CN114616026A - 组织的电刺激 - Google Patents

Abstract

一种用于刺激一组神经的方法，该方法包括：将至少一个电极放置成与受试者的皮肤接触；通过至少一个电极向受试者施加电信号，其中电信号包括一系列脉冲；并且连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：(i)每个脉冲的持续时间，(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及(iii)每个脉冲的能量值，而同时保持电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的能量值高于预定的最小能量值。

Description

组织的电刺激

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月11日提交的美国临时专利申请号62/898,602的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的一些应用一般涉及医疗设备，更具体地涉及用于对组织进行电刺激的装置和方法。

背景技术

慢性伤口是不在可预测的时间量内以大多数伤口愈合的方式愈合的伤口。当伤口测量值每周不减少约10％或一个月不减少约50％时，伤口被认为是慢性的。

伤口愈合过程是高度协调的一系列机制，其中涉及大量细胞和生物级联。皮肤电池和损伤机制的电流因其对慢性伤口的影响而成为人们感兴趣的话题。

电刺激疗法通过影响电化学伤口过程来帮助伤口愈合。完整的皮肤具有跨上皮电位，皮肤表面含有来自氯离子的负电荷，而真皮通过钠离子保持正电荷。溃疡和伤口会导致跨上皮电位异常，并在跨伤口的皮肤上测量到强烈的电活动，这可能是由于可能促进伤口愈合的神经活动。慢性伤口会失去电流，因此愈合速度会降低。电刺激疗法重新引入电流并协助愈合过程。

相关技术的前述示例和与其相关的限制旨在是说明性的而不是排他性的。在阅读说明书和研究附图后，相关技术的其他限制对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明内容

结合旨在示例性和说明性而非限制范围的系统、工具和方法来描述和说明以下实施例及其方面。

根据本发明的一些应用，公开了用于将电刺激疗法施加于受试者的装置和方法。

通常，提供一种装置，其包括：电刺激器，其包括被配置为放置成与受试者的皮肤接触的至少一个电极；信号发生器，其被配置为通过至少一个电极提供用于施加到受试者的电信号；和控制处理器。可选但非必要地，信号发生器被配置为以自动非用户可控的方式提供电信号。

因此，在一个实施例中，提供了一种装置，该装置包括：电刺激器，该电刺激器包括被配置为放置成与受试者的皮肤接触的至少一个电极；信号发生器，其被配置为通过至少一个电极提供用于施加到受试者的电信号，其中电信号包括一系列脉冲；以及控制处理器，其被配置为连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：(i)每个脉冲的持续时间，(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及(iii)每个脉冲的能量值，同时保持电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的能量值高于预定的最小能量值。

在一个实施例中，还提供了一种用于刺激一组神经的方法，该方法包括：将至少一个电极放置成与受试者的皮肤接触；通过至少一个电极向受试者施加电信号，其中电信号包括一系列脉冲；以及连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：(i)每个脉冲的持续时间，(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及(iii)每个脉冲的能量值，同时保持电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的能量值高于预定的最小能量值。

在一个实施例中，进一步提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括具有嵌入其中的程序指令的非暂时性计算机可读存储介质，该程序指令可由至少一个硬件处理器执行以：操作信号发生器以通过与受试者皮肤接触的至少一个电极来提供用于施加到受试者的电信号，其中电信号包括一系列脉冲；并且连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：(i)每个脉冲的持续时间，(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及(iii)每个脉冲的能量值，同时保持电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的能量值高于预定的最小能量值。

在一些实施例中，每个脉冲的持续时间在预定持续时间范围内。

在一些实施例中，电信号包括相等数量的正极性脉冲和负极性脉冲。

在一些实施例中，由电信号递送给受试者的总电荷等于零。

在一些实施例中，预定的每秒最小脉冲数为100，预定的最小能量值为0.005微焦耳，并且持续时间在0.05ms-0.25ms之间。

在一些实施例中，预定的每秒最小脉冲数为150，预定的最小能量值为1微焦耳，并且持续时间在0.5ms-1ms之间。

在一些实施例中，每秒的最小脉冲数为250，最小能量值为0.5微焦耳，并且持续时间范围为在0.25ms-0.5ms之间。

在一些实施例中，预定的最小能量值为2微焦耳，并且持续时间在1ms-2.5ms之间。

在一些实施例中，预定的最小能量值为10微焦耳，并且持续时间在2.5ms-10ms之间。

在一些实施例中，所有的信号参数都是连续随机变化的。

在一些实施例中，一系列脉冲包括离散脉冲。

在一些实施例中，信号具有选自由以下组成的组中的波形：正弦波、方波和三角波。

在一些实施例中，信号参数的模式在预定持续时间内重复不超过一次。在一些实施例中，预定持续时间是0.2秒。

由信号发生器生成并施加到受试者的电信号的特征在于一系列脉冲(脉冲串)或特征在于峰值的连续波形。通常，脉冲/峰值由至少一个(例如，至少两个)参数表征，这些参数在施加信号期间由控制处理器随机改变。此外，控制处理器被配置为提供信号，使得尽管脉冲/峰值参数变化，但通过信号将预定能量剂量施加到受试者。

对于一些应用，至少两个脉冲/峰值参数包括脉冲/峰值持续时间和脉冲/峰值能级，它们均在施加信号期间通过控制处理器，彼此独立(并且独立于通过信号施加到受试者的能量剂量)随机变化。注意，虽然脉冲/峰值参数彼此独立地随机变化，但一个参数的变化可能影响一个或多个其他参数。例如，增加脉冲/峰值持续时间可以增加脉冲/峰值施加的能级。还应注意，附加脉冲/峰值参数(例如，伏特/瓦特幅度和频率)也可以由控制处理器随机改变。附加地或替代地，在电信号是脉冲信号的情况下，控制处理器被配置为随机改变脉冲之间的间隔，使得在施加信号期间以随机间隔施加脉冲，特别是相同的脉冲。

对于一些应用，信号发生器被配置为生成至少一个波形或脉冲串。例如，信号发生器被配置为至少生成第一和第二波形或脉冲串。波形可以包含任何已知类型的波形，例如正弦波、方波、三角波和/或锯齿波，或任何其他类型的波形。第一和第二波形或脉冲串各自的特征在于每秒施加的一系列最小数量的正和负脉冲/峰值(通常，第一和第二波形或脉冲串具有不同数量的最小脉冲/峰值)。此外，每个波形的脉冲/峰值的特征在于具有最小和最大微焦耳范围的不同能级，以及具有最小和最大脉冲/峰值持续时间范围的不同脉冲/峰值持续时间。此外，由波形或脉冲串施加的平均能量在第一和第二波形或脉冲串之间变化。

控制处理器被配置为在波形或脉冲串中每一个内以及在波形或脉冲串之间随机混合一系列脉冲/峰值，以提供随机混合的一系列脉冲/峰值，使得通过至少一个电极施加到受试者的电信号包括具有变化和随机的能级和持续时间的脉冲/峰值。对于一些应用，脉冲/峰值通过电刺激器的至少一个电极以随机间隔附加地施加到受试者。

控制处理器还被配置为混合一系列正极性脉冲/峰值和负极性脉冲/峰值，使得具有正极性的脉冲/峰值之后是具有负极性的脉冲/峰值(反之亦然)，从而通过平衡电荷并减少电荷的积聚来确保装置的安全性。

可选地但非必要地，当信号是脉冲信号时，控制处理器被配置为混合脉冲，使得在负脉冲和正脉冲之间存在随机且变化的间隔(时间间隙)。在负脉冲和正脉冲之间的时间间隙期间，通常没有电流流动，因此每个脉冲都是一个孤立的电事件。对于其他应用，脉冲之间存在均匀的间隔。此外，对于一些应用，电信号作为没有间隔的连续信号施加。

