CN202909298U - 一种神经调控仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种神经调控仪器。所述神经调控仪器包括：壳体；设置在所述壳体内的电脉冲发生装置，其适于生成电脉冲；电脉冲作用装置，其适于接收来自所述电脉冲装置的电脉冲，并用于将所述电脉冲作用于人体穴位或者神经干及神经末梢分布区域。从而通过刺激外周神经末梢的方式进行神经调控的神经调控仪器，即以一种更加安全的方式进行神经调控。

Description

一种神经调控仪器

技术领域

本实用新型涉及一种神经调控仪器，尤其是涉及一种用于通过刺激外周神经末梢的方式进行神经调控的神经调控仪器。

背景技术

神经调控（neuromodulation）是目前最受重视的治疗方法之一。根据“神经调控”的理论，人体生理功能均直接或间接处于神经系统的调控之下才能正常运行。很多功能性疾病或者病理状态是因为身体某些器官或组织失去正常神经调控引起的，通过刺激大脑或者神经系统可以全部或者部分恢复对身体这些功能的神经调控，从而逆转疾病过程，达到治疗的目的。

目前医院中恢复神经调控的手段单一，大多是用电磁脉冲通过直接刺激大脑某些功能区域而实现，属于中枢调控的方法。本实用新型采用外周神经调控的方法，用低频电脉冲，通过皮肤电极刺激某些神经和穴位，电脉冲产生的生物学效应，在外周神经和大脑中产生神经调控的效果。此法简便易行、安全有效，通过恢复正常神经调控，调整人体的生理机能，进而改善健康状态，达到预防或治疗某些疾病的目的。

实用新型内容

针灸疗法在中国的应用已经有几千年的历史，是中医治病的主要手段之一，大量研究结果表明，针灸疗法切实有效，可以广泛用于各种疾病的防治。针灸疗法虽然有中医理论指导，但是迄今没有大家公认、统一的操作规程，以及诊断和处方标准。每个医生根据自己门派的实践以及自己的辩证来选取穴位，决定行针手法。因此医生的水平参差不齐，对各种疾病的治疗作用时好时坏，具有不可预见性和不可重复性的特点。另外，中医理论源自几千年的实践，形成于现代医学出现之前。虽然自成体系，却很难被现代医学理论理解和接受，影响了针灸这种有效的疗法在世界的普及。

为了解决这些问题，本专利的发明人致力于针刺镇痛原理研究40年，通过大量的工作，借助生理生化、组织解剖、药理和分子生物学等多学科的手段，从基因到整体水平阐明了针刺镇痛的作用原理，揭示了针刺疗法治疗多种疾病的机制。本专利的发明人认为，施加于针灸穴位的手针、电针、经皮电刺激，以及各种形式的经皮刺激，是激活了皮肤下的神经末梢，通过神经内分泌等多重通路，将体表的刺激信号，经过外周神经系统传输给中枢，通过对体内神经内分泌系统的调节发挥治疗疾病作用的。虽然目前尚缺乏足够的解剖组织学证据证明经络的存在，事实上也无法排除经络和气血等中医理论中的现象参与介导穴位刺激引起的生物学效应。本专利的发明人注意到，用电磁波直接对中枢神经系统进行刺激，被称为“中枢神经调控”方法。例如，可以在颅内或者颅外特定地区设置一个电极，施加特定电脉冲对大脑进行刺激，达到治疗的目的。这种“中枢神经调控”的方法尽管有时可以得到较好的效果，但在实施上存在较大的困难与风险。因此，本专利的发明人提出在身体的躯体或四肢穴位上施加具有特定参数的电刺激，也可以取得同样的治疗效果，称为“外周神经调控（peripheral neuromodulator）”。外周神经调控的概念可以体现在在对多种疾病的治疗方法中，包括各种急性疼痛、慢性疼痛等。本申请人所发明的神经调控仪，可以将皮肤电极置于身体某些经络穴位上或者神经干及神经末梢分布区域，通过施加特定参数的刺激，激活神经通路，调节人体功能。

