CN111356498A - 耳廓刺激装置 - Google Patents

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T·P·占诺斯
T·B·达塔·乔杜里
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C·蒙塔尔巴诺
G·蒙塔尔巴诺
P·比默
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Abstract

一种整体式光学安装架，具有可容纳光学元件的孔，所述孔包括：位于所述孔内圆周上第一位置处的第一脊；位于所述孔内圆周上第二位置处的第二脊；以及挠曲件，该挠曲件沿着孔的内圆周延伸到超过螺纹孔的点，所述螺纹孔从孔的外圆周穿到孔的内圆周；其中，通过转动螺纹孔中的螺钉来致动挠曲件，从而通过螺钉的尖端来调节推压挠曲件上的点的力。

Description

耳廓刺激装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月31日提交的序列号为62/539,178的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及治疗装置以及诊断和治疗系统，并且更具体地，涉及耳廓刺激装置、诊断和治疗系统及其使用方法。
背景技术
迷走神经(也称为奥耳德曼神经或阿诺德神经)的耳廓分支位于耳朵中，并向耳道、耳屏和耳廓的皮肤供应感觉神经支配。耳廓分支延伸到耳朵的表面并分成两个分支。第一分支接合耳后神经，第二分支分布到耳朵或耳廓背后的皮肤以及耳道的后部。
已证实，迷走神经的耳廓分支的刺激具有诊断和治疗益处。例如，各种研究显示，刺激迷走神经的耳廓分支可以用于治疗癫痫、心房颤动、抑郁症、糖尿病、内毒素血症、心肌梗塞和耳鸣(参见附录中引用的参考文献)。
鉴于刺激迷走神经的耳廓分支的至少上述益处，因此还需要更有效的耳廓刺激装置。
发明内容
本公开提供了一种耳廓刺激装置，该耳廓刺激装置具有彼此偏置且彼此偏移的至少两个表面电极。在本文所述的方面中，耳廓刺激装置被配置为定位在患者的耳朵周围，其中电极中的一个或两个紧邻迷走神经的耳廓分支和/或覆盖迷走神经的耳廓分支，使得两个电极之间的电场通过连接到耳廓分支的神经支配。电极被配置为当被刺激电路激活时经皮刺激迷走神经的耳廓分支。耳廓刺激装置无创地刺激迷走神经的耳廓分支。
本公开进一步提供一种使用耳廓刺激装置治疗患者的方法。刺激装置可以用于治疗患有各种疾病(包括但不限于高血压、抑郁症、高血糖水平和耳鸣)的患者。
本公开进一步提供了一种具有耳廓刺激装置、智能装置和监测装置的诊断和治疗系统。在本文描述的方面中，系统的耳廓刺激装置可以由智能装置控制。另外，在本文描述的方面中，智能装置基于从监测装置接收到的生物标记信息、特定于患者的信息(诸如年龄、肌肉骨骼稳定性等)和/或经由用户输入接收到的指令(诸如经由与应用程序相对应的图形用户界面接收到的指令)来控制耳廓刺激装置。进一步地，在本文描述的方面中，监测装置可以是可植入传感器，诸如被配置为监测和发送血糖水平、细胞和/或酶相关信息的类型的传感器或患者外部的任何类型的装置(诸如心率和呼吸速率监测器)。
根据本公开的一个方面，一种刺激装置包括：第一电极，设置在第一臂上；第二电极，设置在第二臂上；偏置构件，被配置为将所述第一臂的一部分朝向所述第二臂的一部分推动；以及刺激电路，与所述第一电极和所述第二电极可操作地通信。所述第二电极与所述第一电极相对并从所述第一电极处偏移。所述第一电极和所述第二电极中的一个或两个被朝向另一电极推动，以形成组织夹持结构。所述刺激电路被配置为产生刺激信号，所述刺激信号用于驱动所述第一电极和所述第二电极中的一个或两个以刺激被夹持在所述第一电极和所述第二电极之间的组织所紧邻(和/或在该组织内)的神经。所述第一电极和所述第二电极可以被定位为使得所述神经不必位于所述被夹持的组织中。在实施例中，所述第一电极和/或所述第二电极被配置为产生电场线，所述电场线可以是直线和/或曲线，其被配置为穿过耳廓组织并且电刺激被夹持的耳朵的耳廓内的迷走神经的神经支配。
在一些实施例中，控制器可以与所述刺激电路可操作地通信，以控制所述刺激电路的操作。
在某些实施例中，所述刺激装置可以进一步包括壳体。所述控制器和所述刺激电路可以设置在所述壳体内。所述壳体可以被配置为定位在患者的耳朵周围。
在一些实施例中，所述刺激装置可以进一步包括：调节机构，部分地设置在所述壳体内并且包括所述偏置构件。所述调节机构可以使得能够改变所述臂中的一个或两个的位置，以使得所述刺激装置适合或适形于各种耳朵。
在某些实施例中，所述刺激装置可以进一步包括：控制接口，用于从用于控制所述刺激电路的外部装置接收一个或多个控制信号。所述外部装置可以是智能装置。
在实施例中，所述刺激装置可以进一步包括与所述刺激电路可操作地通信的电源。所述电源可以是可再充电电源。
在一些实施例中，所述刺激装置可以进一步包括与所述控制器可操作地通信的存储器。所述存储器可以被配置为存储所述刺激装置的使用数据和操作参数。
