CN105744984A - 电疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电疗设备，包括：多个有源电极；返回电极；以及各个连接至有源电极的多个电压发生器；其中所述装置包括用于电压发生器的控制器，控制器配置有用于独立地监控和/或改变供应到有源电极中的每一个的电压。

Description

电疗设备

描述

本发明涉及适用于活组织的电疗设备，所述电疗就是由通过接触电极施加的射频(RF)电流所产生的适度的透热疗法。特别地，所述电疗在患者上的神经活性血管化点(lospuntosvascularizadosneurológicamenteactivos)上进行。

神经活性血管化点与下皮的结缔组织的伸展有关，该下皮的结缔组织为皮肤输送血管和神经元。42％的神经活性血管化点位于已知神经上或与之非常接近。其他的神经系统活性血管化点位于主要血管上或与之非常接近(18％位于动脉上以及40％位于静脉上)。所述血管由形成血管神经的小神经束包围。这些在神经活性血管化点下面发现的小神经束的种类是多种多样的：皮肤束(其是纯粹感觉的或感觉和交感神经的)、血管束(交感神经和感觉的混合)或肌肉束(感觉和运动的混合)。

对外围神经产生传入影响对用电流控制疼痛是至关重要的；对于电流的应用的合适地方是皮肤神经穿透筋膜的部位。类似评估也可用于运动点，该运动点具有与通过其穿透肌肉的点共同的解剖特性。

在现有技术中已知许多透热疗法。例如，透热疗法是使用通过电极施加的高频电流(小于100kHz)来产生受疾病感染的身体的特定部分的细胞组织的局部加热的技术。所述透热疗法设备导致组织的加热，但不会产生电刺激。

通常而言，透热疗法装置通过使可高达3A的电流通过来增加内部组织的温度。

一些透热疗法设备使用由脉冲宽度调制(PWM)控制的电流，并且在这种情况下可使用更高的电流。

借助透热疗法增加活组织的温度通过以如下两种方法想其传输能量来实现：感应电流(电极不与组织接触)或传导电流(电极与组织接触)。不同于经皮电神经刺激(或TENS)设备，利用超过100kHz的RF电流运行的电疗设备(诸如透热疗法装置)不产生神经的电刺激。通常，在非接触式耦合方法中施加的电流的频率必须远高于在接触式耦合方法中施加的信号的频率，所述频率实际上超过100kHz。电流对于人类和牲畜的影响的进一步细节已经进行研究并且由IEC60479标准来规范。

在传导电流透热疗法中，两个电极用于接触活组织，以便产生穿过在其路径中发现的组织的电流的循环。由于所述组织的电阻抗，循环经过组织的电流通过焦耳效应导致其温度的上升。

不同于在透热疗法装置的常规使用中，该透热疗法装置由于施加的电流非常大通常需要有源电极在待治疗的组织上的不断移动，神经活性血管化点的治疗使用大约几毫安的电流来实行，并且该电流持续几分钟且有源电极静止且与神经活性血管化部位接触。

如例如在专利ES287964和EP0893140中公开的，通过传导的透热疗法装置的本示例具有有源电极和返回电极。

这些设备意图用于所定义的影响区域的治疗处理。在这些设备和本发明的设备之间的差别之一在于本发明公开的功能性，其用于具有使用例如在每个区域处的关于电压、电流和/或频率的不同参数的可能性的多个区域的刺激治疗。

文件US20080015572中公开类似的解决方案，用于在其中有源电极是针的穴位的治疗。具有这个配置，当每个针连接到相同的发生器时，治疗师可在任何情况下都不选择电流以用于每个神经活性血管化点的治疗。

文件ES1030072和ES2304272公开了透热疗法设备的特定实施方案，该透热疗法设备包括连接到独立发生器的几对电极。然而，利用这种类型的设备的神经活性血管化点的治疗对于神经活性血管化点中的每一个都将需要一对电极。这不仅将会引起必须将有源电极定位在每个神经活性血管化点处的困难，而且每个返回电极应被定位的地点也将必须精确地确定。

因为它是独特的，因此每个神经活性血管化点必须利用具有与其他无关的振幅的电流来治疗。因此，通过本发明解决的问题之一是如何利用单个设备来治疗不同的神经活性血管化点。

文件US2002/0082653公开了起搏器。所述起搏器在工业部门中被归类为“电子医疗器械”以区分所述起搏器与“电疗法器械”。起搏器是小的电子设备，其(使用双极电极)间断且有节奏地刺激自身不能有规律地收缩的心脏，电极位于心脏内。双极电极同时作为阳极和阴极起作用，并且在单个位置处被合并到单个物理单元中。