对于一些应用，控制处理器被配置为混合一系列脉冲/峰值，使得在信号持续时间的预定子集期间所施加的一系列脉冲/峰值的参数模式(例如，脉冲/峰值的能级和持续时间的组合)在同一子集中不重复，从而进一步促进信号的变化。例如，参数模式在0.2秒的预定子集时间帧内不重复。然而，尽管脉冲/峰值参数是随机组合的，但通过信号将预定的能量剂量施加到受试者。

对于一些应用，将电信号施加到受试者进行每天至少10分钟的治疗疗法疗程，并且通常每天2-3次在20-30分钟之间。对于一些应用，至少一个电极被放置成与受试者身体任何地方的完整皮肤接触。对于一些应用，电刺激疗法施加于患有慢性伤口的受试者。可选但非必要地，如果受试者患有慢性伤口，则将电极放置在伤口附近。或者，如果受试者患有慢性伤口，则将电极放置在距伤口一定距离处，例如距伤口超过100cm。

根据本发明的一些应用，由装置施加的电刺激疗法有助于慢性伤口愈合和/或血管重建和体内氧灌注。附加地或替代地，根据本发明的一些应用由装置施加的电刺激疗法促进肉芽组织的生长和上皮形成。

发明人猜测，与其他已知的电疗法刺激程序相比，施加具有本文所述特征的随机且变化的电信号促进增强的伤口愈合、血管形成和血管重建。发明人猜测施加本文表征的变化的混合电信号防止身体适应所施加的电刺激，从而实现更好的伤口愈合和血管重建参数。附加地或替代地，发明人猜测本文表征的变化的混合电信号的施加促进不同深度水平的不同神经组的刺激，从而实现增强的伤口愈合和血管重建参数。

附加地或替代地，发明人猜测如本文所表征的随机且变化的电信号的施加在刺激无髓鞘的C组传入纤维(unmyelinated Group C afferent fibers)中特别起作用。根据本发明的一些应用，施加到C组传入纤维神经的变化的电信号发出中枢神经系统(CNS)存在损伤的信号，因此激活传出神经中“修复”命令的递送，从而实现增强的伤口愈合和血管重建参数。

因此，根据本发明的一些应用，提供了一种装置，该装置包括：电刺激器，其包括至少一个电极，其被配置为放置成与受试者的皮肤接触；以及信号发生器，其被配置为通过至少一个电极提供用于施加到受试者的电信号，电信号以波的一系列脉冲或峰值为特征；以及控制处理器，其被配置为(i)在施加信号期间随机改变脉冲或峰值参数的至少一个参数，以及(ii)提供信号，使得通过该信号将预定能量剂量施加到受试者，而独立于随机变化的脉冲或峰值参数。

对于一些应用，控制处理器被配置为随机改变至少两个脉冲/峰值参数。

对于一些应用，控制处理器被配置为随机改变多个脉冲/峰值参数。

对于一些应用，控制处理器被配置为随机改变脉冲/峰值参数的多个组合。

对于一些应用，控制处理器被配置为彼此独立地随机改变脉冲/峰值参数。

对于一些应用，至少一个脉冲/峰值参数包括脉冲/峰值持续时间范围，并且控制处理器被配置为在信号期间随机改变脉冲/峰值的持续时间范围。

对于一些应用，脉冲/峰值持续时间包括至少两个不同的脉冲/峰值持续时间、具有第一最小和最大持续时间范围的第一脉冲/峰值持续时间和具有不同的第二最小和最大持续时间范围的第二脉冲/峰值持续时间。

对于一些应用，至少两个脉冲/峰值参数之一包括脉冲/峰值的能量范围水平/能级范围，并且控制处理器被配置为在信号期间随机改变脉冲/峰值的能量范围水平。

对于一些应用，变化的能级参数包括至少两个不同的能级、具有第一最小和最大微焦耳范围的第一能级和具有不同的第二最小和最大微焦耳范围的第二能级。

对于一些应用，第一能级具有带有第一平均最小和最大微焦耳范围的第一平均能量，并且第二能级具有带有第二平均最小和最大微焦耳范围的第二平均能量。

对于一些应用，在信号期间施加的一系列脉冲/峰值的参数模式不会在信号内的预定时间帧子集中重复。

对于一些应用，参数模式不在0.2秒的预定时间帧子集中重复。

对于一些应用，变化的能级参数包括至少两个不同的能级，即具有第一最小和最大微焦耳范围的第一能级和具有不同的第二最小和最大微焦耳范围的第二能级。

对于一些应用，第一能级具有带有第一平均最小和最大微焦耳范围的第一平均能量，并且第二能级具有带有第二平均最小和最大微焦耳范围的第二平均能量。

对于一些应用，控制处理器被配置为随机改变脉冲之间的间隔的持续时间，使得在信号期间以脉冲之间的随机间隔施加一系列脉冲。

对于一些应用，随机间隔包括至少两个不同的间隔持续时间。

对于一些应用，预定能量剂量包括15伏的最大能级。

对于一些应用，信号发生器被配置为提供电信号作为自动非用户可控信号。

对于一些应用，电信号是随机AC信号。

对于一些应用，至少一个电极包括至少两个电极。

对于一些应用，至少一个电极被放置成与受试者的完整皮肤接触。

对于一些应用，至少一个电极被放置成在皮肤中的伤口附近与受试者的皮肤接触。

对于一些应用，至少一个电极包括至少两个电极，并且至少两个电极被配置为放置在皮肤中伤口的两个相对侧上。

对于一些应用，至少一个电极被放置成在遭受氧合受损的位置中与受试者的皮肤接触。

对于一些应用，至少一个电极被放置在通向脊髓的传入轴突(afferent axons)的上游。

对于一些应用，峰值包括从由以下各项组成的组中选择的变化的波形：正弦波、方波或三角波。

对于一些应用，一系列脉冲/峰值包括其中正脉冲/峰值之后是负脉冲/峰值并且负脉冲/峰值之后是正脉冲/峰值的一系列脉冲/峰值。

因此，根据本发明的一些应用，提供了一种用于在第一组织深度刺激第一组神经的方法，该方法包括：将至少一个电极放置成与受试者的皮肤接触；通过至少一个电极向受试者施加电信号，电信号以波的一系列脉冲或峰值为特征；随机改变脉冲/峰值的至少一个参数；独立于随机变化的脉冲/峰值参数，通过向受试者施加电信号来施加第一预定剂量的能量，从而在第一组织深度刺激第一组神经。

对于一些应用，该方法该包括独立于随机变化的脉冲/峰值参数，通过施加信号向受试者施加第二预定剂量的能量，并在第二组织深度刺激第二组神经，第一组织深度不同于第二组织深度。

对于一些应用，该方法还包括随机选择待刺激的第一组神经和第二组神经。

对于一些应用，该方法还包括随机改变脉冲之间的间隔。

对于一些应用，该方法还包括控制一系列脉冲/峰值的施加，使得在电信号的时间帧子集期间施加的一系列脉冲/峰值的参数模式在同一子集期间不重复。

对于一些应用，放置至少一个电极包括放置至少两个电极。

对于一些应用，放置至少一个电极包括将至少两个电极放置在皮肤中伤口的相对侧上。

对于一些应用，放置至少一个电极包括将电极放置在皮肤中伤口附近。

对于一些应用，放置至少一个电极包括将电极放置在距伤口的最外边缘至少5cm处。

对于一些应用，该方法还包括通过施加电信号促进受试者皮肤中的伤口愈合。

对于一些应用，该方法还包括通过施加电信号来减轻受试者的疼痛。

对于一些应用，该方法还包括通过施加电信号来增加受试者中的血管重建。

对于一些应用，该方法还包括通过施加电信号来增加受试者皮肤中的肉芽。

对于一些应用，该方法还包括通过施加电信号来增加受试者中的氧灌注。

对于一些应用，该方法还包括减少皮肤中伤口的愈合时间。

对于一些应用，施加电信号包括在24小时内施加电信号1-3次每次持续10-30分钟。

对于一些应用，该方法还包括以自动非用户可控方式生成电信号。

因此，根据本发明的一些应用，提供了一种计算机程序产品，其包括具有嵌入其中的程序代码的非暂时性计算机可读存储介质，该程序代码可由至少一个硬件处理器执行以：经由与受试者皮肤接触的至少一个电极，生成自动非用户可控电信号，自动非用户可控电信号特征在于以随机变化的脉冲/峰值参数施加的波的一系列脉冲或峰值；独立于随机变化的脉冲/峰值参数，通过施加信号向受试者施加第一预定剂量的能量；并且在第一组织深度刺激第一组神经。

