CN117085248A - 一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可由需要减轻体位性低血压的患者携带的经皮脊髓电刺激设备，该设备通过向患者的脊髓内交感神经施加电刺激来重塑其减压反射通路功能，从而对神经源性体位性低血压进行物理辅助治疗。该经皮脊髓电刺激设备包括至少一个非侵入式的刺激电极，其可操作地附接至与患者的预设脊髓节段对应的体表靶点，用以向体表靶点施加可控的电脉冲；控制部，其通信地耦合到第一刺激元件，被配置为基于患者体位变化选择性地施加电脉冲和/或动态地调节电脉冲的脉冲参数。本发明通过体表电极无创性地刺激脊髓来激活交感神经网络，重塑压力感受反射来调节体位性低血压，解决了过去在本领域中需要使用有创性植入式脊髓电刺激解决的问题，拓宽了治疗领域。

Description

一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备

技术领域

本发明涉及医疗器械设备技术领域，尤其涉及一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备，更具体涉及通过重塑减压反射通路功能对神经源性体位性低血压进行物理辅助治疗的电刺激设备。

背景技术

神经性直立性低血压(neurogenic orthostatic hypotension，nOH)是指站立时收缩压下降≥20mmHg或舒张压下降≥10mmHg，其主要表现为眩晕/头晕、视觉障碍、无力或疲劳感，不能耐受直立或行走。神经性直立性低血压(neurogenic orthostatichypotension，nOH)可能增加跌倒和跌倒相关伤害的风险，导致医疗费用增加，并对日常生活活动和生活质量产生负面影响。

正常血压的维持由神经体液系统协同完成，其中，以减压反射为核心的短期血压调节系统维持了体位变化时的血压稳定。减压反射的反射弧包括感受器(颈动脉窦主动脉弓压力感受器)、传入神经(迷走神经及舌咽神经和窦神经)、神经中枢(包括脑干中枢及高级中枢)和传出神经(交感神经和副交感神经)。研究发现，神经源性直立性低血压的发生与上述通路受累息息相关。目前，这一症状的治疗方法仍存在困境，物理治疗多为即时效应且改善不显著，而药物治疗也可能会带来平卧性高血压等副作用。针对体位性低血压的神经调控治疗，目前主要采用一种有创的治疗技术，即脊髓电刺激(spinal cord stimulation，SCS)

脊髓电刺激技术(SCS)最初由Shealy等人于1967年首次应用于临床治疗疼痛，其原理是将电极经皮植入椎管内的硬膜外，通过脉冲电流刺激脊髓后柱来实现神经调节。目前，脊髓电刺激技术(SCS)已经被广泛应用于多个领域，如脊髓损伤运动功能的恢复、昏迷病人的促醒等。近年来，脊髓电刺激技术(SCS)治疗也被尝试用于部分病因引起的体位性低血压，研究表明，植入性脊髓电刺激对于脊髓损伤患者和多系统萎缩患者的直立性低血压均有显著改善。

目前的研究认为，脊髓电刺激(SCS)激活阈值最低的Ia类感觉神经元，通过位于脊髓神经网络(SN)的脊髓中间神经元的介导，最终作用于位于内脏的交感神经节，通过调节交感神经输出，进而对减压反射通路进行功能调制和重塑，从而实现治疗体位性低血压的目的。

目前较为成熟的脊髓电刺激技术为美敦力的脊髓电刺激器系统，该系统包括一个植入式电极和一个外部控制器。电极植入脊髓，控制器则通过无线通信与电极连接。患者可以通过控制器上的按钮来调节电刺激的强度和频率，以达到最佳的治疗效果。该脊髓电刺激器系统适用于治疗多种慢性疼痛，如脊髓损伤、复杂性区域疼痛综合症及放射性痛等。此外，该设备还可以用于治疗帕金森病、脑卒中后遗症等神经系统疾病，帮助改善患者的运动功能和生活质量。

然而上述现有技术存在的典型缺点包括：首先，植入式脊髓电刺激方法需要进行有创手术，将刺激器植入到患者体内，手术风险较高且可能对患者造成副损伤，而且设备损坏后更换价格昂贵；其次，目前的植入式脊髓电刺激采用持续刺激模式，需要医务人员手动操作开关，还未能实现与体位性血压变化的自适应耦合刺激。综上所述的缺点限制了植入式脊髓电刺激在临床上的应用。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备，由需要减轻体位性低血压的患者携带，以用于应用至少一种电脉冲至患者，该经皮脊髓电刺激设备包括：

至少一个非侵入式的第一刺激元件，可操作地附接至与患者的脊髓目标区域对应的体表靶点，以用于向体表靶点施加可控的电脉冲；

通信地耦合到第一刺激元件的控制部，被配置为基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲和/或动态地调节该电脉冲的脉冲参数。

