CN112955209A - 用于治疗消化道系统并与呼吸同步刺激的非侵入性装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种非侵入性人体工学的自用装置，包括多个电极及与所述多个电极电连通的一处理器，所述处理器被配置为在所述多个电极接收使用者个体信号的至少一ECG操作模式与所述多个电极产生用于刺激使用者的腹部肌肉的多个电脉冲的一EPG模式之间切换两个或更多个所述电极。

Description

用于治疗消化道系统并与呼吸同步刺激的非侵入性装置及 方法
技术领域
本发明在一些实施例中涉及一种医疗装置，且更具体地，但非排他地涉及一种与消化道系统有关的装置及方法。
背景技术
胃食管逆流疾病(gastroesophageal reflux disease，GERD)是由胃酸从胃中进入食道所引起的。GERD通常是由胃与食道之间的屏障的改变所引起的，包括食管下括约肌(lower esophageal sphincter，LES)的异常松弛(通常使胃的顶部保持闭合)、食管的胃逆流的排出的功能受损，或裂孔疝气。
诸如胃食管逆流疾病(GERD)的消化道系统疾病的治疗通常是通过改变生活方式及药物治疗。药物治疗与各种不良反应有关，引起人们对其长期使用的安全性的关注。手术疗法及内窥镜介入为不响应药物疗法的使用者或不愿长时间使用此类药物的使用者提供另一种选择，然而，其亦与不良反应有关。
相关技术的前述实例及与之相关的限制旨在进行说明而非排他的。通过阅读本说明书并研究附图，相关领域的其他限制对于本领域技术人员将变得显而易见。
背景包括美国专利US 9,925,375，其是于2018年3月27日所获准的标题为“用于治疗胃食道逆流疾病(GERD)及消化道系统的非侵入性装置及方法”。
背景包括由奥尔堡大学的生物医学工程及信息学系的拉瑟·索尔特-彼得森(Lasse Sohrt-Petersen)所发表的硕士论文“用于在心率变异性的研究中ECG派生呼吸算法的评估”。
发明内容
结合旨在示例性及说明性的而非限制范围的系统、装置及方法来描述及说明以下的实施例及其方面。
本公开的标的的一示例性实施例是一种非侵入性治疗装置，所述非侵入性治疗装置包括多个电极，以及一处理器，电连接至所述多个电极，其中所述处理器被配置为在所述多个电极接收受试者身体信号的一ECG操作模式与所述多个电极产生用于刺激腹部肌肉的多个电脉冲的一EPG模式之间切换所述多个电极的至少两个。根据一些实施例，所述处理器进一步被配置为自所述多个电极所接收的ECG信号中检测吸气阶段，以及由于所述检测到所述吸气阶段而自所述ECG模式切换至所述EPG模式。根据一些实施例，所述检测包括利用心电图派生呼吸算法以检测所述吸气阶段。根据一些实施例，所述装置进一步被配置用于通过所述刺激来治疗消化道症状，其中所述消化道症状是选自由胃食管逆流、肥胖及便秘所组成的群组。根据一些实施例，所述电极被配置为在所述受试者的腰围水平处位于腹部肌肉的上方。根据一些实施例，所述处理器进一步被配置为使用于刺激腹部肌肉的所述多个电脉冲与所述受试者的吸气阶段同步，并且在心跳之间，从而避免遗失ECG数据。根据一些实施例，所述多个电极具有用于操作EPG模式ECG模式的双重功能。根据一些实施例，所述装置进一步包括可连接至所述多个电极的一ECG电路，其中所述切换至所述EPG操作模式包括将所述ECG电路与所述多个电极断接，且其中所述切换至所述ECG模式包括将所述ECG电路重新连接至所述多个电极。根据一些实施例，所述处理器被配置为在多个脉冲突发之间自所述EPG操作模式切换至ECG操作模式。根据一些实施例，所述装置包括电连接至所述处理器的一或多个加速计或一陀螺仪单元；其中所述加速计或所述陀螺仪单元被配置为根据身体位置及身体活动来调节刺激强度。根据一些实施例，所述处理器被配置为检测肌肉对刺激的响应并调节刺激参数，以产生稳定的肌肉运动。
本公开的标的的另一示例性实施例是一种非侵入性治疗装置，所述非侵入性治疗装置包括一ECG传感器，所述ECG传感器包括多个电极，所述多个电极被配置为定位在一受试者的一腹部区域中，其中所述多个电极被配置为监测所述受试者的ECG信号，且在所述腹部区域的肌肉上施加刺激；一压电式传感器，被配置为根据所述腹部区域的腰围及位置的变化来产生一第二信号；以及一处理器，电连接至所述电极；其中，所述处理器被配置用于检测自所述ECG传感器所检测到的所述受试者的呼吸的呼吸循环时间的一第一变化，以及用于检测自所述压电式传感器所检测到的所述受试者的呼吸的呼吸循环时间的一第二变化；用于自所述第一变化及自所述第二变化中选择与最低变化相关联的一传感器，以及用于通过所述被选择的传感器所检测到的吸气阶段进行施加所述刺激。根据一些实施例，所述装置进一步包括一条带，所述条带使所述压电式传感器及所述多个电极中的至少一电极基座互连，且被配置为在吸气期间或呼气期间在所述压电式传感器与所述至少一电极基座之间传递所述腹部的运动，进行检测所述第二吸气阶段。根据一些实施例，所述多个电极包括多个磁性螺柱；所述多个磁性公螺柱吸引安装在一塑料基座中的多个母卡扣部，以保持适当的机械性及导电性耦合。
本公开的标的的一示例性实施例是一种装置，所述装置包括多个电极，被配置为定位在一使用者的一腹部区域中；一压电式传感器，被配置为根据所述腹部区域的腰围及位置的变化来产生一第二信号；以及一条带，其中所述条带使所述压电式传感器及所述多个电极中的至少一电极基座互连，且被配置为在吸气期间或呼气期间在所述压电式传感器与所述至少一电极基座之间传递所述腹部的运动，以监控所述使用者的所述吸气情况。
根据一些实施例，所述多个电极包括多个磁性螺柱；所述多个磁性公螺柱吸引安装在一塑料基座中的多个母卡扣部，以保持适当的机械性及导电性耦合。
本公开的标的的一示例性实施例是一种装置，所述装置包括两个TENS电极，其中所述两个电极被配置为定位在一使用者的腹部区域中；一非接地的ECG放大器，与所述两个电极相连接且被配置用于放大ECG信号；以及一处理器，电连接至所述两个电极，其中所述处理器被配置用于自所述两个电极接收使用者个体信号，以自所述信号计算ECG结果，并将所述ECG结果传递至一应用程序。
根据本发明的一些实施方式的一方面，提供一种用于治疗胃食道逆流疾病(GERD)及消化道系统的非侵入性装置及方法(以下称为：“所述装置”)。在一些实施例中，所述装置被配置为影响腹部肌肉。在一些实施例中，腹部肌肉继而促进消化道系统的活动(例如，收缩及/或运动)。在一些实施例中，腹部肌肉受到由多个电极所施加的多个电脉冲的影响。在一些实施例中，电脉冲的产生与呼吸周期的特定阶段(例如，吸气)同步。在一些实施例中，所述装置包括一压电式组件，所述压电式组件被配置为在呼吸周期的期间，根据腹部区域的腰围以及多个电极相对于彼此的空间位置及方位的变化来产生信号。在一些实施例中，压电式组件被安装在一半刚性系统或刚性系统底座的一端部。在一些实施例中，所述底座耦合至至少一电极基座。在一些实施例中，所述底座是耦合在两个电极基座之间。在一些实施例中，所述底座耦合至装置控制箱。在一些实施例中，所述底座耦合至一腰带。