在实施例中，所述神经可以是迷走神经，并且所述刺激装置可以被配置为定位在耳朵周围以刺激所述迷走神经的耳廓分支。
在某些实施例中，所述第一臂和所述第二臂中的一个或两个被配置为在一个或多个弯曲结构和一非弯曲结构之间移动。
根据本公开的再一方面，一种诊断和治疗系统包括智能装置和与所述智能装置可操作地通信的刺激装置。所述刺激装置被配置为从所述智能装置接收一个或多个控制信号。所述刺激装置包括：第一电极，设置在第一臂上；第二电极，设置在第二臂上；偏置构件，被配置为将所述第一臂的一部分朝向所述第二臂的一部分推动；以及刺激电路，与所述第一电极和所述第二电极可操作地通信。所述第二电极与所述第一电极相对并从所述第一电极处偏移。所述第一电极和所述第二电极中的一个或两个被朝向另一电极推动，以形成组织夹持结构。在所述刺激电路接收到所述一个或多个用于驱动所述第一电极和所述第二电极中的一个或两个的控制信号之后，所述刺激电路被配置为产生刺激信号以刺激被夹持在所述第一电极和所述第二电极之间的耳朵的耳廓内的神经。
在某些实施例中，所述智能装置可以与存储有与多种疾病相对应的多个治疗方案的存储器和数据库中的一个或两个可操作地通信。
在一些实施例中，所述系统可以进一步包括与所述智能装置和所述刺激装置中的一个或两个可操作地通信的监测装置。所述监测装置可以将生物标记信息发送至所述智能装置和所述刺激装置中的一个或两个。
在实施例中，所述智能装置可以使用所述生物标记信息来确定患者的一种或多种疾病。所述智能装置可以从用于治疗所述患者的所述一种或多种疾病的多个治疗方案中确定一个或多个治疗方案。
在某些实施例中，所述智能装置可以包括一个或多个具有相应的图形用户界面的应用程序，所述图形用户界面用于接收一个或多个用户输入以控制所述刺激装置的一个或多个操作参数。
根据本公开的又一方面，提供了一种通过刺激神经进行治疗的方法。所述方法包括：将组织夹持在刺激装置的第一电极和第二电极之间，所述第一电极与所述第二电极相对设置并从所述第二电极处偏移；以及驱动所述刺激装置的刺激电路，以产生刺激信号并将所述刺激信号递送至所述第一电极和所述第二电极中的一个或两个以刺激所述被夹持的耳朵的耳廓内的神经。
在各方面，所述组织可以是耳朵组织，并且所述神经可以是迷走神经的耳廓分支。
所述方法可以进一步包括监测生物标记信息并根据所述生物标记信息确定治疗方案。
所述方法可以进一步包括根据由监测装置接收到的生物标记信息来改变所述刺激装置的一个或多个刺激参数。所述监测装置可以位于正在接受治疗的患者的外部。所述监测装置可以是可植入传感器。
所述方法可以进一步包括通过一个或多个控制器来控制所述刺激装置的所述刺激电路。所述一个或多个控制器可以位于与所述刺激装置可操作地通信的智能装置中。
所述方法可以进一步包括经由图形用户界面通过用户输入来控制所述一个或多个控制器。
进一步地，在一致的程度上，本公开中描述的任何方面或特征可以与本文描述的任何或所有其他方面或特征结合使用。
通过下面的描述、附图和权利要求，其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
下面参照附图描述本公开的各个方面，这些附图被并入本说明书并构成本说明书的一部分，其中：
图1A是根据本公开的被配置为刺激迷走神经的耳廓分支的刺激装置的一个实施例的透视图，该刺激装置包括外探头，该外探头以非弯曲结构示出；
图1B是图1A的刺激装置的透视图，其外探头以弯曲结构示出；
图2是图1A和图1B的刺激装置的透视图，其中零件被分离；
图3是沿图1B的剖面线3-3截取的截面视图；
图4是沿图1B的剖面线4-4截取的截面视图；
图5是根据本公开的被配置为刺激迷走神经的耳廓分支的系统的示意图；
图6是根据本公开的利用被配置为刺激迷走神经的耳廓分支的刺激装置诊断和治疗疾病的示例性方法的流程图；
图7是根据本公开的诸如利用图1A和图1B的刺激装置刺激迷走神经的耳廓分支的示例性治疗方法的流程图；以及
图8是根据本公开的被配置为刺激迷走神经的耳廓分支的刺激装置的另一实施例的透视图。
具体实施方式
现在参照附图详细描述本公开的实施例，在附图中，在若干视图的每个中相似的附图标记指示相同或相应的元件。如本文所用，术语“临床医生”是指医生、护士或任何其他护理人员，并且可以包括辅助人员。如本文所用，术语“电极”在本文中定义为单个电极或电极阵列。
现在参照图1A和图1B，示出了根据本公开的StimClipTM或耳廓刺激装置10的一个实施例。刺激装置10包括壳体12、第一臂或内臂20(例如，探头)以及第二臂或外臂30(例如，探头)。壳体12被成形和配置为固定在患者的耳朵之上(参见图5)。如图2中所见，刺激装置10的壳体12包括外平坦部分14、中间平坦部分15和外壳形状的部分16。两个三角形间隔件14A和15A设置在外平坦部分14和中间平坦部分15附近以防止壳体部分14和15彼此邻接。