本发明开创性地使用经皮脊髓电刺激治疗外周交感神经功能保留的体位性低血压，解决了过去在本领域中需要使用有创性植入式脊髓电刺激解决的问题，达到了拓宽治疗领域之目的。

本发明提供的经皮脊髓电刺激设备允许患者在行走、站立、坐着或其他任何静止姿势下使用该设备，从而患者能够在众多环境和状态下，如乘坐汽车、火车或其他交通工具时以及患者在室内打字、卧床休息或室外行走时治疗体位性低血压。该设备制造成本低、尺寸小、重量轻，使得它便于贮藏并随身携带；而且该设备及其使用方法不需要患者大量的学习成本，仅需要极短的治疗时间(如几分钟)就能获得显著的效果。

优选地，控制部基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲和/或动态地调节电脉冲包括：

若控制部基于患者的体位变化确定其处于非直立状态，则驱动第一刺激元件以第一电脉冲阈值执行第一电刺激模式；

若控制部基于患者的体位变化确定其处于直立状态，则驱动第一刺激元件以第二电脉冲阈值执行第二电刺激模式。

当患者处于非直立状态时，利用较低的电流强度刺激能够在增加基础的交感神经可塑性的同时，不会引起明显的副作用，以达到重塑静息状态交感神经活性之目的。当患者处于直立状态时，利用较高的电流强度刺激能够直接激活脊髓外周交感神经，达到增加血压，防止恶性心血管事件的目的。

优选地，控制部驱动第一刺激元件以第一电脉冲阈值执行第一电刺激模式包括驱动第一刺激元件以预设周期间歇地输出第一电脉冲阈值的电脉冲。

优选地，控制部驱动第一刺激元件以第二电脉冲阈值执行第二电刺激模式包括驱动第一刺激元件以预设周期连续地输出第二电脉冲阈值的电脉冲。

本发明通过感受患者体位变化来确定相应的电脉冲刺激模式，当患者处于直立及行走状态时开启较高强度的电脉冲刺激，患者恢复平卧时关闭电脉冲刺激或者采用低强度的间歇式电脉冲刺激，从而在达到对直立性低血压的治疗效果的同时，避免无效刺激或过度刺激，减少持续刺激带来的副作用。另外，通过组合搭配各种可替换的刺激电极，在患者接收到刺激电流较大的有效刺激时，单位面积刺激电流仍低于伤害阈值，以减少经皮电刺激带来的副作用。

优选地，控制部按照与患者的既往血压信息相关联的方式来执行基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲。

优选地，控制部按照与患者的既往血压信息相关联的方式来执行基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲包括：

若患者的既往血压表现为低压状态，则控制部在患者处于非直立状态时执行第一电刺激模式和在患者处于直立状态时执行第二电刺激模式；

若患者的既往血压表现为非低压状态，则控制部仅在患者处于直立状态时执行相应的第二电刺激模式。

优选地，控制部基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲和/或动态地调节电脉冲之前还包括：

向患者的体表靶点施加预设的恒定电脉冲或步进电脉冲以确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值。

优选地，向患者的体表靶点施加预设的恒定电脉冲或步进电脉冲以确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值还包括：

向患者的体表靶点施加基础电脉冲阈值的电脉冲；

记录电脉冲产生和结束时所对应的第一起止时间；

记录患者因感知电脉冲而引起的疼痛所对应的第二起止时间；

基于第一起止时间和第二起止时间的匹配度验证基础电脉冲阈值的准确性。

优选地，第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值是按照与能够引起患者明显的疼痛感受的基础电脉冲阈值相关联地来设定的，其中，

第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值与基础电脉冲阈值的相关性鉴于患者的个体差异而不同。

优选地，本发明提供的经皮脊髓电刺激设备还包括按照向患者的脊髓目标区域施加关联对称的激活电脉冲的方式附接至患者脊髓两侧的至少一对第二刺激元件。

本发明提供一种用于对外周自主神经功能保留的体位性低血压进行无创性物理辅助治疗的经皮脊髓电刺激设备，该设备通过体表刺激电极发放高频夹带burst刺激，使刺激信号到达脊髓，激活脊髓交感神经网络，从而治疗体位性低血压，不需要进行植入手术，成本降低，不良反应及副作用均较小。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的经皮脊髓电刺激设备与患者的连接示意图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的第一刺激元件附接至患者的脊髓目标区域对应的体表靶点时的示意图；

图3是本发明提供的一种优选实施方式的经皮脊髓电刺激设备的结构框图。

附图标记列表

1：控制部；2：导线；3：第一刺激元件；4：第二刺激元件；10：控制器；11：刺激信号发生器；12：体态感受器；13：信号收发模组；14：可充电电源；15：显示部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明提供了一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激(tESCS)设备，该电刺激设备可由需要减轻低血压的患者携带，以通过该电刺激设备向患者提供电脉冲刺激，从而使低血压患者的血压提高。

具体地，参见图1，本发明提供的治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备可以包括：

至少一个非侵入式的第一刺激元件3，其可操作地附接至与患者的脊髓目标区域对应的体表靶点，以用于向体表靶点施加可控的电脉冲；

通信地耦合到第一刺激元件3的控制部1，被配置为基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲和/或动态地调节电脉冲。