在一些实施例中，脉冲产生与呼吸周期的特定阶段同步。在一些实施例中，脉冲产生与呼吸周期的吸气阶段同步。在一些实施例中，关于呼吸周期的阶段的信息是从ECG分析中得到。
在一些实施例中，装置产生多个电脉冲。在一些实施例中，多个脉冲与身体信号同步。在一些实施例中，身体信号包括与呼吸相关的胸部运动、与呼吸、ECG、胸部阻抗、血氧仪读数、身体运动(加速计)及身体位置相关的腹部运动。在一些实施例中，在呼吸循环的吸气阶段期间施加多个电脉冲。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供一种装置，所述装置包括：两个或更多个电极，以及电连接至所述多个电极的一处理器。所述处理器被配置为在多个电极监控多个ECG信号的一ECG操作模式与所述多个电极产生用于刺激腹部肌肉的多个电脉冲的一刺激模式之间切换多个电极。
在一些实施例中，所述装置包括具有一EDR(心电图派生呼吸)算法的一处理器，所述算法被配置为自ECG信号中所得出的呼吸周期的阶段。
在一些实施例中，所述处理器被配置为与呼吸周期的多个阶段同步在多个操作模式之间，例如电脉冲产生及ECG监控，进行切换。根据一些实施方式，电极被配置为在吸气期间与消化道系统所施加的压力的增加同步接收多个ECG信号及/或传递多个刺激脉冲。
在一些实施例中，所述装置包括至少一第一对电极，所述至少一第一对电极被配置为监控多个ECG信号；以及一第二对电极，所述第二对电极被配置为施加影响腹部肌肉的多个电脉冲。
在一些实施例中，所述多个电极包括一粘合表面(例如，导电水凝胶)，所述一粘合表面被配置为将所述多个电极粘附至皮肤。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供一种装置，包括：两个或更多个电极，用于通过与呼吸循环阶段同步传递多个电脉冲来刺激腹部肌肉，且所述多个电极在传递多个刺激电脉冲之间监控多个ECG信号。
根据一些实施例，电装置包括一处理器，所述处理器控制所述多个电脉冲的刺激及/或终止。在一些实施例中，所述处理器被配置为运行用于识别派生自多个ECG信号的呼吸阶段的一算法，所述多个ECG信号例如派生自ECG的呼吸(EDR)。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供一种装置，包括：一压电式(PE)组件，用于在呼吸周期期间根据使用者的腹部区域的腰围的变化来产生信号，以及两个或多个刺激电极，用于通过与压电式组件信号同步传递多个电脉冲来刺激一使用者的腹部肌肉。在一些实施例中，压电式(PE)组件被配置为根据两个或更多个电极相对于彼此及/或相对于PE组件的位置的变化来产生信号。
在一些实施例中，由压电式组件所检测到的腹部区域的腰围的变化是处于在呼吸循环阶段之间的一或多个过渡阶段。根据一些实施例，电极基座连接至压电式传感器，使得压电式组件的多个信号对应于电极基座的一相对运动，所述电极基座是相对于压电式传感器。在一些实施例中，所述相对运动对应于多个呼吸循环阶段。
根据一些实施例，所述装置包括一条带，所述条带使所述压电式(Piezoelectric，PE)组件及至少一个电极基座互连。在一些实施例中，所述条带在轴向上是不可延伸的且不可压缩的，且被配置为在吸气期间及/或在呼气期间，于PE传感器与一或多个电极基座之间传递相对运动。在一些实施例中，所述条带是刚性的。
除了上述示例性方面及实施例之外，通过参考附图且通过研究以下详细的描述，其他方面及实施例将变得显而易见。
本公开所公开的一技术问题是如何优化在多个刺激脉冲与患者的呼吸之间的同步。仅在整个吸气周期腹部压力为正值(或刚性)时，才需要进行同步以产生脉冲。
一技术解决方案是通过一压电式传感器经由LP(低通)滤波器(定义为压电式模式)及通过EDR(ECG派生呼吸)方法(定义为ECG模式)以同时检测呼吸阶段，并选择性能最高的模式以用于确定下一个多个刺激脉冲序列的时间。根据一些实施例，所述装置通过ECG模式或通过压电式模式来确定每次刺激的吸气阶段。根据一些实施例，各传感器(ECG传感器及压电式传感器)在各吸气循环中输出呼吸的时间。装置计算各传感器在一特定时间段内连续检测之间的偏差。在一实例中，特定时间段是10秒。装置选择更稳定的传感器来确定吸气期间，以使刺激与吸气期间同步。
一稳定模式是在一特定时间的间隔周期内，呼吸的连续检测时间之间的平均偏差最小。通常在静止状态下，压电式模式会更稳定，然而在运动中，由于结合身体运动，压电式模式会变得嘈杂。因此，在运动中，ECG模式通常会变得更稳定，并导致装置相应地更改模式。
另一技术问题是如何利用刺激多个电极来检测ECG信号。此种利用使得能够从置放在患者髋部中的条带检测ECG，而无需置放常规的ECG装置通常所使用的多个电极。
另一技术解决方案是实现仅使用两个用于刺激的大尺寸电极的单通道ECG，从而简化装置的使用。典型地，ECG需要一第三接地的电极，然而系统是浮动的(例如，与任何导电组件隔离)。
加速计的功能：
1.身体位置检测可根据身体位置调节刺激强度。
2.身体活动(如步行、跑步)检测可根据身体活动调节刺激强度。
3.可使压电同步至呼吸循环。
4.检测肌肉对刺激的反应，以使装置能够产生稳定的肌肉运动。
根据一些实施例，装置将ECG数据用于EDR算法。所述装置通过BLE通信以无线方式连接至应用程序，且根据需要其尺寸小，以减少来自噪声环境的干扰，因此无需接地的电极即可监控良好的多个ECG信号。
由于在ECG放大器的输入(数mV的量级)及刺激输出(大约120V至300V)之间存在极大的差异，因此两者皆使用相同的电极，其需要保护ECG放大器免于受到在模拟突发结束后的高电压刺激，以及残留在电极中的电荷。保护是通过以下方式实现：通过一对光耦合器(由主处理器所控制)与ECG的断接，且在突发结束后短时间(0.5至5mS)短路，以使电极放电。
附图说明
在附图中示出示例性实施例。为了方便且清楚地说明，通常选择在附图中所示的组件及特征的尺寸，且不一定按比例显示。此等图式在以下列出。
图1A、1B及1C是简单说明根据本发明的一些实施例的一电装置(以下称为装置)的透视图；
图2是简单说明根据本发明的一些实施例的将装置定位在一人类身体上的平面图；
图3A、3B及3C是根据本发明的一些实施例的由装置所监控的心电图输出及呼吸波形所叠加的简化图；
图4是根据本发明一些实施例的装置操作的简化电流程图；
图5A是简单说明根据本发明的一些实施例的安装在连接有条带的一电极基座上的装置PE传感器的平面图及剖面图；
图5B、5C、5D及5E是简单说明根据本发明的一些实施例的装置PE传感器的示图；
图6A、6B及6C是简单说明根据本发明的一些实施例的装置及电极-皮肤接触表面的分解图及平面图；
图7A、7B及7C是简单说明是根据本发明的一些实施例的用于装置定位器的一定位器；
图8A及8B是描述根据本发明的一些实施例的经EDR所获得的与呼吸周期信号相关的脉搏率变化及R峰幅度的图表；