对于一些应用，计算机程序产品还包括以随机间隔施加脉冲。

因此，根据本发明的一些应用，提供了一种装置，其包括：信号发生器，其被配置为生成电信号，电信号特征在于：波的第一系列脉冲或峰值，包括一系列每秒至少250个正电流脉冲/峰值和至少250个负电流脉冲/峰值，具有(i)0.5-13微焦耳的能级，(ii)0.25ms-0.5ms的脉冲/峰值持续时间和(iii)1-4微焦耳的平均能量；波的第二系列脉冲或峰值，包括每秒一系列至少100个正电流脉冲/峰值和至少100个负电流脉冲/峰值，具有(i)0.005-7微焦耳的能级，(ii)0.05ms-0.25ms的脉冲/峰值持续时间和(iii)0.02-1微焦耳的平均能量；控制处理器，其电耦合到信号发生器并被配置为混合波的第一系列脉冲或峰值和第二系列脉冲或峰值的一系列脉冲/峰值；电刺激器，其包括至少一个电极，该至少一个电极被配置为放置成与受试者的皮肤接触，以便以脉冲/峰值之间的随机间隔将混合脉冲/峰值施加到受试者。

对于一些应用，信号发生器进一步被配置成生成波的第三系列脉冲或峰值，包括一系列每秒至少150个正电流脉冲/峰值和至少150个负电流脉冲/峰值，具有(i)1-20微焦耳的能级，(ii)0.5ms-1ms的脉冲/峰值持续时间和(iii)2-10微焦耳的平均能量；并且控制处理器被配置为混合波的第一系列脉冲或峰值、第二系列脉冲或峰值和第三系列脉冲或峰值的一系列脉冲/峰值。

对于一些应用，信号发生器进一步被配置成生成波的第四系列脉冲或峰值，包括一系列每秒至少30个正电流脉冲/峰值和至少30个负电流脉冲/峰值，具有(i)2-40微焦耳的能级，(ii)1ms-2.5ms的脉冲/峰值持续时间和(iii)4-20微焦耳的平均能量；并且控制处理器被配置为混合波的第一系列脉冲或峰值、第二系列脉冲或峰值、第三系列脉冲或峰值和第四系列脉冲或峰值的一系列脉冲/峰值。

对于一些应用，信号发生器进一步被配置成生成波的第五系列脉冲或峰值，包括一系列每秒至少0.5个正电流脉冲/峰值和至少0.5个负电流脉冲/峰值，具有(i)10-250微焦耳的能级，(ii)2.5ms-10ms的脉冲/峰值持续时间和(iii)20-200微焦耳的平均能量；并且控制处理器被配置为混合波的第一系列脉冲或峰值、第二系列脉冲或峰值、第三系列脉冲或峰值、第四系列脉冲或峰值和第五系列脉冲或峰值的一系列脉冲/峰值。

除了上述示例性方面和实施例之外，通过参考附图并通过研究以下详细描述，进一步的方面和实施例将变得显而易见。

附图说明

示例性实施例在参考图中示出。图中所示的部件和特征的尺寸通常是为了方便和清晰的呈现而选择的，不一定按比例显示。下面列出了这些附图。

图1是根据本发明的一些应用的用于施加电刺激疗法的装置的示意图，该装置包括放置在伤口附近的受试者皮肤上的电极；

图2是根据本发明的一些应用的用于施加电刺激疗法的装置的示意图，该装置包括放置在远离伤口的受试者皮肤上的电极；

图3是说明根据本发明的一些应用的通过施加电刺激疗法来治疗受试者的方法的流程图；和

图4A-图4D、图5A-图5D、图6A-图6D、图7A-图7D、图8A-图8D、图9A-图9D、图10A-图10D、图11A-图11D、图12A-图12D和图13A-图13D是根据本发明的一些应用在对受试者进行治疗之前、期间和之后的受试者慢性伤口的示例；和

图14是根据本发明的一些应用的用于施加电刺激疗法的装置的配置的示意图，该装置与受试者使用的各种物品一起使用以改善受试者的氧灌注(oxygen prefusion)。

具体实施方式

在本发明的一些方面，提供了用于将电刺激疗法施加于受试者的装置。可选但非必要地，根据本发明的一些应用施加的电刺激加速和改善伤口愈合、增加血管重建(revascularization)、促进血流并改善组织中的循环和氧水平。

根据本发明的一些方面，施加到受试者的电刺激包括脉冲电流的电信号或以波峰为特征的波形，其中脉冲/峰值的操作参数(例如，能级、每秒脉冲/峰值的数量、波形、脉冲/峰值模式和/或脉冲/峰值持续时间)在脉冲/峰值的过程中随机且连续地变化。因此，向受试者提供随机变化的电信号，通过该信号(尽管脉冲/峰值参数不同)递送总共预定剂量的电能。通常，预定的正剂量能量被递送给受试者，然而，在治疗环节/治疗疗程(treatmentsession)中施加到受试者的总电荷实际上为零。

根据本发明的一些方面，电刺激由包括电刺激器的装置施加，该电刺激器具有被配置为放置成与受试者的皮肤接触的至少一个电极(例如，两个电极)。该装置还包括信号发生器，其被配置为通过至少一个电极提供电信号。可选但非必要地，信号发生器被配置为以自动且非用户可控的方式提供电信号。对于一些应用，信号发生器包括电源并且被配置为产生至少一系列脉冲/波形。通常，信号发生器产生第一和第二系列脉冲/波形。波形可以是任何已知类型的波形，例如正弦波、方波、三角波和/或锯齿波或它们的组合。该装置还包括控制处理器，其被配置为随机改变脉冲/峰值以向受试者提供随机变化的电信号。通常，根据本发明的一些应用所施加的电流的特征在于随机改变脉冲/峰值参数，例如每秒脉冲/峰值的数量、持续时间和脉冲/峰值能级。

另外，脉冲/峰值通常作为一串正极性和负极性脉冲/峰值施加，其中正极性脉冲/峰值之后是负极性脉冲/峰值(或反之亦然)。

可选但非必要地，在脉冲电流的情况下，在负脉冲和正脉冲之间存在随机且变化的间隔(时间间隙)。在负脉冲/峰值和正脉冲/峰值之间的时间间隔内，没有电流流动，因此每个脉冲都是一个孤立的电气事件。

现在参考图1，该图是根据本发明的一些应用的用于将电刺激疗法施加于受试者的装置20的示意图。装置20通常包括信号发生器8、包括电极2和4的电刺激器以及控制处理器9，电极2和4被配置为与受试者的皮肤接触。当装置20被操作时，电流由信号发生器8产生并通过电极2和4到达受试者。电流通常是包括一串脉冲/峰值的治疗信号波形。装置20还可包括放大器(未示出)和/或电源(未示出)和/或诸如此类。控制处理器9可以是模拟信号处理器或数字信号处理器。例如，电信号发生器8是由至少一个硬件处理器操作以产生来自前置放大器的信号输出的数字信号发生器。例如，放大器是限流数字电压放大器，例如增加来自电信号发生器的信号功率的电子设备。例如，电源是碱性电池、铅酸电池、可充电锂离子电池、镍金属氢化物电池和/或诸如此类。