继续参照图1A至图3，刺激装置10的壳体12支撑调节机构60，该调节机构用于水平和旋转地调节探头20、30的位置，以使得刺激装置10适合或适形于具有各种尺寸和形状的耳朵。特别地，如箭头“H”所示，调节机构60可通过壳体12的安装槽64相对于壳体12滑动地移动，以相对于壳体12选择性地轴向移动探头20、30。进一步地，调节机构60限定穿过其的中心轴线“C”，探头20、30相对于壳体12和调节机构60选择性地围绕该中心轴线旋转，如箭头“R”所示。刺激装置10被配置为设置在患者的左耳上；然而，在实施例中，刺激装置10可以被配置为(例如，作为左耳结构的镜像)单独地或与设置在患者的左耳上的刺激装置10结合地设置在患者的右耳上。另外，刺激装置10可以具有各种尺寸以设置在婴儿、儿童和/或成人的耳朵上。当拧紧调节机构60的安装螺母65时，调节机构60还将内探头20和外探头30固定到壳体12，并且相对于壳体12固定在固定位置。
特别地，刺激装置10的调节机构60包括安装轴62，该安装轴如箭头“H”所示被选择性地可滑动地固定，并且如箭头“R”所示被选择性地可旋转地固定在由壳体12的外壳形部分16限定的安装槽64内。使安装轴62选择性地沿安装槽64滑动和/或在该安装槽内选择性地旋转能够使刺激装置10的壳体12和探头20、30适合或适形于具有各种尺寸和形状的耳朵。如本文所详述，探头20、30相对于壳体12的旋转受到销68经过由销槽67的相对端限定的预定弧长的移动的限制。一旦确立合适的尺寸和/或舒适度，安装螺母65可以在调节机构60的安装轴62上螺纹旋转或拧紧，以相对于壳体12固定调节机构60和探头20、30。
调节机构60的安装轴62包括内段63，该内段向内延伸并在其附近接纳安装螺母65，以将调节机构60的安装轴62固定在壳体12的安装槽64内。安装轴62还包括外段66，该外段向外延伸并限定销槽67，该销槽接纳销68以将内探头20固定到安装轴62的外段66。销槽67被配置为限制内探头20和外探头30相对于壳体12的旋转运动，使得销68被配置为邻接销槽67的相对端，以防止探头20、30在给定方向上的进一步的旋转运动。
继续参照图2和图3，刺激装置10的内探头20和外探头30通过刺激装置10的限定枢轴轴线“P”的枢轴40枢转地安装到彼此。枢轴40包括枢轴销41和偏置构件42，该偏置构件将内探头20和外探头30朝向彼此推动并进入组织夹持位置，如图3所示。偏置构件42可以是设置在枢轴销41周围的任何合适的弹簧(例如，扭力弹簧)。
刺激装置10的内探头20包括第一电极或内电极22。刺激装置10的外探头30包括与内电极22相对并从内电极22处偏移的第二电极或外电极32。
刺激装置10的外探头30包括细长主体30a，该细长主体由挠性材料形成并支撑延伸穿过细长主体30a的一个或多个挠性线30b，以促进细长主体30a在非弯曲结构(图1A)和一个或多个弯曲结构(图1B)之间挠曲和/或弯曲，如箭头“A”所示。外探头30的细长主体30a和/或挠性线30b可以由任何合适的聚合物和/或金属材料形成。尽管外探头30能够弯曲成任意数量的结构以适应不同的使用者舒适度、耳朵尺寸、耳朵形状等，但是挠性线30b被配置为将外探头30保持固定为相应的结构，直到随后弯曲成不同的结构。外探头30进一步包括横向于外探头30的细长主体30a延伸的刚性支脚30c。支脚30c可以包括手指抓握部30d，该手指抓握部可以包括任何合适的表面纹理，诸如脊、压花纹等。如箭头“D”所示，支脚30c可由使用者的手指致动，以促进外探头30围绕枢轴轴线“P”相对于内探头20枢转运动。
枢轴40的偏置构件42将内探头20和外探头30朝向彼此推动，使得内探头20和外探头30的内电极22和外电极32分别朝向彼此推动进入组织夹持结构，以将刺激装置10固定到支撑在内电极22和外电极32之间的组织。具体地，由枢轴40的偏置构件42产生力，该力将电极22、32朝向彼此推动以夹持或夹扣电极22、32之间的组织，并且还将刺激装置10固定在患者的耳朵上。电极22、32被定位为当刺激装置10被夹持到耳朵时覆盖由迷走神经的耳廓分支支配的外耳组织(例如，耳廓)。
继续参照图3，外探头30的外电极32从内探头20的内电极22处偏移。与使电极22、32彼此直接相对相比，当两个电极22、32被激活时或当两个电极22、32中的一个被激活时，内电极22和外电极32偏移使得对迷走神经的耳廓分支提供了改善的刺激。
继续参照图2至图4，刺激装置10的内探头20和外探头30中的一个或两个和/或壳体12可以容纳刺激装置10的电路板50与相关电子设备，以协调内探头20和外探头30的电极22、32的单独激活或一起激活。电路板50可以具有若干元件，包括但不限于可再充电电源52、刺激电路54、与刺激电路54可操作地通信的电极输出56(图2)、控制接口58和存储器59。电路板50还可以包括电源开关51和相应的状态指示器49(图1)，该状态指示器从壳体12延伸以供患者或临床医生访问。电路板50还可以包括过电流保护电路(未示出)和/或过热保护电路(未示出)。电路板50的状态指示器49指示电源开关51处于“接通”位置或者“断开”位置。例如，状态指示器49可以是当电源开关51处于“接通”位置时点亮并且当电源开关51处于“断开”位置时不点亮的LED。
刺激装置10的电路板50还包括控制器55(诸如微控制器)以控制刺激装置10的操作。可以用多种操作协议和参数对控制器55进行编程。可以将操作协议和参数存储在存储器59中或控制器55的存储器中。存储器59和/或控制器的存储器存储数据，诸如在刺激装置10使用期间记录的数据，包括但不限于使用的持续时间、使用的日期和刺激电路54的操作参数。