图9A、9B及9C是描述根据本发明的一些实施例的基于脉搏率变化(图9A)、R峰幅度(图9B)及其两种算法(图9C)的组合的经EDR所获得的处理器脉冲生成触发点，其是通过对照一鼻流量传感器热敏电阻所检测的参考呼吸信号而绘制；
图10是在受试者移动时所产生的数据的背景干扰下所获得的示例性EDR触发的图表；
图11A及11B是在运动中自PE组件传感器所获得的多个信号以及通过一低通2Hz滤波器自PE组件传感器所获得的多个信号的呼吸周期的图表；
图12A及12B是自静止(12A)及运动时间(12B)的压电式组件传感器的输入所获得的触发器位置的图表；
图13是简单说明根据所公开的标的的一些实施例的控制单元的示图；
图14A、14B、14C、14D及14E示出所公开的装置的用于操作、控制生理参数报告的应用程序的示例性屏幕截图。
具体实施方式
本发明的实施例公开一种非侵入性人体工学的自用装置，用于促进胃肠道系统疾病或症状，例如胃食道逆流疾病(GERD)、肥胖及便秘的治疗。所述装置适于被置放在使用者腹部的皮肤上并产生影响腹部肌肉的电脉冲，所述电脉冲继而施加影响食管排空及/或抑制胃逆流并减轻胃食管逆流症状的腹内压。
在一些实施例中，多个电脉冲与使用者身体信号同步。例如，多个脉冲可与呼吸周期、心率-ECG读数、单调运动及身体位置同步。可通过装置中所包含的传感器来完成同步。在某些情况下，呼吸及身体位置会改变胃及食道的压力和位置。在一些实施例中，仅当与呼吸周期相关的腹部压力为正值时，即在吸气期间，多个电脉冲才与呼吸周期同步并产生多个脉冲。在一些实施例中，例如，对于GERD的治疗，多个电脉冲在腹部压力升高时产生，而在腹部压力降低时终止。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供所述装置。在一些实施例中，所述装置包括被配置为产生多个电脉冲的多个电极。在一些实施例中，多个电极被配置为接收多个ECG信号。在一些实施例中，多个电极是双重功能(例如，TENS/ECG监控)电极。
在一些实施例中，所述装置包括一处理器，所述处理器被配置为将多个电极的功能模式自一ECG信号接收模式(ECG模式)及一电脉冲产生模式(EPG模式)切换。在一些实施例中，所述装置处理器被配置为在多个电脉冲的突发之间将多个电极的功能模式自一脉冲产生模式切换至一ECG信号接收模式。在一些实施例中，所述装置处理器被配置为在一或多个脉冲突发内的各个脉冲之间将电极的功能模式自一电脉冲产生(EPG)模式切换至一ECG信号接收模式(ECG模式)。
据一些实施例，所述处理器被配置为与呼吸循环阶段同步在EPG(一电脉冲产生模式)与ECG(心电图仪)模式之间切换。在一些实施例中，所述处理器被配置为分析来自多个电极的多个ECG信号，并从ECG分析中得出一给定时间段内的呼吸周期波形。在一些实施例中，所述处理器被配置为在任何给定时间，自导出的波形识别呼吸周期的一呼吸阶段。在一些实施例中，处理器被配置为在呼吸周期期间，使多个刺激脉冲的产生与由腹肌在消化道系统(例如，胃、食道)上所施加的压力的增加或减少同步。在一些实施例中，所述处理器被配置为控制多个刺激电脉冲的多个参数，例如：频率、幅度、波形及电流。
在一些实施例中，多个电极包括粘合表面(例如，粘合水凝胶)，并通过粘合而粘附至身体。在一些实施例中，仅通过粘合即可将装置施用于使用者的身体，而无需其他的支撑件(例如，腰带或安全带)协助。在一些实施例中，所述装置包括至少一腰带，用于将所述装置固定在腹部区域上。
根据本发明的一些实施例的一方面，刺激与呼吸之间的同步可通过用于促进消化道活动(例如，收缩及/或运动)的方法来使用。在一些实施例中，所述方法包括刺激腹部肌肉。在一些实施例中，所述方法包括在脐部的水平处将多个电极附接至使用者的身体。在一些实施例中，所述方法包括获取一或多个呼吸周期波形且至少识别呼吸周期的吸气阶段。在一些实施例中，在呼吸周期的吸气阶段期间，自两个或更多个电极产生一或更多个电脉冲。在一些实施例中，所述方法包括获取多个ECG信号。在一些实施例中，使用EDR(心电图派生呼吸)技术获取一或多个呼吸周期波形，且至少识别呼吸周期的吸气阶段。在一些实施例中，所述方法包括在所产生的刺激电脉冲之间获取ECG数据。根据本发明的一些实施例的一方面，所述电子装置包括一压电式组件，所述压电式组件被配置为根据在呼吸周期期间腹部区域的腰围的变化以及多个电极相对于各个电极的空间位置及方位的变化来产生多个信号。在一些实施例中，压电式组件检测呼吸循环阶段之间的过渡阶段，例如吸气及/或呼气的开始。在一些实施例中，压电式组件安装在半刚性或刚性安装件的端部。在一些实施例中，所述底座被耦合在至少两个电极基座之间。在一些实施例中，所述底座被耦合至一装置控制箱。在一些实施例中，所述底座被耦合至一腰带。
根据一些实施例，所述装置包括一条带，所述条带使压电式组件与至少一电极基部互连。在一些实施例中，条带被构造为在整个呼吸循环中(在吸气期间及在呼气期间)在电极基座与压电式组件之间传递相对的运动。在一些实施例中，所述条带是轴向不可延伸的且不可压缩的。在一些实施例中，所述条带是刚性的。在一些实施例中，所述条带包括一腰带的一部分。
现在参考图1A、1B、1C及2，其是简单说明根据本发明的一些实施例的装置及装置的实施方式的透视图及平面图。如图1A所示，电子装置100包括两个或多个电极102级104，分别安装在电极基座110/112上，电极基座110/112分别与连接条带106的相对两端相连。在一些实施例中，电极102/102中至少一个的表面104被生物兼容性粘合剂(例如，导电水凝胶)水凝胶628涂覆，所述水凝胶628被配置为使得一或多个电极102/104能够多次使用至皮肤上而无需额外的支撑件，例如使用一腰带。在一些实施例中，一或多个基座110/112包括条带106的一部分。在一些实施例中，多个电极102/104是双重功能(例如，EPG/ECG监控)电极。EPG功能包括多个产生刺激腹部肌肉的脉冲，且ECG功能监控身体的多个ECG信号。如在本文的其他的地方更详细地解释，多个电极102/104的EPG/ECG监控功能在一设定的时间段内交替。
在一些实施例中，装置100包括一控制箱108，所述控制箱108容纳例如处理器电路板、开关、升压器及一至少处理器202(图4A)的电组件。在一些实施例中，处理器202与电极102/104以电及/或数据连通。如本文中其他的地方更详细地解释，在一些实施例中，处理器202被配置为在至少一ECG操作模式与一EPG模式之间切换多个电极102/104。设置为一ECG模式时，多个电极会监控身体的多个ECG信号；设置为一EPG模式时，多个电极会产生电脉冲以刺激腹部肌肉，进而促进消化道活动。在一些实施例中，所述装置包括单独的ECG操作电极模式及EPG操作电极模式。在一些实施例中，多个电极102/104是一次性的。
根据一些实施例，装置100包括分别在端部606及604处互连多个电极基座110/112的条带106(图6A)。在一些实施例中，条带106在多个电极基座110/112之间传递一电极基础，所述电极基础是通过一呼吸循环(吸气及呼气)期间胸部及/或腹部肌肉的扩张及收缩所产生。在一些实施例中，具有控制箱108的多个电极102/104经由在条带106内的至少一电导线管及数据导线管进行电通信及数据通信。