信号发生器8通常生成电信号以向受试者提供治疗，以改善受试者的氧灌注以促进慢性伤口6的愈合。电信号被传递到放置成与受试者皮肤接触的电极2和4，以在受试者身体的任何地方递送治疗信号波形电流。电极2和4通常被配置为放置成与受试者的完整皮肤接触。对于一些应用，如图1所示，装置20包括两个电极2和4，它们被放置成与受试者的皮肤接触。注意，装置20可以包括多于两个电极。装置20通常还包括信号发生器8和控制处理器9。

可选地，信号发生器8提供用于通过至少一个电极2和/或4(可选地通过电引线5)施加到受试者的自动非用户可控电信号。由信号发生器8施加的电信号通常以具有至少两个脉冲/峰值参数(例如，脉冲/峰值持续时间和脉冲/峰值能级)的一系列脉冲/峰值为特征，这些参数在施加信号期间随机变化。根据本发明的一些应用，控制处理器9被配置成(i)在施加电信号期间随机地改变脉冲/峰值参数中的每一个和(ii)提供电信号使得预定的总剂量能量由信号施加到受试者，与变化的脉冲/峰值参数无关且独立。通常，脉冲/峰值参数在信号持续时间内连续随机变化。脉冲/峰值参数通常相互独立地变化。

电极2和4在图1中通过说明而非限制的方式被示为定位在伤口6附近，具体在伤口6的相对侧上。注意，根据本发明的一些应用，电极2和4可以放置在受试者皮肤上的任何地方或受试者所穿戴的物品上(如本文其他地方所述)。

对于一些应用，控制处理器9被配置为混合一系列脉冲/峰值，使得在信号持续时间的预定子集期间施加的一系列脉冲/峰值的参数模式(例如，能级和脉冲/峰值的持续时间的组合)在同一子集中不重复，从而进一步促进信号的变化。例如，参数模式在0.2秒的预定子集时间帧内不重复。然而，尽管脉冲/峰值参数是随机组合的，但通过施加信号将预定剂量的能量施加到受试者。例如，预定剂量的能量包括15伏的最大电位水平。

对于一些应用，信号发生器8被配置为生成至少一个波形或一串脉冲。例如，信号发生器8被配置为至少生成第一和第二波形或脉冲串。第一和第二波形(或脉冲串)各自的特征在于每秒施加的一系列最小数量的正脉冲/峰值和负脉冲/峰值(通常，第一和第二波形具有不同数量的最小脉冲/峰值)。此外，每个波形的脉冲/峰值的特征在于具有最小和最大微焦耳范围的不同能级，具有最小和最大脉冲/峰值持续时间范围的不同脉冲/峰值持续时间。此外，由波形施加的平均能量在第一波形和第二波形之间变化。

例如，第一波形(或脉冲串)的特征在于一系列每秒至少250个正电流脉冲/峰值和至少250个负电流脉冲/峰值，具有在0.5-13微焦耳范围内的能级、0.25ms-0.5ms的脉冲/峰值持续时间和1-4微焦耳的平均能量。第二波形的特征在于一系列每秒至少100个正电流脉冲/峰值和至少100个负电流脉冲/峰值，具有0.005-7微焦耳范围内的能级、0.05ms-0.25ms的脉冲/峰值持续时间和0.02-1微焦耳的平均能量。

对于一些应用，信号发生器被配置为生成附加波形(或脉冲串)，其特征在于具有不同数量的最小脉冲/峰值，并且脉冲/峰值具有最小和最大微焦耳范围的不同的能级，具有最小和最大脉冲/峰值持续时间范围的不同脉冲/峰值持续时间，以及平均能级。

例如，信号发生器生成第三波形(或脉冲串)，其特征在于一系列每秒至少150个正电流脉冲/峰值和至少150个负电流脉冲/峰值，具有1-20微焦耳的范围内的能级、0.5ms-1ms的脉冲/峰值持续时间和2-10微焦耳的平均能量。

附加地或替代地，信号发生器生成第四波形(或脉冲串)，其特征在于一系列每秒至少30个正电流脉冲/峰值和至少30个负电流脉冲/峰值，具有在2-40微焦耳范围内的能级、1ms-2.5ms脉冲/峰值持续时间和4-20微焦耳平均能量。

进一步附加地或替代地，信号发生器生成第五波形(或脉冲串)，其特征在于一系列每秒至少0.5个正电流脉冲/峰值和至少0.5个负电流脉冲/峰值，具有10-250微焦耳的能级、2.5ms-10ms的脉冲/峰值持续时间和20-200微焦耳的平均能量。

通常，控制处理器9被配置为在每个波形(或脉冲串)内和波形(或脉冲串)之间随机混合一系列脉冲/峰值以提供随机混合的一系列脉冲/峰值，使得通过至少一个电极施加到受试者的电信号包括具有变化和随机的能级和持续时间的脉冲/峰值。另外，脉冲可以由电刺激器的至少一个电极以随机间隔施加到受试者。

通常，尽管有随机施加的电信号和脉冲/峰值参数的各种组合，但是通过信号将预定剂量的能量施加到受试者。此外，控制处理器被配置为混合一系列脉冲/峰值，使得在信号的预定时间帧子集期间施加的一系列脉冲/峰值的参数模式(例如，脉冲/峰值的能级和持续时间)在同一个子集内不重复，进一步促进了信号的变化。

现在参考图2，它是根据本发明的一些应用，用于施加电刺激疗法的装置20的示意图，该装置包括放置在远离伤口6的受试者的皮肤10上的电极2和4。如参考图1所述，信号发生器8电连接到两个或更多个电引线5。例如，电引线5电连接到两个电极2和4，这两个电极电连接到患者的皮肤10。

对于一些应用，电极2和4定位成距伤口6的解剖位置至少5厘米，如沿着伤口的最近边缘到最近电极之间的皮肤表面测量的。例如，足部伤口的治疗是使用连接到距离伤口45厘米的大腿上的电极进行的。例如，大腿伤口的治疗是使用连接到腕带上的电极进行的，该腕带沿着皮肤表面距离伤口110厘米。例如，小腿上的伤口的治疗是使用连接到离伤口20厘米的大腿的电极进行的。电极2和4可以放置在远离伤口6的距离处，例如身体上的任何地方。例如，电极可以放置在腕带设备、腰带、手表、上臂带设备、头带设备、眼镜、服装制品、服装配件和/或类似物上。例如，在手腕或上臂带设备中，电极放置在带中，在带的最靠近皮肤的一侧具有暴露的电触点，例如电极，并且电信号发生器嵌入带内。例如，在眼镜中，电极放置在手臂上，电极摆在接触耳朵上方皮肤的两侧并且电信号发生器在框架内。例如，在帽子中，电极放置在内部帽带中，电触点暴露于太阳穴，电信号发生器在帽框内。作为另一示例，信号发生器8以及电极2和4可以结合到锻炼设备(诸如手柄)、电子设备(诸如电视控制器)、家用设备(诸如扫帚柄、拖把手柄)和/或诸如此类中。

现在参考图3，其是说明根据本发明的一些应用通过施加电刺激疗法来治疗受试者的方法的流程图。通常，至少一个电极被定位成与受试者的皮肤接触(202)，使得电刺激通过电极施加到受试者。通常，将电刺激作为电信号施加到受试者(204)，其特征在于具有脉冲/峰值参数例如脉冲/峰值持续时间和脉冲/峰值能级的脉冲/峰值串。脉冲/峰值参数在信号施加的整个持续时间内彼此独立地随机变化，以产生以随机变化的脉冲/峰值参数为特征的电信号(206)。对于一些应用，一系列脉冲/峰值被混合，使得在信号持续时间的预定子集期间施加的一系列脉冲/峰值的参数模式(例如，能级和脉冲/峰值的持续时间的组合)在同一子集内不重复，从而进一步促进信号的变化。例如，参数模式在0.2秒的预定子集时间帧内不重复。然而，尽管脉冲/峰值参数是随机组合的，但是通过施加信号将预定剂量的能量施加到受试者(208)。例如，预定剂量的能量包括15伏的最大能级。

