CN1277589C - 胰腺电描记术 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测病人的胰腺的电气活性的装置(18)，该装置包括适合与该胰腺相连的、由一个或多个电极构成的一组电极(100)以及一个控制单元(90)，该控制单元适合接收来自这些电极的、表征一组胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号并产生与之相应的输出。

Description

胰腺电描记术
发明领域
本发明一般来讲涉及电气检测，具体来讲涉及检测胰腺电气活性的侵入式设备与方法。
发明背景
人的胰腺有两种功能：产生能影响全身细胞特性的胰腺内分泌激素以及产生帮助食物消化的胰腺消化酶。在由胰腺产生的其他内分泌激素中，胰岛素最为著名，因为大量糖尿病人定期监测他们的葡萄糖水平来决定是否需要自行施用一剂胰岛素。胰岛素的一般作用是在人血液葡萄糖升高时通过使人体周围细胞吸收葡萄糖来调节血液葡萄糖水平。举例来说，类型的糖尿病是由于胰腺释放不适量的胰岛素而引起的。然而，正常的生理胰岛素的产生与摄取可使周围细胞能正常管理人体的能量需求。
举例来说，通过微量吸管方法来测量独立的胰腺β细胞的电气活性是技术上众所周知的技术。人们也知道测量一个朗格罕(Langerhans)胰岛内细胞群集的集体活性。
Jaremko与Rorstad的一篇题为“Advances toward the implantableartificial pancreas for treatment of diabetes(可移植人工胰腺治疗糖尿病的进展)”，Diabetes Care(糖尿病护理)，21(3)，1998年3月，描述了供人工胰腺使用的酶葡萄糖传感器以及光学葡萄糖传感器，特此参考编入。他们提到：“……由于生物相容性问题，可移植酶传感器还不能临床应用。必须对长期皮下移植与局部炎症对葡萄糖传感器性能的影响进行临床研究。”而且，对于光学传感器，他们写道：“似乎，尽管有最近出版物的披露，但我们距离拥有能够广泛应用的长期的光学血液葡萄糖传感器还有一段距离。这个技术可避免酶传感器的生物相容性问题，但还需要改善精度与降低价格。在能够得到一种可靠的、临床实用的光学传感器之前，需要就环境以及代谢作用的变化对吸收波谱的影响问题进行基本研究。”类似地，他们也描述了还不适合正常临床使用的皮下微量渗析探针以及经皮肤的葡萄糖抽取设备。他们的结论是：“到目前为止，寻求可靠的、长期的、耐用的或者可移植的血液葡萄糖传感器屡遭挫败，而且只进行了很少的临床研究。”
于此参考编入的、授予Houben等人的美国专利6,093,167描述了为了获得病人的胰岛素需求以及血液葡萄糖水平测量值而用来监测该病人胰腺β细胞电气活性的可植入装置。一个刺激发生器发送用来使胰腺β细胞去极作用同步、从而在胰腺产生一个电气响应的若干刺激脉冲。可以对这个响应进行分析以便确定胰岛素需求的指示值，据此从一个植入的泵释放胰岛素或者刺激该胰腺以便增加胰岛素的生成。
于此参考编入的、授予Houben等人的美国专利5,919,216描述了一个不需要外部检测或向糖尿病人注射胰岛素而能自动对胰岛素需求作出反应的系统。所述系统在内部检测葡萄糖水平，并通过刺激该胰腺或者胰岛移植体来作出响应以便增加胰岛素的生成。
于此参考编入的、授予Renirie等人的美国专利5,741,211描述了评估心电信号以便确定血液胰岛素和/或葡萄糖水平的指示值的装置。
于此参考编入的、授予Palti的美国专利5,101,814与5,190,041描述了一个利用对葡萄糖敏感的植入活细胞来监测血液葡萄糖水平的系统。这些植入的细胞根据周围组织中葡萄糖浓度的变化来产生一个可检测的电气或光学信号。然后对该信号进行检测并加以解释以便给出血液葡萄糖水平的指示读数。
于此参考编入的下述论文可能是一些受到关注的论文。特别是，在这些论文的一篇或多篇中描述的方法与装置可能适合与本发明的希望的实施例一道使用。
1)Lamb F.S.et at.，″Cyclosporine augments reactivity of isolated bloodvessels(环孢菌素增强孤立血管的反应)”.Life Sciences，40，pp.2571-2578，1987.
2)Johansson B.et al.，″Static and dynamic components in the vascularmyogenic response to passive changes in length as revealed by electrical andmechanical recordings from the rat portal vein(大鼠门静脉的电气与机械记录所揭示的对长度被动变化的血管肌源性反应中的静态与动态组分)”.Circulation Research，36，pp.76-83，1975.
3)Zelcer E.et al.，″Spontaneous electrical activity in pressurized smallmesenteric arteries(受压细小肠系膜动脉中的自发电气活性)”.BloodVessels，19，pp.301-310，1982.
4)Schobel H.P.et al.，″Preeclampsia-a state of sympatheticoveractivity(惊厥前期——交感神经过度活性的状态)”.New EnglandJournal of Medicine，335，pp.1480-1485，1996.
5)Gomis A.et al.，″Oscillatory patterns of electrical activity in mousepancreatic islets of Langerhans recorded in vivo(体内记录的家鼠朗格罕胰岛中电气活性的振荡模式)”.Pflugers Archiv European Journal ofPhysiology，Abstract Volume 432(3)，pp.510-515，1996.
6)Soria B.et al.，″Cytosolic calcium oscillations and insulin release inpancreatic islets of Langerhans(朗格罕胰岛中的细胞溶质钙振荡以及胰岛素释放)”.Diabetes Metab.，24(1)，pp.37-40，February 1998.
7)Magnus G.et al.，″Model of beta-cell mitochondrial calcium handlingand electrical activity.II.Mitochondrial variables(β细胞线粒体钙处理以及电气活性模型：二、线粒体变量)”.American Journal of Physiology，274(4Pt 1)：C1174-1184，April 1998.
8)Gut R.et al.，″High-precision EMG signal decomposition usingcommunication techniques(采用通信技术的高精度EMG信号分解)”.IEEETransactions on Signal Processing，48(9)，pp.2487-2494，September 2000.
9)Nadal A.et al.，″Homologous and heterologous asynchronicitybetween identified alpha-，beta-，and delta-cells within intact islets ofLangerhans in the mouse(识别的家鼠完整朗格罕胰岛内α-、β-、δ-细胞之间的同源与异源不同时性)”.Journal of Physiology，517(Pt.1)，pp.85-93，May 1999.