根据一些实施例，电子装置100包括多个控制按钮204。在一些实施例中，所述控制按钮204可启用手动激活或终止刺激脉冲。在一些实施例中，激活是通过条带106在耦合至条带106的一端的一压电式(PE)组件上所施加的张力而自动进行。在一些实施例中，装置100由一移动装置(例如，智能电话、智能平板电脑或笔记本电脑)上的一应用程序激活。
如图2的示例性实施例所示，在腹直肌及外斜肌上方的身体侧面产生刺激电脉冲，提供装置100最有效的消化道反应且主要是食道及胃。
如图2所示，其是简单说明图1A的装置的实施方式的透视图，本公开的作者发现，将脉冲发射电极(例如102/104)定位在在受试者的腰线水平处的腹部肌肉，例如在腹直肌及外斜肌上，可提供最有效的消化道的治疗。如图2的示例性实施例所示，电极102以一水平构型置放在下腹直肌的上方，电极104以垂直构型置放在下斜肌的上方。如本文中其他的地方更详细地说明，在呼吸周期的期间，在腹直肌及外斜肌之间的运动差异通过施加至PE传感器508上的拉力/压缩力的变化来表示。
根据一些实施例，呼吸周期的一或多个阶段由多个电极102/104所检测到的信号确定。根据一些实施例，多个电极102/104在呼吸周期的期间通过腹部肌肉施加在消化道系统(例如，胃、食道)上的压力的增加或减少同步传递刺激脉冲。
现在参考图3A、3B及3C，其统称为图3。图3A、3B是根据本发明的一些实施例的一电刺激脉冲图及通过装置的一处理器所产生的一ECG读数所叠加的简化图。图3C是根据本发明一些实施例的通过一鼻压力传感器或一鼻热敏电阻所监控的一电刺激脉冲图、一ECG读数及呼吸参考所叠加的简化图。在一些实施例中，如图3A和3B所示，装置100处理器202被配置为平均每秒大约1000次在各个心跳之间的时间段385(例如，在60BPM处)对多个ECG信号进行采样。在一些实施例中，且如图3A所示，多个电脉冲330是双相的，具有一定的时间模式及一可选的调节模式。所产生的多个脉冲330与患者呼吸阶段同步，且在吸气阶段的期间，在心跳之间且以一预定的模式(例如，速率及/或持续时间)所产生。
如本文中其他的地方更详细地解释，装置100的多个电极102/104是双重功能的电极(例如，EPG/ECG监控)，且被分时以产生多个脉冲或读取多个ECG信号。在此种配置中，在脉冲产生期间，多个电极102/104并不读取多个ECG信号，反之亦然。如本文中其他的地方所述，ECG每秒采样200至1500次。例如，在一些实施例中，以60BPM的心率在心跳之间对于1000个样本进行ECG采样。相对于在ECG周期385的持续时间(大约1秒)，单一生成的脉冲的持续时间非常短(大约0.45mS)，因此，在脉冲突发产生的期间，自ECG读取中的未读取部分325所输入的丢失ECG可忽略不计。
如本文中其他的地方所述，在一些实施例中，多个电极102/104是双重功能(例如，EPG/ECG监控)电极。所述EPG功能包括产生刺激电消化道系统的多个刺激脉冲及监控身体的多个ECG信号的ECG功能。如本文中其他的地方更详细地解释，多个电极102/104的EPG/ECG监控功能在一设定的时间段内交替。
在一些实施例中，多个电脉冲330被生成为多个短脉冲的调节突发。在一些实施例中，单一突发包括5至25个脉冲、10至20个脉冲或13至16个脉冲。在一些实施例中，一脉冲持续时间在0.10至0.60mS、0.20至0.55mS或0.30至0.50mS之间。在一些实施例中，在呼吸周期的吸气阶段施加1至3次突发。
在一些实施例中，且如图3C所示，关于呼吸周期的信息是从一呼吸监控器所获得的，呼吸监控器例如是置放在一受试者鼻孔附近的一鼻压力传感器或一鼻热敏电阻。
在一些实施例中，除其他外，在腰围水平处，胸腔的扩张暂时增加身体的周长，从而在条带106上施加张力。此种张力拉紧PE传感器508以指示胸腔扩张或吸气的电信号。吸气阶段375是一段时间，在所述期间内，由于隔膜及胸腔的扩张，对腹部器官(例如，胃)的压力最大。
在呼气时，所述过程是相反的，且由于条带106在轴向上是不可延伸的且不可压缩的或刚性，因此胸腔收缩在腰部水平处减小身体的周长，并在条带106上施加压缩力，其表示为自PE传感器508产生负电信号(逆的)。处理器202被配置为识别由PE传感器508发出的并传递至处理器202的多个信号，以及识别与呼吸周期322的吸气阶段375相关的多个信号(图3C)。一旦被识别，处理器202将多个电极102/104切换至EPG操作模式，继而产生影响腹部肌肉的脉冲突发。
如图3A的示例性实施例所示，处理器202将多个电极102/104切换(激活)为EPG操作模式，以在吸气阶段375时或刚好在吸气阶段375之前产生多个脉冲330的脉冲突发332，并在吸气阶段375时或刚好在吸气阶段375结束390后切换(不激活)多个电极102/104至ECG操作模式。
额加地或可替代地，电子装置100包括一ECG监控器406，所述ECG监控器406被配置为将多个ECG信号320传送至处理器202，所述ECG信号320不仅提供有关呼吸周期阶段(即，吸气/呼气)的信息，而且亦吸气阶段的起始时间350，在此时间消化道治疗是最有效的。在一些实施例中，且如本文中其他的地方更详细地解释，多个电极102/104被配置为多个接收ECG信号。
本文中其他的地方所解释，处理器202被配置为运行一算法，所述算法用于识别自多个ECG信号(例如，ECG派生的呼吸(EDR))所派生的呼吸波形及阶段。在一些实施例中，处理器运行用于识别自ECG R-R间隔推断出的呼吸波形的算法。
所述EDR(ECG派生呼吸-一种从一ECG所获得的一呼吸信号的技术)技术基于ECGQRS模式：心率变化、R峰值振幅及QRS区域的变化。
如图3B所示，在一些实施例中，脉冲持续时间是0.2mS，且在多个脉冲之间的间隙持续时间395是约28mS(突发持续时间是约450mS且多个突发之间的间隙可在0mS至1000mS之间变化)。在一实施例中，可在多个脉冲之间(例如，以1KHz的速率)获取多个ECG样本。同时，开关系统在脉冲之前不久断接ECG电路，且在脉冲之后不久重新连接ECG(脉冲之前切换至EPG模式且在脉冲之后切换至ECG模式)。在此种配置中，仅丢失约0.1-0.2％的样本(图3B，325)。然而，心跳的检测不受影响。
在一些实施例中，且如图3C所示，处理器202同步所生成的突发，从而在预测的连续心跳之间以及在呼吸周期的吸气阶段375期间产生突发。在此种配置中，处理器202在突发之后大约10至100mS切换至ECG操作模式，且在下一个心跳之前不久返回至EPG操作模式。自EPG过渡至ECG时，会将多个电极短路0.5mS至2mS的持续时间，以使电极放电。
为了保护ECG电路免受高压刺激信号的影响，进行ECG电路与电极的断接及电极的放电。如本文中其他的地方所解释，在一些实施例中，多个电极102/104是双重功能(例如，EPG/ECG监控)电极，使得电极在EPG操作模式期间无法进行ECG采样。