从神经化学角度讲，通过本专利发明人多年的实验室与临床研究发现，不同频率的电刺激可引起脑内不同神经递质的释放：例如低频电刺激可增加β内啡肽，脑啡肽，5-羟色胺，去甲肾上腺素，乙酰胆碱，γ氨基丁酸，α-黑色素细胞刺激素的释放而降低下丘脑-垂体-卵巢轴中卵泡刺激素，黄体生成素，泌乳素以及神经肽Y的水平，降低下丘脑-垂体-肾上腺轴中促肾上腺皮质激素水平；中频电刺激则引起催产素，精氨酸后叶加压素的释放；而高频电刺激则引起强啡肽的释放。有多种疾病与上述物质失调有关，如吗啡吸毒患者在戒断期表现为对阿片类物质的渴求，而针刺治疗疼痛则主要是通过释放自体阿片肽类物质，抑郁症患者5-羟色胺合成不足；卵巢功能早衰患者卵泡刺激素反馈式升高，多囊卵巢综合症患者黄体生成素增高，高泌乳素血症患者表现为假孕或不排卵，单纯性肥胖往往是抑制摄食的α-黑色素细胞刺激素减少而促进摄食的神经肽Y增高，孤独患者血浆中催产素，精氨酸后叶加压素水平降低。此外，阿片肽有助于镇静催眠，强啡肽有助于解除肌肉痉挛。因此，对神经内分泌系统失衡的各种患者，采用不同参数，穴位的神经调控将改善他们失衡的内环境，促进机体的康复。

从电刺激传导通路讲，对于镇痛作用，电刺激将干扰疼痛信号传入中枢，产生镇痛效果。对于神经病理性痛，低频电刺激引起脊髓背角神经元突触传递的长时程弱化（LTD），而高频电刺激引起长时程增强（LTP），因此低频可以弱化痛的学习记忆，治疗神经病理性痛。此外，对于多种局部神经异常放电所产生肌肉痉挛、感觉异常所导致的疾病，如截瘫后肌痉挛痛，近视眼的发生（持续的睫状肌痉挛），轮匝肌痉挛，瞬目综合症（眼肌痉挛），慢性咽炎（舌咽，迷走神经末梢激惹）等疾病，适当频率电刺激可使原本异常的神经电信号恢复，从而使局部肌肉收缩功能恢复，异常感觉消失。

因此，本实用新型的目的在于提供一种便于操作的仪器来以安全、便捷的方式对神经进行调控，以疾病或调整人体生理状态。

所述目的是通过提供一种神经调控仪器来实现的。所述神经调控仪器包括：壳体；设置在所述壳体内的电脉冲发生装置，其适于生成电脉冲；电脉冲作用装置，其适于接收来自所述电脉冲装置的电脉冲，并用于将所述电脉冲作用于人体穴位或者神经干及神经末梢分布区域。从而通过刺激外周神经末梢的方式进行神经调控的神经调控仪器，即以一种更加安全的方式进行神经调控

本实用新型的仪器操作简单，不必针灸医师参与，无痛感与侵入性，临床使用者超过200人，尚未发现任何副作用，适合在高级白领，IT从业者、办公室、学生与家庭内使用。

优选地，所述电脉冲作用装置可以具有至少一个经皮刺激电极和/或至少一个电针。

优选地，所述电脉冲发生装置包括用于调整所述电脉冲频率的频率调整装置。

优选地，所述电脉冲发生装置包括用于调整所述电脉冲占空比的占空比调整装置。

优选地，所述电脉冲发生装置包括用于调整所述电脉冲强度的强度调整装置。

附图说明

本实用新型通过下面结合附图所作的详细说明将会更加清楚。在所述附图中：

图1是按照本实用新型的神经调控仪器的示意性立体图；

图2是置于穴位上的电极的剖视图；

图3是所述神经调控仪器的方框图；

图4A是神经调控仪器的脉冲发生装置电路图；

图4B是脉冲发生装置U1的Q14端输出的FL波形图；

图4C是脉冲发生装置U2:A的Q3输出的FH波形图：

图5A是神经调控仪器的脉冲控制装置电路图；

图5B是神经调控仪器U4:A的Q及Q_-端输出的波形图；

图5C是神经调控仪器U4:B的Q及Q_-端输出的波形图；

图6是神经调控仪器的脉冲选择装置电路图；

图7是神经调控仪器的脉冲宽度控制装置电路图；

图8是神经调控仪器的脉冲分离装置电路图；

图9是神经调控仪器的交替开关恒流源输出装置的电路图；

图10是神经调控仪器的输出方式控制装置电路图；

图11是神经调控仪器的定时装置的电路图；

图12是神经调控仪器的脉冲时序图。

具体实施方式

根据本实用新型一实施例的神经调控仪器包括：壳体；设置在所述壳体内的电脉冲发生装置，其适于生成电脉冲；电脉冲作用装置，其适于接收来自所述电脉冲装置的电脉冲，并用于将所述电脉冲作用于至少一个人体穴位或皮肤表面。