根据一种优选实施方式，如图1所示，本发明中，非侵入式的第一刺激元件3可以采用贴片电极。该贴片电极可以贴设在与患者的脊髓目标区域对应的体表皮肤上，并可通过导线2机械且电性地连接至作为控制核心的控制部1，以通过控制部1产生及输出电流，并通过该贴片电极将刺激电流施加至患者的体表靶点，使得刺激电流通过激活相应靶点处的传入神经元来调节脊髓神经网络，达到激活脊髓外周交感神经元的目的。另外，当第一刺激元件3配置有多个时，多个第一刺激元件3可以在患者的体表靶点形成电极阵列。

根据一种优选实施方式，非侵入式的第一刺激元件3可以为圆形贴片电极，其直径可以是3cm～6cm。较佳地，圆形贴片电极的直径可以是5cm。应当理解的是，针对第一刺激元件3具体形状和尺寸的说明仅是作为非限制性实例的说明，不应视为对本发明的具体限制，本领域技术人员根据需要可以适应性地调整贴片电极的形状和尺寸，以满足基本覆盖患者相应脊髓节段之需要。

根据一种优选实施方式，如图2所示，该第一刺激元件3(贴片电极)可以定位或布置在患者脊髓的T10～T12节段。具体地，第一刺激元件3(贴片电极)可以定位或布置在患者脊髓T10和T11椎体下方(T10和T11椎体包含进入下胸段的脊髓后根传入神经纤维)，如定位或布置在T10和T11棘突之间的中线处。应当理解的是，T12节段通常指代人体肩胛骨下角与髂骨嵴联线中点所处的同一平面，和/或人体最后一对肋骨所对应的胸椎节段。另一方面，T11节段通常指代人体胸骨剑突末端平面。由此，本领域技术人员可以确定第一刺激元件3的定位区域。

更具体地，第一刺激元件3可以定位或布置在患者脊髓的T11—T12节段，以向患者脊髓T11—T12节段施加电脉冲刺激，该刺激电脉冲通过激活阈值最低的Ia类传入神经元调节脊髓神经网络，并作用于交感神经元最密集的T11—T12节段，从而激活脊髓外周交感神经元，交感神经元向心脏和血管发送信号，增加心输出量和血管阻力，从而达成收缩血管并升高血压，以治疗体位性低血压之目的。

根据一种优选实施方式，如图1所示，本发明提供的用于治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备还可以包括至少一对非侵入式的第二刺激元件4。该对第二刺激元件4可以关于第一刺激元件3或患者脊髓中线对称地布置在患者躯干两侧，从而可以向患者脊髓外周交感神经两侧发送对称的激活电流。由此，本发明中，至少一个第一刺激元件3可以作为阴极输出，而一对第二刺激元件4可以作为阳极输出。

根据一种优选实施方式，非侵入式的第二刺激元件4可以为方形贴片电极，其尺寸可以是7.5cm×13cm。应当理解的是，针对第二刺激元件4具体形状和尺寸的说明仅是作为非限制性实例的说明，不应视为对本发明的具体限制，本领域技术人员根据需要可以适应性地调整贴片电极的形状和尺寸，以满足基本覆盖患者相应躯干部位之需要。

具体而言，至少一对第二刺激元件4可以对称地布置在距患者肚脐约3～8cm外侧的腹部。较佳地，至少一对第二刺激元件4可以对称地布置在距患者肚脐约5cm外侧的腹部。应当理解的是，上述针对第二刺激元件4的布设方式仅是作为非限制性实例的说明，不应视为对本发明的具体限制，本领域技术人员根据需要可以将第二刺激元件4布置在患者躯干的其他部位。

根据一种优选实施方式，第一刺激元件3和第二刺激元件4与患者体表皮肤相接触的部位可布置有用于降低接触电阻的导电层。具体而言，可以在刺激电极和患者皮肤接触部位涂抹有导电膏或布置磨砂板等。

根据一种优选实施方式，如图1所示，该控制部1具体为一信号采集处理装置。具体地，该控制部1可以包括彼此通信地耦合的显示模块、操作模块、通讯模块、信号处理模块、脉冲发生模块、电源模块以及存储模块等。

根据一种优选实施方式，如图3所示，当需要对患者进行电脉冲刺激时，由控制部1内置的控制器10输出信号至刺激信号发生器11，刺激信号发生器11通过外接导线2将刺激信号传输至第一刺激元件3(即刺激电极)。第一刺激元件3将来自刺激信号发生器11的数字信号转换为对患者体表靶点位置(对应脊髓T10～T12节段)的电压刺激，从而达到治疗体位性低血压之目的。特别地，控制器10可以包括一个或多个微处理器、中央处理单元、微控制器、数字信号处理器或者类似装置中的任意一种或其组合。