对于一些应用，将电刺激疗法(即，电信号)施加于受试者每天至少10分钟，并且通常每天2-3次在20-30分钟之间。对于一些应用，电刺激疗法施加于患有慢性伤口的受试者。对于一些这样的应用，电极定位成与伤口附近的皮肤接触。附加地或替代地，电极定位成与远离伤口的皮肤接触。

对于一些应用，电刺激疗法(即，电信号)应用方案，例如，治疗的持续时间、治疗的频率和治疗之间的时间间隔可以例如根据待治疗的伤口和组织的特征而变化。例如，对于一些应用，将电刺激疗法(即，电信号)施加于受试者每天至少10分钟，并且通常每天2-3次在20-30分钟之间。对于一些应用，电刺激疗法施加于患有慢性伤口的受试者。对于一些这样的应用，电极定位成与伤口附近的皮肤接触。附加地或替代地，电极定位成与远离伤口的皮肤接触。

根据本发明的一些应用，由装置施加的电刺激疗法有助于慢性伤口愈合和/或血管重建和体内氧灌注。另外地或替代地，根据本发明的一些应用，由装置施加的电刺激疗法促进肉芽组织的生长和上皮形成。

已确立的理论指出，伤口愈合导致该电生理过程的短路，例如较低的电阻，电流从皮下皮肤层流回伤口的外表面，由此电流产生电场，并且电场吸引组织修复细胞。因此，当前的科学理论将此过程定义为局部过程，例如旁分泌信号过程。在慢性伤口中，这个过程被中断，并且愈合要么减慢要么停止，从而阻止伤口愈合。根据这一理论，用于伤口愈合的电刺激会产生刺激伤口愈合的人工电场。

进一步关于慢性伤口，发明人假设伤口需要健康水平的组织氧合以促进愈合所需的肉芽和上皮形成。然而，在慢性伤口的情况下，伤口的发生会导致伤口缺氧以及神经损伤(例如，对神经元的树突和轴突的损伤)。随着时间的推移，这种神经损伤会导致信号受损，从而导致伤口愈合受损。电刺激通过重新启动适当的信号转导(transduction leading)来打破这个循环，从而恢复愈合过程。例如，电信号通过发出向神经系统上报神经解体的消息来启动刺激愈合的信号。将电信号递送到受试者身体的任何地方都会向受试者的大脑发出信号，以治疗身体上的伤口，特别是在慢性伤口的情况下。

发明人进一步假设，与其他已知的电疗法刺激程序相比，施加具有本文所述特征的随机且变化的电信号有助于增强的伤口愈合和血管重建。发明人假设施加本文表征的变化的混合电信号防止身体适应所施加的电刺激，从而实现更好的伤口愈合和血管重建参数。附加地或替代地，发明人假设本文表征的变化的混合电信号的施加有助于不同深度水平的不同神经组的刺激，从而实现增强的伤口愈合和血管重建参数。

实验数据

下文所述的实验由发明人根据本发明的应用并使用本文所述的装置和技术进行。下文参考示例1-2呈现的实验表明，根据本文所述的装置和技术施加电信号可用于加速和改善伤口愈合，以及改善组织氧合。

示例1

在一组实验中，测验本文所述的装置和技术对慢性伤口愈合的影响。

示例1中的方法

下文描述了一系列方案，根据本发明的应用，这些方案可以单独使用或酌情组合使用。应当理解，数值是通过说明而非限制的方式提供的。通常，但并非必须，所示的每个值都是从在所示值的10％以内的值范围中选择的示例。类似地，尽管以高度的特殊性描述了某些步骤，但是本领域普通技术人员将理解，可以比照执行其他步骤。

根据本发明的一些应用，应用了以下方法：

获取受试者人群

收到IRB批准(以色列特拉维夫Clalit医疗服务公司(Clalitheath services))以对用本文所述的装置和技术治疗的患者进行回顾性分析。

受试者人群包括总共34例糖尿病足溃疡(Diabetic Foot Ulcers)或静脉性腿溃疡(Venous Leg Ulcers)的受试者(N＝29)。要被纳入研究，患者的伤口必须至少存在3个月，并且在入选前至少30天没有改善，由医生评估。参加该研究的患者被指导正确使用装置，并被指示每天使用该装置3次，每次30分钟。29例患者共有34处伤口。男性受试者有18处伤口，女性受试者有16处伤口。22处伤口为糖尿病足溃疡，12处伤口为静脉性腿溃疡。入选受试者的平均年龄为77.2岁。就诊时伤口的平均持续时间为7.5个月。就诊时伤口的平均大小为4.08cm²(范围0.15-21.02)。

29例受试者(和34处伤口)的信息如下表A所示：

表A：

*在140天内未完全愈合

**4周内完全愈合

该研究是作为开放的、非随机的1期研究进行的。

跟踪受试者直到伤口闭合，或者如果伤口没有完全闭合，则受试者治疗16周。在治疗时期期间每周对受试者进行一次随访，在此期间拍摄照片。使用Image J软件(NIH)进行伤口测量。

刺激治疗

根据本发明的一些应用的装置是基于专门设计的软件的计算机化电疗系统，该专门设计的软件生成以随机变化的脉冲/峰值参数为特征的电信号。

该装置旨在供家庭使用。它是一个独立的单元，两个电极放置在伤口周围。该装置每天操作三次，每次三十分钟。

在治疗开始时，软件自动校准在治疗环节要达到的治疗幅度。每个治疗环节持续30分钟，其中设备产生本文别处描述的平衡低强度电流(最大电流密度；0.32mA/cm2r.m.s.)，净零DC。

示例1中获得的结果

再次参考表A，其呈现了示例1中描述的研究的总体结果。

如表A中所示，与入选时相比，在4周时伤口大小平均改善了36.20％。34处伤口中有5处在4周内完全愈合(14.70％)。年龄、性别、伤口类型和伤口持续时间对结果没有统计学影响。

与基线相比，在第12周时伤口大小平均改善了74.92％。与4周时的改善相比，伤口大小进一步改善了56.80％。在第4周和第12周之间，又有12处伤口完全愈合(35.30％)。到第12周，总共有17处伤口完全愈合(50％)。

在第16周时，又有3处伤口完全闭合。剩余伤口的平均大小为1.82cm²，比开始时减少了55％。

到第20周，另外6处伤口完全愈合(17.65)。

34个伤口中有23个在140天内完全闭合。该组完全愈合的平均时间为79天。在糖尿病足溃疡组中有14名男性和9名女性。在静脉性腿溃疡组中，有4名男性和7名女性。性别对研究结果的影响没有差异。

在研究期间没有报告设备的不良事件或安全问题。

下面的图表I代表响应于使用根据本发明的一些应用的装置和方法进行治疗而基于时间测量的总伤口面积：

图表I

示例2

在一组实验中，测验了本文所述的装置和技术对慢性伤口愈合和组织氧合的影响。

示例2中的方法

获取受试者人群

该研究包括8名患者(2女6男)，均为老年人(74.5±5.8岁)，动脉循环不良(TcPO2＝29.1mmHg±9.6)，除了一名(37岁；TcPO2＝64mmHg)。所有患者都有下肢溃疡“未愈合”(2例创伤后；1例压疮；1例三度烧伤；2例静脉；2例糖尿病)。表面平均12,5cm2±9.8.，推动工具平均11.5±2.6pt。

刺激治疗

微安范围内的低强度电流，每天3次，每次30分钟，电极放置在伤口边缘附近的健康完整皮肤上。所有溃疡均使用按照最佳实践制作的敷料进行治疗。如本文所述施加变化的电信号。