该实施例的神经调控仪器通过在人体穴位或者神经干及神经末梢分布区域施加电刺激，通过施加特定参数的刺激，激活神经通路，调节人体功能。而且，所述神经调控仪器为神经调控治疗提供了一种新的治疗技术，且使用安全，简便（患者一人即可操作使用），不受时间、空间限制，费用相对低廉，省时省力，且具保健功能，患者易于长期坚持使用治疗。

下面结合附图对本实用新型的其它实施例进行说明。

参见图1，图中所示的是神经调控仪器10的示意性立体图。神经调控仪器10包括电脉冲发生装置11、电脉冲作用装置12、以及将所述电脉冲发生装置11与所述电脉冲作用装置12相连接的导线。

如图所示，电脉冲发生装置11设置在一个壳体内，且在壳体的前侧（也可以在壳体的其它部位，甚至可以通过无线方式进行调节）设置有调节装置来对电脉冲进行调节。例如，所述电脉冲发生装置11可以包括频率调整装置、占空比调整装置和或强度（电流和/或电压）调整装置。

电脉冲发生装置11能输出电脉冲，例如2Hz、或100Hz、或2Hz／100Hz交替、或者其他频率或其它频率交替组合的电脉冲。在下文中，电脉冲发生装置11也称为电刺激装置ll。电脉冲作用装置12包括至少一个（图1中示出为4个）可置于人体穴位(例如四白穴或风池穴)上的电极12。这样，电脉冲发生装置1l所输出的电信号通过导线13和电极12刺激人体眼部及其周围的穴位（包括与眼部相关的穴位，例如风池穴），通过刺激眼部神经，使眼部得到放松。

图2所示是本实用新型一实施例中的电脉冲发生装置中的电极12的剖面图，电极12实质上是一个经皮电极，它包括一个在表面上涂有粘结材料的用于将整个电极贴敷在所述穴位上的贴敷层26，在贴敷层26涂粘结剂一侧有一个导电扩散层22(如金属箔)，在贴敷层26和导电扩散层22的中心有一个一端是径向延伸的圆片，另一端为球形的导电柱24，所说的球形部分延伸到贴敷层的外面并足以使导电的按扣23与之形成按扣式连接，在导电扩散层22的另一侧，包括导电柱24底端有一个导电的凝胶层26。在非使用状态有一个可释放的保护膜27与贴敷层25相连结。使用时，只要将保护膜27去掉，将上述电极置于所需的穴位上。

根据一未图示的实施例，神经调控仪器的电脉冲作用装置包括以导电橡胶制作的至少一个（例如通常为两个）经皮穴位电刺激头（或经皮刺激电极），每个所述经皮穴位电刺激头具有至少一个用于对人体进行电刺激的刺激点。所述电脉冲作用装置还可以具有电针。

根据另一未图示的实施例，神经调控仪器还具有另一电脉冲作用装置（第二电脉冲作用装置）。所述第二电脉冲作用装置适于接收来自所述电脉冲装置的电脉冲，并适于将所述电脉冲作用于神经干及神经末梢分布区域。

根据一未图示的实施例，神经调控仪器的电脉冲作用装置是电针。所述电针的材料例如是不锈钢。在治疗的时候，将多个电针同时刺入至少两个穴位或神经分布区域，接通电源后对人体穴位或神经分布区域进行电脉冲刺激，产生治疗作用。

在电针的另一实施例中，每个电针包括正极针和负极针，所述正极针和负极针由绝缘材料隔离开并连接在一起。正极针和负极针之间具有适当的隔离距离。所述距离例如是0.1-3mm。在一种方案中，正极针是刺入皮肤较深的针，而负极针是刺入皮肤较浅的针，在另一方案中，正极针刺入皮肤，而负极针接触皮肤表面而并不刺入皮肤中。

图3是电脉冲发生装置II的方框图，它由如图4A、图5A、图6至图ll中所示的各个功能块组成。

图4A所示电路是图3中的脉冲发生装置，该电路由晶体XTAL和电容C1、C2以及电阻Rl组成的一个高精度的振荡器，该振荡器产生频率为32768Hz的方波，该方波通过4060集成块组成的分频器U1，在U1的Q14端输出一个频率为2Hz的低频的方渡电脉冲FL，其波形如图4B所示，方波的脉冲宽度为0.25毫秒，幅度约为9伏。分频器Ul的另一个输出端Q5是输出的10倍的高频电脉冲10FH，该电脉冲送入下一个分频器U2：A，U2：A的功能由4518集成块的一半完成，其输出端Q3输出的电脉冲为100Hz的方波，其脉宽为5毫秒，幅度同FL，波形见图4C。

