调控单元10这样来调控刺激单元11至14，从而生成预先设定的作用于皮肤组织的刺激20。此外装置100也可以扩展为图10所示的装置200，由此形成一个所谓的“闭合环路”。装置200额外还包含一个测量单元16，，该单元提供一个或多个患者接收的测量信号且传导至调控单元10。可以设置为，调控单元10根据测量单元16接收的测量信号调控刺激单元11至14。

测量单元16可以是非植入型传感器，例如脑电图（EEG）-电极，脑磁图（MEG）-传感器，加速计，肌电图（EMG）-电极和测量血压、呼吸或皮肤电阻的传感器。进一步地，测量单元16可以是一个或者多个植入患者体内的传感器的形式。例如脑深部电极、硬膜内脑电极或硬膜外脑电极、皮下脑电图-电极和硬膜内脊髓电极或硬膜外脊髓电极可以作为植入性传感器。此外可以放置固定在外围神经上的电极作为传感器。特别地可以利用测量单元16测量刺激目标区域的神经活动（例如图6示出的神经群30的神经活动）或与此连接的区域的神经活动。

根据调控单元10和测量单元16的共同作用可以有不同的设计。例如可以实行一个通过调控单元10的需求调控的刺激。此处调控单元10根据测量单元16接收的测量信号探测到一个或多个病态特征的存在和/或显示。例如，可以测量神经活动的幅度或数值并将其与一个预先设定的阈值比较。调控单元10可以这样设计：即，一旦超过预先设定的阈值就开启刺激。作为根据测量单元16接收的测量信号来调整刺激的时间点的取代或补充，调控单元10可以根据病态特征的显示，例如刺激的强度进行调整。例如可以预先设定一个或多个阈值，在测量信号的幅度或数值超过某一个阈值时，调控单元10调整刺激20的某一个强度，例如振动刺激情况下的固定频率f_vib或者压入深度l₂。

另外可以设置为，测量单元16接收的测量信号直接地或者必要时经过一个或者几个处理步骤用作刺激20且通过调控单元1（10）输送到一个或多个刺激单元11至14。例如，测量信号经过放大，并在必要时经过时间延迟和线形和/或非线性的运算步骤的数学运算（例如测量信号的混合）进行组合处理之后被输送到至少一个刺激单元11至14中。运算模式这样进行选择：病态神经活动受到反作用且随着病态神经活动的减少刺激信号同样消失或者至少其强度大幅减小。例如，类似于图7所示的刺激方法，测量信号被延迟T _stim/4施加在刺激单元11至14。

这类将从患者处接收的与神经群去同步的测量信号再次输送到患者体内的刺激，原则上可以仅通过一个刺激单元完成，但是也可以具有任意的更多数目的刺激单元。

为了生成刺激20，测量信号可以例如经过放大，并在必要时经过时间延迟和线形和/或非线性的运算步骤的数学运算（例如测量信号的混合）之后应用于刺激单元的电调控，这些刺激单元随后将测量信号转化为振动刺激、触动刺激和热刺激。此处运算模式可以如此选择：病态神经活动受到反作用且随着病态神经活动的减少施加的刺激同样消失或者至少其强度大幅减小。

下面将阐述线形和非线性处理步骤，利用该步骤可以将测量单元16得到的测量信号在其被应用于调控刺激单元之前进行加工。在测量信号的非线性处理中，不是对应的被刺激的亚群的神经活动的相位被重置，而是病态活动的神经群的同步性被抑制，具体方式为，同步性的饱和过程受到影响。

在测量单元16得到的测量信号的线形处理中，在该信号被传导入刺激单元中和被转化为振动刺激、触动刺激和热刺激之前，测量信号例如被滤波和/或增益和/或进行时间延迟。举一个例子，假设测量信号由一个EEG-电极接收并反映出目标区域的病态活动。该测量信号为一个频率在1至30Hz间的正弦信号。进一步假设，该测量信号的频率为5Hz。该测量信号可以通过一个传输频带为5Hz的带式滤波器滤波并通过增益器增强到这个程度，即该信号具有合适于刺激单元的调控的电平。紧接着，获得的得到增益的的正弦信号被应用于调控刺激单元。对于施加振动刺激或触动刺激的刺激单元，该刺激部件输出一个频率为5Hz的正弦形式的运动。