根据一种优选实施方式，刺激信号发生器11可以包括升压电路转换模块和ADC转换模块。ADC转换模块可连接在升压电路转换模块和控制器10的信号输出端之间。具体地，ADC转换模块可将控制器10输出的数字信号转换成波形的模量信号，并由升压电路转换模块放大形成电压刺激信号，并经由刺激电极输出至患者脊髓目标区域的皮肤。

根据一种优选实施方式，如图3所示，控制部1可内置作为设备电力来源的可充电电源14，以至少向控制器10、刺激信号发生器11和显示部15等元件提供工作用电。具体地，显示部15可以包括显示屏、扬声器和信号灯中的一种或多种。进一步地，显示屏可以显示能够被视觉感知的用户界面，该用户界面可以提供响应用户输入的各种输出，如文本、图像和音视频动画等。具体而言，控制部1配备的显示部15可用于向患者或监护人员实时展示与电刺激治疗相关的参数，如电脉冲值、刺激时长等。

根据一种优选实施方式，控制部1可配置有可操作的功能部(如机械或可触摸式的按键)，通过可操作的功能部可以在适宜的场合和/或时间手动开启或中断电脉冲刺激。进一步地，通过可操作的功能部可以对电刺激信号的强度、频率、波形、模式和时间等参数进行选择和调节。

由此，本发明中，利用该经皮脊髓电刺激设备对患者进行针对低血压症的脊髓电刺激治疗的一种方式是由患者或相关监护人员基于患者的个人病情特质来通过控制器10编辑和/或调节电刺激治疗方案，即患者或相关监护人员可基于患者的个人病情特质来调节刺激电极所输出的电脉冲的脉冲参数，如电脉冲值、刺激频率及时长等。

根据一种优选实施方式，如图3所示，本发明所述的控制部1还可包括信号收发模组13。信号收发模组13包括信号接收器和信号发射器。具体地，信号接收器可用于响应外部信号的输入，如接收外置体态感受器的输入数据。信号发射器可用于将设备数据发送至第三方终端(如手机)，从而允许患者或其他医务监护人员通过其他无线终端设备上的可执行应用程序查看刺激信息。

根据一种优选实施方式，本发明提供的经皮脊髓电刺激设备还可包括电极插口，电极固定装置通过导线和插头与电极插口相连接。具体地，电极插口可以配置至少两对，每对分别对应连接一个正极插头和一个负极插头。正极插头通过导线与电极固定装置上的正电极相连接。负极插头通过导线与电极固定装置上的负电极相连接。

根据一种优选实施方式，本发明提供的经皮脊髓电刺激设备还可包括配置在设备壳体上的至少另一充电接口。充电接口与设备壳体内部的电源模块(即可充电电源14)相连接，从而允许外部电力通过该充电接口输入至电源模块，以为控制器10、显示部15等组件供电。

作为更优选的实施方式，如图3所示，控制部1还内置有体态感受器12。或者，控制部1可以与可附接至患者的一个或多个外置体态感受器通信地耦合。特别地，作为非限制性实例的说明，体态感受器12可以是角速度传感器、加速度传感器或其结合。角速度传感器和加速度传感器可分别用于测量相互交叉且优选正交的X、Y和Z三轴方向上各自的角速度和加速度，并输出相应朝向上的角速度和加速度的模拟信号。控制器10以预设采样间隔分别对角速度传感器和加速度传感器的输出信号进行采样并转换为数字值的角速度数据和加速度数据，使得控制器10能够基于与患者相关的角速度数据和加速度数据的变化来确定患者的姿态/体位变化(如处于卧位或站立位)。应当理解的是，利用角速度、加速度信息检测可动体的姿态变化以确定姿态已有大量成熟技术，本发明无意对此作出改进，故未详细赘述具体的判定过程。

由此，本发明中，利用该经皮脊髓电刺激设备对患者进行针对低血压症的脊髓电刺激治疗的优选方式是由体态感受器12获取与患者体态相关的姿态数据(如角速度数据、加速度数据)，并由控制器10根据体态感受器12输出的与患者体态相关的姿态数据确定患者的体位变化，使得控制器10能够基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲至与患者的脊髓目标区域对应的体表靶点，和/或基于患者的体位变化动态地调节所述电脉冲的脉冲参数，如电脉冲值、刺激频率及时长等。

根据一种优选实施方式，由体态感受器12获取的角速度数据和加速度数据以及由控制器10基于角速度数据和加速度数据确定的姿态数据可以储存在储存模块之中。存储模块可以与控制部1中的其它模块通信以接收来自其的数据，以存储任何类型的数据，如统计数据、历史数据、程序、文件和/或其他数据等。另外，存储模块还可以存储由控制器10通过网络读取和/或通过可操作的功能部输入的数据。特别地，存储模块可以包括易失性存储器和非易失性存储器。