示例2中获得的结果

评估伤口表面减少的百分比以及肉芽和上皮形成的改善(通过推动工具3.0(PushTool)系统测量)。结果：3名患者在长达40天的时间内实现了完全的伤口闭合。两名患者因其他原因住院而出院。一名患者因为厌倦了程序而暂停治疗。两名患者仍在接受治疗。在所有情况下，除了一个(几乎没有变化)，我们观察到伤口表面和P.T.值在统计学上显著减少(分别为-49％和-4pt P<0.05)。平均治疗时间为35.1±17.5天。治疗后的TcPO2从29.1mmHg±9.增加到49.5mmHg±6.7。

现在参考图4A-图13D，它们是根据本发明的一些应用在对受试者进行治疗之前、期间和之后在受试者(选自表A)中的慢性伤口的示例。如参考示例1所述并列于表A中，患有糖尿病足溃疡或静脉性腿溃疡的受试者根据本发明的应用进行治疗以实现伤口的愈合。

图4A-图4D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续12个月的84岁女性受试者的静脉性腿部溃疡的图像。图4A-图4D显示了治疗之前、在随后的治疗期间的伤口。

图4A显示了在施加治疗之前时间0处的伤口。

图4B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始5周时伤口的部分愈合。

图4C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始7周时伤口的额外部分愈合。

图4D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始11周时伤口的完全闭合。图4D显示了伤口从4.8cm2到0.0cm2的完全闭合。

图5A-图5D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前患有伤口持续3个月的68岁女性受试者的糖尿病足溃疡的图像。图5A-图5D显示了治疗之前、在随后的治疗期间的伤口。

图5A显示了在施加治疗之前的时间0处的伤口。

图5B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始4周时伤口的部分愈合。

图5C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始8周时伤口的额外部分愈合。

图5D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始20周时伤口的完全闭合。图5D显示了伤口从1.05cm2到0.0cm2的完全闭合。

图6A-图6D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续4个月的89岁女性受试者的静脉性腿部溃疡的图像。图6A-图6D显示了治疗之前、在随后的治疗期间的伤口。

图6A显示了在施加治疗之前时间0处的伤口。

图6B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始2周时伤口的部分愈合。

图6C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始8周时伤口的额外部分愈合。

图6D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始15周时伤口的完全闭合。图6D显示了伤口从21.22cm2到0.0cm2的完全闭合。

图7A-图7D是在根据本发明的一些应用开始治疗之前已经患有伤口持续17个月的92岁女性受试者的静脉性腿部溃疡的图像。图7A-图7D显示了治疗之前、在随后的治疗期间的伤口。

图7A显示了在施加治疗之前时间0处的伤口。

图7B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始3周时伤口的部分愈合。

图7C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始8周时伤口的额外部分愈合。

图7D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始10周时伤口的完全闭合。图7D显示了伤口从14.67cm2到0.0cm2的完全闭合。

图8A-图8D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续12个月的77岁女性受试者的糖尿病足溃疡的图像。图8A-图8D显示了治疗之前、在随后的治疗期间的伤口。

图8A显示了根据本发明的一些应用在治疗环节开始之前的伤口。

图8B显示了根据本发明的一些应用在先前的治疗环节之后，以及根据本发明的一些应用在重新开始治疗之前，伤口的部分愈合。

图8C显示了根据本发明的一些应用在重新开始治疗后6周时伤口的部分愈合。

图8D显示了根据本发明的一些应用从重新开始治疗后9周时伤口的完全闭合。图8D显示了伤口从1.23cm2到0.0cm2的完全闭合。

图9A-图9D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续12个月的图8A-图8D的77岁女性受试者的额外糖尿病足溃疡的图像。图9A-图9D显示了治疗之前、在随后的治疗期间的伤口。

图9A显示了根据本发明的一些应用在治疗环节开始之前的伤口。

图9B显示了根据本发明的一些应用在先前的治疗环节之后，以及根据本发明的一些应用在重新开始治疗之前，伤口的部分愈合。

图9C显示了根据本发明的一些应用在重新开始治疗后6周时伤口的部分愈合。

图9D显示了根据本发明的一些应用在重新开始治疗后9周时伤口的完全闭合。图9D显示了伤口从0.47cm2到0.0cm2的完全闭合。

图10A-图10D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续3个月的92岁女性受试者的褥疮的图像。图10A-图10D显示了治疗之前、随后的治疗期间的伤口。

图10A显示了在施加治疗之前时间0处的伤口。

图10B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始3周时伤口的部分愈合。

图10C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始12周时伤口的额外部分愈合。

图10D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始16周时伤口的完全闭合。图10D显示了伤口从6.14cm2到0.0cm2的完全闭合。

图11A-图11D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续12个月的86岁男性受试者的糖尿病足溃疡的图像。图11A-图11D显示了治疗之前、随后的治疗期间的伤口。

图11A显示了在施加治疗之前的时间0处的伤口。

图11B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始4周时伤口的部分愈合。

图11C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始12周时伤口的额外部分愈合。

图11D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始20周时伤口的进一步闭合。图11D显示了伤口从6.07cm2到0.96cm2的闭合(84％闭合)。

图12A-图12D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续12个月的74岁女性受试者的两个糖尿病足溃疡的图像。图12A--图12D显示了治疗之前、随后的治疗期间的伤口。

图12A显示了在施加治疗之前的时间0处的伤口。

图12B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始5周时伤口的部分愈合。

图12C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始10周时伤口中的一个伤口的完全闭合(由箭头指示)和伤口中的一个伤口的额外部分愈合。

图12D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始18周时两个伤口的完全闭合(由箭头指示)。图12D显示了两个伤口从1.35cm2到0.0cm2和1.01到0.0cm2的完全闭合。

图13A-图13D是根据本发明的一些应用在开始治疗之前已经患有伤口持续6个月的63岁男性受试者的糖尿病足溃疡的图像。图13A-图12D显示了治疗之前、随后的治疗期间的伤口。

图13A显示了在施加治疗之前的时间0处的伤口。

图13B显示了根据本发明的一些应用从治疗开始2周时伤口的部分愈合。

图13C显示了根据本发明的一些应用从治疗开始5周时伤口的额外部分愈合。

图13D显示了根据本发明的一些应用从治疗开始10周时伤口的完全闭合。图13D显示了伤口从1.05cm2到0.0cm2的完全闭合。

现在参考图14，其是根据本发明的一些应用的用于施加电刺激疗法的装置的配置的示意图，该装置与受试者使用的各种物品一起使用以改善受试者中的氧灌注。以下是电极组件制品(例如可穿戴和/或可抓握制品)上远离伤口的可能放置电极的示例。例如，电极放置在可穿戴物品中远离伤口的位置，例如衣服、衣服配件、鞋子、腕带和类似物。图14显示了包括用于伤口治疗的电极和电信号发生器的制品的示意图。头饰制品700(例如有边帽、无边帽或类似物)可以具有结合到头饰制品700的头带中的电极组件，例如在头饰制品700的头带的内表面上的电极704和708，靠近受试者太阳穴的皮肤。该组件包括电引线706和电信号发生器702，该电引线706嵌入头饰制品700结构中并在每个电引线706的一端电连接到两个电极704和708，电信号发生器702在电引线706的另一端电连接。固定元件(例如头饰制品700的头带)使电极704和708与受试者的皮肤牢固连接。将电信号发生器702和电极组件结合在头饰制品700中的优点是可以在执行其他任务(例如行走)时对患者进行治疗。

眼镜框架710可以具有结合到眼镜框架710的臂中的电极组件，例如在每个臂的端部的内表面上邻近受试者耳朵后面的皮肤的电极714和716。该组件包括电引线718和电信号发生器712，该电引线718嵌入眼镜框架710结构中并在每个电引线718的一端电连接到两个电极714和716，电信号发生器712在电引线718的另一端电连接。电信号发生器712可以嵌入眼镜框架710的一个臂中。诸如眼镜框架710的臂的固定元件使电极714和716与受试者的皮肤牢固地连接。将电信号发生器712和电极组件结合在眼镜框架710中的优点是可以在执行其他任务(例如阅读)时对患者进行治疗。