当为进行刺激使用N个刺激单元，图7中示出的测量信号可以被延迟T_stim/N，然后，在该信号被传输到相应地刺激单元。

下面借助实施例说明，在信号作为刺激使用之前，测量单元16得到的测量信号是如何通过非线性过程进行处理的。就像线性处理过程，测量信号也可以被滤波和/或增益和/或延迟。

起始点为刺激的方程S（t）：

$S\left(t\right)=K\&CenterDot;{\stackrel{\&OverBar;}{Z}}^2\left(t\right)\&CenterDot;{\stackrel{\&OverBar;}{Z}}^{*}(t-\mathrm{\&tau;})---\left(2\right)$

在方程（2）中，K是可被适当选择的增益系数，是测量信号的平均状态变量，是一个复变变量且可以由以下表示：

$\stackrel{\&OverBar;}{Z}\left(t\right)=x\left(t\right)+\mathrm{iY}\left(t\right)---\left(3\right)$

此处X（t）例如可以为神经学测量信号，i为虚数单位。因为此处频率在10Hz=1/100ms=1/T_α范围内，虚部Y（t）可以近似为X（t-τ_α），此处取τ_α=T_α/4。因此有：

S(t)=K·[X(t)+iX(t-τ_α)]²·[X(t-τ)-iX(t-τ-τ_α)]（4）

方程（4）可以做如下变形：

S(t)＝K·[X(t)²·X(t-τ)+i2X(t)·X(t-τ_α)·X(t-τ)-X(t-τ_α)·X(t-τ)-iX(t-τ-τ_α)·X(t)²+2X(t)·X(t-τ_α)·X(t-τ-τ_α)+iX(t-τ-τ_α)·X(t-τ_α)]                 （5）

方程（5）的实部被应用为刺激：

real[S(t)]＝K·[X(t)²·X(t-τ)-X(t-τ_α)·X(t-τ)+2X(t)·X(t-τ_α)·X(t-τ-τ_α)]（6）

图11A至11C示出图示的实现刺激单元生成振动和/或触动刺激的不同可能性，如图3A至4所示。刺激单元包含一个例如杆状的刺激部件40，该部件一端刺激患者的皮肤15。刺激部件40被一个机电转换器41（或动臂机构或促动器）驱动，该机电转换器将电能转换为刺激部件40的运动。作为机电转换器41适用例如直流电动机、音圈（英文：voice coil）、压电换能器或由电活性聚合物（EAP）制成的转换器，该转换器在有电压时改变其形状。

机电转换器41可以这样设置，即，刺激部件40垂直于皮肤表面（参见图11A）或平行于皮肤表面（参见图11B）摆动。然而刺激部件40的运动也可以沿其它任意轨道。图11C示出的刺激部件40的钟摆式摆动就是一个例子。

刺激部件40的与皮肤表面接触的、最终生成刺激的末端，基本上可以具有一个半圆形（参见图12A）或一个凸点形式的表面（参见图12B）或者其它适宜的形状。

图13A至13C中示出了生成振动刺激和/或触动刺激的刺激部件的设计的透视图（参见图13A）、从下面的俯视图（参见图13B）和截面图（参见图13C）。此处的刺激部件含有一个压电促动器41作为电机转换器。由于压电促动器41的运动不能满足所需目的，可以具备一个增强压电促动器41的摆动的机械机构。例如此处示出一个增强压电促动器41运动的杠杆臂42。该杠杆臂有一个长形的弯曲弹簧42，该弹簧一端固定在刺激部件的壳体43上，另一端安装有刺激部件40。压电促动器41按压弯曲弹簧42的上表面，安装在弯曲弹簧42的下表面的刺激部件40随着压电促动器41的摆动产生一个基于几何设置的增强的幅度并且在患者皮肤上施加振动刺激和/或触动刺激。与皮肤接触的刺激部件40的下表面可以具有不同的形状和尺寸。例如刺激部件40的下表面可以是平的，圆的或者不规则的。