在整个呼吸周期322中获取一完整的ECG读数320/320-1的潜在优势在于，其为处理器202提供用于EDR分析的准确的ECG数据库，且在呼吸周期的各个点上准确地识别多个阶段及多个阶段的一部分。
在准确识别呼吸周期的多个准确阶段点方面的潜在优势在于，处理器202能够准确识别吸气阶段375的起始点，并使电脉冲突发332的施加与呼吸周期中消化道的刺激治疗最有效的时间点同步。
在一些实施例中，处理器202与一或多个电开关装置通信，所述电开关装置将电极102/104自ECG操作模式切换至EPG操作模式，反之亦然。例如，当开关处于一闭合位置时，多个电极102/104被切换至一ECG操作模式以接收多个ECG信号320。可替代地，当开关处于一开启位置时，多个电极102/104被切换至EPG，并与双相脉冲产生器及一DC/DC转换升压器(例如120VDC 410升压器)通信，并产生多个刺激脉冲330。
所述配置中的潜在优势在于，在一些实施例中，处理器202被配置为在一ECG操作模式与获取多个ECG信号320与一EPG操作模式之间切换多个电极102/104的一操作模式，并产生多个电脉冲330的突发332。此配置的一潜在优势在于，处理器202配置为在脉冲330的脉冲突发332之间及/或各个脉冲330之间将多个电极102/104切换至一ECG操作模式。
在一些实施例中，处理器202被配置为控制及调整由多个电极102/104所产生的多个脉冲330的多个参数，例如频率及/或突发形式(脉冲幅度、电压、电流等)。在一些实施例中，多个电极102/104在一ECG操作模式与EPG操作模式之间放电。
在一些实施例中且如图3C所示，装置100处理器202配置为将多个电极102/104自一ECG操作模式切换为获取ECG信号320至一EPG操作模式，以产生多个电脉冲的多个脉冲突发332，其是在至少下列条件共存的时间段330产生：呼吸周期322是处于吸气阶段375以及ECG是处于心跳之间，即QRS复合体。
根据本发明的一些实施例，装置100的电脉冲330是由以下多个参数定义：25至40Hz之间的频率。在一些实施例中，所述频率是35Hz。在一些实施例中，多个脉冲是双相的。在一些实施例中，一脉冲的持续时间是介于0.35mS与0.50mS之间。在一些实施例中，双相脉冲的持续时间是0.45mS。在一些实施例中，在多个脉冲330之间存在28mS的一间隙。在一些实施例中，多个电极102/104被配置为在28mS的间隙395期间在切换至ECG操作模式之前放电。在一些实施例中，电脉冲330电势是介于100V与140V之间或110V与130V之间。在一些实施例中，电脉冲330的电位是120V。
现在参考图4，其是根据本发明的一些实施例的电子装置100的操作的简化流程图。如在图4中在框402处所描绘的示例性实施例所示，多个电极102/104处于一ECG操作模式且被配置为接收多个ECG信号。在框404中，来自多个电极102/104的多个ECG信号被传递至处理器202。PE传感器508(框406)同时或连续地将与呼吸周期期间的身体周长的变化相关联的信号传递至处理器202。在框408处，处理器202分析自多个电极102/104及PE传感器508所接收到的输入，并基于所接收到的输入来识别呼吸周期阶段。在框410处，处理器202确定呼吸周期322的吸气阶段375的起始，且在框412处将多个电极102/104自ECG操作模式(框402)切换至一EPG操作模式，在框414处，多个电极102/104产生多个刺激脉冲330。在产生多个刺激脉冲330之后，及/或在各个脉冲之间(框416)，如本文中其他的地方所详细说明，处理器202在框418处将多个电极102/104自EPG操作模式(框412)切换回在框402处的ECG操作模式，从而停止多个电脉冲330的产生(框420)。
在框422处识别出呼吸周期322的一呼气阶段380时，PE传感器508处理器202将在框418处的多个电极102/104自EPG操作模式(框412)切换回在框402处的一ECG操作模式，从而停止多个电脉冲330的产生(框420)。
现在参考图5A，其是安装在一互连条带上的装置PE传感器的剖面图及平面图，以及图5B、图5C、图5D及图5E是简单说明根据本发明的一些实施例的装置PE传感器的剖面图。如图图5A、5B及5C的示例性实施例所示，一装置500包括安装在一底座550上的压电式(PE)传感器508。在一些实施例中，所述底座550包括耦合至一或多个悬臂512的一弹性PE基座509。在一些实施例中，弹性PE基座509是由金属及/或一聚合物所制成。
在一些实施例中，PE底座550耦合至一轴向不可延伸的且不可压缩的条带106。所述条带106将PE传感器508底座550及电极基座112互连，从而使电极基座112相对于底座550的运动通过带106施加弯曲力至底座550PE基座509上，从而使压电式传感器508变形。在一些实施例中，条带106将PE传感器508连接至装置500的其他部分，例如，绑带。
由于胸肋骨笼、腹腔及主要是隔膜的膨胀及收缩而在底座550上产生的拉伸及压缩力转换成作用在底座550上的弯曲力，从而根据呼吸周期322对PE组件施加变形力。PE传感器508的变形产生多个电信号至处理器202。
根据一些实施例且如图5A所示，条带106的一部分可与呼吸周期的阶段相关联地在壳体502内来回移动。
在一些实施例中，如图5B及5C所示，压电式传感器508的基座509耦合至底座550，所述底座550耦合至条带106。仅出于解释的目的，在图5B及图5C中描绘的示例性实施例中的底座550被耦合至一固定点555。
如图5B所示，当条带106在箭头575所示的方向上朝向壳体502移动时，条带106在箭头577所示的方向上产生一力矩，从而在基座509及弯曲基座509上产生一弯曲力(例如，远离受试者的体壁580)并使PE传感器508变形。PE传感器508的变形产生一第一极性的电信号。如图5C所示，当条带106在如箭头595所示的远离壳体502的方向上产生拉力时，其在底座550上产生一弯曲力，沿相反方向弯曲基座509(例如，朝着受试者的壁体580弯曲)。弯曲，基座509使PE传感器508沿相反的方向(例如，朝向受试者的体壁580)变形并产生一第二相反极性的一电信号。
由于条带106的运动与受试者的呼吸阶段相关，因此由PE传感器508所产生的电信号的极性与受试者的呼吸阶段相关(PE传感器508被基座509而变形的方向)。
在一些实施例中，处理器202被配置为将来自压电式传感器508的信息传送至处理器202，并将ECG信息传送至处理器202的多个电极102/104，并产生沿呼吸循环的各个点的准确标识，例如吸气阶段375的起始点，其对腹部肌肉及胃的影响最有效。根据一些实施例，处理器202被配置为在多个电脉冲与呼吸周期阶段识别之间同步。