本发明涉及通过至少两个有源电极和一个返回电极执行适度的透热疗法治疗的设备，具有监控和/或改变连接至有源电极中的每一个的发生器中的每一个的振幅、频率和相位的可能性。

本发明的电极优选是应用于皮肤的电极，其分为有源电极和返回电极。

返回电极可优选为单个环形板，也被称为中性电极，其该返回板允许离子返回到有源电极。

有源电极优选为应用于皮肤表面的盘形表面，但是穿透皮肤组织的针形有源电极也是可能的。

根据有源电极的使用可将其分为两种类型：电容式电极和电阻式电极，电容式电极适于表面的和血管化的组织，电阻式电极适于厚的、脂肪的和纤维化的组织。有源电极优选为不具有绝缘层的导电电极。

本发明涉及电疗设备，其包括：

-多个有源电极；

-返回电极；以及

-多个电压发生器，每个电压发生器连接至有源电极；

其中每个设备包括具有用于独立地监控和/或改变供应至有源电极中的每一个的电压的装置的电压发生器控制器。

在本发明的特定实施方案中，控制器包括用于监控和/或改变供应到有源电极中的每一个的电压的相位和/或频率以及电压的装置。

优选地，对于发生器的电流输出中的每一个，所述电疗设备达到的最大值为：300mARMS的电流，70VRMS的电压和/或50W的电功率。

此外，每个发生器的输出信号优选为具有谐波失真小于50％且具有频率在100kHz和2MHz之间的正弦信号。

此外，为了能够分别监控和/或改变发生器中的每一个的输出，控制器可以是包括微控制器或微处理器的数字控制器。在其他实施方案中，控制器可以是从这些在现有技术中已知的可编程逻辑电路，如现场可编程门阵列(FPGA)或复杂可编程逻辑器件(CPLD)。

在本发明的特定实施方案中，控制器可以是模拟电路。

为了给设备更大的灵活性，电极中的至少一个可包括换向器，该换向器将有源电极从连接至发生器的输出端的第一位置切换到连接至返回电极的第二位置。因此，在第一位置中，电极将是有源电极，而在第二位置中电极仍将配置作为返回电极。

更优选地，电极中的至少一个电极包括温度传感器。

优选地，设备包括单个返回电极。

特别地，有源电极包括连接至患者的连接装置，例如，所述装置可能是粘合装置或抽吸装置等等。

为了进行更好地理解，所附附图显示了本发明的设备的实施方案作为。

图1是根据本发明的设备的实施方案的电气图。

图2是根据本发明的具有两个有源电极的设备的第二实施方案的电气图。

图3是根据本发明的具有三个有源电极的设备的第三实施方案的电气图。

图4是监控和/或改变信号发生器的控制器的方法的流程图。

图5通过举例的方式显示了人体的神经活性血管化点中的一些。

图1是根据本发明的设备的图。所述设备具有四个有源电极-21-、-22-、-23-、-24-以及单个返回电极-20-。

为了将电流供应到有源电极-21-、-22-、-23-、-24-，设备包括多个独立的电压发生器-211-、-221-、-231-、-241-，该电压发生器可被独立调节且由控制器-2-控制。此外，在本发明的一些实施方案中，将放大器-212-、-222-、-232-、-242-布置在所述发生器的输出端处是可能的。

此外，所述控制器-2-包括控制装置，该控制装置允许监控和/或改变发生器中的每个的输出信号的频率、相位和振幅。发生器的输出信号的所述监控和/或改变可使用模拟控制电路(通过运算放大器或类似装置)或数字控制电路(如微处理器、微控制器、FPGA、CPLD等等)来实行。

此外，为了选择待实行的治疗的参数，提供了数据采集装置-1-。所述数据采集装置可以是模拟装置(例如，电位计)或数字装置(如开关、触摸屏等)。

对于控制器-2-的最优运行，重要的是具有对循环经过每个有源电极的正确测量。本发明设想了根据设备配置在放大器或发生器的输出端处的点-201-、-202-、-203-、-204-处布置电流测量设备。

因为神经活性血管化点是固定点，所以有源电极-21-、-22-、-23-、-24-在治疗期间必须与组织接触并且保持固定。因此，所述电极可以例如是粘性贴片、抽吸式或等同的类型，并且其活性表面优选是金属的。

此外，固定电极的所述布置建议提供用于允许通过限制在每个点出施加的电流和/或最大电压来限制电功率的装置，以免温度过度上升而损害组织。

在优选的实施方案中，有源电极的区域应该类似于神经活性血管化点的区域，使得由治疗师选择的最大电流经过神经活性血管化点。已经确定的是，用于治疗神经活性血管化点的有源电极的理想面积是至多2cm²。

