CN109999341A - 电刺激器、制造电刺激器的方法及电刺激系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电刺激器，用于电刺激生物体的目标区域。电刺激器包括至少一个电刺激单元。电刺激单元具有至少一个第一电极及至少一个第二电极。电刺激单元接收电刺激信号，使第一电极与第二电极产生电场。电场范围涵盖目标区域且电场强度的范围介于100V/m～1000V/m。电刺激单元包括多个次单元，且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极。本申请也公开一种电刺激系统以及其制造方法。

Description

电刺激器、制造电刺激器的方法及电刺激系统

技术领域

本发明提供一种电刺激器，尤其指一种对生物体的目标区域进行电刺激的电刺激器，带有相对低的疼痛感且不会产生过多的异常感觉。

背景技术

人体神经系统提供大脑所发出的指令的传导路径，其中人体神经具有阈值，而受损神经区域的阈值往往会降低，因此人体在受损神经区域的部位特别容易感受到不舒适的疼痛感，长久下即形成慢性疼痛病。

临床上，一种连续射频刺激(continuous radiofrequency；简称CRF)，也称为射频烧灼术(Radiofrequency Ablation)，被应用于缓解多种神经疼痛。而连续射频刺激方法，主要是将电烧针插入相关神经组织附近，利用连续高频信号所产生的高温，破坏神经组织，因此减轻神经疼痛。然而，因人体自我修复功能，被破坏的神经组织会自行修复。一旦神经组织自行修复，新增生的神经组织在经破坏的组织上任意生长，而经常形成神经瘤。当神经瘤形成时，神经系统会被压迫，并引发更严重的疼痛。

发明内容

鉴于上述目的，本发明提供一种电刺激器、一种电刺激系统以及一种通过电刺激器对生物体的目标区域进行电刺激的治疗方法。

为达上述目的，依据本发明的一种电刺激器应用于电刺激生物体的目标区域。电刺激器包括至少一个电刺激单元。电刺激单元具有至少一个第一电极及至少一个第二电极。电刺激单元接收电刺激信号，使第一电极与第二电极产生电场。电场范围涵盖该目标区域且电场强度的范围介于100V/m～1000V/m。电刺激单元包括多个次单元，且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极。在每个次单元中第一电极与第二电极以第一距离彼此分开，每个次单元以第二距离彼此分开，且第一距离小于第二距离。

此外，本发明也提供一种电刺激系统。电刺激系统包括控制器及电刺激器。电刺激器包括至少一个电刺激单元。电刺激单元具有至少一个第一电极及至少一个第二电极。电刺激单元接收电刺激信号，使第一电极与第二电极产生电场。电场范围涵盖目标区域且电场强度的范围介于100V/m～1000V/m。电刺激单元包括多个次单元，且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极。在每个次单元中第一电极与第二电极以第一距离彼此分开，每个次单元以第二距离彼此分开，且第一距离小于第二距离。

此外，本发明也提供一种制造电刺激器的方法。电刺激器用于电刺激生物体的目标区域。所述方法包括以下步骤：提供至少一个电刺激单元，电刺激单元具有至少一个第一电极及至少一个第二电极。电刺激单元用于发出电刺激信号，使第一电极与第二电极产生电场，电场范围涵盖目标区域且电场强度的范围介于100V/m～1000V/m。电刺激单元包括多个次单元且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极。在每个次单元中，第一电极与第二电极以第一距离彼此分开，每个次单元以第二距离彼此分开，且第一距离小于第二距离。

在一个实施例中，至少一个次单元中的电极总数量至少为3，并且在至少一个次单元中，有两个第一电极和一个第二电极，或有一个第一电极和两个第二电极。

在一个实施例中，至少一个次单元中的电极总数量至少为4，并且在至少一个次单元中，有两个第一电极和两个第二电极。

在一个实施例中，次单元的长度总和不大于该电刺激单元的全长的15％。

在一个实施例中，次单元的总数量至少为3。

在一个实施例中，每个次单元被设置在对应于生物体的脊柱的其中一节上。

在一个实施例中，电刺激信号是脉冲信号，且脉冲信号范围介于0KHz～1KHz。

在一个实施例中，电刺激信号的频率范围介于200KHz～1000KHz。

在一个实施例中，电刺激信号的电压范围介于10V～-1V或者介于1V～10V。

在一个实施例中，电刺激信号的电流范围介于2mA～50mA。

在一个实施例中，第一电极与第二电极的距离介于1mm～7mm，以及第一电极、第二电极与目标区域的距离介于0mm～10mm。

在一个实施例中，电刺激器信号用于阻断目标区域的至少一部份的神经传导。

在一个实施例中，目标区域是生物体的脑、脊髓、交感神经和/或副交感神经。脊髓的目标区域是腹根(ventral root)、腹角(ventral horn)、背根(dorsal root)、背根入口区(dorsal root entry zone，DREZ)、背根神经节(dorsal root ganglion)和/或背角(dorsal horn)。脊髓的目标节可例如为颈椎节(cervical level)、胸椎节(thoraciclevel)、腰椎节(lumbar level)、荐椎节(sacral level)或尾椎节(caudal level)。