根据一种优选实施方式，控制部1可以通过云端网络与可移动或便携式的第三方终端设备(如智能手机、平板电脑)交互通信，以允许医护人员或者与患者相关的监护人通过部署在第三方终端设备上的可执行应用程序来查看针对患者的治疗进程；同时，借助于在数据上彼此交互共享的第三方终端设备，该经皮脊髓电刺激设备的绝大多数功能，如治疗方案的定义/编辑、患者个人信息和治疗信息的整合编辑等可以直接经由第三方终端设备来完成，从而该设备可以只保留部分基础的功能，如数据显示，故有利于将该设备进一步小型化、轻便化，以降低制造和使用成本。

根据一种优选实施方式，与每一个独立个体的治疗进程相关的数据能够上传至云端数据库，并保存在第三方终端设备之中，以便于医护人员或者与患者相关的监护人基于这些历史数据形成与患者个体差异相关的个性化治疗方案。特别地，针对患者低血压治疗的个性化治疗方案可以通过深度学习模型来完成，如按照与患者的年龄、性别相关的方式将患者的历史血压信息及与之对应的电脉冲刺激方案(包含电脉冲值、施加频率及持续时长等)和最终血压提升表现(如血压提升值、血压提升速度等)导入深度学习模型，以允许深度学习模型基于海量的患者信息生成与患者个体差异相关的个性化治疗方案。

根据一种优选实施方式，本发明中，控制部1(更具体为控制器10)能够基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲至患者的体表目标靶点，和/或动态地调节该电脉冲的脉冲参数。

具体地，响应于来自体态感受器12的第一姿态数据，当控制部1基于该第一姿态数据确定患者为非直立状态时，控制部1以第一电脉冲阈值执行第一电刺激模式。

另一方面，响应于来自体态感受器12的第二姿态数据，当控制部1基于该第二姿态数据确定患者为直立状态时，控制部1以第二电脉冲阈值执行第二电刺激模式。

根据一种优选实施方式，响应于患者的体态在非直立状态和直立状态之间的切换，控制器1基于该切换于第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值之间动态地调节对应刺激电脉冲的脉冲强度。也即，控制部1基于患者的体位变化动态地调节该电脉冲的脉冲参数。

特别地，针对不同体位状态下对于电脉冲刺激的耐受力之不同，本发明中，第一电脉冲阈值可以小于第二电脉冲阈值。

根据一种优选实施方式，本发明中，第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值是按照与能够引起患者明显的疼痛感受的基础电脉冲阈值相关联地来设定的。例如，第一电脉冲阈值可以是基础电脉冲阈值的50％～60％。第二电脉冲阈值可以是基础电脉冲阈值的80％～90％。应当理解的是，第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值与基础电脉冲阈值相关的设定值可以由设计人员或医护人员根据对应患者的血压症状及个体特征来确定。例如，基于所确定的基础电脉冲阈值，参考患者的年龄、性别、个人体质特征以及既往病史等数据，并结合患者对电脉冲刺激的疼痛表现来确定第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值的具体取值。

进一步地，第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值与基础电脉冲阈值的相关性鉴于患者的个体差异而不同。具体地，对于不同患者，因其年龄、性别和个人体质特征等具有差异而对所施加的电脉冲刺激具有不同程度的可耐受性或适用性，故不同的个体对能够引起其明显的疼痛感受具有不同的基础电脉冲阈值。例如，A患者的电脉冲阈值为80mA。B患者的电脉冲阈值为65mA。特别地，用于测试能够引起患者明显疼痛感受的电脉冲(电流)值通常在0mA～120mA的范围内调节。

更具体地，即便A患者和B患者具有相同的基础电脉冲阈值，但其年龄、性别和个人体质特征等具有差异，故应用至A患者和B患者的第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值也可能鉴于上述差异而彼此不同。例如，适于A患者的第一电脉冲阈值可能为基础电脉冲阈值的50％～55％。适于B患者的第一电脉冲阈值可能为基础电脉冲阈值的55％～60％。

作为优选地，刺激电极的刺激频率可以为80～100Hz，更优选100Hz。进一步地，刺激电极的刺激模式可包括burst刺激，即夹带10kHz刺激脉宽，0.5mA的双向方波。

具体地，体位性低血压(或直立性低血压)是由于体位的改变(如从平卧位转换为直立)或者长时间保持直立状态发生的脑供血不足而引起的低血压状态。鉴于此，患者的日常活动状态通常可以分为两大类，即直立状态和非直立状态。患者的直立状态例如包括日常站立或行走状态。非直立状态例如包括日常平卧或坐姿状态。

根据一种优选实施方式，当控制器10基于患者的姿态数据确定其处于非直立状态之时，控制器10执行针对该患者的第一电刺激模式。具体地，在第一电刺激模式下，控制器10向刺激信号发生器11输出信号，以通过第一刺激元件3向患者的体表靶点施加第一电脉冲阈值大小的刺激电流。具体而言，例如对于部分基础血压较低(如收缩压小于100mmHg/舒张压小于70mmHg)的患者，在其处于非直立状态，如日间平卧休息状态时，控制器10通过第一刺激元件3输出第一电脉冲阈值范围的刺激电流对其进行刺激治疗。