发明内容
本发明方面的一个目的是提供检测胰腺电气活性的改进方法与装置。
本发明方面的另一个目的是提供检测胰腺实体部分的电气活性的方法与装置。
本发明方面的又一个目的是提供改善胰腺功能的改进方法与装置。
本发明方面的再一个目的是提供治疗胰腺功能不正常所致的生理紊乱的改进方法与装置。
本发明方面的另外一个目的是提供监测血液中葡萄糖水平的改进方法与装置。
在本发明的各个希望的实施例中，胰腺装置包括一个控制单元以及适合连接到位于人体胰腺之上、之中或附近各个部位的一个或多个电极。最好，这些电极将该胰腺的实体部分内产生的电气信号传送到该控制单元。该控制单元通常(但不是必须)分析这些信号的各个方面，并驱动这些电极向该胰腺施加与该分析相应的胰腺控制信号。本发明申请的文字以及权利要求书中所用的术语“胰腺的实体部分”应被理解为该胰腺的多于两个或更多胰岛的部分，通常是多于十个或更多胰岛。
所以本发明的这些实施例与现有技术中的电气传感器有重大区别，现有技术中的电气传感器通常测量(a)独立胰腺细胞的特性，或者(b)特定胰岛中细胞群集的特性。本发明人相信，这些现有技术方法中没有一种适合病人日常使用。前者通常采用一个病人实际无法采用的微量吸管来实现(因为该微量吸管在管吸过程中可能碰破或损害胰腺细胞)，而后者只能显示很小部分胰腺的电气活性。所以，现有技术实际上是与胰岛接触放置一根探针，而且通常对该胰岛施加抽吸来测量胰岛活性。相反，本发明的这些实施例不需要使一个电极或其他探针与胰岛接触；确实，一个单独的电极往往能记录一组胰岛中的活性。
作一个类比，心脏的特性不能通过评估任何一组细胞的电气活性来加以恰当总结，而是要采用一个心电图。所以类似地，本发明的各个实施例评估该胰腺的一个实体部分的电气活性通常只是为了判断治疗是否合适(譬如，刺激该胰腺来分泌更多胰岛素，或者产生一个信号来激活植入式胰岛素泵)。为此，本发明人将此处描述的、检测该胰腺的实体部分的电气活性的过程称为胰腺电描记术(EPG)。本发明人所作的试验已经表明，胰腺电描记术对临床上重要的现象十分灵敏，譬如血液葡萄糖水平从正常值上升到超生理值。
在一个实施例中，该控制单元根据检测的、表征特定生理状况(譬如升高的血液葡萄糖水平)的EPG信号来驱动一部分或所有电极以便向该胰腺施加信号。最好是采用类似于下述一项或多项申请中所描述的方法与装置来施加这些信号：(a)1999年3月5日申请的美国临时专利申请号60/123,532，标题为“Modulation of insulin secretion(胰岛素分泌的调节)”，(b)2000年3月5日申请的PCT专利申请号IL 00/00132，标题为“Blood glucose level control(血液葡萄糖水平控制)”，(c)2000年9月13日申请的PCT专利申请号IL 00/00566，标题为“Blood glucose levelcontrol(血液葡萄糖水平控制)”。这些申请的每一项都已转让给本专利申请的代理人，故此参考编入。通常，每个电极向该胰腺传送特定的波形，它可以在方面与施加到其他电极的波形有所不同。需要施加到每个电极的特定波形最好由该控制单元确定，但最初在该单元的校准期间由外科大夫调节。在该初始校准阶段之后，该单元通常能够在需要时自动修改波形以便维持该装置的期望的性能标准。
在希望的实施例中，一个或多个生理学传感器(譬如，用于测量血糖、血液pH值、pCO2、pO2、血液胰岛素水平、血酮水平、呼气酮水平、血压、呼吸频率、呼吸深度或心率)将生理学传感器信号传送到该控制单元。各种传感器信号被用作反馈，使得该控制单元能够反复调节施加到该胰腺的信号。另一种替代方法是，或者说除此之外，将其他传感器连接到该胰腺，或者连接到该病人的身体，并将信号传送到用于决定对该施加信号参数进行修改的控制单元。
作为专用的方法，2000年5月31日申请的、标题为“Electrical ActivitySensor for the Whole Pancreas(检测整个胰腺的电气活性传感器)”的美国临时专利申请号60/208,157所描述的方法与装置可以适合与本发明的各个实施例一道使用，该申请已转让给本专利申请的代理人，特此参考编入。
所以，根据本发明的一个希望的实施例，提供了检测病人一个胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的、表征该胰腺中一组胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号，并产生与之相应的一个输出。
最好，这组一个或多个电极中的单一电极适合于向该控制单元传送一个表征两个或更多胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号。
在一个希望的实施例中，该控制单元适合于接收来自这些电极的、表征五个或更多胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号。最好，该控制单元适合于接收来自这些电极的、表征十个或更多胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号。
在一个希望的实施例中，该一个或多个电极中的第一个适合于向该控制单元传送表征这些胰岛内第一胰岛中胰腺细胞电气活性的一个第一电气信号，而且其中该一个或多个电极中的第二个适合于向该控制单元传送表征这些胰岛内的、与该第一胰岛不同的第二胰岛中胰腺细胞电气活性的一个第二电气信号。
该控制单元通常适合于接收来自这些电极的、与这些胰腺细胞的自发电气活性相应的电气信号。
对某些应用来说，该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的表征从下述细胞中选择的某类细胞活性的方面：胰腺α细胞、胰腺β细胞、胰腺δ细胞以及多肽细胞，而且其中该控制单元适合于产生与该方面的识别相应的输出。
根据本发明的一个希望的实施例，还提供监测病人的一个葡萄糖水平的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合与该病人的一个胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的、表征胰腺细胞自发电气活性的电气信号，分析这些信号以便判断该葡萄糖水平的变化，并产生与该变化的判断相应的一个输出。
根据本发明的一个希望的实施例，还进一步提供了一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征胰腺α细胞活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
根据本发明的一个希望的实施例，又进一步提供了一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征胰腺β细胞自发活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
通常，该控制单元适合于分析这些信号以便区分它的表征这些β细胞电气活性的方面与它的表征胰腺α细胞活性的方面，而且其中该控制单元适合于产生与这些方面之间的区别相应的输出。
根据本发明的一个希望实施例，也提供了一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征胰腺δ细胞活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
根据本发明的一个希望实施例，另外提供了一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征多肽细胞活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
在一个希望的实施例中，该控制单元适合于将这些信号的方面与表征这些细胞活性的储存模式进行比较，并产生与之相应的输出。
对某些应用来说，该控制单元适合于借助从奇异值分解与主元分析中选择的一种技术来分析这些信号，并产生与之相应的输出。另一种方法是，该控制单元适合于根据假设来分析这些信号，即这些细胞的活性与其他类型胰腺细胞的电气活性有关，而且该控制单元适合于产生与之相应的输出。