在安放有压电促动器41和增益机构的刺激部件壳体43内可以进一步放置一个用于电子和连接部件的腔室44。此外在壳体43的下表面安装一个调整环45，该调整环与壳体43通过螺栓连接并且实现高度的调整，该高度是刺激部件40在其静止位置高出刺激单元下表面的高度。在运行过程中，刺激单元的下表面位于患者皮肤上，例如通过适当的绷带固定于患者身体。作为绷带的附加品或替代品，刺激单元还可以通过一个单面或双面的医用胶带被固定在患者皮肤上。壳体43保护患者免受可能的危险，例如电压。

图14A至14B示出生成热刺激的不同地设计的刺激单元，如图5A至5C所示。图14A示出的刺激单元工作时无接触，通过红外线发光二极管50的光起到一个加热肌肤的作用。

通过接触皮肤表面施加热刺激的刺激单元如图14B和14C所示。图14B所示的刺激单元含有一个电机转换器41和一个杆状的刺激部件40，基本上和图11A示出的刺激单元具有同样地组成部件。此外图14B的刺激单元具有一个加热元件和/或一个冷却元件（例如以加热环路的形式），该元件加热或者冷却刺激部件。热刺激通过刺激部件40的运动产生，运动过程中刺激部件40重复与皮肤15接触然后再次离开。刺激部件40的温度可以在整个刺激过程中保持恒定。

或者，可加热和可冷却的刺激部件40可在整个刺激时间内保持与患者皮肤15接触，如图14C所示。这种情况下的热刺激通过刺激部件40的温度随时间的变化而产生。机电转换器在这个设计中不是必须需要。

图15A至15C中示出了生成热刺激的刺激单元的一个设计的透视图（参见图15A）、从下面的俯视图（参见图15B）和截面图（参见图15C）。刺激单元含有一个杆状的刺激部件40，该部件的下端可加热和/或可冷却。在刺激部件的上端，刺激部件40被一个凸轮盘51驱动。在刺激过程中，一个直流电动机52旋转移动凸轮盘51。通过安装在凸轮盘51下表面的凸轮53，刺激部件40向下摆动。复位弹簧54作用为，使刺激部件40最终再次返回到其起始状态。通过该机构，凸轮盘51的旋转运动转变为刺激部件40的线形运动。如上所述，刺激部件40可以在一段时间内与患者皮肤接触，或者刺激部件40通过凸轮盘51的旋转周期性地移向皮肤然后再次远离。

刺激单元的部件可以安装在壳体55内。在壳体55内有一个用于电子和连接部件的腔室56。此外在壳体55的下表面安装一个调整环57，该调整环与壳体55通过螺栓连接并且实现高度调整，该高度是刺激部件40在其静止位置高出刺激单元下表面的高度（由于该调整环，刺激部件40可以在其静止位置也完全高于调整环的下表面）。在运行过程中刺激单元的下表面位于患者皮肤上，例如通过适当的绷带固定于患者身体。作为绷带的附加品或替代品，刺激单元还可以通过一个单面或双面的医用胶带被固定在患者皮肤上。壳体55保护患者免受可能的危险，例如电压。

本申请中描述的刺激单元可以单独地固定在患者身上或者也可以多个集成为一个模块。例如一个模块可以含有一个绷带，该模块具备多个固定在它上面的刺激单元。然后绷带可以被固定在患者的胳膊或者腿上。图16示出了刺激方法：这些刺激方法如何通过一共N个模块实施，每个模块含有4个刺激单元。在图16最左边所示的刺激方法，所有刺激单元从一个刺激周期T_stim的开始施加一个振动刺激、触动刺激或热刺激20。在图16中间所示的刺激方法中，同一个模块的四个不同的刺激单元的刺激20分别有一个T_stim/4的时间延迟。在此情况下，在每一个长度为T_stim/4的时间段内恰好一个模块内的刺激单元施加一个刺激20。在图16最右边所示的刺激方法中，同一个模块中的四个不同的刺激单元同时生成它们的刺激20，但是不同模块的刺激20彼此有一个时间延迟。

在所有图16所示的刺激方法中，也可以在刺激过程中安插任意的间歇。典型地，刺激间歇具有一个或多个刺激周期T_stim的长度。例如图17所示。此处所示的刺激方法中，在两个彼此相继的刺激周期T_stim内实行刺激，然后在一个刺激周期T_stim内安插一个刺激间歇。该模式周期性重复。