在一个实施例中，电刺激器接收测试电刺激信号，且测试电刺激信号的频率为低于1KHz。

附图说明

从详细的叙述及附图中，本发明的实施例将会被充分的理解，其中附图仅为例示，并且未限制本发明。

图1A为依据本发明第一实施例的电刺激器应用于背根神经节的实施示意图。

图1B为依据图1A的电刺激器及控制器的电路方块示意图。

图1C为依据图1A的电刺激器的电刺激信号为脉冲信号的示意图。

图2A及2B分别为依据图1A所示的电刺激单元的局部放大图。

图3A至图3E及图4A至图4E为本发明电刺激器的电场模拟示意图。

图5A及图5B为本发明电刺激器在不同电极间距及不同电刺激信号频率运作时的电场模拟示意图。

图6为依据图1A所示的电刺激器的另一个示意图。

图7及图8为依据本发明其他实施例的电刺激器的另一种实例的示意图。

图9至图14为依据本发明所示的电刺激器的另一种实例的示意图。

图15为依据本发明一实施例的高频刺激器的应用示意图。

图16为本发明的大鼠足部的疼痛行为测试Von Frey(VF)测试结果。

图17A及图17B分别为本发明的神经电生理测试的控制组及实验组的结果。

图18A为依据本发明另一实施例的电刺激器的示意图。

图18B为依据图18A的电刺激单元的远端部分放大图。

图18C为示例性脊椎其中三节的示意图。

图18D为依据图18A的电刺激器的电刺激单元的示意图。

图18E为图18A的电刺激器其电刺激单元应用于生物体多节脊髓时的实施示意图。

图19A为依据图18A的电刺激器在另一种实施模式下其电刺激单元的示意图。

图19B为依据图19A的电刺激单元的远端部分放大图。

图19C为依据图18A的电刺激器在又一个实施模式下其电刺激单元的示意图。

图19D为依据图19C的电刺激单元的远端部分放大图。

图20为依据本文实验例3将电刺激单元应用至SD大鼠的示意图。

图21为本文实验例3的测试结果。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种电刺激器及应用其的刺激方法及电刺激系统，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图1A为依据本发明第一实施例的电刺激器应用于背根神经节的实施示意图。请先参考图1A所示，本实施例揭露一种电刺激器1，其应用于电刺激生物体的目标区域，本实施例的目标区域以生物体的背根神经节3为例说明。然于实际应用时，目标区域可例如但不限于生物体的脑、脊髓、交感神经和/或副交感神经。脊髓的目标区域是腹根、腹角、背根、背根入口区(DREZ)、背根神经节和/或背角。脊髓的目标节可例如为颈椎节、胸椎节、腰椎节、荐椎节或尾锥节。本实施例的脊髓的目标节例如为胸椎第九节(T9)及胸椎第十节(T10)。以下针对电刺激器1的各元件组成及应用方式加以说明。

为使本方法在实施时的各步骤的相关细节更为清楚，以下先清楚介绍电刺激器1及其配合的控制器2的电路结构及相互配合的方式。接着说明如何利用本实施例的电刺激器1针对生物体的目标区域进行电刺激。但是特别需要提出的是，以下所举实施例中的内容仅为方便说明使用，并非用以限制本发明。

图1B为依据图1A的电刺激器及搭配的控制器的电路方块示意图。请参考图1B所示，控制器2对电刺激器1进行参数的设定及能量的供给，由于控制器2并不需要植入生物体，故也称为外部控制器2。以下分别就电刺激器1及控制器2的元件，以及其相互之间的关系进行说明。

在本实施例中，电刺激器1包括第一控制单元11以及电刺激单元12。电刺激单元12耦接第一控制单元11。控制器2则包括第二控制单元21、人机接口22以及电源供应单元23。人机接口22耦接第二控制单元21，而电源供应单元23同样耦接第二控制单元21并作为控制器2的电力来源。电源供应单元23可为电池或充电电池，或可为电源适配器，以连接市电提供电力。

在本实施例中，用户可通过人机接口22对控制器2进行操作。在开始前先将控制器2的系统设定值进行初始化，再接着通过人机接口22将所需设定的参数输入到第二控制单元21。本实施例的人机接口22可例如为触控按键、触控面板、实体按键或上述组合，在此并不加以限制。第二控制单元21则指示电源供应单元23供应直流电力给电刺激器1的各元件(例如是电刺激单元12)进行运作。

其中，所称第一控制单元11及第二控制单元21都可由数字电路例如集成电路(IC)，或模拟电路来实现。其中集成电路可例如为微处理器(Micro-processor)、微控制器(MCU)、可程序逻辑门阵列(例如FPGA或CPLD)或特定应用集成电路(ASIC)，而本实施例是以微控制器(MCU)为例进行说明，但本发明并不限制。

本实施例的电刺激器1是以其为一种植入式电刺激器为例说明，且所称“植入式”电刺激器指至少部分的电刺激器1的元件植入至个体体内(如：皮下)使用。第一控制单元11可被定义为包括脉冲生成电路和电源管理电路的可植入脉冲接收器(IPR)。在本实施例中，电刺激单元12是供植入至个体内使用，而第一控制单元11则可依实际或设计的需求，而植入体内或是设置于个体之外。当电刺激单元12将植入一个体时，其优选植入于与患者疼痛或症状相关的硬膜外腔(特别是背侧硬膜外腔)或接近脊柱背根神经节处。在此所谓的“个体”可优选为包括老鼠、人类、兔、牛、羊、猪、猴、狗、猫等生物体，优选为人类。此外，电刺激器1可依据患者的症状及需求调整为经皮式电刺激器。

针对电刺激单元12的细部结构说明，请参考图1A至图2B所示，电刺激单元12包含具有挠性的导线(lead)，导线包括有至少一个第一电极121及至少一个第二电极122。在本实施例中，这些电极位于挠性导线的远端，且根据它们接收的电子信号的类型可以将其分为工作电极和参考电极。工作电极和参考电极交错设置，以便建立致密的电场。工作电极的数量可以等于或不等于参考电极的数量。由电刺激单元12产生的至少一个电刺激信号将被传递到工作电极并向外传递到生物体，且参考电极提供电流回流到电刺激单元12的电路径。在本实施例中，前述电刺激信号可为交流电(AC)信号。因此，在某一时刻，第一电极121当作工作电极，而第二电极122当做参考电极。之后，在下一时刻，由于採取交流电配置的关系，第一电极121变为参考电极且第二电极122变为工作电极。参考电极可以电耦合到电刺激设备1的接地电位或DC电平(DC level)。因此，在AC配置中，第一电极121和第二电极122可以用作彼此的参考电极。另外，电刺激单元12中可以有两对、三对或三对以上的电极，且它们可以均匀地分布在导线(即电刺激单元12)上。而上述电极是以双相的方式(biphasicmode)进行操作，以在第一电极121及第二电极122之间形成电场。在本实施例中，在第一电极121和第二电极之间存在由缠绕同轴导体形成的线圈或导线，其电连接到电极。在本实施例中，第一电极121与第二电极122的材质为金属，例如为铂、银、金、铱或其他具有导电性的金属。第一电极121与第二电极122之间存在由与电极电性连接的紧密缠绕成的线圈(coils，wires)所界定的一个区域。具体而言，第一电极121及第二电极122设置在电刺激单元12的一端，两个接点123用作设置在电刺激单元12的另一端的工作电极和参考电极的连接器。两个接点123与第一控制单元11电性连接或电性耦合。第一电极121及第二电极122分别通过不同线圈耦接至接点123。另外，电刺激单元12在第一电极121与第二电极122之外的线圈被绝缘体120包覆。

而各电极的个别长度a的范围依据实际使用或设计需求而设置，电极长度a介于0.5～6毫米，优选为1～4毫米。其中，所称的第一电极121与第二电极122的个别“长度a”是指平行于电刺激单元12的导线长轴延伸方向上的电极的长度尺寸。第一电极121与第二电极122的个别长度a的范围依据实际使用或设计需求而设置。举例而言，长度a介于1～3毫米。第一电极121与第二电极122之间的距离b介于1～7毫米，优选为1～4毫米。举例而言，相邻的第一电极121与第二电极122邻近的两端部的优选距离b介于1～4毫米。