通常，该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的频率方面，并产生与该频率方面的识别相应的输出。譬如说，该控制单元可以适合于分析这些信号以便区分这些信号的、表征这些细胞活性的一个第一频率方面以及与该第一频率方面不同的、表征另一类型胰腺细胞活性的一个第二频率方面。
对某些应用来说，该控制单元适合于分析这些信号以便随着时间来识别这些细胞特有的、该频率方面的变化。
另一种替代方法是，或者说除此之外，该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的幅值方面，其中该控制单元适合于综合分析该频率方面与该幅值方面，而且其中该控制单元适合于产生与这些方面的分析相应的输出。还有另一种替代方法是，或者说除此之外，该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的持续时间方面，其中该控制单元适合于综合分析该频率方面与该持续时间方面，而且其中该控制单元适合于产生与这些方面的分析相应的输出。
对某些应用来说，该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的幅值方面与它的持续时间方面，该控制单元适合于综合分析这些方面，而且该控制单元适合于产生与这些方面的分析相应的输出。
该控制单元最好适合于针对校准数据来分析在各种时间记录的、表示胰腺电气活性方面的这些电气信号，其中该病人的血液葡萄糖水平的各个测量值产生各自的数值。
最好，这些电极适合于与该胰腺接触放置，譬如与该胰头、胰体与胰尾接触。另一种替代方法是，或者说除此之外，至少有一个电极适合于与该胰腺的一根静脉或动脉接触放置，或者与该胰腺附近的某根血管接触放置。
对某些应用来说，该装置包括一个治疗单元，该治疗单元适合于接收该输出并对该病人施加一个与该输出的接收相应的治疗。该治疗单元最好包括这组电极中的至少一个电极，而且该控制单元适合于驱动该至少一个电极以便对该胰腺施加能够治疗该病人疾病的电流。另一种替代方法是，或者说除此之外，该治疗单元包括一个不一定包含在这组电极中的信号施加电极，而且该控制单元适合于驱动该信号施加电极以便对该胰腺施加能够治疗该病人疾病的电流。
在一个希望的实施例中，该控制单元适合于产生与这些电气信号的定时方面相应的输出，而且该治疗单元适合于施加与该定时方面相应的治疗。
通常该控制单元适合于对该治疗单元设置该输出以便能够改变该病人血液中葡萄糖的含量，譬如能够增加或减少葡萄糖含量。
在一个希望的实施例中，如果该至少一个电极不与该胰腺的任何胰岛接触，那么该控制单元适合于接收来自该至少一个电极的信号。
对某些应用来说，该控制单元适合于产生该输出以便有助于对该病人的状态作一个评估，而不必与对该病人的任何治疗一道进行。
在一个希望的实施例中，至少一个电极具有一个小于大约3毫米的特征直径。譬如该至少一个电极可以具有一个小于300微米的特征直径。对某些应用来说，该至少一个电极具有一个大约小于30微米的特征直径。
在一个希望的实施例中，该装置包括一个与至少一个电极连接的、适合于将该至少一个电极固定到该胰腺的夹具支架。
根据本发明的一个希望的实施例，还另外提供了一种用于检测病人的胰腺的电气活性的一种方法，包括：
接收表征该胰腺的一组胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号；而且
产生一个与此相应的输出。
根据本发明的一个希望的实施例，还另外提供了监测病人的葡萄糖水平的一种方法，包括：
接收表征胰腺细胞自发电气活性的电气信号；
分析这些信号以便判断该葡萄糖水平中的变化；而且
产生与该变化的判断相应的一个输出。
根据本发明的一个希望的实施例，也提供了分析病人的一个胰腺的电气活性的一种方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便识别它的表征胰腺α细胞活性的方面；而且
产生与该方面的识别相应的一个输出。
根据本发明的一个希望的实施例，进一步提供了分析病人的一个胰腺的电气活性的一种方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便识别它的表征胰腺β细胞的活性的方面；而且
产生与该方面的识别相应的一个输出。
根据本发明的一个希望的实施例，还进一步提供了分析病人的一个胰腺的电气活性的一种方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便识别它的表征胰腺δ细胞活性的方面；而且
产生与该方面的识别相应的一个输出。
根据本发明的一个希望的实施例，还进一步提供了分析病人的一个胰腺的电气活性的一种方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便识别它的表征多肽细胞活性的方面；而且
产生与该方面的识别相应的一个输出。
从下面结合例图对本发明的各个希望实施例所作的详细说明，可以更深入地理解本发明。
附图说明
图1是胰腺外表面的一幅示意图，它表示其上根据本发明的一个希望实施例而放置的电极；
图2、3A与3B是符合本发明各个实施例的、测量该胰腺活性的电极的示意图；
图4是接收来自图1所示电极的信号的、符合本发明一个希望实施例的控制单元的一幅示意方框图；
图5A、5B、5C、6A、6B、6C、7A、7B、7C、8A、8B、8C、9A、9B、10A与10B是表示在根据本发明一个希望实施例而进行的试验过程中获得的电气活性测量与分析的曲线图；
图11、12与13表示符合本发明一个希望实施例的、图9A与9B所示试验结果的信号处理结果；
图14表示符合本发明一个希望实施例的、在狗身上所作试验的信号处理结果；
图15表示在符合本发明一个希望实施例的试验过程中，在一条狗的消化道与胰腺上所作的电气活性测量结果；
图16表示在对一条狗进行符合本发明一个希望实施例的试验过程中，胰腺与消化道电气活性的另外的测量结果；
图17表示在对一条狗进行符合本发明一个希望实施例的试验过程中胰腺电气活性的测量值。
具体实施方式
现在参看图1、2、3A与3B。图1是符合本发明一个希望实施例的装置18的一幅示意图，该装置检测病人的胰腺20的电气活性。图2是符合本发明一个希望实施例的、将导线电极34安装到胰腺20表面的夹具支架30之一部分的一幅示意图。对某些应用来说，两个或多个夹具支架30被连接到一起(譬如，通过一个弹簧或其他机械零件)以便将电极34机械固定到该胰腺。另一种方法是，采用一个具有类似弹簧特性的单独夹具支架来将一个或多个电极固定到该胰腺。图3A与图3B是符合本发明各个希望实施例的、将针形电极44与48固定到胰腺20的各个支架40与46的示意图。
装置18最好包括一个可植入的或外部的控制单元90，它接收来自最好位于该胰腺之内与/或之上(譬如胰腺的某条血管附近)的本地检测电极74以及最好位于该胰腺之上的、或者在该病人身体之内与/或之上的补充传感器72的信号。在应用中(未画)，希望将一个或多个电极100插入胰腺20附近的某根血管，以便从那个部位进行检测或施加刺激。
在接收与分析来自本地检测电极74的信号时，控制单元90可以借助一个治疗单元来施加治疗，举例来说，该治疗单元包括一个或多个轮流构成本地检测电极74的电极100(图1)、信号施加电极76(图1)、参考电极78(图1)、电极34(图2)、电极44(图3A)与/或电极48(图3B)。另一种替代方法是，或者说除此之外，该治疗单元可以包括其他技术上已知的装置(未画)，譬如一个可植入的胰岛素泵或者一个指示该病人注射特定剂量胰岛素的显示器单元。
通常，电极100向控制单元90传送与该胰腺的自发电气活性相应的信号，譬如在该胰腺自然的、正在进行的过程中出现的活性。但是，对某些应用来说，首先施加一个同步信号(譬如，采用授予Houben等人的美国专利5,919,216或6,093,167中描述的技术)，随后再测量胰腺电气活性。
在一个希望的实施例中，一个或多个参考电极78放置在该胰腺附近，或者放置在该病人身体之内或之上。作为一种可以选用方法，至少一个电极78包括控制单元90的一个金属外壳。据信，在应用中，采用参考电极可以使记录胰腺电气活性时由于呼吸动作、神经触发、心电现象、肌电现象与/或消化道电气现象而出现的问题变得最少。