除了在呼吸周期中身体的腰围变化之外，在一些实施例中，胸肋骨笼、腹腔及主要的隔膜的膨胀及收缩亦改变电极102/104相对于各个电极的空间位置。图5D及5E描绘在一受试者的吸气阶段期间，电极基座110相对于电极基座112的空间位置的变化。在图5D及5E所示的示例性实施例中，电极基座110相较于电极基座112置放于受试者身体的更前方。
图5D显示在呼气期间置放在一受试者上的装置500，此时，多个电极102/104的各个基底110/112通常位于受试者的体壁580的同一平面上。在吸气期间，如图5E所示，电极基座110在如图5E中箭头525所示的方向的径向运动大于电极基座112的径向运动。其导致在吸气阶段375结束时，多个电极基座110/112位于不同的平面上。
如本文中其他的地方更详细地说明，电极基座110相对于电极基座112的空间位置的差异将变形力(例如，弯曲力及/或剪切力)施加在使PE传感器508变形的底座550上。
现在参考图6A、6B及6C，其是简单说明根据本发明的一些实施例的装置及电极皮肤接触表面的分解图及平面图。在一些实施例中，多个电极102/104之间的相对距离及/或相对角度是可调节的。如图6A所示，在一些实施例中，多个电极102/104包括一后表面616及涂覆有一生物兼容性导电水凝胶628的一皮肤接触侧620，所述生物兼容性导电水凝胶628被配置为粘附至皮肤。在一些实施例中，后表面616包括一或多个耦合器622/624，其被配置为分别将多个电极102/104耦合至电极基座110/112。
在一些实施例中，耦合器622/624中的至少一个被配置为将电脉冲能量从一装置100脉冲产生器(未示出)传导至电极皮肤接触表面620及/或将多个ECG信号从皮肤接触表面620传导至处理器202。此外，或可选地，在一些实施例中，耦合器622/624中的一个被配置为将脉冲能量从一脉冲产生器(未示出)传导至一电极皮肤接触表面及/或将多个ECG信号从皮肤接触表面620传导至处理器202，耦合器622/624中的另一个是电绝缘的，且用作一防旋转耦合器。
在一些实施例中，TENSE/ECG电极的标准金属弹簧凸形耦合器622及624可由一对导电磁性螺柱代替。多个磁性公螺柱吸引安装在一塑料基座112中的多个母卡扣部，从而保持适当的机械性及导电性耦合。由于无需将多个电极连接至装置上，因此无需按下耦合器，此功能可实现便利性及简单的耦合。其亦可轻松地将装置从身体上取下并置放回装置中，从而确保与多个电极的良好接触而不会从皮肤上剥落所述多个电极，克服将所述电极置放在柔软皮肤上时，将装置按压至多个电极上的技术难题。
为了避免“热点”，通过导电的涂碳孔626将多个螺柱固定至多个电极上。
在一些实施例中，所述装置包括一电极旋转机构608，所述电极旋转机构608包括一多边形可旋转螺母610，一或多个耦合器622/624安装在其背面606上。在一些实施例中，多边形可旋转螺母610被配置为旋转，且允许多个电极102/104相对于条带106以多种方位旋转定位。多个电极102/104的可旋转性的潜在优势在于多个电极是可调节的，以提供最有效的消化道且主要是食道及胃对装置100活动的反应。在一些实施例中，耦合器622/624是导电的，且被配置为将脉冲能量从装置100传导至电极皮肤接触表面620及/或将多个ECG信号从皮肤接触表面620传导至处理器202。
在一些实施例中，多个电极102/104在结构上类似于用于经皮电神经刺激(TENS)的多个电极。例如，具有一层状结构，所述层状结构包括(自后表面616至皮肤接触表面620)一耐用的面漆编织材料、一导电层，例如填充银的聚合物、一导电碳膜、一水凝胶层及硅化的剥离衬垫。
在一些实施例中，条带106的机构608包括一相匹配的垫圈612，所述垫圈612容纳用于将绑带206固定至条带106及电极102基座110的一套环614。所述套环614可枢转地耦合至条带106，以便保持绑带206与条带106对齐。
在一些实施例中，装置600包括具有一左旋螺纹的一固定帽616，用于将帽616固定至条带106的第二端606。
参见图7A、7B及7C，统称为图7，其是简单说明根据本发明一些实施例的装置及定位器的平面图。如图7所示，在一些实施例中，一定位器700的尺寸及安装尺寸适合于将电子装置(例如100/400/600)定位在使用者的身体上。在一些实施例中，定位器700用于将装置100/400/600定位在相对于一使用者的肚脐的一预定位置。如图7的示例性实施例所示，定位器700包括一定位器本体702、设置在本体702的一端处的一肚脐定位器孔704、自本体702突出的一或多个条带106支撑件706、一或多个电极容纳切口708，以及自本体702沿着与条带106的支撑件706相反的方向延伸的一或多个手柄714。切口708的形状形成为通过多边形可旋转突起608，以帮助一或两个电极102/104的旋转，例如，如图所示，图7A中用虚线表示电极102。在一些实施例中，定位器700是平坦的。在一些实施例中，定位器700是可延伸的以适合不同使用者的身体。在一些实施例中，定位器700的轮廓适合于不同使用者的身体。在一些实施例中，定位器700是柔性的以适合围绕不同使用者的身体。
定位器700被配置为用作基线定位装置，即，将电极102/104定位在根据经验发现对于ECG信号采集及电脉冲产生(EPG)最为有效的位置。在一些实施例中，且如图7B及7C的示例性实施例所示，定位器720包括枢转地联接的基线定位臂722及一装置100/400/600承载臂724。在一些实施例中，定位器720包括绕着一枢转铰链726定位的一量角器750，所述枢轴铰链726耦合基线定位臂722及装置100/400/600承载臂724。
对于最有效的消化道治疗，通过置放定位器720使得装置704/400/600置放在使用者身体的一基线位置，从而将孔704置放在使用者的脐部(肚脐)周围。随后是使装置100/400/600承载臂724相对于基线定位臂722枢转，直至获得最佳响应(例如，产生最强的ECG信号及/或产生最有效的多个电脉冲)及所定义的角度(α)由量角器750记录的每个特定的使用者。最终的定位步骤包括枢转一或多个电极102/104，直至获得最佳响应，从而完成装置100/400/600的定位。在此阶段，电极102/104被附着至皮肤上(例如，通过移除剥离膜以暴露粘合剂表面)，且定位器720被移除。
实验结果
如本文中其他的地方所解释，采用ECG-派生呼吸(EDR)算法来获取有关呼吸周期及其阶段(即，吸气及呼气)的信息。图8A、8B、9A、9B、10、11A、11B、12A及12B是显示在由本公开的作者所进行实验期间所获得的EDR及压电式传感器结果的图表，其显示ECG输入的各种所获得的要素与呼吸周期之间的相关性以及多个触发点(即多个电脉冲电极激活点)的产生与呼吸周期的吸气阶段的起始相关。
图8A绘出心率输入802，其表示通过一呼吸监控器所产生的一参考信号804所绘制的在连续心跳之间的持续时间(例如，R-R间隔)，所述呼吸监控器例如置放在一受试者鼻孔附近的一鼻压力传感器或一热敏电阻。图8A所绘出的图表显示心率输入802与参考信号804之间的相关性。