刺激装置10的电路板50的一个或多个元件可以集成到专用集成电路(ASIC)或控制器55中。通过将电路板50的元件集成和封装到ASIC或控制器55中，内探头20和外探头30中的一个或两个的布线和/或尺寸可以减小。另外，将元件集成到ASIC或控制器55中可以增加刺激装置10的电池寿命。可选地，电路板50和控制器55的元件可以容纳在除了刺激装置10之外的单独单元中，并且无线地或通过有线连接与刺激装置10的刺激电路54通信。例如，刺激电路54可以通过位于刺激装置10附近的控制电路系统经由感应耦合被感应地供电和控制。
电路板50的可再充电电源52可以是电池或适于向电路板50和/或控制器55的元件供电的其他装置。可再充电电源52可以通过与外部电源直接接触(例如，经由可选择性移除的电源线，该电源线可以耦合到由壳体12支撑的端口(诸如USB(未示出))而再充电，或者可以通过将合适的电源定位为邻近于相应内探头20或外探头30来感应充电。可充电电源52可以与感应线圈53通信，该感应线圈通过感应耦合从外部电源(未示出)接收电力以对电源52进行再充电。在一些实施例中，可再充电电源52可以包括一个或多个光伏电池，以能够通过光能进行再充电。
电路板50的刺激电路54被配置为在被激活时产生诸如脉冲、振荡、正弦波形、方波形、三角波形等的刺激信号，并经由电极输出56将刺激信号分别发送至内探头20和外探头30的电极22、32中的一个或两个。刺激电路54可以是振荡器或其他电子元件，该振荡器或电子元件被配置为产生可以刺激迷走神经的耳廓分支以治疗预定疾病的信号或脉冲。在一些实施例中，电路板50可以具有电路，该电路被配置为诸如通过阻抗测量来感测电极22、32何时夹持到组织并且当组织未被夹持在电极22、32之间时防止刺激电路54的驱动。
连接到刺激电路54的电路板50的每个电极输出56与内探头20和外探头30的电极22、32中的相应一个通信以向电极22、32递送刺激电路54产生的刺激信号，诸如例如波形或一系列脉冲突发。刺激信号使电极22、32中的一个或两个经皮刺激组织内的迷走神经的耳廓分支。在某些实施例中，电极22、32可以感测它们何时与组织(例如，患者的耳朵)接触，并且经由电极输出56向刺激电路54或控制器50提供组织感测信号。如果刺激电路54或控制器55没有从一个或两个电极22、32接收到组织感测信号，则刺激电路54将不被驱动。
除了电路板50的控制器55，电路板50的刺激电路54也可以经由控制接口58由外部装置控制，如下所详述。控制器55或外部装置可以实现对刺激电路54的操作参数(包括但不限于持续时间、幅度、频率、刺激或振荡波形的类型或脉冲的突发速率等)的精细控制。附加地或可选地，刺激装置10可以不设控制器55，使得电路板50的一个或多个元件由智能装置120的外部控制器或外部控制机构(诸如，由控制器122(图5))控制。
电路板50的刺激电路54和其他元件(包括控制器55)可以使用在智能装置120(图5)或其他电子装置(例如，外部控制器)上运行的应用程序来控制或编程。应用程序通过控制接口58，例如，可以无线接收和发送控制信号(例如，WIFI信号)，并对刺激电路54和/或控制器55进行编程和/或控制，以使刺激装置10通过刺激迷走神经的耳廓分支产生用于治疗预定疾病的刺激信号。刺激装置10可以经由控制接口58或其他通信电路系统连接到互联网或其他网络以接收控制信号。在这种情况下，刺激装置10可以是被配置为经由网络连接远程控制的物联网(IoT)装置。
电路板50的控制接口58可以是与智能装置120或外部控制器无线通信的无线发送器/接收器。无线通信可以是射频、光学、WIFI、
Figure BDA0002432981480000081
(用于在距固定装置和移动装置的短距离上(使用短距离无线电波)交换数据的开放无线协议)、
Figure BDA0002432981480000082
(基于无线个人区域网(WPAN)的IEEE 802.15.4-2003标准使用小型低功率数字无线电的一套高级通信协议的规范)等。
如上所述，电路板50的控制接口58可以链接到智能装置120。通过该链接，控制接口58可以将来自存储器59的数据和/或来自刺激电路54的实时数据传输至智能装置120。电路板50的控制器55还可以经由通信链接从智能装置120接收控制信号以控制电路板50的刺激电路54。智能装置120通过应用程序可以将来自刺激装置10的数据实时可视地或可听地呈现给临床医生或其他个人(包括患者)。例如，应用程序的GUI可以提供视觉信息(诸如正在治疗的疾病的类型)和电路板50的刺激电路54的操作参数(诸如由刺激电路54产生的刺激信号的频率和幅度)。