对于该控制单元向该胰腺施加信号的那些应用，最好采用下述一个或多个申请中描述的方法或技术：(a)1999年3月5日申请的美国临时专利申请号60/123,532，标题为“Modulation of insulin secretion(胰岛素分泌的调节)”，(b)2000年3月5日申请的PCT专利申请号IL 00/00132，标题为“Blood glucose level control(血液葡萄糖水平控制)”，(c)2000年9月13日申请的PCT专利申请号IL 00/00566，标题为“Blood glucoselevel control(血液葡萄糖水平控制)”。这些申请的每一项都已转让给本专利申请的代理人，故此参考编入。
另一种替代方法是，或者说除此之外，该控制单元操纵其他装置来对电极100检测到的特定状况作出响应。在一个希望的实施例中，驱动一个胰岛素泵(未画)来向该病人递送规定的胰岛素剂量。在另一个希望的实施例中，该控制单元产生一个信号，指示该病人自己注射一剂胰岛素。在本发明的又一个希望的实施例中，装置18在诊断模式下使用，而且该装置所作的电气测量结果被储存起来以供外科医生以后进行分析。
最好，控制单元90与放置在该胰腺之上或胰腺之内、并能够传送与胰腺电气活性相应的电气信号的一个或多个本地传感电极74相连。另一种替代方法是，或者说除此之外，连接到控制单元90的一个或多个电极100以及任何其他电极也可以被用作检测电极。作为一种可以选择的方法，一个或多个补充传感器72(譬如血糖、SvO2、pH值、pCO2或pO2传感器)被连接进来来向该控制单元传送数据，而且它们被放置在该胰腺之上或之内，或者放置在该病人身体之上或之内。最好，该控制单元按照下面的描述，通过电极100来改变与来自传感器72与本地传感电极74的信号相应的能量。
应当理解，图1中电极与传感器的位置与数量只是示例。在本发明的其他应用中，胰腺20的其他部位或它的附近位置也适合放置电极与传感器。通常根据该病人的特殊体格状况来选择技术中已知的不同类型电极，这些电极实际上可以包括任何合适的、组织内电气刺激或检测技术中已知的电极。
图4是符合本发明的一个希望实施例的控制单元90的一幅示意方框图。本地检测电极74和/或其他电极100最好被连接进来以便向控制单元90的一个电气功能分析部件82提供反馈信号。这些反馈信号最好能向部件82提供有关该胰腺电气活性的各个方面的信息，部件82分析这些信号，作为一种可选功能，它还能操纵控制单元90以便启动或修改施加到该胰腺的、与该分析相应的电能。另一种替代方法是，或者说除此之外，可以对这些测量结果作出其他回应，譬如开始或结束从一台可移植泵进行的胰岛素施药。最好，施加到该胰腺的信号能由该控制单元根据该反馈信号来进行调节，以便产生期望的回应，譬如一组预定的胰腺电气数据资料。
最好，部件82将它的分析结果传送到控制单元90的一个“参数搜索与调整”部件84，它反复修改施加到该胰腺的电气信号特性以便获得期望的反应。另外还希望，在由该控制单元的操作人员进行一次初始校准的期间，采用可以包括一个键盘与鼠标的操作员控制部件71来输入部件84的运行参数。部件84通常采用技术上已知的多变量优化与控制方法以便使前面提到的一个或多个电气、化学与/或其他被测参数能收敛到期望值。
一般来说，每一个电极100可以向胰腺20传送特定的波形，它在某些方面与其他电极施加的波形不同。每个电极所要施加的特定波形由控制单元90确定，但一开始受操作员的控制。由该控制单元设定的、各电极之间彼此不同的波形的各个方面通常包括的参数为不同电极处施加的波形之间的时间移位、波形的形状、幅值、直流偏置、持续时间以及工作循环。譬如，施加到或所有电极100的波形可以包括一个单相方波脉冲、一个正弦波、一串二相方波或者一个包括指数变化特性的波形。一般来说，波形的形状、幅值与定时可以采用技术上已知的合适优化程序对每个病人以及每个电极进行优化。譬如说，可以驱动一个电极来施加信号，而该胰腺上的一个第二电极则不施加信号。此后，这些电极可以改变功能，从而使该第二电极施加信号，而该第一电极不施加信号。
为了本发明的这一实施例的各种目的，部件84通常根据该测得的参数，按照控制单元90的一个电子存储器中储存的一个查询表格中的值与/或预编程公式来修改这些信号的一组可控参数。举例来说，这些可控参数可以包括脉冲定时、幅值、偏置以及单相或二相相位。最好，该可控参数由部件84传送到控制单元90的信号发生部件86，它根据这些参数来生成由电极100施加到胰腺20的电气信号。部件86最好包括放大器、隔离单元以及电气信号产生技术中已知的其他标准电路。
在一个典型的初始校准程序中，给该病人服用大丸剂的葡萄糖，电气功能分析部件82确定由于服用该葡萄糖引起的该胰腺电气活性的变化。(后面将描述表明这些活性变化的试验结果。)随后，参数搜索与调整部件84修改通过一个电极100施加的信号的特性(譬如定时、频率、持续时间、幅值与/或形状)，通常是为了使该胰腺以比不修改时更大的数量释放激素，譬如胰岛素。这种释放使该病人整个体内的细胞增加他们的葡萄糖摄取，这又反过来降低该血液中的葡萄糖水平，并使该胰腺的电气活性返回到基准值。在一系列类似的校准步骤中，部件84反复修改通过每个电极施加的信号的特性，使得能够降低血糖、使胰腺电描记术测量结果加速返回基准值以及/或者用其他方法改善EPG的那些修改通常得以维持，而使它变得更差的修改通常则被消除或避免。
应当理解，尽管只对单独电极应用了上述校准程序，但是举例来说，对某些应用来说，为了确定应当同时驱动哪些电极来向该胰腺施加电流，要同时校准多个电极。
另一种替代方法是，或者说除此之外，该校准程序包括：(a)施用胰岛素与/或采用一个禁食期来降低血糖水平，(b)检测与该降低的血糖水平相应的胰腺电气活性变化，以及(c)对该胰腺施加设计得能够增强高血糖素的产生并通常能将EPG恢复到它的基准的电气信号。
最好，在细节上作必要的修正后，该校准程序实际上由一位外科大夫在断续的追踪访问时进行，并在该装置的正常使用期间内由单元90自动进行(譬如每日一次、一餐之前与/或之后、或者在体力活动之前与/或之后)。如果装置18在一位外科大夫在场时进行校准，那么常常希望使该病人服用具有浓度范围的各种葡萄糖大药丸以便获得一个更宽的运行参数范围，这些参数被储存在控制单元90中并可以根据来自与该控制单元相连的这些传感器与电极的信号来获取。
应当理解，本发明的各个希望实施例在这里只是以葡萄糖与胰岛素作为示例来加以说明。在其他实施例中，则监测其他化学物品对胰腺电气活性的影响，而且/或者将信号施加到该胰腺以便调节其他激素释放。还应当理解，尽管为清晰起见将电极74与76表示为单独的实体，但也可以采用单独一组电极来同时执行检测与施加信号。
一种可选的方法是，在初始校准程序期间，在测量EPG信号与/或由此施加电气信号时可以改变一个或多个电极100的位置来确定这些电极的最佳位置。
最好，在控制单元90的校准期间以及正常运行期间，控制单元90的一个系统功能分析部件80接收来自补充传感器72的输入，并评估这些输入来检测一个说明血糖水平也许太高或太低的指示值。如果合适，可以通过操作员控制部件71输入的用户输入对这些输入加以补充，举例来说，该用户输入表示该病人感觉到她的血糖太低。在一个实施例中，参数搜索与调整部件84利用分析部件80与82的输出来确定通过电极100施加到胰腺20的信号参数。
图5A、6A、7B与7C是表示按照本发明的希望实施例测得的体内试验结果曲线图。用40mg/ml(0.15mg/100mg体重)的苯巴比妥使一只沙鼠(psammomys)麻醉。将导管插入颈静脉以进行药物或葡萄糖注射，并用以取出血液样本进行葡萄糖浓度测量。将该动物放置在一个温暖(37℃)的桌面上。进行剖腹手术，将胰腺从腹部移出，放在安排得与图3B所示电极类似的电极顶部的一个盘内，但同时保持与该沙鼠身体其他部分的解剖学联系。从身体内取出胰腺可以降低呼吸与ECG假象。将与图2所示类似的表面电极小心地附接到该胰腺，并将与图3A所示类似的一组电极放置到该胰腺上面。该外科手术与电极放置采用外科双目望远镜进行。为了使电气与机械噪声达到最小，将该沙鼠放入一个法拉第笼，而且电气测量在一个气动工作台上进行。