为了减少在有源电极和返回电极之间的阻抗，有源电极-21-、-22-、-23-、-24-中的至少一个可被换向以便转换成返回电极。这是由换向器-210-、-220-、-230-、-240-的布置实现的，用于选择有源电极是连接至电压发生器(并因此充当有源电极)还是连接至返回电极(以充当返回电极)。

此外，每个电极可具有温度传感器(未示出)以监控电极或皮肤的温度。

在特定实施方案中，如在图1、图2和图3中可见，设备包括单个返回电极-20-。

图2显示了包括两个有源电极的本明发实施方案的电阻抗模型模拟。在该图示中，可以看到使用了与第一有源电极-25-关联的第一电压发生器-251-以及与第二有源电极-26-关联的第二电压发生器-261-。此外，具有闭合电路的返回电极-20-。

如在图中可见，在本发明中必须解决的问题之一在于，人体组织在每个电极-25-、-26-的输出端处提供一系列电阻-250-、-260-，其将允许应施加于每个电极的电压的简单计算，以获得通过组织的特定电流；然而，公共电阻-253-(其是组织固有的)的存在意味着电极-25-、-26-的输出电流位于导致输出电流互相干扰的公共点-252-处。

可能的解决方案将是布置用于测量通过电极-25-、-26-中的每一个循环的电极的设备，并且迭代地修正发生器中的至少一个的电压直到在电极-25-、-26-中的每一个处获得所需的电流。该电压修正可通过自动装置实行或在发生器-251、-261-中的每一个处上手动实行。

例如，在图2中通过电极-25-的所需电流(I_-250-)是20mA，通过电极-26-的电流(I_-260-)应是30mA。在448kHz处的组织的阻抗基本上是电阻式的，并且因此其电抗部分可被忽略。等效阻抗的值的例子可以是：

在第一串联电阻-250-处的阻抗：

Z_-250-＝300欧姆

在第二串联电阻-260-处的阻抗：

Z_-260-＝600欧姆

在公共电阻-253-处的阻抗：

Z_-253-＝500欧姆

对于I_-250-为20mA且I_-260--为30mA，所必需的RF发生器-251-和-261-的电压是：

在第一发生器-251-处的电压：V_-251-＝31V

在第二发生器-261-处的电压：V_-261-＝43V

其中共模电压(在点-253-处)：

V_-253-＝25V

在该示例中，由于公共阻抗-253-是比较高的，它导致输入电压也高。

如果仅应用电极-25-，则对于I_-250-＝20mA所必需的电压将为16V，并且如果仅应用电极-26-，则对于要保持的I_-260-＝30mA，电压V_-261-将为33V；当同时应用两电极时，电压小于31V和43V。

然而，减少公共阻抗的值并不总是可能的，因为所述阻抗取决于组织的组成和电极的位置。

公共阻抗的效果意味着每个电极的电流取决于其他电极的电流。通过参考之前的示例可更好地理解这个问题，在该示例中显示了具有连接至两个有源电极的两个RF发生器的简化示例。在这种情况下，认为：

$I_{-250-}=\frac{V_{-251-}-V_{-253-}}{Z_{-250-}}$

$I_{-260-}=\frac{V_{-261-}-V_{-253-}}{Z_{-260-}}$

V_-253-＝Z_-253-*(I_-250+I_-260-)

电流I_-250-和I_-260-取决于公共电压V_-253-，而该公共电压又取决于电流I_-250-和I_-260-的值。

例如，如果I_-250-是固定的，在增加I_-260-的值时，公共电压V_-253-将会增加，并且这将会引起阻抗Z_-250-两端之间的电压降低，减少电流I_-250-的值。如果增加电压V_-251-以补偿这种下降，则公共电压V_-253-将以相同的方式增加，减少I_-260-的值。

进一步加剧该问题的另一示例是当返回电极在患者的四肢中的一个上，例如在手上或腿上；在这种情况下，公共阻抗Z_-253-可是为最大值。结果是，一些神经活性血管化点将被过度治疗以及在其他点出将会治疗不够。

避免这种依赖性的唯一方法是使在其中电流I_-250-和I_-260-加到一起的公共阻抗Z_-253-趋于0。

本发明提出的可选方法是通过修正电极的电流的相位来减少公共电压，使得它们趋于互相抵消以在公共阻抗Z_-253-处引起电压降低。在这种情况下我们也将具有:

V_-253-(t)＝Z_-253-·[I_-250-(t)+I_-260-(t)]

例如，如果电压V_-261-相对于相位V_-251-以180°异相，其中且则对于在之前示例中选择的I_-250-、I_-260-、Z_-250-、Z_-260-和Z_-253-的相同参数，电流I_-250-、I_-260-将继续减少公共电压V_-253-的值。

