DE102008039387B4

DE102008039387B4 - Vorrichtung zur transkutanen Stimulation

Info

Publication number: DE102008039387B4
Application number: DE102008039387.8A
Authority: DE
Inventors: Volker Sturm; Peter Tass
Original assignee: Universitat Zu Koln Vertreten Durch Den Kanzler Dieser Vertreten Durch Den Kaufmannischen Direktor D; Forschungszentrum Juelich GmbH; Universitaet zu Koeln
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2028-08-23
Also published as: DE102008039387A1

Abstract

Vorrichtung (100; 300) umfassend: – eine Generatoreinheit (1) zum Erzeugen von elektrischen Stimulationssignalen zur Stimulation von Zielgebieten im Rückenmark und/oder im Hirn eines Patienten, und – eine von der Generatoreinheit (1) mit den Stimulationssignalen gespeiste, transkutane Stimulationseinheit (2) mit einer Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen (11–14), wobei – die Stimulationseinheit (2) derart auf die Haut des Patienten aufgesetzt ist, dass die Stimulationssignale eine Population von Neuronen, die eine krankhaft synchrone und oszillatorische neuronale Aktivität aufweist, stimulieren, – die mittels einer ersten Stimulationskontaktfläche (11) der Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen (11–14) applizierten Stimulationssignale eine Phase der neuronalen Aktivität einer ersten Subpopulation der stimulierten Neuronenpopulation zurücksetzen, und – die mittels einer zweiten Stimulationskontaktfläche (12) der Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen (11–14) applizierten Stimulationssignale eine Phase der neuronalen Aktivität einer zweiten Subpopulation der stimulierten Neuronenpopulation zurücksetzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur transkutanen Nervenstimulation mittels elektrischer Stimulationssignale.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Stimulationsvorrichtung und ein Stimulationsverfahren zur Behandlung von Schmerzerkrankungen, welche therapieresistent sein können. Die Erfindung kann insbesondere zur Behandlung von low back pain (chronischen Rückenschmerzen), Stumpfschmerzen, Phantomschmerzen, komplexen regionalen Schmerzsyndromen, Neuralgien, Kopfschmerzen, Gesichtsneuralgien sowie prophylaktisch nach Amputationen zur Vermeidung der Ausbildung von Deafferentierungsschmerzen verwendet werden.
Aus der Schrift DE 10 2004 060 514 A1 ist eine Vorrichtung zur Desynchronisation neuronaler Hirnaktivität bekannt und aus der Schrift US 2006/0020291 A1 ist eine auf die Haut des Patienten aufsetzbare Stimulationseinheit bekannt.
Vor diesem Hintergrund werden eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 15 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zur transkutanen Stimulation gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 während des Betriebs;
3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 300 zur transkutanen Stimulation gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Darstellung von mittels mehrerer Stimulationskontaktflächen applizierten Stimulationssignalen;
5 eine schematische Darstellung von mittels mehrerer Stimulationskontaktflächen applizierten Sequenzen von Pulszügen;
6 eine schematische Darstellung eines Pulszugs;
7 eine schematische Darstellung einer Variation der in 4 gezeigten Stimulation;
8 eine schematische Darstellung einer weiteren Variation der in 4 gezeigten Stimulation;
9 eine schematische Darstellung einer Stimulationselektrode 900 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
10 eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 während des Betriebs; und
11 eine schematische Darstellung der Vorrichtung 300 während des Betriebs.
In 1 ist schematisch eine Vorrichtung 100 zur transkutanen Applikation von Stimulationssignalen dargestellt. Die Vorrichtung 100 besteht aus einer Generatoreinheit 1 und einer mit der Generatoreinheit 1 verbundenen transkutanen Stimulationseinheit 2. Die Stimulationseinheit 2 beinhaltet eine Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Stimulationseinheit 2 vier Stimulationskontaktflächen 11, 12, 13 und 14 auf.
In 2 ist die Vorrichtung 100 schematisch während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs dargestellt. Während des Betriebs ist die Stimulationseinheit 2 auf der Haut 3 eines Patienten befestigt, beispielsweise aufgeklebt. Die Generatoreinheit 1 erzeugt elektrische Stimulationssignale, die mittels geeigneter Verbindungsleitungen in die Stimulationseinheit 2 eingespeist werden und von den Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 an die Bereiche der Haut 3 appliziert werden, mit welchen die jeweiligen Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 in Kontakt stehen.