图8B绘出针对通过一呼吸监控器所产生的参考信号804所绘制的R峰值幅度806，所述呼吸监控器例如置放在一受试者鼻孔附近的一鼻压力传感器或一热敏电阻。图8B中所绘出的图表显示R峰值幅度806与参考信号804之间的相关性。
图9A所示的图表证实处理器基于心率输入802产生多个触发点902，其是根据呼吸监控器所产生的参考信号804而绘制的，所述呼吸监控器例如置放在一受试者鼻孔附近的一鼻压力传感器或一热敏电阻。在一些实施例中，如本文中其他的地方所详细说明，电装置100处理器202被配置为如图9A所示在所产生的多个触发点902处激活多个电极102/104，以生成电脉冲。
相似地，对于图9A中所显示的图表、图9B中所显示的图表证实处理器产生多个触发点904，所述多个触发点904是基于相对于通过一呼吸监控器所产生的参考信号804所绘制的R峰值幅度806，所述呼吸监控器例如置放在一受试者鼻孔附近的一鼻压力传感器或一热敏电阻。在一些实施例中，如本文中其他的地方所详细说明，电装置100处理器202被配置为如图9B所示在所产生多个触发点904处激活多个电极102/104以产生多个电脉冲。
图9C中所示图表显示基于来自心率输入802及R峰值幅度806的一组合输入的处理器所产生的多个触发点906。在一些实施例中，如本文中其他的地方详细说明，电子装置100处理器202被配置为在如图9C所示的所产生的多个触发点906处激活多个电极102/104，以产生电脉冲。
图9A、9B及9C所示的图表描述处理器202产生多个触发点902/904/906，其定位与呼吸循环322的吸气阶段375的起始相关联。
现在参见图10，其是示例性多个EDR触发器的图表，所述多个EDR触发器是通过受试者运动所产生的数据的背景干扰所获得的。如图10所示，ECG派生呼吸(EDR)算法用于获取有关呼吸周期及其阶段(即，吸气及呼气)的信息，所述算法被配置为在治疗期间克服受试者的“噪音”干扰及运动，并产生多个触发点1002。在一些实施例中，电子装置100处理器202被配置为在如图10所示的所产生的多个触发点1002处激活多个电极102/104，其与呼吸周期的吸气阶段的起始相关联，以产生如本文中其他的地方详细解释的多个电脉冲。对应于从中所获得EDR数据的ECG读数1020，在图10中显示所产生的呼吸周期1022及多个触发点1002。
图11A是由处理器202基于自PE传感器508所获得的多个信号所产生的呼吸周期1122的图表，如本文中其他的地方所详细说明。图11B描绘处理器202基于自PE传感器508所获得的多个信号而产生呼吸周期1124的图表，如本文中其他的地方所详细解释，且所述信号通过低通2Hz滤波器。
图12A及12B描绘如本文中其他的地方所解释，在静止(12A)中以及在使用者运动(12B)期间自压电式组件传感器508的输入所获得的多个触发位置。图12A描绘与静止的呼吸周期1222相关的多个触发器1202的图表。图12B描绘与通过处理器202基于自PE传感器508所获得的多个信号而产生的呼吸周期1224相关的多个触发器1204的图表，其中所述多个信号与受试者产生的数据的背景干扰以及受试者的运动有关。如图12B中所示，装置100处理器202被配置为在如图12B中所示的所产生的多个触发点1204处激活多个电极102/104，如本文其他地方详细说明，其与从PE组件所获得的呼吸周期的吸气阶段(图的上升部分)的起始相关，以产生多个电脉冲。
图13是简单说明根据本公开标的的一些实施例的控制箱的视图。控制箱108包括CPU(处理器)202、BLE(蓝牙低功耗)1082、高压产生器1083、全桥单元1084、压电AMP 1085、ECG AMP 1086及多个电极102/104。
CPU 202被配置为控制装置。根据一些实施例，CPU 202经由与应用程序相通联的BLE 1082传递及接收数据及多个命令。在图14A、14B、14C及14D中更详细地解释所述应用程序。CPU 202亦控制高压产生器1083。
高压产生器1083被配置用于在多个电极102/104上施加电流。高压产生器1083可产生高达约120伏的电压，并连接至全桥单元1084。
全桥单元1084被配置用于有序地将电流切换至多个电极102/104以及在多个电极102/104之间。全桥单元1084由CPU 1081所控制。
多个电极1087亦连接至ECG放大器1086，且被配置为置放在人体的上方，以监控ECG及呼吸，并进行刺激。
ECG放大器1086被配置用于放大及过滤多个ECG信号，且用于将其多个电极102/104的输出传递至CPU 1081。
压电式放大器1085被配置用于过滤来自压电的噪声，以及用于放大压电信号。
根据一些实施例，所述装置包括电连接至CPU的一或多个加速度计传感器，并提供身体位置及运动的信息(图中未示出)。
图14A、14B、14C、14D及14E显示用于所公开装置的操作、控制及生理参数报告的应用程序的示例性屏幕截图。根据一些实施例，所述装置可由应用过程控制。根据一些实施例，应用程序收集与用户及/或装置有关的数据。
图14A显示用于控制所述装置的应用屏幕截图1401。屏幕1401能够让使用者通过触摸屏按键以开启及关闭刺激。屏幕1401能够让使用者通过“+”“-”触摸屏按键来改变刺激的强度。所述应用程序亦可能在屏幕的底部区域显示多个错误信息(图中未示出)。例如，当可更换的多个电极断接或过于干燥或磨损时出现的信息。应用程序可将与屏幕1401相关的以下数据传送至云端：开/关操作的时间、更改的强度信息以及屏幕上所显示的所有信息注释。
图14B及图14C显示与收集使用者的数据相关联的屏幕1402及1403。屏幕1402显示使用者的多个症状。屏幕1402及1403允许使用者编辑多个症状。根据一些实施例，各个经定义的症状包括事件的严重性及时间(即时或倒退事件，例如在早晨所报导的一夜间事件)。可将经定义的多个症状传送至云端。
图14D显示用于收集日常活动，并将所述活动传送至云端的屏幕1404。
图14E显示屏幕1405，其描绘两个计数器：用于根据多个ECG结果激活刺激的触发器的数量对抗用于根据压电式传感器激活刺激的触发器的数量。屏幕1405亦提供有关装置在各种模式下处于活动状态的时间的信息。
所述软件应用程序亦可监控心脏脉搏和呼吸频率，并将此信息传送至云端。
在整个本申请中，本发明的各种实施例可以范围格式呈现。应当理解，范围格式的描述仅是为了方便及简洁，且不应被解释为对本发明范围的不可改变的限制。因此，范围的描述应视为已明确公开所有可能的子范围以及所述范围内的各个数值。例如，对范围自1至6的描述应被视为已明确公开从自1至3、自1至4、自1至5、自2至4、自2至6、自3至6等的子范围，以及在所述范围内的各个数字，例如1、2、3、4、5及6。其与范围的广度无关。每当在本文中指示数值范围时，其意图是包括在指示范围内的任何引用的数字(分数或整数)。短语“在第一指示数字与第二指示数字之间的范围(ranging)/范围(ranges)”及自第一指示数字“至”第二指示数字的“范围(ranging)/范围(ranges)”在本文中可互换使用，且意在包括第一指示数字及第二指示数字以及在其之间的所有小数及整数。