所需电压为：

V_-251-＝1V，以及

V_-261-＝23V∠180°

其中共模电压V_-253-＝5V∠180°。

在该示例中，已经显示了180°的相变，但是它可以是在0°和±180°之间的任何其他相位。通过改变信号的相位，减小了共模电压，并且因此可施加较低的电压以实现在神经活性血管化点处的相同治疗电流。因此，由没有进行治疗的组织消耗的电功率也降低了，目的不是如在极度透热疗法中的深度治疗，而是接近下皮中的神经活性血管化点的治疗。

在如图3中所示的实施方案中，其中有各自连接到独立的发生器-271-、-281-、-291-的三个有源电极-27-、-28-、-29-，存在更多控制变量，由于对于电极-27-、-28-、-29-中的每一个的串联电阻-272-、-282-、-292-以及限定两个公共点-273-、-293-的两个公共电阻-274-、-294-，该公共点阻碍在发生器中的每一个处的迭代过程以获得经过每个神经活性血管化点的所需电流。

考虑到新的公共阻抗出现在电极之间，该简化的电气模型可按其中存在多于三个电极的实施方案的比例制图。就本发明来说，例如可同时治疗十二个神经活性血管化点，并且因此需要具有调整每个RF发生器的电压、相位和频率的控制器，使得由治疗师选择的电流循环经过每个有源电极。

图4中示出了所提出的控制器的流程图。治疗参数-400-在所述控制器中被选择，在每个电极-401-的输出端处的阻抗被测量，并且一旦控制器具有有效的所述参数的值，它就驱动发生器-402-(或发生器组)，以便在输出端处实现在每个电极处的所需治疗电流。这发生在所有输出端上。

接下来，实行在输出端中的每一个处的电流的第二测量-403-。如果关于电极中的每一个的测量电流(允许一些公差，优选为10％)小于所需电流-404，则必须增加来自发生器-406-的电压，如果其较大，则其必须询问输出电流是否大于所需电流-405-(允许一些公差)。

如果电流大于所需电流，则必须降低发生器-407-的电压。一旦在发生器处已经进行了修正(如果必需)，则存在暂停-408-来稳定电压和电流的测量。

在该暂停之后开始测量输出电压-409-。如果输出电压大于最大允许电压(或与其接近)，则必须降低发生器的电压且修正信号-410-的相位。因此，相位的修正允许更大电流，包括施加更低电压，因为交流电信号被加到一起。

一旦所需电流在电极上被实现，则过程进入对应于下一个电极的下个通道-411-。

在进入下个通道后，控制器询问是否继续治疗-412-，如果是肯定的，则进行第二电流测量-409-并且继续该过程。若果终止治疗的信号到达，则禁用所有发生器-413-。

图5显示了位于人体-500-上的神经活性血管化点的示例。本发明的发明人已经定位了在人类超过一千个神经活性血管化点；然而，为了给出示例，已经示出了位于肩部-501-处、肘部的前部-502-处以及膝部以下-503-的神经活性血管化点。

虽然本发明已经关于优选实施方案进行了描述，但是所述实施方案不应被认为是限制本发明，本发明将通过以下权利要求的最广义的解释来限定。

Claims (18)

1.一种电疗设备，其包括：

-多个有源电极；

-返回电极；以及

-多个电压发生器，每个电压发生器连接至有源电极；

其特征在于，所述设备包括电压发生器控制器，其具有用于独立地监控和/或改变施加到所述有源电极中的每一个的电压的装置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电压发生器控制器包括用于监控和/或改变施加到所述有源电极中的每一个的电压的相位的装置。

3.如权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，所述电压发生器控制器包括用于监控和/或改变施加到所述有源电极中的每一个的电压的频率的装置。

4.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，经过所述有源电极中的每一个的是至多300mARMS的电流。

5.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，对于所述电压发生器的电压输出中的每一个，存在至多70VRMS的电压。

6.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述电压发生器的输出端中的每一个具有50W的最大电功率。

7.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，由所述电压发生器生成的信号是谐波失真小于50％的正弦信号。

8.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，由所述电压发生器生成的信号是具有在100kHz和2MHz之间的频率的信号。

9.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述电压发生器控制器包括微控制器。

10.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述电压发生器控制器包括微处理器。

11.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述电压发生器控制器包括可编程逻辑电路。

12.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述电压发生器控制器是模拟电路。

13.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述电极中的至少一个包括换向器，所述换向器将所述有源电极从连接至所述电压发生器的输出端的第一位置切换到连接至所述返回电极的第二位置。

14.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述有源电极中的至少一个包括温度传感器。

15.如以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述有源电极包括连接至患者的连接装置。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述连接至患者的连接装置是粘合装置。

17.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述连接至患者的连接装置是抽吸装置。

18.如权利要求1至17中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括单个返回电极。