电刺激单元1的第一电极121及第二电极122与目标区域3(背根神经节)之间具有第二距离c，所述第二间隔距离c的定义为相邻的第一电极121及第二电极122之间的中点与目标区域3的最短距离。在本实施例中，距离c的范围介于0～10毫米，优选为0～5毫米。其中，当距离c为0毫米时，表示第一电极121及第二电极122之间的中点在投影方向上与目标区域3相互重合。

参考图1C所示，本实施例的电刺激器1所输出的电刺激信号可为连续正弦波、连续三角波或高频AC脉冲电刺激信号。当为脉冲电刺激信号时，一个脉冲周期时间Tp(pulsecycle time)中包含多个脉冲信号以及至少一段休息的时间。而一个脉冲周期时间为脉冲重复频率(pulse repetition frequency)的倒数。脉冲重复频率(也可简称为脉冲频率)介于0～1KHz，优选介于1～100Hz，而本实施例的电刺激信号的脉冲重复频率为1～10Hz，例如为2Hz。另外，一个脉冲周期时间中多个脉冲的持续时间Td(duration time)介于1～250ms，优选介于为10～100ms。本实施例以25ms为例说明。

请再参考图1C所示，在本实施例中，电刺激单元12用于传输第一(高频)电刺激信号。举例而言，由患者、医护人员或医师以控制器2的界面设定电刺激频率、刺激周期及刺激强度等参数。接着再由控制器2输出参数及能量至电刺激器1，经由第一控制单元11指示电刺激单元1所发出信号。在本实施例中，电刺激信号的频率为600KHz，换言之，其刺激周期时间Ts为约1.67μs。

举例而言，电刺激器可选择使用定电压模式或定电流模式驱动。其中，定电压模式较为安全，然其强度会较为不稳定。模式的选用视电刺激的目标区域而定，例如当目标为背柱(dorsal column)时，选用定电流模式；当目标为背根神经节时，则选用定电压模式。当选用定电压模式驱动时，该电刺激信号的电压为固定值，该电刺激信号的电流随着第一电极121及第二电极122的位置及电阻改变；反之，当选用定电流模式驱动时，该电刺激信号的电流为固定值，该电刺激信号的电压随着该第一电极121及第二电极122的位置及电阻值改变。举例而言，在定电压模式时，电刺激信号的电压范围可介于-10V～-1V或1V～10V；优选的，电刺激信号的电压范围为介于10V～-3V或3V～10V；在定电流模式时，电刺激信号的电流范围则可介于2mA～50mA，优选的范围则介于4～30mA。

此外，电刺激信号的频率范围则介于200kHZ～1000KHz，优选介于200KHz～250KHz、250KHz～350KHz、350KHz～450KHz、450KHz～550KHz、550KHz～650KHz、650KHz～750KHz、750KHz～800KHz、或800KHz～1000KHz。其中，当选用的频率范围介于200KHz～450KHz时，可于较低的频率操作，故所产生生物热的风险低，具有较安全的优势；反之，当选用的频率范围介于550KHz～1000KHz，则所形成的电场密度较大，其电刺激效果较好。另外，也可通过调整持续时间Td的长短，以调整电刺激量与生物热产生时的散热时间，例如当刺激强度较低时，可以增加持续时间Td以连续刺激，而若使用较高频率与较高强度进行电刺激时，则可以减少持续时间Td，以增加散热时间。

当电刺激单元12接收到电刺激信号时，会使电刺激单元12的第一电极121及第二电极122产生电场。将第一电极121及第二电极122与目标区域3之间的距离配置在第二间隔距离c的范围内，进而使得第一电极121及第二电极122所产生的电场涵盖目标区域3。换言之，使该电场覆盖于目标区域3的周围，以对目标的目标区域3进行低强度、低温度的高频电刺激。在不破坏目标区域3其神经细胞情况下，抑制目标区域3中产生生物分子，同时可降低该目标区域3区域的阈值。因此降低此目标区域3区域的神经传导能力，且阻断神经传导或使目标区域的神经去敏。因此降低病患的神经疼痛感。

此外，应用本实施例的电刺激器进行电刺激可降低目标部位的疼痛感，而不会产生异常感觉(或无异常感觉)，使长期受到疼痛困扰的患者可接受有效且不会产生过多不适感的电刺激疗法。优选地，通过本实施例的电刺激器进行电刺激，可维持至少24小时至1周的效果，换言之，可阻断目标部位的部份神经传导达至少24小时至1周，进而降低患者每天或每周接受刺激疗法的时间(频率)，从而提升患者接受的意愿。此细节可参照后面实验例的揭露，在此先不赘述。

请参考图3A至图3D所示，本发明可通过调整第一电极121与第二电极122的电极长度a、第一电极121与第二电极122之间的第一间隔距离b、或第一电极121及第二电极122与背根神经节3之间的第二间隔距离c，由此调整电场的场形。以电刺激信号的电压为5V、频率500KHz、距离c为5mm为例，令第一电极121与第二电极122的电极长度a及距离c都为固定(a＝1mm、c＝5mm)，当第一电极121与第二电极122之间的距离b较小时(b＝2mm)，如图3A的电场模拟图所示，其电场只可仅涵盖或主要有效涵盖在欲刺激的背根神经节3(电场强度为100V/m～1000V/m)；当第一电极121与第二电极122之间的距离b较大时(b＝4mm)，则如图3B所示，其电场的场形空间分布也被拉大且可完全涵盖在欲刺激的背根神经节3(已画出的电场强度范围为100V/m～1000V/m)；相对的，越接近第一电极121与第二电极122的电磁场其电场强度相对越强。如图3C所示，其为图3A的电场场形图中，再加上较高电场的场形分布图，使得电场强度分布成为100V/m～5000V/m，由图中可知，只要电极所设置的位置离待刺激的目标区域够近(距离c介于0～10mm)，均可受到电场的影响，且愈高的电场强度分布愈靠近电极的表面。接着，请看图3D与图3E，图3D与图3C不同的地方在于第一电极121与第二电极122的电极长度a，图3D中电极长度a改为2mm，由图3D中则可看出电极变长，则电场场形的空间分布也有稍微变大；图3E与图3D不同的地方则在于，在固定了第一电极121与第二电极122的电极长度a(均为2mm)后，电极间的距离b则改为6mm，随着电极间的距离b变大，则电场场形的空间分布也是随着变大。