参照图5，提供了根据本公开的系统100，该系统可以包括本文上面所描述的特征和其他特征，并且被配置为刺激迷走神经的耳廓分支和治疗疾病。系统100包括耳廓刺激装置10(参见图1A和图1B)、监测装置110和智能装置120。耳廓刺激装置10可以是以上参照图1A至图4描述的装置，或者它可以是用于刺激迷走神经的耳廓分支(例如，耳廓刺激)的任何刺激装置。监测装置110是适合于测量、监测和/或确定患者的生物标记信息(诸如心率、呼吸速率、皮肤电活动、神经活动、EEG、EKG、葡萄糖水平、胆固醇、血压、存在的细胞因子的水平和/或与患者相对应的其他生理测量值或分子或酶相关信息)的任何监测装置。例如，监测装置110可以是患者体内的植入式传感器以测量患者的血糖水平。监测装置110还可以是可穿戴装置，诸如监测并确定患者的心率和呼吸速率的智能手表或手指脉搏血氧仪。
系统100的智能装置120可以是但不限于智能手机、便携式计算机、平板电脑、固定计算机或连接到网络(诸如互联网)和/或在诸如BLUETOOTHTM的通信协议下运行的可穿戴装置。在一些实施例中，智能装置120可以是被配置为无线地或经由有线连接通信并控制刺激装置10的外部控制器。
继续参照图5，智能装置120与系统100的刺激装置10和监测装置110之间的通信链接可以是无线或非无线的。智能装置120的处理器124从监测装置110接收生物标记信息。智能装置120可以使用生物标记信息来确定被配置为治疗患者疾病的刺激信号的类型。然后，处理器124与智能装置122的控制器122通信以无线或非无线地将控制信号发送至刺激装置10。控制信号由控制器接口58接收，并用于控制刺激电路54以产生处理器确定的刺激信号。
如上所述，系统100的智能装置120还可以从刺激装置10的存储器59接收数据，诸如先前的使用数据、在先前的治疗疗程或周期中刺激装置10的操作参数等，这可以帮助处理器124确定最有效的刺激信号和刺激电路54的相关操作参数以治疗患者。可选地或附加地，智能装置120可以经由应用程序的GUI来接收用户输入126，以基于用户选择的操作参数来操作刺激电路54。
参照图6，参照上述详述的系统100描述了根据本公开的治疗疾病的示例性方法200。使用本文描述的刺激装置10和系统100可以设想和考虑其他治疗方法。例如，如图所示，刺激装置10被配置为附接到患者的左耳；然而，刺激装置10可以被配置为所示装置的“镜像”，并且被附接到患者的右耳。可选地，两个刺激装置10可以被配置为彼此的“镜像”，并且每个刺激装置附接到患者的相应的耳朵并且同时或顺序地被用于双向地刺激耳迷走神经支配，如下所详述。
最初，继续参照图6，系统100的刺激装置10和监测装置110被附接到患者，使得刺激装置10被定位为刺激迷走神经，例如，刺激患者耳朵中的迷走神经的耳廓分支(步骤202)，并且监测装置110被定位为监测和确定患者的生物标记信息，例如，患者的心率和/或呼吸速率(步骤204)。在监测装置110是可植入装置(诸如葡萄糖监测可植入装置)的情况下，监测装置110包括用于将生物标记信息(诸如血糖水平)发送至智能装置120的处理器124的传输电路系统。
在刺激装置10和监测装置110就位的情况下，智能装置120可以链接到刺激装置10和监测装置110(步骤206)。智能装置120可以与刺激装置10和监测装置110无线通信；然而，在实施例中，智能装置120可以物理地链接或硬线连接到刺激装置10和监测装置110。在某些实施例中，智能装置120在刺激装置10和监测装置110就位之前被链接到刺激装置10和监测装置110。
当系统100的刺激装置10定位在耳朵周围时，刺激装置10可以经由内探头20和外探头30的内电极22和/或外电极32感测组织特性并响应于感测到的组织特性在内部校准一个或多个操作参数。还可以使用从监测装置110接收到的初始生物标记信息和/或用户输入126来校准或初始确定操作参数(步骤208)。初始生物标记信息是指在刺激迷走神经的耳廓分支之前接收到的信息。由智能装置120从监测装置110接收到的初始生物标记信息可以用于建立患者的刺激前状态(步骤210)。即，刺激迷走神经的耳廓分支之前的患者的状态。这一状态对应于一患者，该患者具有一种疾病，该疾病需要通过刺激迷走神经的耳廓分支来治疗。因此，治疗方法的目的是刺激迷走神经以治疗患者并将患者的刺激前状态调整为比刺激前状态更健康的刺激后状态。
至少基于初始生物标记信息，系统100的智能装置120可以访问将初始生物标记信息与多种疾病相关联的一个或多个数据库或存储器，并基于初始生物标记信息确定患者的一种或多种疾病，诸如高血压、高血糖水平、高温等。因此，智能装置120被配置为使用初始生物标记信息来诊断或确定患者的一种或多种疾病。
一旦智能装置120确定了一种或多种疾病，智能装置可以访问将多种疾病与多个治疗方案或治疗协议相关联的一个或多个附加的数据库或相同的数据库或存储器。智能装置120或其他计算装置可以经由诸如互联网的网络连接来访问本文所引用的所有数据库。
例如，系统100的智能装置120可以访问存储在远程位置(即基于云的网络架构)中的一个或多个数据库内存储的各种治疗方案。数据库可以是存储在远程服务器或其他计算装置中的独立数据库或数据结构。在访问存储在一个或多个数据库内的多个治疗方案之后，智能装置120或其他计算装置选择最适合用来治疗患有确定疾病的患者的治疗方案。例如，如果初始生物标记信息指示患者具有高血糖水平，则智能装置120或其他计算装置选择先前已经确定的对治疗高血糖水平患者有效的治疗方案。可以基于从患者的生物标记信息或与患者有关的其他信息收集到的其他信息来定制或调整所选的治疗方案，这些信息包括但不限于患者的血压和心率、肌肉骨骼稳定性、患者的年龄、病史、施用于患者的处方药等。治疗方案还可以由临床医生手动选择或定制，并经由用户输入126(例如，经由图形用户界面)或与刺激装置10可操作通信的其他控制器传达至智能装置120。