手表720可以具有结合到手表720的腕带中的电极组件，例如在腕带的内表面上与受试者的手腕皮肤相邻的电极724和726。该组件包括电引线电信号发生器722，该电引线嵌入腕带中并且在每条引线的一端电连接到两个电极724和726，电信号发生器722在引线的另一端电连接。电信号发生器722可以嵌入腕带或手表本身。固定元件(诸如手表720的腕带)使电极724和726与受试者的皮肤牢固地连接。将电信号发生器722和电极组件结合在手表720中的优点是可以在执行其他任务时对患者进行治疗。

汗衫730可以具有结合到汗衫730的手臂中的电极组件，例如在手臂的内表面上邻近受试者的上臂的皮肤的电极734和736。该组件包括电引线和电信号发生器732，电引线被嵌入臂中并在每条引线的一端电连接到两个电极734和736，电信号发生器732在引线的另一端电连接。电信号发生器732可以嵌入汗衫730的手臂中。固定元件(诸如汗衫730的手臂)使电极734和736与受试者的皮肤牢固地连接。将电信号发生器732和电极组件结合在汗衫730中的优点是可以在执行其他任务的同时对患者进行治疗。

杠铃740可以具有结合到杠铃740的杆中的电极组件，例如位于杆外表面上邻近握持杆的受试者手的皮肤的电极744和746。该组件包括电引线和电信号发生器742，该电引线被嵌入杆中并在每条引线的一端电连接到两个电极744和746，电信号发生器742在引线的另一端电连接。电信号发生器742可以嵌入杠铃740的杆或砝码中。固定元件(例如受试者的手)使电极744和746与受试者的皮肤牢固地连接。将电信号发生器和电极组件结合在杠铃740中的优点是患者可以在接受治疗的同时进行健身训练。

扫帚750可以具有结合到扫帚750的柄部中的电极组件，例如位于柄部外表面上邻近握持柄部的受试者的手的皮肤的电极754和756。该组件包括电引线和电信号发生器752，该电引线嵌入柄部中并在每条引线的一端电连接到两个电极754和756，该电信号发生器752在引线的另一端电连接。电信号发生器752可以嵌入扫帚750的柄部中。固定元件(例如受试者的手)使电极754和756与受试者的皮肤牢固地连接。将电信号发生器752和电极组件结合在扫帚750中的优点是可以在执行其他任务(例如清洁)的同时对患者进行治疗。

可选地，电极组件被放置在医用绷带、粘性绷带和类似物中。例如，电极是粘附在患者皮肤上的贴片电极，并且电信号发生器集成在贴片中。在这个示例中，固定元件是贴片的粘合剂。例如，将电信号发生器和电极集成到弹性绷带中，例如用于运动损伤的弹性绷带，并且将弹性绷带施加到患者的关节上，使得粘性绷带一端的电极接触到患者的皮肤，并且粘性绷带是包含电信号发生器和引线的固定元件。类似地，电信号发生器、引线和电极可以结合到带子、腰带、医用绷带、弹簧、弹性绳索、弹性织带、弹性绷带、粘性绷带、粘性贴片和类似物中。可选地，这些制品被结合到可穿戴制品中，例如服装、内衣、服装配件和诸如此类。

本文所述的两个或更多个电极通过制品的基底连接，例如电极组件的基底。基底可具有大于1x10^-7Nm²的刚度，例如棉布、亚麻布和类似物的刚度。基底可具有大于10×10^{- 7}Nm²的刚度，例如包括两个或更多个电极元件的贴片电极、弹性绷带和类似物的刚度。可选地，该基底可以具有大于100x10^-7Nm²的刚度，例如头带、手表的腕带、帽子的头带和类似物的刚度。可选地，基底可以具有大于1x10^-4Nm²的刚度，例如杠铃杆、扫帚柄和类似物的刚度。可选地，基底可以具有大于1x10^-9Nm²的刚度。可选地，基底可以具有介于1x10^-9Nm²和1x10⁹Nm²之间的刚度。

本发明的一些应用可以是系统、装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质(或媒介)，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本发明的各方面。

计算机可读存储介质可以是可以保留和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括以下内容：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能磁盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(例如穿孔卡或凹槽中的凸起结构，其上记录有指令)以及前述的任何合适组合。如本文所使用的，计算机可读存储介质不应被解释为是瞬态信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、传播通过波导或其他传输介质的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)或通过导线传输的电信号。

本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者经由网络(例如，因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到外部计算机或外部存储设备。该网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令并且转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或以一种或多种编程语言的任何组合编写的源代码或目标代码，包括诸如Java、Smalltalk、C++或诸如此类的面向对象的编程语言，以及诸如“C”编程语言或类似的编程语言的常规过程编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机上和部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以执行本发明的各个方面。

本文参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个块以及流程图和/或框图中的块的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或一个或多个框图块中指定的功能/动作的手段。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以引导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式运行，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括制造制品，该制造制品包括实现流程图和/或一个或多个框图块中指定的功能/动作的方面的指令。

计算机可读程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或一个或多个框图块中指定的功能/动作。

附图中的流程图和框图说明了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的体系结构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个块可以表示模块、段或指令的一部分，其包括用于实现(一个或多个)特定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，块中标注的功能可能不按附图中标注的顺序出现。例如，连续显示的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图图示的每个块，以及框图和/或流程图图示中的块的组合，可以由执行特定功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统实现。

为了说明的目的呈现了本发明的各种实施例的描述，但并不旨在穷举或限制所公开的实施例。许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的，而不脱离所描述实施例的范围和精神。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、对市场中发现的技术的实际应用或技术改进，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。

本领域技术人员将理解，本发明不限于上文已具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合，以及不属于现有技术的其变化和修改，本领域技术人员在阅读上述描述后会想到这些。

Claims (63)

1.一种装置，所述装置包括：

电刺激器，其包括被配置为放置成与受试者的皮肤接触的至少一个电极；

信号发生器，其被配置为通过所述至少一个电极提供用于施加到所述受试者的电信号，其中所述电信号包括一系列脉冲；以及

控制处理器，其被配置为连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：

(i)每个所述脉冲的持续时间，

(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及

(iii)每个所述脉冲的能量值，

同时保持所述电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的所述能量值高于预定的最小能量值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述脉冲的所述持续时间在预定持续时间范围内。

3.根据权利要求1-2中的任一项所述的装置，其中所述电信号包括基本相等数量的正极性脉冲和负极性脉冲。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中由所述电信号递送给所述受试者的总电荷基本等于零。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中所述预定的每秒最小脉冲数为100，所述预定的最小能量值为0.005微焦耳，并且所述持续时间在0.05ms-0.25ms之间。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的装置，其中所述预定的每秒最小脉冲数为150，所述预定的最小能量值为1微焦耳，并且所述持续时间在0.5ms-1ms之间。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的装置，其中所述每秒的最小脉冲数为250，所述最小能量值为0.5微焦耳，并且所述持续时间范围为0.25ms-0.5ms。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置，其中所述预定的最小能量值为2微焦耳，并且所述持续时间在1ms-2.5ms之间。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的装置，其中所述预定的最小能量值为10微焦耳，并且所述持续时间在2.5ms-10ms之间。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的装置，其中所述控制处理器被配置为连续随机改变所有的所述信号参数。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的装置，其中所述一系列脉冲包括离散脉冲。