其次，再比较不同电压对于电场场形的空间分布的影响。请参照图4A至图4C所示，其以固定电刺激信号的频率为500KHz、第一电极121与第二电极122的电极长度a、及电极间距离b、与待刺激的目标区域距离c都为固定时(a＝2mm；b＝2mm；c＝5mm)，不同电压对于电场场形的空间分布的影响(图4A的电压为3V、图4B的电压为5V、图4C的电压为10V)。由图中可发现，随着电压的增强，电场场形的空间分布也随着增大。

接着请同时比较图4B及图4D、图4E，其以电刺激信号的电压(5V)、第一电极121与第二电极122的电极长度a、及电极间距离b、与待刺激的目标区域距离c都为固定时(a＝2mm；b＝2mm；c＝5mm)，不同电刺激信号的频率对于电场场形的空间分布的影响(图4D的电刺激信号频率为200KHz、图4B的电刺激信号频率为500KHz、图4E的电刺激信号频率为800KHz)。由图5B中可发现，由于弧长4mm附近是距离电刺激单元最近的点，所以具有最强的电场强度，且随着电刺激信号频率的增加，电场场形的空间分布也是随着增大。故由图3A至图4E可知，在本实施例中，所述电场强度的范围可介于100V/m～5000V/m，优选地400V/m～5000V/m。

请同时参考图5A及图5B所示，也在图2B中示意的待刺激目标物(圆形背根神经节3)的径长为5mm，第一电极121与第二电极122的电极宽度a约为1mm、距离c约为5mm、输入电压为5V时。待刺激目标物面对电极侧上不同的弧长位置(横轴以圆形左侧的切线为弧长0mm的起点)的电场强度大小。在图5A中，侦测不同频率的电刺激时(200KHz、600KHz以及1000KHz)的电场对应强度；在图5B中，则侦测不同电极间距b(b为2、3、4、5、6mm)时所对应的电场强度。由图5A中可看出，电刺激信号的频率愈高，则电场的强度也较高，电场场形分布也就越大。举例来说，在电刺激信号频率1000KHz情况下，目标区域的电场强度最高可有400V/m；而在电刺激信号频率200KHz时，目标区域的电场强度最高却不到300V/m。由图5B则可看出，在电极间距b为4mm～6mm左右时，电磁场的电场有最大强度。

在本实施例中，通过由Comsol的AC/DC模块执行的有限元素分析的模拟来计算涵盖目标区域(即，待刺激的神经)的上述电场范围。在进行模拟前，需要输入以下参数：(1)电极的几何形状，包括电极的形状、数量和尺寸(长度/宽度)、两个相邻电极之间的距离、以及电极到待刺激的神经的距离。可以通过将建立的3D模型(例如：SolidWorks文件)直接加载到软件中来获得电极的几何形状；(2)介质的介电特性，包括神经、肌肉、皮肤和电极的电导率(S/m)和/或电容率；(3)电刺激参数，包括电压、频率和/或脉冲宽度。通过纳入这些输入和模拟，获得在电极和待刺激神经之间建立的电场的二维模拟图，以确定被电场涵盖的待刺激神经的面积，以及各自的电场强度。

为使电刺激单元12在植入生物体后能够发挥其最佳的电刺激效果，本实施例的电刺激器1能在低频模式操作以协助医师在进行植入手术后确认电极的位置是否不正确。举例而言，在低频模式下，电刺激单元12可发出测试(低频)电刺激信号，该低频电刺激信号的频率介于0.1Hz～1KHz，且此低频电刺激信号的脉冲宽度介于10μs～500μs。电刺激单元12发出测试电刺激信号以刺激对应的运动或感觉神经，以便检查植入的电刺激单元是否在正确的位置将刺激信号传输到与目标区域相同的区域的运动或感觉神经。

请参考图2A及图6所示，在本实施例中，电刺激单元12呈直线状，然此非限制性的，关于电刺激单元12的形状也可如后面实施例所描述，而非本发明限制性的。

本实施例所应用的电刺激器1为主动式电刺激器，其第一控制单元11与电刺激单元12共同植入至生物体的目标区域。换言之，第一控制单元11与电刺激单元12都植入于生物体的皮下位置，或是第一控制单元11与电刺激单元12一体成型后，植入于皮下。通过第一控制单元11电性耦接于生物体外部的控制器2，第一控制单元11可接收来自第二控制单元21的参数信号及电能，从而使电刺激单元12可针对生物体的目标区域进行电刺激。

本发明所提供的电刺激器并不以上述的电刺激器1为限，在其他实施例中，主动式电刺激器也可实施为如图7的电刺激器形态。本实施例的电刺激器1a与前述实施例的电刺激器1具有实质上相同的元件，且第一控制单元11a与电刺激单元12a分别植入生物体表皮S之内(皮下)的位置。然而，本实施例的电刺激器1a的第一控制单元11a为整合在电刺激单元的软性电路板(FPCB)，且同样可接收来自生物体外部的第二控制单元(图未示)的参数信号及电能，并发出电刺激信号从而使电刺激单元12a可针对生物体的目标区域进行电刺激。本实施例的电刺激器1a可缩小植入至皮下的装置的体积，降低生物体(或患者)的负担。

或者，本发明的电刺激器也可选用如图8的形态。如图8所示，本实施例的电刺激器1b为被动式电刺激器，其与前述实施例的电刺激器1不同的地方在于，电刺激器1b的第一控制单元11b整合于设置在生物体表皮S之外(皮外)的控制器2b中，故植入的电刺激器1b并未具有控制单元。而电刺激单元(lead)12b的尾部有软性电路板且位于深度不深的皮下(例如深度小于5cm)，以通过未植入于皮内的外部控制器2b发送电刺激信号给电刺激单元11b，从而使电刺激单元12b可针对生物体的背根神经节3进行电刺激。

关于本案的电刺激单元的形态，并不以上述的电刺激单元12为限。请参考图9、12、13所示的另一个实施例，本实施例的电刺激单元12c呈环状，且电刺激单元12c包括至少两个第一电极121及至少两个第二电极122。其中，第一电极121与第二电极122以间隔交错方式排列设置(如图12所示)；另外，第一电极121与第二电极122也可以非交错方式依序排列(如图13所示)。由电刺激单元12的第一电极121及第二电极122所产生电磁场围绕涵盖在欲刺激的目标背根神经节3周围(如图14所示)，以对欲刺激的背根神经节3进行低强度、低温度的高频电磁刺激；相对的，越接近第一电极121与第二电极122的电场强度相对越强。