作为非限制性实例的说明，针对基础血压较低的患者，第一电脉冲阈值可以是基础电脉冲阈值的45％～55％。较佳地，针对基础血压较低的患者，第一电脉冲阈值可以是基础电脉冲阈值的50％。也即，若某基础血压较低患者的基础电脉冲阈值是80mA，则对应施加至其的第一电脉冲阈值可以是40mA。应当理解的是，上述示例不应视为对本发明的具体限制，针对不同的基础低血压患者，第一电脉冲阈值与基础电脉冲阈值相关性应根据个体差异来确定。

进一步地，在第一电刺激模式下可以采用间歇脉冲刺激，也即每间隔预定周期执行至少一次第一电脉冲阈值范围的电脉冲刺激。具体而言，对于基础血压较低的患者，可以设定60分钟为一治疗周期，每次电脉冲刺激时长约为4～6min。特别地，在患者处于非直立状态下，利用间歇脉冲刺激的优势在于：患者平卧时，其动脉血压并不低，并且耐受力差，因此采用较低的电流强度刺激能够在增加基础的交感神经可塑性的同时，不会引起明显的副作用；另外，对于基础低血压患者，在非直立状态下，较低强度的间歇脉冲刺激能够达到重塑静息状态交感神经活性的目的。

根据一种优选实施方式，当控制器10基于患者的姿态数据确定其处于直立状态之时，控制器10执行针对该患者的第二电刺激模式。具体地，在第二电刺激模式下，控制器10向刺激信号发生器11输出信号，以通过第一刺激元件3向患者的体表靶点施加第二电脉冲阈值大小的刺激电流。具体而言，例如对于部分基础血压较低(如收缩压小于100mmHg/舒张压小于70mmHg)的患者，在其处于直立状态，如日间行走状态时，控制器10通过第一刺激元件3输出第二电脉冲阈值范围的刺激电流对其进行刺激治疗。

作为非限制性实例的说明，针对基础血压较低的患者，第二电脉冲阈值可以是基础电脉冲阈值的85％～95％。较佳地，针对基础血压较低的患者，第二电脉冲阈值可以是基础电脉冲阈值的90％。也即，若某基础血压较低患者的基础电脉冲阈值是80mA，则对应施加至其的第二电脉冲阈值可以是72mA。应当理解的是，上述示例不应视为对本发明的具体限制，针对不同的基础低血压患者，第二电脉冲阈值与基础电脉冲阈值相关性应根据个体差异来确定。

进一步地，在第二电刺激模式下可以采用连续脉冲刺激，也即在预定时段内向患者体表靶点连续地施加第一电脉冲阈值范围的电脉冲刺激。特别地，在患者处于直立状态下，利用连续脉冲刺激的优势在于：患者直立或者行走时，动脉血压降低并且电流耐受力强，采用较高强度的电流刺激直接激活脊髓外周交感神经，达到增加血压、防止恶性心血管事件的目的。

特别地，对于基础血压正常或者偏高的患者而言，在其处于非直立状态下执行电脉冲刺激可能是不合适的，因为这些患者本身具有较高的基础血压值，当其处于非直立状态，如平卧位时，若另施加电脉冲刺激，则其动脉血压可能上升至过高水平，进而对患者造成伤害；而且过高的血压水平可能诱发其他疾病，容易对患者产生潜在的消极影响。

因此，本发明中，在基于患者的体位变化施加电脉冲时，电脉冲的施加是与患者的既往血压状态相关联地来确定。或者，控制部1按照与患者的既往血压信息相关联的方式来基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲。也即，电脉冲的施加并非单纯依据患者的体位变化，还需要根据患者的既往血压状态确定是否在合适的体态下施加相应的电脉冲刺激。具体而言，对于部分基础血压正常或者偏高的患者，控制器10仅在其处于直立状态时才施加电脉冲刺激，并且控制器10能够以第二电脉冲阈值大小的刺激电流向此类患者施加连续的电脉冲刺激。

根据一种优选实施方式，每达到预定的治疗周期(如3个月)，则可以重新测量患者的基础电脉冲阈值，以确保作为施加间歇脉冲刺激和连续脉冲刺激之依据的基础电脉冲阈值的有效性，同时确保患者针对脉冲刺激的可耐受性。

根据一种优选实施方式，本发明中，在基于患者的体位变化向患者的脊髓目标区域选择性地施加电脉冲和/或动态地调节电脉冲的脉冲参数之前还包括向患者的体表靶点施加预设的恒定电脉冲或步进电脉冲以确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值。

根据一种优选实施方式，为测试并确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值，可以通过恒压(或恒流)刺激或步进电流刺激。具体地，针对恒压(或恒流)刺激，可以在0mA～120mA的范围挑选合适的恒定电流。测试过程中，被试患者取平卧位，自然放松双下肢，测试电极以上文所述的定位方式固定于患者躯干部，并持续输出设定的恒定电流，通过与患者交流(如询问是否疼痛)并观察仪器显示的患者生理数据(如心跳、呼吸节律、脉搏等与脉冲刺激直接或间接地相关的数据)以检测并记录能够引起患者明显疼痛的电流值，并将该电流值作为基础电脉冲阈值。特别地，恒压(或恒流)刺激模式可以使刺激效果免受阻抗变化的影响。