12.根据权利要求1-11中的任一项所述的装置，其中所述信号具有选自由正弦波、方波和三角波组成的组中的波形。

13.根据权利要求1-12中的任一项所述的装置，其中所述控制处理器被配置为在预定持续时间内重复所述信号参数的模式不超过一次。

14.根据权利要求13中的任一项所述的装置，其中所述预定持续时间是0.2秒。

15.根据权利要求1-14中的任一项所述的装置，其中所述电信号是随机AC信号。

16.根据权利要求1-15中的任一项所述的装置，其中所述至少一个电极包括至少两个电极。

17.根据权利要求1-16中的任一项所述的装置，其中所述至少一个电极被放置成与所述受试者的完整皮肤接触。

18.根据权利要求1-17中的任一项所述的装置，其中所述至少一个电极被放置成在皮肤中的伤口附近与所述受试者的所述皮肤接触。

19.根据权利要求1-18中的任一项所述的装置，其中所述至少一个电极包括至少两个电极，并且其中所述至少两个电极被配置为放置在所述皮肤中伤口的两个相对侧上。

20.根据权利要求1-19中的任一项所述的装置，其中所述至少一个电极被放置成在遭受氧合受损的位置中与所述受试者的皮肤接触。

21.根据权利要求1-20中的任一项所述的装置，其中所述至少一个电极被放置在通向脊髓的传入轴突的上游。

22.一种用于刺激一组神经的方法，所述方法包括：

将至少一个电极放置成与受试者的皮肤接触；

通过所述至少一个电极向所述受试者施加电信号，其中所述电信号包括一系列脉冲；以及

连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：

(i)每个所述脉冲的持续时间，

(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及

(iii)每个所述脉冲的能量值，

同时保持所述电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的所述能量值高于预定的最小能量值。

23.根据权利要求22所述的方法，其中每个所述脉冲的所述持续时间在预定持续时间范围内。

24.根据权利要求22-23中任一项所述的方法，其中所述电信号包括基本相等数量的正极性脉冲和负极性脉冲。

25.根据权利要求22-24中任一项所述的方法，其中由所述电信号递送给所述受试者的总电荷基本等于零。

26.根据权利要求22-25中任一项所述的方法，其中所述预定的每秒最小脉冲数为100，所述预定的最小能量值为0.005微焦耳，并且所述持续时间在0.05ms-0.25ms之间。

27.根据权利要求22-26中任一项所述的方法，其中所述预定的每秒最小脉冲数为150，所述预定的最小能量值为1微焦耳，并且所述持续时间在0.5ms-1ms之间。

28.根据权利要求22-27中任一项所述的方法，其中所述每秒的最小脉冲数为250，所述最小能量值为0.5微焦耳，并且所述持续时间范围为0.25ms-0.5ms。

29.根据权利要求22-28中任一项所述的方法，其中所述预定的最小能量值为2微焦耳，并且所述持续时间在1ms-2.5ms之间。

30.根据权利要求22-29中任一项所述的方法，其中所述预定的最小能量值为10微焦耳，并且所述持续时间在2.5ms-10ms之间。

31.根据权利要求22-30中任一项所述的方法，其包括连续随机改变所有的所述信号参数。

32.根据权利要求22-31中任一项所述的方法，其中所述一系列脉冲包括离散脉冲。

33.根据权利要求22-32中任一项所述的方法，其中所述信号具有选自由正弦波、方波和三角波组成的组中的波形。

34.根据权利要求22-33中任一项所述的方法，其包括在预定持续时间内重复所述信号参数的模式不超过一次。

35.根据权利要求34中任一项所述的方法，其中所述预定持续时间是0.2秒。

36.根据权利要求22-35中任一项所述的方法，其中所述电信号是随机AC信号。

37.根据权利要求22-36中任一项所述的方法，其中所述至少一个电极包括至少两个电极。

38.根据权利要求22-37中任一项所述的方法，其中所述至少一个电极被放置成与所述受试者的完整皮肤接触。

39.根据权利要求22-38中任一项所述的方法，其中所述至少一个电极被放置成在皮肤中的伤口附近与所述受试者的所述皮肤接触。

40.根据权利要求22-39中任一项所述的方法，其中所述至少一个电极包括至少两个电极，并且其中所述至少两个电极被配置为放置在所述皮肤中伤口的两个相对侧上。

41.根据权利要求22-40中任一项所述的方法，其中所述至少一个电极被放置成在遭受氧合受损的位置中与所述受试者的皮肤接触。

42.根据权利要求22-41中任一项所述的方法，其中所述至少一个电极被放置在通向脊髓的传入轴突的上游。

43.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有嵌入其中的程序指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序指令可由至少一个硬件处理器执行以：

操作信号发生器，以通过与受试者的皮肤接触的至少一个电极，提供用于施加到所述受试者的电信号，其中所述电信号包括一系列脉冲；并且

连续随机地改变以下信号参数中的至少一个：

(i)每个所述脉冲的持续时间，

(ii)每对脉冲之间的时间间隔，以及

(iii)每个所述脉冲的能量值，

同时保持所述电信号的每秒脉冲数高于预定的每秒最小脉冲数，并且保持每脉冲的所述能量值高于预定的最小能量值。

44.根据权利要求43所述的计算机程序产品，其中每个所述脉冲的所述持续时间在预定持续时间范围内。

45.根据权利要求43-44中任一项所述的计算机程序产品，其中所述电信号包括基本相等数量的正极性脉冲和负极性脉冲。

46.根据权利要求43-45中任一项所述的计算机程序产品，其中由所述电信号递送给所述受试者的总电荷基本等于零。

47.根据权利要求43-46中任一项所述的计算机程序产品，其中所述预定的每秒最小脉冲数为100，所述预定的最小能量值为0.005微焦耳，并且所述持续时间在0.05ms-0.25ms之间。

48.根据权利要求43-47中任一项所述的计算机程序产品，其中所述预定的每秒最小脉冲数为150，所述预定的最小能量值为1微焦耳，并且所述持续时间在0.5ms-1ms之间。

49.根据权利要求43-48中任一项所述的计算机程序产品，其中所述每秒的最小脉冲数为250，所述最小能量值为0.5微焦耳，并且所述持续时间范围为0.25ms-0.5ms。

50.根据权利要求43-49中任一项所述的计算机程序产品，其中所述预定的最小能量值为4微焦耳，并且所述持续时间在1ms-2.5ms之间。

51.根据权利要求43-50中任一项所述的计算机程序产品，其中所述预定的最小能量值为2微焦耳，并且所述持续时间在1ms-2.5ms之间。

52.根据权利要求43-51中任一项所述的计算机程序产品，其中所述程序指令可执行以连续随机地改变所有的所述信号参数。

53.根据权利要求43-52中任一项所述的计算机程序产品，其中所述一系列脉冲包括离散脉冲。

54.根据权利要求43-53中任一项所述的计算机程序产品，其中所述信号具有选自由正弦波、方波和三角波组成的组中的波形。

55.根据权利要求43-54中任一项所述的计算机程序产品，其中所述程序指令可执行以在预定持续时间内重复所述信号参数的模式不超过一次。

56.根据权利要求55所述的计算机程序产品，其中所述预定持续时间是0.2秒。

57.根据权利要求43-56中任一项所述的计算机程序产品，其中所述电信号是随机AC信号。

58.根据权利要求43-57中任一项所述的计算机程序产品，其中所述至少一个电极包括至少两个电极。

59.根据权利要求43-58中任一项所述的计算机程序产品，其中所述至少一个电极被放置成与所述受试者的完整皮肤接触。

60.根据权利要求43-59中任一项所述的计算机程序产品，其中所述至少一个电极被放置成在皮肤中的伤口附近与所述受试者的所述皮肤接触。

61.根据权利要求43-60中任一项所述的计算机程序产品，其中所述至少一个电极包括至少两个电极，并且其中所述至少两个电极被配置为放置在所述皮肤中伤口的两个相对侧上。

62.根据权利要求43-61中任一项所述的计算机程序产品，其中所述至少一个电极被放置成在遭受氧合受损的位置中与所述受试者的皮肤接触。

63.根据权利要求43-62中任一项所述的计算机程序产品，其中所述至少一个电极被放置在通向脊髓的传入轴突的上游。

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