请参考图10所示，所述的电刺激单元12d可呈螺旋状，且电刺激单元12d配置有至少两个第一电极121及至少两个第二电极122，而本实施例以电刺激单元12d包括两个第一电极121及两个第二电极122为例说明。本实施例并不限制第一电极121与第二电极122的排列，第一电极121与第二电极122以交错方式排列或非交错方式排列，且第一电极121与第二电极122以螺旋状围绕背根神经节3配置。由第一电极121及第二电极122所产生电场以螺旋状围绕并涵盖目标背根神经节3的周围，以对目标背根神经节3进行低强度、低温度及高频率的电刺激。

请参考图11所示，在本实施例中，电刺激单元12e呈弧状，且电刺激单元12e设有至少两个第一电极121及至少两个第二电极122，而本实施例以电刺激单元12e包括两个第一电极121及两个第二电极122为例说明。本实施例并不限制第一电极121与第二电极122的排列，第一电极121与第二电极122以交错方式排列或非交错方式排列，且第一电极121与第二电极122围绕背根神经节3配置。由第一电极121及第二电极13所产生电场围绕并涵盖目标背根神经节3的周围，以对目标背根神经节3进行低强度、低温度的高频电刺激。

请参考图15所示，本实施例的电刺激单元12f呈片状(平板状)，且电刺激单元12f设有多个第一电极121及多个第二电极122，这些第一电极121与这些第二电极122以数组方式间隔排列。同样地，由第一电极121及第二电极122所产生电场围绕并涵盖目标背根神经节3的周围，以对目标背根神经节3进行低强度、低温度的电刺激。

请参考图1A、图2A、图18A、图18B、图18C、图18D和图18E所示。本公开的一个实施例提供用于电刺激生物体的目标区域电刺激器1。目标区域可以是脑、脊柱、背根神经节、背根、背角，脊髓丘脑径和脊髓的背根入口区。电刺激器1包括至少一个电刺激单元12(12g)。电刺激单元12(12g)包括至少一个第一电极121和至少一个第二电极122。电刺激单元12传递电刺激信号以使第一电极121和第二电极122产生电场。电场范围覆盖目标区域，电场强度范围为100V/m至1000V/m。电刺激单元12(12g)的至少一部分或全部被设置在生物体的目标区域附近。由电刺激设备递送的电刺激信号用于阻断目标区域中的神经传导。

如图2A、图18A和图18B所示，电刺激单元12可包括挠性的导线，且在挠性的导线远端(即，当其植入生物体中时，靠近目标区域且远离电刺激器1主体的端部)有至少三个电极。在这三个电极中，两个是第一电极121，一个是第二电极122。第二电极122设置在两个第一电极121之间。在本实施例中，电刺激单元12g的至少一个次单元中(稍后描述)的电极总数至少为三。在另一个实施例中，至少一个次单元中的电极总数可以为至少四。详细来说，第一和第二电极的数量可以根据实际需要而改变，因此不限于此。然而，应该注意的是，无论电极的总数量如何，第一电极121和第二电极交替地设置在每个次单元中。

如图18A和图18B所示，电刺激器1的电刺激单元12g包括两个次单元12g1和12g2。每个次单元包括两个第一电极121和一个第二电极122。同样地，电刺激单元中的次单元数量和每个次单元中的电极数量皆可根据实际需要而改变，因此不限于此。而且，每个次单元可以具有相同或不同的电极总数。换句话说，每个次单元的电极总数可以不同。如图18B所示，在次单元12g1和12g2中，每个第一电极121与第二电极122以第一距离b彼此分开。另外，次单元12g1与次单元12g2以第三距离d彼此分开。

第三距离d是为了要将不同的次单元布置在相邻或不相邻的脊柱节来进行设计，例如分别布置在胸椎第九节和胸椎第十节。其中，利用第三距离d来间隔二个次单元的距离(第三距离d大于第一距离b，甚至是大于二倍的第一距离b)，可使得具有电极的次单元可以分布在相邻或不相邻的脊柱节布置，可具有节省电极数量及成本，也就是说可以利用较少数量的电极达到较远或是不相邻的脊柱节分布，例如分布在胸椎第八节和胸椎第十节。因此，一个次单元和一个第三距离d的总长度约等于一个脊柱节。在脊柱胸椎第九节和胸椎第十节中，椎体后部高度(posterior vertebral body height，PVH，如图18C所示)和椎间盘ds的总平均长度约为30mm±4mm。在图18C中，AVH代表椎体前部高度(anterior vertebralbody height)。在本实施例中，第一距离b小于第三距离d。举例而言，每个第一电极121和第二电极122的长度(即，图1A中描绘的电极长度a)介于1mm～4mm之间，优选介于1.5mm～3mm之间，且这里的第一距离b可以是也可以介于1mm～4mm之间，优选介于1.5至3mm。第一电极121和第二电极122在此长度均为2mm，第三距离d在此大于4mm，并且可以介于5mm至20mm之间。因此，次单元之间的第三距离d是为了要将电极的次单元与脊柱节对齐。第三距离d不等于第一距离b的原因是因为导线内的电极紧密地布置以产生介于100V/m～1000V/m之间的密集的电流密度或高强度的电场范围。由于前述的紧密电极布置方式，在一个导线中就不需要使用如此多的电极。只要一个次单位就可以来对应一个脊柱节高度，且一个次单位中的电极总数至少为三个。两个不同次单元之间的第三距离d是用来将不同次单元分离开来并节省电极数量。一个次单元内所有电极的总长度小于一个脊柱节的高度。

此外，图18D描绘了由本公开提供的电刺激器的另一实施方式，电刺激单元12g在此包括三个次单元12g1、12g2和12g3。从12g1到12g3的次单元总长度Le(即，从12g1到12g3的跨距)不大于电刺激单元12g整个长度Lt的10％(即，Le≤Lt的10％)。应当理解的是，在该实施例中，次单元12g1至12g3的总长度Le是从电刺激单元12g的远端(第一次单元12g1的第一电极121处的端点)到第三次单元12g3(其在这三个次单元12g1至12g3中最接近电刺激装置1的主体)的最后面的第一电极121末端的距离长度。而且，如图18E所示，导线(即电刺激单元12g)会被植入脊髓的硬膜外腔中。每个次单元12g1、12g2和12g3被配置为对应生物体的脊柱(例如胸椎第八节至胸椎第十节)的一节。在这样的配置中，电刺激器1可以产生更强和更均匀的电场来涵盖目标区域，使得电刺激设备1的效能更佳。