图5A所示电路是图3中的脉冲控制装置，由分频器U1的Q“端输出的2Hz的低频电脉冲输入计数器U3：B作为钟控信号，经2次计数，印1秒之后，输出端Q1处于高电位，然后再经1次计数，即2秒后，输出端Q2处于高电位，此时与门U7：A选通，经电阻R3、电容c4组成的积分电路使计数器U3：B复位，由此形成周期为3秒的脉冲信号，该脉冲信号的前沿触发D触发器U4：A（4013/2)，形成一个周期为6秒，占空比为50％的控制方波，由U4：A输出端Q和Q_-分别输出作为高、低频交替波形成的控制信号。由U4：A的Q端输出的信号前沿触发D触发器U4：B(401a/2)，形成周期为12秒，占空比为50％的控制方波，该控制方波由U4：B的输出端Q和Q_-端分别输出作为本装置两路输出交替工作模式的控制信号。

图5B是U4：A输出端Q及Q_-的波形图。图中所示输出端Q及Q_-可输出的分别是周期为6秒，脉宽为3秒相位相反的方波。

图5C是U4：B输出端Q及Q_-的波形图。图中所示输出端Q及Q_-输出的分别是周期为12秒，脉宽为6秒相位相反的方波。

图6所示电路是图3中所示的脉种选择装置，它由开关S1：A和S1：B，两个与门U5：A和U5：B及两个二极管D2和D3组成。在该电路中，开关S1：A、S1：B选取不同的电位组合控制U6：A、U5：B两个与门电路，两个与门电路的输出经二极管D2，D3及R6组成的或门电路输出。其中U5：A选通FL，U5：B选通FH。开关S1具有三种选择：

1、当U5：A选通FL时，U6：B关闭，这时2Hz的低频电脉冲FL经或门输出，送至U6：A；

2、由U4：A产生的方波控制U5：A和U5：B，当U4：A的输出端Q的输出处于高电位，U5：A选通FL；U4：A的输出端Q处于低电位时，输出端Q_-处于高电位，U5：B选通FH，如前所述，Q及Q_-端输出占空比均为50％，从而在或门输出端得到FL和FH各3秒交替的疏密波；

3、当U5：B选通FH时，U6：A关闭，这时输出的是100Hz的高频电脉冲FH经或门输出，送至U6：A。

图7所示电路是图3的脉宽控制装置，该部分由U6：A（40l3/2），三极管Q13、电阻R7、R8和R9以及电容C5组成。脉种选择电路输出的方波驱动由U6：A构成的单稳态电路。当选择电路U5：A选通时，晶体营Q13基极处于高电位，Q13截止，这时U6：A输出的脉冲宽度由R7和C6的时间常数决定：反之，晶体管Q13基极处于低电位，Q13导通，U6：A输出的脉冲宽度由R7//R9及C5的时间常数决定。因此，选通l00Hz的FH高频时的脉冲宽度为0.2毫秒；选通2Hz的FL低频时的脉冲宽度为0.6毫秒。该电路输出的波形如时序图A（图12）所示。

图8所示电路是图3中的脉冲分离装置。由脉宽控制装置的输出脉冲列上升沿触发由U6：B组成的D触发器（4013／2），该触发器的输出端Q及Q_分别控制U5C和U5D两个与门，将前级输出的脉冲列中的奇数和偶数序号脉冲分离，由B路输出奇数列，C路输出偶数列，Q1和Q2分别为两路的发射极输出器，以便驱动下级的交替开关电路。脉冲分离部分的时序图B、C见图12。

图9所示电路是图3中的交替开关恒流源输出装置。该电路包括两个部分，印图中以U7：B和U7：C分别控制的第1路和第11路，由于这两路的原理、结构相同，因此，现以第1路为例说明。

图中的三极管Q6和Q7构成开关电路，其基极由图8所示的脉冲分离部分B.C两列脉冲分别控制，工作于交替导通的开关状态。在输出变压器Bl初级端产生相间而方向相反的脉冲电流。在B1次级绕组中得到的奇数和偶数序号相互反向的脉冲串，该脉冲串通过插座J1经导线，电极刺激穴位。脉冲串的时序图在图12中用D表示。