这些电极被连接到一台Cyber-Amp 320放大器(Axon仪器公司)，其中总增益被设定为10000，一个带通滤波器可以允许0.1至40Hz的信号通过。该Cyber-Amp放大器被连接到一台计算机，它记录以1000Hz进行采样的信号并储存信号供离线分析之用。
图5A与图6A表示在未服用葡萄糖或任何药物时所作试验期间内不同时刻的双极胰腺读数。需要注意，与图6A中所见的大多数脉冲相比，图5A中有不同宽度的脉冲，它们大多数实际上时间更长、不常出现、通常也不规则(譬如这些脉冲在时间t为65至80秒时发生)。图6A中所见的许多活性的特征为急剧上升的、持续时间大约为200至500毫秒的脉冲，它们以可变的脉冲生成速率产生，平均值为大约1Hz。这些脉冲的绝对幅值通常为几十微伏。正如下面较为详细说明的那样，波形特征(譬如脉冲宽度)最好能由一个控制单元加以解释以便产生关于该胰腺内各类细胞活性的信息。譬如，如上面所引Nadal论文的图形所示，β细胞通常产生宽度显著小于α细胞的脉冲。另一种替代方法是，或者说除此之外，可以分析该记录波形的其他特征的持续时间方面与/或幅值方面，以使该控制单元更容易确定不同类型胰腺细胞对该测得的EPG的贡献。
图6A中较低的曲线表示由该胰腺不同部位的电极所测得的噪声。为清晰起见，这条曲线的时间轴在图7B中被展开，并在图7C中被进一步展开。图7B中的主导特征起因于该动物的呼吸，而图7C中的主导特征则是电源线噪声的结果。应当注意，这每一个特征与本专利申请的图形中所示的各个胰腺读数是明显不同的，而且在该控制单元中运行的软件最好设计得能够识别并滤除任何这种非胰腺电气信号。
图5B、5C、6B、6C、7A、8A、8B与8C是表示根据本发明的希望实施例所得的试验数据曲线图。在这些试验中，一只大鼠被麻醉，在该动物身上开一个腹部切口，将胰腺从该大鼠的腹部取出并放在该大鼠近旁的一个陪替氏(Petri)培养皿内。必须小心保证在这一过程中不要切断或明显弄乱连接到该胰腺的主要血管。取出该胰腺可以使呼吸运动或其他运动对所作测量的干扰最小。而在该陪替氏培养皿内，该胰腺则被持续地浸泡在温暖的盐溶液中。
直径为300微米的双极钛线电极被放置在与图2所示类似的支架内。该支架被放置在该胰头的方式应当像人们所认为的那样，使这些电极对至少几个朗格罕胰岛的电气活性很灵敏。为了减少电气噪声的假象，将一个检测电极放置在该动物的、实际并没有电气活动的脾脏(在原位)内。图5B、5C、6B与6C中所示的数据是反映在该胰腺与在该脾脏处所测电压之间差别的电压测量值。
图5B中的数据代表一个两分钟的基准数据收集时段，其中在记录数据时上述的双极电极被固定在该胰腺上。然后向该大鼠注射20％的葡萄糖溶液。该注射之后的胰腺电气活性如图5C所示。在该基准数据与该注射后数据之间可以看到许多变化，包括该记录信号频率分量的变化，以及该信号波动幅值的变化。
图6B中的数据代表一个三分钟基准数据收集时段，其中在记录数据时这些双极电极被固定在该胰腺上。然后用20％的葡萄糖溶液浸泡该胰腺(不是向该大鼠注射)。施用该葡萄糖后的胰腺电气活性如图6C所示。像以前一样，可以看到该基准数据与该葡萄糖浸泡后数据之间的许多变化，包括该记录信号频率分量的变化，以及该信号波动幅值的变化。
可以认为，对这里所述的技术在细节上作必要的修正后进行相应的临床应用就可获得图5B、5C、6B与6C中所示的变化类型以及/或者熟悉生物电信号分析技术的人员能够识别的其他变化。还可以认为，在合适的校准时段之后，这一记录胰腺电气活性的方法可以被用于检测该血液中葡萄糖水平与/或其他化学物质水平的变化。最好如这里所述，这些变化可以被储存起来并能以纯粹诊断形式加以利用，或者与治疗装置联合使用，譬如向该胰腺施加电气信号，或者向该病人施用胰岛素。
人们猜测，该记录信号的幅值与/或波动的增加可能对应于“征募”(激活)越来越多的朗格罕胰岛中越来越多的细胞，这又对应于葡萄糖通过该胰腺传播。应当注意，这种传播现象不能用技术上当前已知的技术加以检测。
图7A表示这些大鼠试验中所用的测量装置对该胰腺与脾脏电气活性的灵敏度。图7A所示数据代表从时刻t＝0至大约t＝120秒时来自该胰腺的电气读数。在这个起始时段之后，从该胰腺取走这些电极并放置到该脾脏，而且在时间大约为t＝140至250秒时记录脾脏电气活性。可以看出该胰腺的电气活性明显高于该脾脏。继续进行这个试验(未画)，每次将这些电极从该胰腺移到该脾脏时都可以发现电气活性下降。另外，如果这些电极放回该胰腺，则活性增加。这个曲线图表示，该胰腺上的电极所测得的电气活性实际上就测量了胰腺电气活性，而不仅仅是记录来源于该胰腺外部的电流。如果是后者的话，那么应该能在脾脏上看到类似的活性。
图8A表示第一时段(0至20秒)内在一只沙鼠身上记录的电气活性。在大约t＝20秒时注射甲糖宁。图8B表示这次注射后的第二时段(80至100秒)内的胰腺电气活性。应当注意，在图8B中很容易观察到图8A中不存在的频率分量。图8C表示针对从0至120秒的所有数据的频率分析结果。在注射甲糖宁后的时段内，可以明显看出主导频率分量发生变化。在本发明的一个实施例中，一个控制单元适合于分析所记录的胰腺电描记数据，以便确定该信号中表征病人血糖变化的频率分量变化。譬如说，在结果如图8A、8B与8C所示的试验中，甲糖宁增加胰腺电气活性、从而刺激胰岛素产生与/或分泌的效果就模拟了高血糖刺激胰岛素产生的效果。
图9A、9B、10A与10B是演示根据本发明的希望实施例所得的另外的数据曲线图。这些试验是在与上面参考图5B、5C、6B、6C、7A、8A、8B与8C所述试验类似的实验室条件下对沙鼠进行的。图9A表示一个两分钟基准电气活性数据收集时段，其中该胰腺上的双极电极记录了电气活性。在大约t＝100秒时，通过颈静脉向该沙鼠注射一剂甲糖宁(0.1cc，5mM)以便刺激胰腺电气活性，从而增加胰岛素的释放。图9B表示在注射甲糖宁后4分钟开始通过同样电极记录的数据。在图9B中可以观察到由于施用甲糖宁而引起的电气活性的明显增加。
图10A表示一个1分钟基准数据收集时段，其中在类似的实验室条件下测量一只沙鼠的一个胰腺的电气活性。在t＝530秒时，该沙鼠接收氯甲苯噻嗪注射(0.1cc)以便降低胰腺电气活性，并从而降低胰岛素的产生与/或分泌。图10B显示这次注射后30秒开始的数据，该图表示胰腺电气活性的明显下降。特别是，可以看出脉冲的产生实际上已经停止。图9A、9B、10A与10B的综合结果表明，正如本发明的这些实施例所提供的胰腺电描记术可以被用来使植入病人体内的控制单元能够实时判定该胰腺的行为模式是否表征血糖升高或血糖降低。举例来说，根据这样的判断，该控制单元可以：(a)直接刺激该胰腺以便调节胰岛素或高血糖素的产生，(b)开始采用其他恢复胰腺动态平衡的措施，譬如指导该病人注射胰岛素或者要求专业治疗，或者(c)储存所记录的数据供以后分析。
图11、12与13表示符合本发明希望实施例的、图9A与图9B所示试验结果的信号处理结果。在该试验(图9A与图9B所示数据是其一个子集)期间测得的每个脉冲的宽度(持续时间)被用作一个指标来将这些脉冲分为两个组：脉冲宽度小于0.15秒的组I与脉冲宽度范围为0.15至1.0秒的组II。从图11可以看出，对所测脉冲宽度的所有范围，注射甲糖宁后的脉冲数量明显多于注射甲糖宁之前。所以，这些数据标明，(在类似情况下)检测到脉冲产生中出现的类似增加现象的一个控制单元可以将该增加归因于该对象中的系统的生理变化(譬如，血糖的变化)。
对注射甲糖宁前后的这些脉冲的幅值可以进行类似的分析。图12表示，注射甲糖宁诱发了比该基准状态更多的大幅值与小幅值脉冲。
图13是根据与图11与图12所作分析类似的进一步分析所得的图形。将图9A与图9B中每个脉冲的宽度与幅值相乘来产生一个脉冲能量的测度。可以看出，注射甲糖宁可以在该所测能量范围内使脉冲数量大约为基准的两倍。这些结果表明，本发明的这些实施例所提供的胰腺电描记术产生了该血液状况的定量指标。所以举例来说，在细节上作必要的修正，这种分析形式就可以被植入人体的控制单元用来判断该血液中葡萄糖变化的发作与程度。