每个治疗方案可以包括但不限于刺激电路54的操作参数(诸如波形的类型和相应的特性(例如，频率和幅度))、治疗疗程的持续时间以及治疗疗程的次数。
在由临床医生、智能装置120或其他计算装置选择或确定治疗方案，和/或针对正在接受治疗的患者调整或定制治疗方案之后，智能装置120的控制器122或与刺激装置10可操作通信的其他控制器将控制信号发送至刺激装置10的控制器接口58，以开始治疗疗程并根据治疗方案来治疗患者(步骤220)。
控制信号可以包括用于根据治疗方案的期望刺激的参数。响应于经由控制器接口58接收控制信号，控制器55控制刺激电路54以产生波形、一系列脉冲或其他刺激信号并经由电极输出56将该波形、一系列脉冲或其他刺激信号递送至内电极22和/或外电极32以经皮刺激迷走神经(即迷走神经的耳廓分支)。
当刺激装置10非侵入性地刺激迷走神经时，智能装置120连续地实时或以预设的时间间隔经由监测装置110接收并监测生物标记信息，例如患者的心率和/或呼吸速率(步骤230)。在一些实施例中，刺激装置10的控制器接口58还可以从监测装置10接收到生物标记信息。
响应于刺激，智能装置120可以检测从监测装置110接收到的生物标记信息的变化(或未检测到变化，或未检测到明显的治疗变化)(步骤240)。如果确定在生物标记信息中没有变化或没有明显的治疗变化，则智能装置120将控制信号发送至耳廓刺激装置10以改变或调整刺激参数(步骤242)。然后方法进行到步骤220，在该步骤中，使用新的刺激参数用刺激装置10对患者进行刺激。
例如，当在步骤240中在生物标记信息中未检测到变化或未检测到明显的治疗变化时，智能装置120可以增加持续时间、幅度、频率和/或脉冲突发速率或其他信号参数，改变波形类型等，直到在生物标记信息中检测到期望的或显著的治疗变化(步骤244)。然后，保持这些刺激参数(步骤250)，并且在步骤220中继续刺激。
然而，在步骤220中使用新的刺激参数继续进行刺激之前，系统可以检查以确定刺激装置10的温度和电流是否在可接受的范围内(步骤256)。如果温度和/或电流在可接受范围之外，则关闭刺激装置10(步骤258)。
如果在步骤244中在患者的生物标记信息中检测到变化，并且生物标记信息在可接受的范围内，例如，患者的心率和/或呼吸速率在正常范围内，则智能装置120可以控制刺激装置10以停止刺激电路54的操作(步骤250)并结束治疗疗程。即，如果由智能装置120确定刺激治疗有效地使患者的刺激前状态的初始生物标记信息处于可接受的范围内，则结束刺激治疗疗程。
在治疗疗程期间获取的数据(包括对治疗患者的疾病有效的刺激参数)可以存储在存储器59、智能装置120或其他计算装置中(步骤252、254)。刺激装置10或智能装置120还可被编程为使用能够令初始生物标记信息处于正常或可接受范围内的刺激参数在将来的治疗疗程中操作刺激电路54。
刺激参数还可以被发送至远程服务器，并存储在数据结构或一个或多个数据库中，以作为给定疾病的一组治疗参数供临床医生访问。因此，随着时间推移，建立具有对应于多种疾病的治疗和患者特性(例如，年龄、肌肉骨骼稳定性等)的多组治疗参数的“智能”数据库或人工智能(AI)系统；也就是说，由于提前知道多种疾病的最佳治疗和刺激参数，数据库或AI系统可以消除或缩短许多患者的治疗疗程，。
在一些实施例中，系统100的智能装置120可以在治疗疗程之前、期间和/或之后向患者和/或临床医生提供视觉和/或听觉反馈。
参照图7，根据本公开并参照图1A至图4的刺激装置10，公开了使用脉冲作为刺激信号来刺激迷走神经的示例性治疗方法300。最初，刺激装置10被附接到患者的耳朵，使得内探头20和外探头30的内电极22和外电极32分别被相对定位并且彼此偏移(步骤310)。患者或第三方(诸如临床医生)可以将刺激装置10定位在患者的耳朵上。当刺激装置10定位在患者的耳朵上时，内电极22和外电极32定位在迷走神经的耳廓分支周围。
在刺激装置10定位并且电源开关51已设置到“接通”位置以允许操作刺激装置10的情况下，刺激电路54被激活以将分别从内探头20和外探头30的内电极22和/或外电极32处发送的脉冲递送至电极输出56。刺激电路54可以检测何时将刺激装置10附接到例如耳朵的组织，并且自激活或通过智能装置120的控制来将治疗脉冲递送至迷走神经的耳廓分支(步骤320)。例如，当组织被夹持在内电极22和外电极32之间时，该内电极和该外电极之间形成一完整电路。
当刺激装置10处于内电极22和外电极32之间未设置组织的夹持结构时，内探头20和外探头30的内电极22和外电极32之间的各自偏移可以阻止形成一完整电路。在检测到插入的组织之后并且在递送治疗脉冲之前，刺激电路54可以通过从内电极22和外电极32中的一个发送校准脉冲至另一个并确定内电极22和外电极32之间的组织电阻来校准内电极22和外电极32之间的组织(步骤330)。内电极22和外电极32之间的电阻可以用于确定要递送的治疗脉冲的参数之一。