与常规的SCS电极导线植入手术相比，超高频(介于200KHz至1000KHz之间)SCS外科手术具有以下关键差异：在电极导线植入期间不需要进行感觉异常测试(感觉异常分布(paresthesia mapping)，由于病人受公知低频电刺激时会感受到感觉异常，藉此感受到异常的范围来与目前的疼痛区作最大的迭合)。导线的电极(即，电刺激单元12g)放置在硬膜外腔的胸椎第八节和胸椎第十一节(特别是胸椎第九节和胸椎第十节，其为处理低肢疼痛或背痛的目标)之间，大约位在中线，或从中线有些偏移到外侧隐窝(lateral recess)之间的位置(可包含偏移到外侧隐窝)。

超高频SCS电极引线(即，电刺激单元12g)的定位是简单的。至少一个导线(或仅一个导线)以荧光镜控制的方式被放置，并且电极被放置在胸椎第八节和胸椎第十一节之间。与常规SCS相比，这样的方式使得使手术时间可预测且变得更短，而且可以在整个手术期间使用深度麻醉，对患者来说更加更舒适。此外，无感觉异常的刺激可让夜间使用变得舒适并能恢复睡眠质量。

在另一实施方式中，如图19A和19B所示，电刺激器1在此包括电刺激单元12h。在沿着电刺激单元12h的方向上，每个次单元中有两个次单元12h1和12h2以及四个电极。如图所示，每个次单元有两个第一电极121和两个第二电极122，且第一电极121和第二电极122交替设置。而且，在另一个实施方式中，如图19C和19D所示，电刺激器1在此包括电刺激单元12i。在沿着电刺激单元121的方向上，每个次单元中有两个次单元12i1和12i2以及仅两个电极。如图所示，每个次单元具有一个第一电极121和一个第二电极122。

电刺激器1各元件的细部配置、变化或与其他组件之间的连接关系可以参考前面的实施例，所以这里不再赘述。

此外，本公开还提供了另一个实施例，为一种电刺激系统。此电刺激系统包括如上所述的控制器2和电刺激器1。电刺激器1包括至少一个电刺激单元12。电刺激单元12包括至少一个第一电极121和至少一个第二电极122。控制器2指示电刺激单元12将电刺激信号传递给电刺激单元12，使第一电极121和第二电极122产生电场。电场范围涵盖目标区域且电场强度范围介于100V/m～1000V/m，以对目标区域进行电刺激。电刺激单元12被设置在生物体的目标区域附近。类似于根据前述实施例的图18A至18E中描绘的电刺激器1，本实施例中的电刺激单元12还可以包括多个次单元，且每个次单元包括至少一个第一电极和至少一个第二电极。

电刺激器1各元件的细部配置、变化或与其他组件之间的连接关系可以参考前面的实施例，所以这里不再赘述。

此外，本公开还提供了另一实施例，其是制造如上所述的电刺激器1的方法。电刺激器1对生物体的目标区域进行电刺激并且包括电刺激单元12。此方法包括以下步骤：提供至少一个电刺激单元，该至少一个电刺激单元具有至少一个第一电极和至少一个第二电极(步骤S01)。电刺激单元12包括至少一个第一电极121和至少一个第二电极122。电刺激单元12传递电刺激信号以使第一电极和第二电极产生电场，电场范围涵盖目标区域且电场强度范围介于100V/m～1000V/m。目标区域可以是生物体的脑、脊髓、交感神经和/或副交感神经。脊髓的目标区域是腹根、腹角、背根、背根入口区(DREZ)，背根神经节和/或背角。举例而言，脊髓的目标水平可以是颈椎节、胸椎节、腰椎节、骶骨节或尾椎节。与前述实施例图18A至18E中所描绘的电刺激器1相似，本实施例中的电刺激单元12还可以包括多个次单元，并且每个次单元包括至少一个第一电极和至少一个第二电极。此外，在每个次单元中，第一电极与第二电极以第一距离彼此分开，并且每个次单元以第二距离彼此分离，并且第一距离小于第二距离。

电刺激器1各元件的细部配置、变化或与其他组件之间的连接关系可以参考前面的实施例，所以这里不再赘述。

接下来将以实验例说明用本发明的电刺激器来刺激背根神经节的实际操作方式及效果。然需注意的是，以下的说明是用来详述本发明以使此熟习该项技术者能够据以实现，并非用以限定本发明的范围。

实验例1：大鼠足部的疼痛行为测试-Von Frey(VF)测试

采用SD大鼠(Sprague-Dawley鼠，乐斯科生物科技股份有限公司；台湾)，每只重量约275至350克，由台湾新光医院中央实验室动物中心所提供。将SD大鼠的第五腰椎神经进行神经结扎手术(Spinal nerve ligation,SNL)。待疼痛行为发展稳定数日并符合临床疼痛发展模式后，植入电刺激单元1，并开始进行高频电刺激。本实验例依据不同电刺激处理分成控制组(N＝3)与实验组(N＝7)，实验组在手术后持续观察疼痛行为达7天。待疼痛行为稳定后进行每周一次、每次5分钟，共3次的高频电刺激疗程，并观察其疼痛行为测试反应，其结果请参考图16所示。

如图16所示，在控制组疼痛行为在第3天趋于稳定直到第29天，Von Frey疼痛压力阈值测试都小于5g(介于1.72±0.39g～4.85±1.31g)；而在实验组方面，接受高频电刺激(第7天，D7)以前其疼痛行为与控制组相当，同样约于第3天呈现疼痛稳定状态，但在接受第一次(D7)高频电刺激后对Von Frey疼痛压力阈值有提升的现象，尤其在D8(9.85±1.56g)、D10(9.0±1.68)都与控制组(D8：4.73±1.47g；D10：4.85±1.31g)有差异，且实验组压力阈值耐受度提高达约10g左右、疼痛压力阈值增加至约是控制组的2.08倍左右，而疼痛缓解效果会渐趋衰减直到第二次接受高频电刺激(实验组D14:4.53±1.08g；控制组D14:2.98±1.44g)。在第二次(D14)接受高频电刺激后的隔天(实验组D15：8.12±1.65g；控制组D15：1.81±0.53g，疼痛压力阈值差异约4.49倍)，仍有存在第一次接受高频电刺激的效果，第三次(D21)接受高频电刺激后隔天疼痛行为反应仍旧良好(实验组D22：9.17±1.93g；控制组D22：2.73±0.57g，疼痛压力阈值差异约3.36倍)。明显地，在每一次接受高频电刺激后其疼痛都能立即缓解、并与控制组有疼痛压力阈值上的差异，即证实在植入本发明的电刺激单元后，每周接受一次高频电刺激5分钟，能达到短时间疼痛缓解的效果。