在本申请的说明书及权利要求书中，词语“包括(comprise)”，“包括(include)”及“具有”中的各个及其形式不一定限于在列表中的词语可能与之相关联的成员。另外，在本申请与通过引用并入的任何文件之间存在矛盾的地方，此处以本申请为准。
为了说明的目的已对本发明的各实施例进行描述，然而此等描述并不旨在详尽或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围及本质的情况下，许多修饰及变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择本文所使用的术语是为了最好地解释实施例的原理，对于市面上所发现的技术的实际应用或技术上的改进，或者使本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。

Claims (19)

1.一种非侵入性治疗装置，其特征在于：包括：
多个电极，以及
一处理器，电连接至所述多个电极，
其中所述处理器被配置为在所述多个电极接收受试者身体信号的一ECG操作模式与所述多个电极产生用于刺激腹部肌肉的多个电脉冲的一EPG模式之间切换所述多个电极的至少两个。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述处理器进一步被配置为自所述多个电极所接收的ECG信号中检测吸气阶段，以及由于所述检测到所述吸气阶段而自所述ECG模式切换至所述EPG模式。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述检测包括利用心电图派生呼吸算法以检测所述吸气阶段。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置进一步被配置用于通过所述刺激来治疗消化道症状，其中所述消化道症状是选自由胃食管逆流、肥胖及便秘所组成的群组。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电极被配置为在所述受试者的腰围水平处位于腹部肌肉的上方。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述处理器进一步被配置为使用于刺激腹部肌肉的所述多个电脉冲与所述受试者的吸气阶段同步，并且在心跳之间，从而避免遗失ECG数据。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述多个电极具有用于操作EPG模式ECG模式的双重功能。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置进一步包括可连接至所述多个电极的一ECG电路，其中所述切换至所述EPG操作模式包括将所述ECG电路与所述多个电极断接，且其中所述切换至所述ECG模式包括将所述ECG电路重新连接至所述多个电极。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述处理器被配置为在多个脉冲突发之间自所述EPG操作模式切换至ECG操作模式。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述处理器被配置为在多个脉冲之间自所述EPG操作模式切换至ECG操作模式。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置包括电连接至所述处理器的一或多个加速计或一陀螺仪单元；其中所述加速计或所述陀螺仪单元被配置为根据身体位置及身体活动来调节刺激强度。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述处理器被配置为检测肌肉对刺激的响应并调节刺激参数，以产生稳定的肌肉运动。
13.一种非侵入性治疗装置，其特征在于：所述非侵入性治疗装置包括：
一ECG传感器，所述ECG传感器包括多个电极，所述多个电极被配置为定位在一受试者的一腹部区域中，其中所述多个电极被配置为监测所述受试者的ECG信号，且在所述腹部区域的肌肉上施加刺激；
一压电式传感器，被配置为根据所述腹部区域的腰围及位置的变化来产生一第二信号；以及
一处理器，电连接至所述电极；其中，所述处理器被配置用于检测自所述ECG传感器所检测到的所述受试者的呼吸的呼吸循环时间的一第一变化，以及用于检测自所述压电式传感器所检测到的所述受试者的呼吸的呼吸循环时间的一第二变化；用于自所述第一变化及自所述第二变化中选择与最低变化相关联的一传感器，以及用于通过所述被选择的传感器所检测到的吸气阶段进行所述施加所述刺激。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：所述装置进一步包括一条带，所述条带使所述压电式传感器及所述多个电极中的至少一电极基座互连，且被配置为在吸气期间或呼气期间在所述压电式传感器与所述至少一电极基座之间传递所述腹部的运动，进行所述检测所述第二吸气阶段。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于：所述多个电极包括多个磁性螺柱；所述多个磁性公螺柱吸引安装在一塑料基座中的多个母卡扣部，以保持适当的机械性及导电性耦合。
16.一种装置，其特征在于：所述装置包括：
多个电极，被配置为定位在一使用者的一腹部区域中；
一压电式传感器，被配置为根据所述腹部区域的腰围及位置的变化来产生一第二信号；以及
一条带，其中所述条带使所述压电式传感器及所述多个电极中的至少一电极基座互连，且被配置为在吸气期间或呼气期间在所述压电式传感器与所述至少一电极基座之间传递所述腹部的运动，以监控所述使用者的所述吸气情况。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于：所述装置进一步包括一或多个加速计单元或一陀螺仪，被配置为根据所述腹部区域的变化而产生一第三信号；其中所述装置包括一处理器，所述处理器被配置用于分析由所述加速计所产生的数据，以支持呼吸阶段检测。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于：所述多个电极包括多个磁性螺柱；所述多个磁性公螺柱吸引安装在一塑料基座中的多个母卡扣部，以保持适当的机械性及导电性耦合。
19.一种装置，其特征在于：包括：
两个TENS电极，其中所述两个电极被配置为定位在一使用者的腹部区域中；
一非接地的ECG放大器，与所述两个电极相连接且被配置用于放大ECG信号；以及
一处理器，电连接至所述两个电极，其中所述处理器被配置用于自所述两个电极接收使用者个体信号，以自所述信号计算ECG结果，并将所述ECG结果传递至一应用程序。
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