在激活刺激电路54之后，刺激电路54在预定的时间内产生脉冲并将该脉冲递送至内电极22和/或外电极32，或者直到在两个电极之间未检测到组织(例如，使用者从耳朵处移除刺激装置10)(步骤340)。当刺激电路54将脉冲递送至内电极22和/或外电极32时，存储器58可以记录所递送的脉冲的数据，包括但不限于校准数据、检测到组织的时间、组织检测的持续时间以及递送的脉冲的参数(步骤350)。
当刺激电路54递送脉冲时，刺激装置10(例如，控制器50)可以进行安全检查(步骤370)。例如，控制器50或电路系统可以验证从电源52汲取的电流是否低于最大允许电流水平。如果从电源52汲取的电流超过最大允许电流，则控制器50可以停止刺激电路54的操作。附加地或可选地，控制器50或电路系统可以监测刺激装置10的温度，使得如果刺激装置10的温度超过最大允许温度，则控制器50可以停止刺激电路54的操作。这一治疗方法可以在很长一段时间内重复多次，以允许在两次就诊之间完成门诊程序。
在刺激装置10将脉冲递送至迷走神经的耳廓分支期间或之后，刺激装置10可以与智能装置120链接，该智能装置从存储器59接收数据，该数据包括与一个或多个治疗疗程有关的信息，诸如例如刺激电路54的操作参数(步骤360)。智能装置120可以是患者的智能装置，并将数据发送给临床医生。附加地或可选地，智能装置120可以是临床医生的智能装置，使得在定期访问时，临床医生链接到刺激装置10以从刺激装置10的存储器59接收数据。临床医生可以分析数据并更新或改变刺激电路54的一个或多个操作参数以更新或改变由刺激电路54生成和递送的脉冲的一个或多个特性。例如，临床医生可以在临床医生的办公室和/或经由网络连接远程使用智能装置120，以与刺激装置10连接并更新或改变刺激电路54的操作参数，从而更新或改变脉冲的一个或多个特性。
现在参照图8，示出了StimClipTM或耳廓刺激装置410的另一实施例，其与刺激装置10基本相似，并且仅在必要的范围内对刺激装置410的操作和结构的差异进行了描述。总体上，刺激装置410包括壳体412、第一臂或内臂420(例如，探头)、第二臂或外臂430(例如，探头)以及调节机构460，该调节机构将内探头420和外探头430耦合到壳体412，并且使得能够分别如箭头“H”和“R”所示相对于壳体412对探头420、430进行水平和旋转调节。内探头420和外探头430围绕枢转轴线“P”枢转地耦合在一起，以在将壳体412支撑在耳朵上的同时将相应内探头420和外探头430的电极422、432选择性地夹持到耳朵。更具体地，如箭头“B”所示，外探头430围绕枢转轴线“P”相对于第一探头420枢转以使探头420、430在夹持位置和非夹持位置之间移动。
刺激装置410的外探头430包括支脚430a，该支脚促进外探头430围绕枢转轴线“P”枢转运动，如上关于刺激装置410的外探头30的详细描述那样。外探头430进一步包括弧形或预弯曲的主体430b和支撑外探头430的电极432的头部430c。外探头430的支脚430a、预弯曲的主体430b和头部430c由刚性材料形成以防止外探头430挠曲。
可以理解，可以使用已知的固定技术(诸如焊接、压接、粘合、紧固等)来实现本公开的设备的任何部件的固定。
本领域技术人员将理解，本文中具体描述并在附图中示出的结构和方法是非限制性示例性实施例，并且说明书、公开内容和附图应仅被解释为示例性的特定实施例。因此，将理解，本公开不限于所描述的精确实施例，并且在不脱离本公开的范围或技术方案的情况下，本领域的技术人员可以进行各种其他改变和修改。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，结合某些实施例示出或描述的元件和特征可以与某些其他实施例的元件和特征组合，并且这样的修改和变型也包括在本公开的范围内。因此，本公开的主题不受特别示出和描述的内容限制。
附录
以下参考文献通过引用并入本文：
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Claims (26)

1.一种刺激装置，包括：
第一电极，设置在第一臂上；
第二电极，设置在第二臂上，其中，所述第二电极与所述第一电极相对并从所述第一电极处偏移；
偏置构件，被配置为将所述第一臂的一部分朝向所述第二臂的一部分推动，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个被朝向另一电极推动，以形成组织夹持结构；以及
刺激电路，与所述第一电极和所述第二电极能够操作地通信，其中，所述刺激电路被配置为产生刺激信号，所述刺激信号用于驱动所述第一电极和所述第二电极中的至少一个以刺激被夹持在所述第一电极和所述第二电极之间的组织内的神经。
2.根据权利要求1所述的刺激装置，进一步包括：控制器，与所述刺激电路能够操作地通信，以控制所述刺激电路的操作。