图14为这一结论提供了进一步佐证。根据本发明的希望的实施例，对一条狗的胰腺进行了体内原位(in vivo，in situ)试验。在这些试验中，切除了该胰腺周围相连组织外层的部分，表面电极被直接放置到这条狗的胰腺上。结果见图14。在这些试验中，测量了3种不同的血液葡萄糖水平：水平I大约为170mg/dL，水平II大约为220mg/dL，而水平III大约为500mg/dL。相应于每种葡萄糖水平测量了该胰腺的电气活性。图14表示所测电气活性的信号处理结果，与参考图13所描述结果类似。在图14中可以看出，不同的葡萄糖水平在胰腺电气活性产生了可以测量的差别。特别是，过高的水平III的记录似乎是抑制了脉冲的产生，或者是对脉冲的促进达不到水平I与水平II的程度。另外可以看出，由水平II的葡萄糖浓度诱发的“高能量”脉冲的频率超过水平I或水平III的两倍。所以，图14说明，胰腺电描记术可以用来监测血液中的葡萄糖水平。在临床使用中，最好在校准时能够在强加的葡萄糖水平范围内取得胰腺电描记读数，以便随后由该控制单元来精确评估该病人的葡萄糖水平。
图15表示根据本发明的希望实施例进行的进一步试验的结果。为了保证上述试验与临床胰腺电描记测量结果不包括由于该胰腺附近平滑肌电气活性(譬如消化(GI)道的电气活性)所造成的额外电气活性假象，要在该胰腺电描记测量的同时在该消化道内的两个部位上进行电气活性测量。图15的上部与中部曲线表示一条狗的消化道上两个部位的电气活性，下部曲线表示与该消化道测量同时测量所得的该胰腺的电气活性。非常明显，该消化道的电气活性本质上具有很强的周期性，每个消化道部位具有相同的周期，而胰腺活性则与该消化道无关。在这里所描述的狗的试验中，包含一段小金属弹簧的夹具被用来将这些电极支架固定到该胰腺。
图16表示根据本发明的希望实施例对一条狗所作的另一个进一步试验的结果，它将胰腺电描记读数与在该消化道的部位测得的电气活性加以比较。该消化道的电气活性明显具有周期性，而该胰腺则表现出特征性频率的变化。特别应当注意，该EPG曲线显示了一个位于t＝165至170秒的、最小胰腺活性的一个时间段，它的后面是脉冲以不断增加的频率出现的一个10秒钟的时间段。该胰腺的这一特性不同于典型的消化道特性，而且本发明人已经发现，在根据本发明的多个希望实施例进行的许多试验中都重现了这一特性。在临床使用中，一个控制单元最好能根据一系列外加的或其他的条件(譬如特定的葡萄糖水平或葡萄糖水平的变化)来监测该脉冲频率的变化，以便判断脉冲频率中表征应当开始治疗或应当产生警告信号的那些特征性变化。譬如说，在对一个给定病人的校准期间，下述任何一项或多项都可以被用作血液葡萄糖水平或其变化的有用指示值：
●脉冲产生的速率；
●一个或多个脉冲的宽度方面；
●一个测得的波形的形态方面；
●脉冲产生速率的变化(譬如升高或下降)；
●与特定脉冲频率有关或者与脉冲频率变化有关的特定脉冲幅值；
●与特定脉冲频率有关或者与脉冲频率变化有关的脉冲幅值变化；
●具有特定脉冲宽度的脉冲频率或脉冲频率中的变化，譬如作为α细胞、β细胞、δ细胞与多肽细胞活性主导特征的那些宽度。
一般来说，图15与图16所示的消化道数据与几位研究人员所作的以及在论文中发表的血管周围平滑肌的电气活性测量值一致，譬如在本发明申请的背景部分引用的Lamb，F.S.等人、Zelcer，E.等人、Schobel，H.P.等人以及Johansson，B.等人的论文。
图17表示根据本发明的希望实施例测得的一条狗的胰腺电气活性。这组数据还表明，测量该胰腺的实体部分是可行的，而且这种活性的模式与该消化道平滑肌的大约0.3Hz的典型电气活性明显不同。最好，在本发明的各个希望实施例中由于各种生理因素(譬如平滑肌电气活性、神经活性、心肌活性与呼吸，因为它们的不同特性，它们与胰腺电气活性本质上有明显区别)造成的假象能够实际上通过下述方法而降低：(a)采用放置在电气假象源之上或附近的参考电极，或者(b)在该控制单元中运行能够检测非胰腺波形并能够将其从该EPG中加以剔除的软件。
在一个希望的分析模式中，一个控制单元分析EPG以便区分它的表征该胰腺的α细胞与β细胞活性的各个部分。对某些应用来说，也进行分析以便判断δ细胞活性与/或多肽细胞活性中的变化。β细胞活性的增加通常被该控制单元解释为代表由于血糖上升而产生胰岛素，而α细胞活性的增加通常对应于由于血糖降低而产生高血糖素。如果合适，可以根据这些判断开始或修改治疗。
上面引用的Nadal的论文中的图形表示由于α、β与δ细胞活性引起的钙基荧光性的变化。每个细胞产生它自己的、使它区别于其他类型细胞的特征形式。一个特别显著的特征是每个电气活性猝发脉冲的持续时间。在Nadal的论文中，可以看到α细胞实际上能产生比β细胞更加拉长的、持续时间更长的荧光性猝发脉冲，而β细胞的活性用一系列持续时间短的脉冲来表示则更为合适。也可以分析本发明的图形中所采用的数据来区分不同类型胰腺细胞的活性。图17表示拉长的、持续时间长的电气活性猝发脉冲(譬如在425与428秒之间、在417秒与在426秒)，以及在435至450秒之间反复出现的持续时间短的脉冲。在临床情况下，最好在对每个病人的EPG装置作出合适的校准之后进行这种分析。该校准最好包括对病人施用不同剂量的胰岛素或葡萄糖来产生血糖水平范围，并包括分析该EPG以便判断与每个血糖水平有关的脉冲特性。
对某些应用来说，进行EPG分析时采用了如下假设，即对该EPG的各种输入(譬如α、β、δ与多肽细胞)通常互相独立。在这种情况下，技术上已知的信号处理方法，譬如奇异值分解(SVD)或主元分析，可以适合于用来将所记录的整体活性分离到它的不同来源。
另一种方法是，对某些应用来说，希望假设该EPG的各种成分是相互依赖的，在这种情况下最好采用上面引用的Gut的论文中所述的技术来判断α细胞、β细胞与/或其他因素对该EPG的贡献。特别是，Gut的论文描述了区分各个独立的、有限持续时间波形对整体肌电描记(EMG)信号贡献的各种方法。在本发明的一个希望的实施例中，这种方法适合于使计算各组α细胞与β细胞对整体EPG信号的贡献更加容易。
应当理解，无论是结合还是不用上面描述的分析方法，一个EPG总可以用简单的方法加以解释，譬如评估波形频率、幅值、阈值穿越数、能量、与预定模式或平均模式的相关性或者其他特性。
应当意识到，本发明的原理可以采用各种不同类型与配置的硬件来实现。譬如在应用中，采用较少数量的电极放置在该胰头与/或胰体与/或胰尾之上或之内比较合适。另一种替代方法是，或者说除此之外，可以在该胰腺上放置较多数量的电极(譬如十个以上)，最好组成柔性或刚性的电极阵列，但并非必须如此。在一个希望的实施例中，各含30至60个电极的几个阵列被放置在该胰腺上或植入其中。
应当注意，用于收集图示数据的针形电极具有大约500至1000微米的特征直径，尽管它们的尺寸较大，但它们能在相当长的时段内(譬如长达几个小时)记录电气活性。可能已经引起的(均未被检测到)任何损伤则被认为一直局限于每个电极周围的一个局部区域。对临床应用，最好采用或改装使用商业上可以购买的电极，譬如直径为几个微米并设计得用以记录大脑电气活性的电极。这些电极的范围可以或者可以经过改装来测量典型的1至100毫伏的胰腺电气活性。
熟悉技术的人员应当意识到，本发明不限于上文已经特别说明与描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的各种组合或部分组合，而且包括它们的、现有技术中没有的、但熟悉技术的人员阅读前述说明之后就会想到的各种变体与修改。

Claims (81)

1、一种用于检测病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的、表征该胰腺中许多胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号，并产生与之相应的输出。
2、如权利要求1的装置，其中该组一个或多个电极中的一个单独电极适合于向该控制单元传送表征两个或更多胰岛内胰腺细胞电气活性的一个电气信号。
3、如权利要求1的装置，其中该控制单元适合于接收来自这些电极的、表征五个或更多胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号。
4、如权利要求1的装置，其中该控制单元适合于接收来自这些电极的、表征十个或更多胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号。