Die Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 ermöglicht es, unterschiedliche rezeptive Bereiche der Haut 3 über die einzelnen Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 separat zu stimulieren. Zu diesem Zweck kann beispielsweise jede der Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 über eine eigene Verbindungsleitung mit der Generatoreinheit 1 verbunden sein. Dies ermöglicht es der Generatoreinheit 1, für jede einzelne der Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 bestimmte Stimulationssignale zu erzeugen. Die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 können so auf der Haut 3 des Patienten angeordnet sein, dass die auf das Hautgewebe applizierten Stimulationssignale über Nervenleitungen an unterschiedliche Zielgebiete, die z. B. im Rückenmark und/oder im Hirn liegen, weitergeleitet werden. Folglich können mittels der Vorrichtung verschiedene Zielgebiete im Rückenmark und/oder Hirn während desselben Stimulationszeitraums mit eventuell unterschiedlichen und/oder zeitversetzten Reizen stimuliert werden.
In der Vorrichtung 100 sind die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 in einer Reihe und voneinander beabstandet angeordnet. Ferner sind die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 als Rechtecke ausgestaltet. Diese Ausgestaltungen sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Alternativ zu diesen Ausgestaltungen kann die Stimulationseinheit 2 eine beliebige Anzahl N (N = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ...) von Stimulationskontaktflächen enthalten, die beliebig zueinander angeordnet sein können und beliebige Formen aufweisen können.
Die Vorrichtung 100 kann insbesondere zur Behandlung von schweren Schmerzerkrankungen verwendet werden, die darüber hinaus therapieresistent sein können. Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise zur Behandlung von low back pain (chronischen Rückenschmerzen), Stumpfschmerzen, Phantomschmerzen, komplexen regionalen Schmerzsyndromen, Neuralgien, Kopfschmerzen, Gesichtsneuralgien sowie prophylaktisch nach Amputationen zur Vermeidung der Ausbildung von Deafferentierungsschmerzen verwendet werden.
Schwere Schmerzerkrankungen können durch eine Störung der bioelektrischen Kommunikation von Neuronenverbänden, die in spezifischen Schaltkreisen zusammengeschlossen sind, verursacht werden. Hierbei generiert eine Neuronenpopulation anhaltend krankhafte neuronale Aktivität und eine damit verbundene krankhafte Konnektivität (Netzwerkstruktur). Dabei bilden eine große Anzahl von Neuronen synchron Aktionspotentiale aus, d. h. die beteiligten Neuronen feuern übermäßig synchron. Hinzu kommt, dass die kranke Neuronenpopulation eine oszillatorische neuronale Aktivität aufweist, d. h. die Neuronen feuern rhythmisch. Im Fall von schweren Schmerzerkrankungen liegt die mittlere Frequenz der krankhaften rhythmischen Aktivität der betroffenen Neuronenverbände etwa im Bereich von 1 bis 20 Hz, kann aber auch außerhalb dieses Bereichs liegen. Bei gesunden Menschen feuern die Neuronen hingegen qualitativ anders, z. B. auf unkontrollierte Weise.
Bei einer Hypothese zur Erklärung von schweren Schmerzerkrankungen wird davon ausgegangen, dass es in der Substantia gelatinosa zu pathologischen Synchronisationsphänomenen von Neuronen kommt. Dabei werden periphere Schmerzreize über das A-δ- und C-Fasersystem zunächst in peripheren Nerven zum Spinalganglion und von dort über die Hinterwurzeln in das Rückenmark geleitet. Die Umschaltung der Schmerzimpulse auf die Vorderseitenstränge (Tractus spinothalamicus) erfolgt in der Substantia gelatinosa an der Basis der Hinterhörner. Hier kommt es offensichtlich zu pathologischen Synchronisationsphänomenen von Neuronen, d. h. einer Schmerzverstärkung.
Die mittels der Vorrichtung 100 applizierten transkutanen elektrischen Reize aktivieren stark myelinisierte, d. h. schnell leitende A-β-Fasern. Hierdurch werden Interneurone der Substantia gelatinosa des Hinterhorns beeinflusst, welche die Transmission von Schmerzimpulsen über das A-δ- und C-Fasersystem (weniger stark myelinisierte, d. h. langsamer leitende Fasern) hemmen.