另一方面，针对步进电流刺激，测试过程中，可以1mA为初始电流强度进行测试，并以0.5mA为梯度递增脉冲强度，每个电流强度持续约1分钟，通过与患者交流(如询问是否疼痛)并观察仪器显示的患者生理数据(如心跳、呼吸节律、脉搏等与脉冲刺激直接或间接地相关的数据)以检测并记录能够引起患者明显疼痛的电流值，并将该电流值作为基础电脉冲阈值。特别地，在步进电流刺激过程中，每个刺激强度刺激后洗脱2分钟再进行下一强度刺激。

根据一种优选实施方式，本发明中，在初步确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值之后还包括通过真假随机验证确认该基础电脉冲阈值的真实性或准确性。具体地，验证基础电脉冲阈值真实性或准确性之步骤可包括：

在随机时刻向患者的体表靶点施加基础电脉冲阈值的电脉冲；

基于患者因该随机时刻施加的电脉冲引起的疼痛表现验证该基础电脉冲阈值的准确性。

进一步地，基于患者因随机的电脉冲引起的疼痛表现验证该基础电脉冲阈值的准确性之步骤可包括：

记录电脉冲产生和结束时所对应的第一起止时间；

记录患者因感知电脉冲而引起的疼痛所对应的第二起止时间；

基于第一起止时间和第二起止时间的匹配度验证基础电脉冲阈值的准确性。

具体而言，对患者采取盲法(即患者不知情是否开始刺激以及刺激开始时间)施加刺激电流，示意患者感觉疼痛时记录相应时间。也即第二起止时间可以为患者感受疼痛和疼痛消失时各自对应的时间节点。验证过程中，随机给予患者阈值(或基础电脉冲阈值)电流刺激并记录开始刺激时间与结束刺激时间。也即第一起止时间可以为由测试人员随机施加的刺激电流的产生时间和结束时间。

进一步地，基于第一起止时间和第二起止时间的匹配度验证基础电脉冲阈值的准确性。具体而言，匹配患者记录时间(即第二起止时间)及刺激记录时间(即第一起止时间)，匹配值大于90％时可认为阈值电流验证通过。也即，将患者感知到疼痛时对应记录的刺激开始时间和刺激结束时间与执行人随机施加的刺激电流的刺激开始时间和刺激结束时间进行匹配，匹配值满足预设相关度(如90％)即认为基础电脉冲阈值验证通过。

应当理解的是，上述测试、确定以及验证基础电脉冲阈值的方式仅是作为非限制性实例的说明，不应视为对本发明的具体限制，本领域技术人员可以采用除上述方式之外的其他形式来测试、确定以及验证能够引起患者明显疼痛的基础电脉冲阈值。

根据一种优选实施方式，本发明中，在基于患者的体位变化向患者的脊髓目标区域选择性地施加电脉冲和/或动态地调节电脉冲的脉冲参数之前还包括验证第一刺激元件3和/或第二刺激元件4相对患者的躯干目标区域的对应性。具体地，在针对患者的疼痛阈值刺激过程中，关注患者的左右侧感觉的对称性，若在疼痛阈值刺激过程中，刺激电流引起患者左侧肢体感觉但右侧肢体无感，则调整刺激电极位置将其左移；反之，将刺激电极右移。反复调试，直至患者双侧感觉对称。此目的在于确保通过第一刺激元件3和/或第二刺激元件4施加至患者目标区域的脉冲刺激是均匀且对称的，使得对患者脊髓外周交感神经的刺激是同步对应的，从而确保电脉冲刺激治疗的有效性，并减小两侧刺激不均衡可能引发的损伤。

作为非限制性实例的说明，针对某患有体位性低血压的多系统萎缩—帕金森型患者，有既往高血压病史，有腰椎间盘突出病史；且体位性低血压显著，卧位血压160/100mmHg，立位即时血压110/80mmHg，立位3分钟血压100/90mmHg。对于此患者，若采用升压药物治疗，由于其有平素高血压病史，则服用升压药物会加重其卧位高血压，提高心血管事件风险，更严重则会增加脑出血等高致死高致残性事件发生；而若采用有创性脊髓电刺激(SCS)手术治疗，则费用较高，普通患者家庭难以负担，且患者具有多年腰椎间盘突出病史，手术风险较高，且不适合频繁地辗转于居所和医院之间以接受不定期的治疗。对此，本发明提供的无创性经皮脊髓电刺激疗法相比现有技术，如药物治疗和有创性的植入性疗法的显著优势在于：本发明凭借非侵入式的贴片电极，通过立位/活动位时局限激活交感神经，达到升高立位血压的目的，同时卧位休息时不增高卧位血压，降低卧位高血压的风险。