实验例2：神经电生理测试

将SD大鼠分成实验组与控制组，实验组(图17B)接受5分钟的高频电刺激，而控制组(图17A)无接受任何电刺激，两组接受同样条件的坐骨神经大电流刺激(2.5T，C反应阈值)，以诱发同侧脊髓背角出现明显的A反应(对应A-纤维)和C反应(对应C-纤维)。在介入措施(高频电刺激5分钟或暂停纪录5分钟)之前，预先量测30分钟(18次样本，间隔100秒)的基准值(Baseline)。当施与介入措施后，即每隔30分钟进行一次坐骨神经大电流刺激，并持续纪录达2个小时，两组分别产生五个实验波型。控制组及实验组的结果分别显示于图17A及图17B。

在本实验中，接受高频电刺激5分钟的大鼠，将每30分钟的神经反应平均值对准90ms时间点后，比较各组个别时间的差异。请参考图17A及图17B，其将每30分钟为区间的平均线复合起来比较。其中，图17A所显示的控制组在个别时间的曲线并无明显的差异；与控制组的结果相比，图17B的实验组可明显看出经过高频电刺激反应后C-分量(C-component)与基准值相比大幅度的缩减。

详细而言，本实验例将大电流对周边坐骨神经的刺激作为疼痛的来源，其信号是通过大直径神经(A-纤维)及小直径神经，包括髓神经纤维(myelinated nerve fibers，即Aδ-纤维)和无髓神经纤维(unmyelinated nerve fibers，即C-纤维)传导到背根神经节与脊髓的背根神经。量测神经传导的电生理讯号来观察神经对高频电刺激介入措施的反应进行观察。由图17B显示，诱发的C反应在接受高频电刺激后，随着时间显著的下降，其C-分量的面积(强度)也随着时间显著的缩减。这代表了负责痛觉(尤其是慢性、不易定位的痛觉)的C-纤维其轴索的传导情况有所改变。上述高频电刺激阻断或抑制了小直径神经或传导速率小于或等于75m/s的神经的信号传导，进而缓解，甚至完全阻断疼痛。

实验例3：多节(multi-leveled)神经阻断测试

采用SD大鼠(Sprague-Dawley鼠，乐斯科生物科技股份有限公司；台湾)，每只重量约275至350克，且由以上所述方式提供。大鼠的长期压迫性损伤(chronic constrictioninjury，CCI)手术是以下述方式进行。首先，将SD大鼠麻醉，切开左侧大腿皮肤，并对股二头肌进行钝性解剖(blunt dissection)使其左侧坐骨神经暴露并与周围组织分离。在实验组(N＝4)中，用一根结扎线(铬肠4-0缝合线)来损伤SD大鼠的左侧坐骨神经。结扎线是松散地绑在神经周围，但却足够紧以引起小腿的轻微颤抖。接着，测试SD大鼠左后爪的疼痛行为。神经性疼痛的征兆预计在不晚于手术后5-7天出现，接着疼痛行为将变得稳定，并可能持续长达两个月。同一SD大鼠的右后腿未进行任何手术。对同一SD大鼠也一并测试并记录其右后爪的疼痛行为，将其结果做为对照组(N＝4)。

当SD大鼠的疼痛行为变得稳定时(CCI或空白手术后至少7天)，以下述方式将电极导线植入SD大鼠中。每只SD大鼠在丙烯酸腔室中以含有5％异氟烷的空气通过面罩以4-8c.c/min的通量进行麻醉。在手术期间，异氟醚的浓度维持在2％至3％，使SD大鼠被麻醉至失去知觉但不影响他们的呼吸。

如图20所示，在植入电极导线的手术时，在每只SD大鼠的背部打开两个伤口，位置分别在：(1)下背部，在脊柱的胸椎第九节(T9)至胸椎第十三节(T13)，电极导线远端的摆放位置；(2)后颈部，在脊柱的胸椎第一节(T1)，电极导线近端的摆放位置。

利用SD大鼠的双侧髂骨来协助手术前的手术部位定位。连接双侧髂骨的虚拟直线是垂直于与腰椎第五段的椎骨。因此，从腰椎第四节区段沿着脊柱朝向SD大鼠头部的方向，来计算区段，以定位出胸椎第十三节的区段，进而找出胸椎第九节至胸椎第十三节的区段位置。接着，以下述方法来移除部分的胸椎第九节至胸椎第十三节的椎骨，以便将电极导线放置在SD大鼠椎管的硬膜外腔(epidural space)。

在完成手术部位的定位之后，先对SD大鼠进行胸椎后侧式手术(posteriorapproach for thoracic spine，在胸椎第九节至胸椎第十三节的区段进行)。沿着胸椎中线切开皮肤和筋膜，然后将肌肉与棘突分开。利用牵开器使肌肉之间的间隙变宽，使得操作者可以清晰地观察到椎板，直到操作者的手触碰到椎板。利用咬骨钳和角巩膜咬孔器(Corneoscleral Punch)移除棘突和椎板，以形成长度3cm，宽度2cm的开口。去除棘突和椎板，直到可以从开口观察到硬膜外腔，但椎骨的整体结构仍保持基本完整。

随后，在SD大鼠的后颈部位，在脊柱的胸椎第一节区段处打开一个小伤口。从胸椎第一节区段的伤口到胸椎第九节至胸椎第十三节区段的伤口，使用止血钳形成皮下隧道以分离皮肤与筋膜。将电极导线缠绕到合适的长度。使用不锈钢丝来固定电极导线的缠绕部分以形成环，使得电极导线在植入SD大鼠后无法轻易通过拉伸来移动。将硅锚(siliconanchor)固定在电极导线的近端和远端。将电极导线的环塞入并固定在大鼠的皮下隧道中。电极导线的近端和远端分别位于胸椎第一节区段和胸椎第九节至胸椎第十三节区段。将绑在电导线近端和远端上的硅锚用铬肠4-0缝线固定在皮下组织，利用双侧棘上韧带将电极导线的远端固定在上述开口(长3cm×宽2cm)上。最后，电极导线的近端从SD大鼠的后颈(胸椎第一节区段)处的皮肤突出并连接到外部的电刺激系统。固定电极导线的两端后，依序缝合SD大鼠的筋膜和皮肤。植入大鼠的电极导线在其近端包括四个电极，分别是两个第一电极和两个第二电极。每个电极的宽度为2mm，并以2mm的间隔彼此分开。

在植入电导线后第7天，每只SD大鼠接受5分钟的电刺激，电刺激信号的频率为500KHz。单脉冲周期中脉冲的持续时间Td是20毫秒。第一电极和第二电极间的预设电压为±10V、脉冲重复频率(pulse-repetition frequency，PRF)为2Hz。