Eine Hypothese zur Erklärung der Wirksamkeit der transkutanen elektrischen Nervenstimulation liefert die sogenannte ”Gait Control Theory”. Sie beruht auf der Tatsache, dass Fasern, die Berührungsempfindungen leiten, deutlich stärker myelinisiert sind und damit Reize wesentlich schneller leiten als das nahezu marklose, sogenannte protopathische C-Faser-System, das für die Schmerzleitung entscheidend ist. Die Behandlung von Schmerzerkrankungen mittels transkutaner elektrischer Nervenstimulation betrifft vornehmlich das schnell leitende B-Fasersystem und blockiert auf dem Niveau der Substantia gelatinosa die mit größerer zeitlicher Latenz eintreffenden (protopathischen) Schmerzimpulse. Zusätzlich werden durch die transkutane elektrische Nervenstimulation aufsteigende Fasern und Leitungsbahnen aktiviert, die auf thalamischem und kortikalem Niveau ebenfalls eine Blockade der Schmerzleitung bewirken.
Die von einander beabstandete Anordnung der Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 ermöglicht die Stimulation einer Vielzahl schnell leitender A-β- und B-Fasern aus unterschiedlichen rezeptiven Feldern. Durch die Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 können die Fasern für die epikritische und protopathische Sensibilität in unterschiedlichen, dem Projektionsfeld des Schmerzes zugeordneten rezeptiven Feldern erreicht werden, d. h. die hier beschriebene transkutane Stimulation ermöglicht die Erfassung von Nerven, die mit unterschiedlichen Bereichen des Rückenmarks und/oder Hirns verbunden sind. Dadurch können unterschiedliche Bereiche des Rückenmarks und/oder Hirns separat stimuliert werden. Auf diese Weise können mittels der applizierten Reize sowohl krankhafte Synchronisationsvorgänge im Bereich des Hinterhorns des Rückenmarks als auch zerebrale Synchronisationsvorgänge unterbunden werden.
Aufgrund der Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 können nicht nur unterschiedliche Bereiche des Rückenmarks und/oder Hirns stimuliert werden, sondern es können auch andere Stimulationsformen eingesetzt werden, als dies bei der Verwendung beispielsweise nur einer einzigen Stimulationskontaktfläche möglich wäre. Gemäß einer Ausgestaltung werden über die Stimulationseinheit 2 Stimulationssignale an das Hautgewebe appliziert, die, wenn sie über Nervenleitungen zu einer im Rückenmark oder Hirn befindlichen, in 2 schematische dargestellten Neuronenpopulation 4 mit einer krankhaft synchronen und oszillatorischen Aktivität geleitet werden, in der Neuronenpopulation 4 ein Zurücksetzen, einen sogenannten Reset, der Phase der neuronalen Aktivität der stimulierten Neuronen bewirken. Durch das Zurücksetzen wird die Phase der stimulierten Neuronen unabhängig von dem aktuellen Phasenwert auf einen bestimmten Phasenwert, z. B. 0°, gesetzt. Somit wird die Phase der neuronalen Aktivität der krankhaften Neuronenpopulation 4 mittels einer gezielten Stimulation kontrolliert. Ferner ist es aufgrund der Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 möglich, die krankhafte Neuronenpopulation 4 an unterschiedlichen Stellen zu stimulieren. Dies ermöglicht es, die Phase der neuronalen Aktivität der krankhaften Neuronenpopulation 4 an den unterschiedlichen Stimulationsstellen zu unterschiedlichen Zeitpunkten zurückzusetzen. Im Ergebnis wird dadurch die krankhafte Neuronenpopulation 4, deren Neuronen zuvor synchron und mit gleicher Frequenz und Phase aktiv waren, in mehrere Subpopulationen aufgespalten, die in 2 ebenfalls schematisch dargestellt sind und mit den Bezugszeichen 21, 22, 23 und 24 gekennzeichnet sind. Innerhalb einer der Subpopulationen 21 bis 24 sind die Neuronen nach einem Zurücksetzen der Phase weiterhin synchron und feuern auch weiterhin mit derselben pathologischen Frequenz, aber jede der Subpopulationen 21 bis 24 weist bezüglich ihrer neuronalen Aktivität die Phase auf, die ihr durch den Stimulationsreiz aufgezwungen wurde. Beispielsweise können die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 derart auf der Haut 3 des Patienten angeordnet sein, dass die von der ersten Stimulationskontaktfläche 11 applizierten Stimulationssignale die erste Subpopulation 21 reizen und deren neuronale Phase zurücksetzen und die von der zweiten Stimulationskontaktfläche 12 applizierten Stimulationssignale die zweite Subpopulation 22 reizen und deren neuronale Phase zurücksetzen. Analoges gilt für die dritte bzw. vierte Stimulationskontaktfläche 13 bzw. 14 in Bezug auf die dritte bzw. vierte Subpopulation 23 bzw. 24.