5、如权利要求1的装置，其中该一个或多个电极中的一个第一电极适合于向该控制单元传送表征这些胰岛中一个第一胰岛内胰腺细胞电气活性的一个第一电气信号，而且其中该一个或多个电极中的一个第二电极适合于向该控制单元传送表征这些胰岛中与该第一胰岛不同的一个第二胰岛内胰腺细胞电气活性的一个第二电气信号。
6、如权利要求1的装置，其中该控制单元适合于接收来自这些电极的、与这些胰腺细胞的自发电气活性相应的电气信号。
7、如权利要求1的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的表征从下列细胞中选择的某类细胞活性的方面：胰腺α细胞、胰腺β细胞、胰腺δ细胞与多肽细胞，而且其中该控制单元适合于产生与该方面的识别相应的输出。
8、一种监测病人的葡萄糖含量的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该病人的一个胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的、表征胰腺细胞自发电气活性的电气信号，分析这些信号以便判断该葡萄糖水平的变化，并产生与该变化的判断相应的一个输出。
9、如权利要求8的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的表征从下列细胞中选择的某类细胞的活性的方面：胰腺α细胞、胰腺β细胞、胰腺δ细胞与多肽细胞，而且其中该控制单元被适合于产生与该方面的识别相应的输出。
10、一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该病人的一个胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，分析这些信号以便识别它的表征胰腺α细胞活性的方面，并产生与该方面的识别相应的一个输出。
11、一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征胰腺β细胞自发活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
12、如权利要求11的装置，其中该控制单元被适合于分析这些信号以便区分它的表征β细胞活性的这一方面与它的表征胰腺α细胞活性的方面，而且其中该控制单元适合于产生与对这些方面的区分相应的输出。
13、一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征胰腺δ细胞活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
14、一种分析病人的胰腺的电气活性的装置，包括：
由一个或多个电极构成的、适合于与该胰腺相连的一组电极；以及
一个控制单元，它适合于接收来自这些电极的电气信号，适合于分析这些信号以便识别它的表征多肽细胞活性的方面，而且适合于产生与该方面的识别相应的一个输出。
15、如权利要求10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于将这些信号的方面与表征这些细胞活性的一个储存模式进行比较，并产生与之相应的输出。
16、如权利要求10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于借助从奇异值分解与主元分析中选择的一种技术来分析这些信号，而且产生与之相应的输出。
17、如权利要求10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于在假设下分析这些信号，该假设是这些细胞的活性与其他类型胰腺细胞的电气活性有关，而且该控制单元适合于产生与之相应的输出。
18、如权利要求10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的频率方面，而且产生与该频率方面的识别相应的输出。
19、如权利要求18的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便区分这些信号的、表征这些细胞活性的一个第一频率方面以及与该第一频率方面不同的、表征另一类胰腺细胞活性的一个第二频率方面。
20、如权利要求18的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便随时间推移来识别这些细胞特有的、该频率方面中变化。
21、如权利要求18的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的幅值方面，其中该控制单元适合于综合分析该频率方面与该幅值方面，而且其中该控制单元适合于产生与这些方面的分析相应的输出。
22、如权利要求18的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的持续时间方面，其中该控制单元适合于综合分析该频率方面与该持续时间方面，而且其中该控制单元适合于产生与这些方面的分析相应的输出。
23、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的幅值方面，并产生与该幅值方面的识别相应的输出。
24、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的持续时间方面，并产生与该持续时间方面的识别相应的输出。
25、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于分析这些信号以便识别它的幅值方面与它的持续时间方面，其中该控制单元适合于综合分析这些方面，而且其中该控制单元适合于产生与这些方面的分析相应的输出。
26、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于根据各种时间记录的、表征胰腺电气活性各个方面的校准数据来分析这些信号，其中该病人的血液葡萄糖水平的各种测量产生各自的数值。
27、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中这些电极适合于与该胰腺接触放置。
28、如权利要求27的装置，其中至少一个电极适合于与该胰头接触放置。
29、如权利要求27的装置，其中至少一个电极适合于与该胰体接触放置。
30、如权利要求27的装置，其中至少一个电极适合于与该胰尾接触放置。
31、如权利要求27的装置，其中至少一个电极适合于与该胰腺的某条静脉或动脉接触放置。
32、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中至少一个电极适合于与该胰腺附近位置的某条血管接触放置。
33、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该装置包括一个适合于接收该输出、并根据对该输出的接收而对该病人施加治疗的治疗单元。
34、如权利要求33的装置，其中该治疗单元包括该组电极中的至少一个电极，而且其中该控制单元适合于驱动该至少一个电极以便向该胰腺施加一个能够治疗该病人的疾病的电流。
35、如权利要求33的装置，其中该治疗单元包括一个信号施加电极，而且其中该控制单元适合于驱动该信号施加电极以便向该胰腺施加一个能够治疗该病人的疾病的电流。
36、如权利要求33的装置，其中该控制单元适合于产生与这些电气信号定时的方面相应的输出，而且其中该治疗单元适合于施加与该定时方面相应的治疗。
37、如权利要求33的装置，其中该控制单元适合于向该治疗单元设定输出以便能够改变该病人血液中葡萄糖的含量。
38、如权利要求37的装置，其中该控制单元适合于向该治疗单元设定输出以便能够增加该病人血液中葡萄糖的含量。
39、如权利要求37的装置，其中该控制单元适合于设定输出以便能够减少该病人血液中葡萄糖的含量。
40、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于在该至少一个电极不与该胰腺的任何胰岛接触时接收来自该至少一个电极的信号。