输出变压器B1初级绕组流过的电流强度取决于用作恒流源的晶体三极管Q5的集电极电流IC5，由于输出变压器B1是按电流互感器设计的，所以，其次级绕组可于0.2K Ohm负载上形成恒流源输出，电流强度范围为0.50毫安，用电位器POT1连续调节。POT l将来自U6：A经控制门U7：B输出的脉冲列分压，加至晶体三极管Q4的基极上，以便调节其集电极电流IC4。而晶体三极管Q4的集电极又对晶体三极管Q5的基极电路作恒流源馈电，晶体三极管的集成极电流IC4即为晶体三极管Q5的基极电流Ib5，最后由晶体三极管Q5集成极完成对输出变压器Bl的恒流源馈电。本装置恒流源输出电路输出电流强度范围可由串接在晶体三极管Q1的发射极电路上的可变电阻R11校准。

另外，从U7：B送入的信号，经发射极输出器晶体管Q3和限流电阻R10驱动发光二极管LED1，显示该输出级的工作状态。电容C7完成电路的退耦作用。

图10所示电路是图3的输出方式控制装置。该装置控制I、II两组独立输出装置，使其既可以“同步”工作也可以“交替”工作，由开关S2处于不同位置选择，该电路还兼作电源开关。本实用新型的电脉冲发生装置的I、Ⅱ两路输出级工作状态由发光二极管LED 1和LED 2分别显示(图9)。

当开关S2B置于位置2时，电源电压VVD同时经二极管D5和D4接通I、II两组电路的控制门U7B和U7C，两个门均选通，使两组电路同步对负载输出。

当开关S2B置于位置3时，前述脉冲控制部分中的U4：B的输出端Q及Q_-各驱动一个门，使之交替选通，这样两路交替对负载输出。选通时问均为U：4B输出脉冲周期的一半，即6秒。

图11所示电路为图3中的定时装置。该装置由脉冲发生装置中的U1的Q14端输出的2Hz电脉冲作为计数器U2的钟控信号，在电源开启后，U2（集成块4040）的各接点Q5，Q10，Q11，Q12次递延迟8秒，256秒，5l2秒和l024秒后处于高电位，这样经1800秒（30分钟）后，由电阻21，二极管D7，D8，D9，D10组成的与门选逼，经过二极管Dl使脉冲发生装置中的U1阻断，振荡停止，整个装置处于阻滞状态。关闭电源，然后可再开机，VDD经过C3，C14充电使U1，U2复位，开启脉冲发生装置及定时装置，重新工作。

有益效果

本实用新型的神经调控仪器是通过刺激外周神经，达到对神经内分泌系统进行调控的目的。本实用新型的神经调控仪器为神经调控提供一种新的调控方法，且使用安全，简便（患者一人即可操作使用），不受时间空间限制，费用相对低廉，省时省力，且具保健功能，患者易于长期坚持使用治疗。利用特殊的波形和频率等参数，通过刺激外周神经，达到对神经内分泌系统进行调控的目的。

申请人已经就本实用新型的构思和实施方案作出了详细的说明，应该明白，在上述说明的基础上对于本专业的普通技术人员还可以作出各种变换和改进，但这些变换和改进都在本实用新型所附的权利要求书要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种神经调控仪器，其特征在于，包括：

壳体；

设置在所述壳体内的电脉冲发生装置，其适于生成电脉冲；

电脉冲作用装置，其适于接收来自所述电脉冲装置的电脉冲，并用于将所述电脉冲作用于人体穴位或者神经干及神经末梢分布区域。

2.如权利要求1所述的神经调控仪器，其特征在于，所述电脉冲作用装置具有至少一个经皮刺激电极。

3.如权利要求1所述的神经调控仪器，其特征在于，所述电脉冲作用装置具有至少一个电针。

4.如权利要求1所述的神经调控仪器，其特征在于，所述电脉冲作用装置具有至少一个经皮刺激电极和至少一个电针。

5.如权利要求1至4中任一项所述的神经调控仪器，其特征在于，所述电脉冲发生装置包括用于调整所述电脉冲频率的频率调整装置。

6.如权利要求1至4中任一项所述的神经调控仪器，其特征在于，所述电脉冲发生装置包括用于调整所述电脉冲占空比的占空比调整装置。

7.如权利要求1至4中任一项所述的神经调控仪器，其特征在于，所述电脉冲发生装置包括用于调整所述电脉冲强度的强度调整装置。

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