使用动态足底测量仪(UGO 34750、UGO BASILE S.r.1，意大利)评估机械阈值。简言之，使用von Frey纤维来按压每只动物左后爪压的足底表面，按压强度逐步增加(0-26.0g，转换速率为2克/秒)。在以下时间点对SD大鼠进行Von Frey测试：在CCI或空白手术(BL)之前、在CCI或空白手术之后的每一天(CCI D1至CCI D7)、在植入电极导线之后的每一天(导线D1、导线D6)、接受电刺激后30分钟(PRF D0)、接受电刺激后24小时(PRF D1)、接受电刺激后第5天和第8天(PRF D5和D8)。结果如图21所示。

图21中显示脉冲重复频率(PRF)电刺激对长期压迫性损伤所诱发的机械性痛觉(mechanical allodynia)。根据图21实验组所示的结果，长期压迫性损伤会导致大鼠对机械性痛觉的敏感度有剧烈上升，故使得疼痛压力阈值下降。在造成长期压迫性损伤(CCID1)后第1天，大鼠出现神经性疼痛的征兆，而在对照组中未出现。实验组的疼痛行为到接受脉冲重复频率电刺激(CCI D1至导线D6)的那一天前都保持稳定。在接受脉冲重复频率电刺激后，疼痛在短短的30分钟(PRF D0)内缓解，故疼痛压力阈值上升。在脉冲重复频率电刺激(PRF D0至PRF D1)后，疼痛缓解的效果维持24小时。此外，在脉冲重复频率电刺激(PRF D1至PRF D8)后，脉冲重复频率电刺激的效果持续约一周。

此外，根据本实验例和实验例1和2中所示的结果，本实施例的电刺激不会损伤被刺激的神经，且这种电刺激可以在短时间内(刺激持续时间每天不超过20分钟)减轻疼痛，且疗效可持续长达30分钟、24小时、甚至长达约一周。

总之，本实施例只需要进行单一一次的电刺激，其所提供的效果可以持续至少24小时、甚至在接受电刺激后持续7天。显然，使用本实施例所提供的电刺激可以有效地缓解疼痛，且其效果是长期的。

但是，上述详细说明是针对本发明的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明，而凡未脱离本发明技术精神的等效实施或变更，均应包含在本案的专利范围中。

Claims (20)

1.一种电刺激器，用于电刺激生物体的目标区域，所述电刺激器包括：

至少一个电刺激单元，其具有至少一个第一电极及至少一个第二电极，其中所述电刺激单元发出电刺激信号，使所述第一电极与所述第二电极产生电场，该电场范围涵盖所述目标区域且该电场强度的范围介于100V/m～1000V/m，

其中，所述电刺激单元包括多个次单元，且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极；

其中，在每个次单元中所述第一电极与所述第二电极以第一距离彼此分开，每个次单元以第二距离彼此分开，且所述第一距离小于所述第二距离。

2.根据权利要求1所述的电刺激器，其中所述至少一个次单元中的电极总数量至少为3，并且在所述至少一个次单元中，有两个第一电极和一个第二电极，或有一个第一电极和两个第二电极。

3.根据权利要求1所述的电刺激器，其中所述至少一个次单元中的电极总数量至少为4，并且在所述至少一个次单元中，有两个第一电极和两个第二电极。

4.根据权利要求1所述的电刺激器，其中这些次单元的长度总和不大于所述电刺激单元的全长的15％。

5.根据权利要求1所述的电刺激器，其中所述次单元的数量至少为3。

6.根据权利要求1所述的电刺激器，其中每个次单元被设置在对应于所述生物体的脊柱的其中一节(level)上。

7.根据权利要求1所述的电刺激器，其中所述电刺激信号的频率范围介于200KHz～1000KHz。

8.根据权利要求1所述的电刺激器，其中所述目标区域是选自于由脑、脊椎、背根神经节(dorsal root ganglion)、背根、背角、脊髓丘脑束(spinothalamic tract)及脊髓的背根入口区(dorsal root entry zone，DREZ)所组成的群组。

9.一种电刺激器，包括

控制器；以及

电刺激器，所述电刺激器包括至少一个电刺激单元，所述至少一个电刺激单元具有至少一个第一电极及至少一个第二电极，其中所述控制器指示所述电刺激单元发出电刺激信号，使所述第一电极与所述第二电极产生电场，该电场范围涵盖目标区域且该电场强度的范围介于100V/m～1000V/m，以对所述目标区域进行电刺激，

其中，所述电刺激单元包括多个次单元，且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极，

其中，在每个次单元中所述第一电极与所述第二电极以第一距离彼此分开，每个次单元以第二距离彼此分开，且所述第一距离小于所述第二距离。

10.根据权利要求9所述的电刺激器，其中所述至少一个次单元中的电极总数量至少为3，并且在所述至少一个次单元中，有两个第一电极和一个第二电极，或有一个第一电极和两个第二电极。

11.根据权利要求9所述的电刺激器，其中所述至少一个次单元中的电极总数量至少为4，并且在所述至少一个次单元中，有两个第一电极和两个第二电极。

12.根据权利要求11所述的电刺激器，其中这些次单元的长度总和不大于所述电刺激单元的全长的15％。

13.根据权利要求9所述的电刺激器，其中所述次单元的数量至少为3。

14.根据权利要求9所述的电刺激器，其中每个次单元被设置在对应于生物体的脊柱的其中一节上。

15.根据权利要求9所述的电刺激器，其中所述电刺激信号的频率范围介于200KHz～1000KHz。

16.根据权利要求9所述的电刺激器，其中所述目标区域选自于由脑、脊椎、背根神经节、背根、背角、脊髓丘脑束及脊髓的背根入口区所组成的群组。

17.一种制造电刺激器的方法，其中所述电刺激器用于电刺激生物体的目标区域，所述方法包括：

提供至少一个电刺激单元，所述至少一个电刺激单元具有至少一个第一电极及至少一个第二电极，其中所述电刺激单元发出电刺激信号，使所述第一电极与所述第二电极产生电场，所述电场范围涵盖所述目标区域且所述电场强度的范围介于100V/m～1000V/m，

其中，所述电刺激单元包括多个次单元且每一个次单元包括至少一个第一电极及至少一个第二电极；以及

其中，在每个次单元中，所述第一电极与所述第二电极以第一距离彼此分开，每个次单元以第二距离彼此分开，且所述第一距离小于所述第二距离。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述至少一个次单元中的电极总数量至少为3，并且在所述至少一个次单元中，有两个第一电极和一个第二电极，或有一个第一电极和两个第二电极。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述至少一个次单元中的电极总数量至少为4，并且在所述至少一个次单元中，有两个第一电极和两个第二电极。

20.根据权利要求17所述的方法，其中这些次单元的长度总和不大于所述电刺激单元的全长的15％。