41、如权利要求1、8、10、11、13或14中任何一项的装置，其中该控制单元适合于产生该输出以便更容易作出对该病人的状态的评估。
42、一种用于检测病人的胰腺的电气活性的方法，包括：
接收表征该胰腺的一组胰岛内胰腺细胞电气活性的电气信号；以及
产生一个与之相应的输出。
43、如权利要求42的方法，其中接收该电气信号包括接收在该胰腺的单独部位记录的电气信号，该信号表征位于两个或更多胰岛内的胰腺细胞的电气活性。
44、如权利要求42的方法，其中接收该电气信号包括接收表征位于五个或更多胰岛内的胰腺细胞的电气活性的电气信号。
45、如权利要求42的方法，其中接收该电气信号包括接收表征位于十个或更多胰岛内的胰腺细胞的电气活性的电气信号。
46、如权利要求42的方法，其中接收该电气信号包括：
接收在一个第一部位记录的、表征位于这些胰岛中一个第一胰岛内胰腺细胞电气活性的一个第一电气信号；以及
接收在一个第二部位记录的、表征位于这些胰岛中与该第一胰岛不同的一个第二胰岛内胰腺细胞电气活性的一个第二电气信号。
47、如权利要求42的方法，其中接收该电气信号包括接收与这些胰腺细胞自发电气活性相应的电气信号。
48、如权利要求42的方法，而且包括分析这些信号以便识别它的表征从下列细胞中选择的某类细胞活性的方面：胰腺α细胞、胰腺β细胞、胰腺δ细胞与多肽细胞，其中产生该输出包括产生与该方面的识别相应的输出。
49、一种监测病人的一个葡萄糖含量的方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号，这些信号表征胰腺细胞的自发电气活性；
分析这些信号以便判断该葡萄糖水平的变化；以及
产生一个与该变化的判断相应的输出。
50、如权利要求49的方法，其中分析这些信号包括识别它的表征从下列细胞中选择的某类细胞活性的方面，胰腺α细胞、胰腺β细胞、胰腺δ细胞与多肽细胞，而且其中产生该输出包括产生与该方面的识别相应的输出。
51、一种分析病人的胰腺的电气活性的方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便判断它的表征胰腺α细胞活性的方面；以及
产生一个与该方面的识别相应的输出。
52、一种分析病人的胰腺的电气活性的方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便判断它的表征胰腺β细胞活性的方面；以及
产生一个与该方面的识别相应的输出。
53、如权利要求52的方法，其中分析信号包括区分它的表征该β细胞活性的方面与它的表征胰腺α细胞活性的方面，其中产生该输出包括产生与这些方面之间的区分相应的输出。
54、一种分析病人的胰腺的电气活性的方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便判断它的表征胰腺δ细胞活性的方面；以及
产生一个与该方面的识别相应的输出。
55、一种分析病人的胰腺的电气活性的方法，包括：
接收在一个或多个胰腺部位记录的电气信号；
分析这些信号以便判断它的表征多肽细胞活性的方面；以及
产生一个与该方面的识别相应的输出。
56、如权利要求51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析这些信号包括将这些信号的该方面与一个表征这些细胞活性的储存模式进行比较，而且其中产生该输出包括产生与之相应的输出。
57、如权利要求51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析这些信号包括借助从奇异值分解与主元分析中选择的一种技术来分析这些信号，而且其中产生该输出包括产生与之相应的输出。
58、如权利要求51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析这些信号包括在这些细胞的活性与另一类型胰腺细胞的电气活性有关的假设下分析这些信号，而且其中产生该输出包括产生与之相应的输出。
59、如权利要求51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析这些信号包括分析这些信号以便识别它的频率方面，而且其中产生该输出包括产生与该频率方面的识别相应的输出。
60、如权利要求59的方法，其中分析这些信号包括分析这些信号以便区分这些信号的、表征这些细胞的活性的一个第一频率方面以及这些信号的、与该第一频率方面不同的、表征另一类胰腺细胞活性的一个第二频率方面。
61、如权利要求59的方法，其中分析这些信号包括分析这些信号以便随时间推移来识别这些细胞特有的、频率方面的变化。
62、如权利要求59的方法，其中分析这些信号包括：
分析这些信号以便识别它的幅值方面；以及
综合分析该频率方面与该幅值方面，
其中产生该输出包括产生与这些方面的分析相应的输出。
63、如权利要求59的方法，其中分析这些信号包括：
分析这些信号以便识别它的持续时间方面；以及
综合分析该频率方面与该持续时间方面，
其中产生该输出包括产生与这些方面的分析相应的输出。
64、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析这些信号包括分析这些信号以便识别它的幅值方面，而且其中产生该输出包括产生与该幅值方面的识别相应的输出。
65、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析该信号包括分析这些信号以便识别它的持续时间方面，而且其中产生该输出包括产生与该持续时间方面的识别相应的输出。
66、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析这些信号包括：
分析这些信号以便识别它的幅值方面与它的持续时间方面；以及
综合分析这些方面，
其中产生该输出包括产生与这些方面的识别相应的输出。
67、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中分析该信号包括对在各个时间记录的、表征胰腺电气活性各个方面的校准数据来分析这些信号，其中该病人的血液葡萄糖水平的各种测量产生各自的数值。
68、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中接收这些电气信号包括接收来自至少一个与该胰腺接触放置的电极的信号。
69、如权利要求68的方法，其中接收这些电气信号包括接收来自至少一个与该胰头接触放置的电极的信号。
70、如权利要求68的方法，其中接收这些电气信号包括接收来自至少一个与该胰体接触放置的电极的信号。
71、如权利要求68的方法，其中接收这些电气信号包括接收来自至少一个与该胰尾接触放置的电极的信号。
72、如权利要求68的方法，其中接收这些电气信号包括接收来自至少一个与该胰腺的某条静脉或动脉接触放置的电极的信号。
73、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中至少一个电极适合于与该胰腺邻近位置内的一条血管接触放置。
74、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，而且包括对该病人施加一种与该输出的接收相应的治疗
75、如权利要求74的方法，其中施加该治疗包括对该胰腺施加能够治疗该病人的疾病的电流。
76、如权利要求74的方法，其中施加该治疗包括施加与该电气信号的定时方面相应的治疗。
77、如权利要求74的方法，其中施加该治疗包括设定该治疗以便能改变该病人血管中葡萄糖的含量。
78、如权利要求77的方法，其中设定该治疗包括设定该治疗以便能够增加该病人血管中葡萄糖的含量。
79、如权利要求77的方法，其中设定该治疗包括设定该治疗以便能够降低该病人血管中葡萄糖的含量。
80、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中接收这些信号包括接收来自至少一个不与该胰腺的任何胰岛接触的电极的信号。
81、如权利要求42、49、51、52、54或55中任何一项的方法，其中产生该输出包括更容易进行对该病人的状态的评估。
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