3.根据权利要求2所述的刺激装置，进一步包括壳体，其中，所述控制器和所述刺激电路被设置在所述壳体内。
4.根据权利要求3所述的刺激装置，其中，所述壳体被配置为定位在患者的耳朵周围。
5.根据权利要求1所述的刺激装置，进一步包括：调节机构，部分地设置在所述壳体内并且包括所述偏置构件，其中，所述调节机构使得能够改变所述臂中的至少一个的位置，以使得所述刺激装置适合或适形于各种耳朵。
6.根据权利要求1所述的刺激装置，进一步包括：控制接口，用于从用于控制所述刺激电路的外部装置接收至少一个控制信号。
7.根据权利要求6所述的刺激装置，其中，所述外部装置是智能装置。
8.根据权利要求1所述的刺激装置，进一步包括与所述刺激电路能够操作地通信的电源。
9.根据权利要求8所述的刺激装置，其中，所述电源是能够再充电的电源。
10.根据权利要求2所述的刺激装置，进一步包括与所述控制器能够操作地通信的存储器，其中，所述存储器被配置为存储所述刺激装置的使用数据和操作参数。
11.根据权利要求1所述的刺激装置，其中，所述神经是迷走神经，并且其中，所述刺激装置被配置为定位在耳朵周围以刺激所述迷走神经的耳廓分支。
12.一种诊断和治疗系统，包括：
智能装置；和
刺激装置，与所述智能装置能够操作地通信并且被配置为从所述智能装置接收至少一个控制信号，所述刺激装置包括：
第一电极，设置在第一臂上；
第二电极，设置在第二臂上，其中，所述第二电极与所述第一电极相对并从所述第一电极处偏移；
偏置构件，被配置为将所述第一臂的一部分朝向所述第二臂的一部分推动，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个被朝向另一电极推动，以形成组织夹持结构；以及
刺激电路，与所述第一电极和所述第二电极能够操作地通信，其中，所述刺激电路被配置为在接收到所述至少一个用于驱动所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的控制信号之后产生刺激信号以刺激被夹持在所述第一电极和所述第二电极之间的组织内的神经。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述智能装置与存储有与多种疾病相对应的多个治疗方案的存储器和数据库中的至少一个能够操作地通信。
14.根据权利要求12所述的系统，进一步包括与所述智能装置和所述刺激装置中的至少一个能够操作地通信的监测装置，其中，所述监测装置将生物标记信息发送至所述智能装置和所述刺激装置中的至少一个。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述智能装置使用所述生物标记信息来确定患者的至少一种疾病，并且其中，所述智能装置从用于治疗所述患者的所述至少一种疾病的多个治疗方案中确定至少一个治疗方案。
16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述智能装置包括至少一个具有相应的图形用户界面的应用程序，所述图形用户界面用于接收至少一个用户输入以控制所述刺激装置的至少一个操作参数。
17.一种通过刺激神经进行治疗的方法，所述方法包括：
将组织夹持在刺激装置的第一电极和第二电极之间，所述第一电极与所述第二电极相对设置并从所述第二电极处偏移；以及
驱动所述刺激装置的刺激电路，以产生刺激信号并将所述刺激信号递送至所述第一电极和所述第二电极中的至少一个以刺激所述被夹持的组织内的神经。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述组织是耳朵组织，并且所述神经是迷走神经的耳廓分支。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括监测生物标记信息并根据所述生物标记信息确定治疗方案。
20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括根据由监测装置接收的生物标记信息来改变所述刺激装置的至少一个刺激参数。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述监测装置在正在接受治疗的患者的外部。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述监测装置是可植入传感器。
23.根据权利要求17所述的方法，进一步包括通过至少一个控制器来控制所述刺激装置的所述刺激电路。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述至少一个控制器位于与所述刺激装置能够操作地通信的智能装置中。
25.根据权利要求23所述的方法，进一步包括经由图形用户界面通过用户输入来控制所述至少一个控制器。
26.根据权利要求1所述的刺激装置，其中，所述第一臂和所述第二臂中的至少一个被配置为在至少一个弯曲结构和非弯曲结构之间移动。
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