特别地，本发明提供的用于对神经源性体位性低血压进行物理辅助治疗的经皮脊髓电刺激设备可适用于外周自主神经功能保留的体位性低血压，如脊髓损伤引起的体位性低血压、多系统萎缩引起的体位性低血压和多发性硬化引起的体位性低血压。该设备通过体表电极无创性地刺激脊髓来激活脊髓外周交感神经网络，重塑压力感受反射调节体位性低血压，不需要患者服用药物，不需要进行植入手术，成本降低，且不良反应及副作用较小。患者可以根据设备提示随时随地使用该设备进行治疗，提高了患者自主治疗体位性低血压的依从性。

特别地，本发明还提供一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激方法，该方法通过向患者的脊髓外周交感神经施加电刺激来重塑其减压反射通路功能从而对神经源性体位性低血压进行物理辅助治疗。该刺激方法可包括：

将至少一个可操作的非侵入式刺激电极附接至与患者的脊髓目标区域对应的体表靶点，以用于向患者的体表靶点施加可控的电脉冲；

基于患者的体位变化选择性地施加电脉冲和/或动态地调节该电脉冲。

本领域技术人员应理解，只要能够实现本发明的目的，在上述各步骤前后或步骤之间还可包含其他步骤或操作，例如进一步优化和/或改善本发明所述的方法。此外，本发明所述的方法虽被显示和描述为按顺序执行的一系列动作，但是应当理解为该方法不受顺序的限制。例如，一些动作可以以与本文描述的顺序不同的顺序发生。或者，一个动作可以与另一个动作同时发生。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备，由需要减轻体位性低血压的患者携带，以用于应用至少一种电脉冲至所述患者，其特征在于，包括：

至少一个非侵入式的第一刺激元件(3)，可操作地附接至与患者的脊髓目标区域对应的体表靶点，以用于向所述体表靶点施加可控的电脉冲；

通信地耦合到所述第一刺激元件(3)的控制部(1)，被配置为基于所述患者的体位变化选择性地施加所述电脉冲和/或动态地调节所述电脉冲。

2.根据权利要求1所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述控制部(1)基于所述患者的体位变化选择性地施加所述电脉冲和/或动态地调节所述电脉冲包括：

若所述控制部(1)基于所述患者的体位变化确定其处于非直立状态，则驱动所述第一刺激元件(3)以第一电脉冲阈值执行第一电刺激模式；

若所述控制部(1)基于所述患者的体位变化确定其处于直立状态，则驱动所述第一刺激元件(3)以第二电脉冲阈值执行第二电刺激模式。

3.根据权利要求1或2所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述控制部(1)驱动所述第一刺激元件(3)以第一电脉冲阈值执行第一电刺激模式包括驱动所述第一刺激元件(3)以预设周期间歇地输出所述第一电脉冲阈值的电脉冲。

4.根据权利要求1～3任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述控制部(1)驱动所述第一刺激元件(3)以第二电脉冲阈值执行第二电刺激模式包括驱动所述第一刺激元件(3)以预设周期连续地输出所述第二电脉冲阈值的电脉冲。

5.根据权利要求1～4任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述控制部(1)按照与所述患者的既往血压信息相关联的方式来执行基于所述患者的体位变化选择性地施加所述电脉冲。

6.根据权利要求1～5任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述控制部(1)按照与所述患者的既往血压信息相关联的方式来执行基于所述患者的体位变化选择性地施加所述电脉冲包括：

若所述患者的既往血压表现为低压状态，则所述控制部(1)在所述患者处于非直立状态时执行第一电刺激模式和在所述患者处于直立状态时执行第二电刺激模式；

若所述患者的既往血压表现为非低压状态，则所述控制部(1)仅在所述患者处于直立状态时执行相应的第二电刺激模式。

7.根据权利要求1～6任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述控制部(1)基于所述患者的体位变化选择性地施加所述电脉冲和/或动态地调节所述电脉冲之前还包括：

向患者的体表靶点施加预设的恒定电脉冲或步进电脉冲以确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值。

8.根据权利要求1～7任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述向患者的体表靶点施加预设的恒定电脉冲或步进电脉冲以确定能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值还包括：

向所述患者的体表靶点施加所述基础电脉冲阈值的电脉冲；

记录所述电脉冲产生和结束时所对应的第一起止时间；

记录患者因感知所述电脉冲而引起的疼痛所对应的第二起止时间；

基于所述第一起止时间和第二起止时间的匹配度验证所述基础电脉冲阈值的准确性。

9.根据权利要求1～8任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，所述第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值是与能够引起患者疼痛的基础电脉冲阈值相关联地来设定的，其中，

所述第一电脉冲阈值和第二电脉冲阈值与基础电脉冲阈值的相关性鉴于所述患者的个体差异而不同。

10.根据权利要求1～9任一项所述的经皮脊髓电刺激设备，其特征在于，还包括按照向患者的脊髓目标区域施加关联对称的激活电脉冲的方式附接至患者脊髓两侧的至少一对第二刺激元件(4)。