此外在图16和17所示的刺激方法中，可以引入一个顺序的随机化，随机化单个的刺激单元以该随机化生成刺激。其中下列随机化是可以考虑的：

1.所有模块中的刺激频率的随机化在每个刺激周期T_stim中是相关的，也就是说：在每一个周期T_stim的开始确定一个顺序，刺激单元以该顺序生成刺激（例如，顺序刺激#4、刺激#3、刺激#2、刺激#1）且该顺序适用于所有模块。

2.所有模块中的刺激频率的随机化在一组彼此相继的刺激周期T_stim中是相关的，也就是说：在图17所示的一组彼此相继的刺激周期T_stim（或一个刺激间歇后）的开始确定一个顺序，刺激单元以该顺序生成刺激（例如，顺序刺激#4、刺激#3、刺激#2、刺激#1）且该顺序适用于该刺激组的所有模块直至下一个间歇。

3.不是所有模块中的刺激频率的随机化都是相关的，而是只在一个下级组的所有模块中相关地变化。也就是说：只在一个确定的模块（例如模块#2）实行一个前述1.或2.中的随机化，其余模块采取如图16所示的方式。

4.不是所有模块中的刺激频率的随机化都是相关的，而是只在多于一个下级组的所有模块中相关地变化。也就是说：只在两个或多个模块（例如模块#2和#4）实行一个前述1.或2.中的随机化，其余模块采取如图16所示的方式。

5.不同模块的刺激频率的随机化不相关，也就是说：对于每个刺激周期T_stim或每个位于两个间歇间的彼此相继的刺激周期T_stim组，对每个模块存在一个与其它模块不相关的顺序，刺激单元以该顺序生成刺激。

图18示出一个生成振动刺激和/或触动刺激和/或热刺激的装置300的框图。装置300含有分别具有n个刺激单元的n个模块和n个传感器。模块或传感器通过连接电缆或无线电（例如WPAN（无线个人局域网）-网络）与连接模块60相连，该连接模块可以再与一台电脑61，（例如一个手提电脑）和外部装置62连接。所有模块和传感器不必须同时投入使用，根据刺激类型也可以只有其中一部分投入使用。模块和/或传感器可以通过电池或蓄电池供电，因此他们不依赖于中央供电。用户（例如医生）可以借助一个适当的安装在电脑上61的软件选择刺激方法且设置该刺激方法的参数。

集成在模块中的刺激单元的操控可以通过电脑61完成。作为备选可以在每个模块中集成一个操控单元10（参见图19A），该操控单元作用为调控对应模块的刺激单元。这样使得模块在很大程度上可以独立运行。进一步地，可以为每一个刺激单元设置一个自身操控单元10（参见图19B）。这样达到一个刺激单元运行的多样性最大化，然而这样将增大模块的重量和尺寸。作为另一个替代方案，可以将操控单元10集中安放于连接模块60中。由此特别有利的是减轻模块的重量和尺寸并且降低生产成本。但是这样的设计中，模块不能独立于连接模块60运行。

Claims (2)

1.借助振动刺激和/或触动刺激和/或热刺激(20)的对有存在提高的神经元的同步的疾病的患者进行治疗的装置(100-300)，其包括：

- 一个位于患者皮肤上的、施加第一刺激(20)的第一刺激单元(11)，和

- 一个位于患者皮肤上的、施加第二刺激(20)的第二刺激单元(12)，其中

- 第一和第二刺激(20)分别为振动刺激和/或触动刺激和/或热刺激，

- 第一刺激(20)在通过患者身上的受体接收时传导到神经群的第一亚群，所述亚群具有病态的同步和振荡活动，所述第一刺激(20)作用为：重置第一亚群的神经活动的相位，

- 第二刺激(20)在通过患者身上的受体接收时传导到神经群的第二亚群，所述亚群具有病态的同步和振荡活动，所述第二刺激(20)作用为：重置第二亚群的神经活动的相位，并且

- 在至少部分不同的时间点施加第一和第二刺激(20)，因此，第一亚群和第二亚群的神经活动的相位在不同的时间点及时复位并且在第一和第二刺激施加阶段复位之后，第一亚群和第二亚群具有不同的神经活动相位。

2.根据权利要求1的装置(100-300)，其中，第一和第二刺激(20)在刺激时间段内分别平均以1至60Hz的频率f_stim重复。