Bedingt durch die krankhafte Interaktion zwischen den Neuronen ist der durch die Stimulation erzeugte Zustand mit mindestens zwei Subpopulationen instabil, und die gesamte Neuronenpopulation 4 nähert sich schnell einem Zustand kompletter Desynchronisation, in welchem die Neuronen unkorreliert feuern. Der gewünschte Zustand, das heißt die komplette Desynchronisation, ist somit nach der Applikation der Stimulationssignale über die Stimulationseinheit 2 nicht sofort vorhanden, sondern stellt sich meist innerhalb weniger Perioden oder gar in weniger als einer Periode der pathologischen Frequenz ein.
Eine Theorie zur Erklärung des Stimulationserfolgs basiert darauf, dass die letztlich gewünschte Desynchronisation durch die krankhaft gesteigerte Interaktion zwischen den Neuronen erst ermöglicht wird. Hierbei wird ein Selbstorganisationsprozess ausgenutzt, der für die krankhafte Synchronisation verantwortlich ist. Derselbe bewirkt, dass auf eine Aufteilung einer Gesamtpopulation 4 in Subpopulationen 21 bis 24 mit unterschiedlichen Phasen eine Desynchronisation folgt. Im Gegensatz dazu würde ohne krankhaft gesteigerte Interaktion der Neuronen keine Desynchronisation erfolgen.
Darüber hinaus kann durch die transkutane elektrische Stimulation mit der Vorrichtung 100 eine Neuorganisation der Konnektivität der gestörten neuronalen Netzwerke erzielt werden, sodass lang anhaltende therapeutische Effekte bewirkt werden können. Der erzielte synaptische Umbau ist von großer Bedeutung für die wirksame Behandlung chronifizierter Schmerzen.
Durch die zeitlich versetzte Phasen-zurücksetzende Stimulation der unterschiedlichen rezeptiven Bereiche der Haut kann insgesamt ein desynchronisierender Reiz auf Interneurone und Schmerzfasern im Hinterhorn und dem Tractus spinothalamicus des Rückenmarks und/oder thalamische Synchronisationsprozesse und/oder kortikale Synchronisationsprozesse ausgeübt werden.
Würden anstelle der Stimulationssignale, mit welchen die Phasen der stimulierten Neuronen kontrolliert werden können, anders ausgestaltete Stimulationssignale eingesetzt, z. B. hochfrequente, kontinuierlich applizierte chfrequenzpulszüge, könnten die vorstehend beschriebenen lang anhaltenden therapeutischen Effekte typischerweise nicht erzielt werden, was zur Folge hätte, dass dauerhaft und mit vergleichsweise hohen Stromstärken stimuliert werden müsste. Im Gegensatz dazu wird für die hier beschriebenen Stimulationsformen nur wenig von außen in das Neuronensystem eingebrachte Energie benötigt, um einen therapeutischen Effekt zu erzielen. Aufgrund des vergleichsweise geringen Energieeintrags in den Körper des Patienten und die häufig sehr schnell erzielten Stimulationsergebnisse, können mittels der Vorrichtung 100 die mit einer elektrischen Nervenstimulation häufig einhergehenden Dysästhesien bzw. Parästhesien (schmerzhafte Missempfindungen) erheblich reduziert werden.
Um durch zeitversetztes Zurücksetzen der Phasen der Subpopulationen 21 bis 24 der krankhaft synchronen Neuronenpopulation 4 eine Desynchronisation der gesamten Neuronenpopulation 4 zu erzielen, kann auf verschiedene Art und Weise vorgegangen werden. Beispielsweise können Stimulationssignale, die ein Zurücksetzen der Phase von Neuronen bewirken, zeitversetzt über die unterschiedlichen Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 an die jeweils stimulierten rezeptiven Felder der Haut abgegeben werden. Des Weiteren können die Stimulationssignale z. B. phasenversetzt oder mit unterschiedlicher Polarität appliziert werden, sodass sie im Ergebnis auch zu einem zeitversetzten Zurücksetzen der Phasen der unterschiedlichen Subpopulationen 21 bis 24 führen.
Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise in einem sogenannten ”open loop”-Modus betrieben werden, bei welchem die Generatoreinheit 1 vorgegebene Stimulationssignale erzeugt und diese über die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 an das Hautgewebe abgegeben werden. Des Weiteren kann die Vorrichtung 100 auch zu einer in 3 gezeigten Vorrichtung 300 weitergebildet werden, welche ein sogenanntes ”closed loop”-System darstellt. Die Vorrichtung 300 enthält zusätzlich noch eine Messeinheit 5, welche ein oder mehrere am Patienten aufgenommene Messsignale bereitstellt und diese an die Generatoreinheit 1 weiterleitet. Es kann vorgesehen sein, dass die Generatoreinheit 1 anhand der von der Messeinheit 5 aufgenommenen Messsignale die Stimulationseinheit 2 ansteuert. Bei der Messeinheit 5 kann es sich um nicht-invasive Sensoren handeln, wie z. B. Elektroenzephalographie(EEG)-Elektroden, Magnetenzephalographie(MEG)-Sensoren, Akzelerometer, Elektromyographie(EMG)-Elektroden und Sensoren zur Bestimmung von Blutdruck, Atmung oder Hautleitwiderstand. Ferner kann die Messeinheit 5 in Form eines oder mehrerer Sensoren in den Körper des Patienten implantiert sein. Als invasive Sensoren können beispielsweise Tiefenhirnelektroden, sub- oder epidurale Hirnelektroden, subkutane EEG-Elektroden und sub- oder epidurale Rückenmarkselektroden dienen. Des Weiteren können an peripheren Nerven zu befestigende Elektroden als Sensoren eingesetzt werden. Insbesondere kann mittels der Messeinheit 5 die neuronale Aktivität in dem stimulierten Zielgebiet, d. h. z. B. die neuronale Aktivität der in 2 schematisch dargestellten Neuronenpopulation 4, oder einem damit verbundenen Gebiet gemessen werden.
Hinsichtlich des Zusammenwirkens der Generatoreinheit 1 mit der Messeinheit 5 sind verschiedene Ausgestaltungen denkbar. Beispielsweise kann von der Generatoreinheit 1 eine bedarfsgesteuerte Stimulation durchgeführt werden. Hierzu detektiert die Generatoreinheit 1 anhand der von der Messeinheit 5 aufgenommenen Messsignale das Vorhandensein und/oder die Ausprägung eines oder mehrerer krankhafter Merkmale. Beispielsweise kann die Amplitude oder der Betrag der neuronalen Aktivität gemessen werden und mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden. Die Generatoreinheit 1 kann so ausgestaltet sein, dass eine Stimulation gestartet wird, sobald der vorgegebene Schwellwert überschritten wird. Alternativ zum Steuern der Zeitpunkte der Stimulation anhand der von der Messeinheit 5 aufgenommenen Messsignale oder zusätzlich dazu kann von der Generatoreinheit 1 anhand der Ausprägung der krankhaften Merkmale beispielsweise die Stärke der Stimulationssignale eingestellt werden. Z. B. können ein oder mehrere Schwellwerte vorgegeben werden, und bei einem Überschreiten der Amplitude oder des Betrags der Messsignale über einen bestimmten Schwellwert stellt die Generatoreinheit 1 eine bestimmte Stärke der Stimulationssignale ein.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die von der Messeinheit 5 aufgenommenen Messsignale direkt oder gegebenenfalls nach einem oder mehreren Verarbeitungsschritten als Stimulationssignale verwendet werden und von der Generatoreinheit 1 in die Stimulationseinheit 2 eingespeist werden. Beispielsweise können die Messsignale verstärkt und gegebenenfalls nach mathematischer Verrechnung (z. B. nach Mischung der Messsignale) mit einer Zeitverzögerung und linearen und/oder nichtlinearen Verrechnungsschritten und Kombinationen prozessiert und in mindestens eine der Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 der Stimulationseinheit 2 eingespeist werden. Der Verrechnungsmodus wird hierbei so gewählt, dass der krankhaften neuronalen Aktivität entgegengewirkt wird und das Stimulationssignal mit abnehmender krankhafter neuronaler Aktivität ebenfalls verschwindet oder zumindest deutlich in seiner Stärke reduziert wird.
Ein für die oben beschriebenen Zwecke geeignetes Stimulationsverfahren, das beispielsweise mit einer der Vorrichtungen 100 und 300 durchgeführt werden kann, ist in 4 schematisch dargestellt. In 4 sind untereinander die über die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 applizierten Stimulationssignale 400 gegen die Zeit t aufgetragen.
Bei dem in 4 dargestellten Verfahren appliziert jede der Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 das Stimulationssignal 400 periodisch an den jeweiligen rezeptiven Bereich der Haut, auf dem die Stimulationskontaktfläche 11 bis 14 angebracht ist. Die Frequenz f₁, mit welcher die Stimulationssignale 400 pro Stimulationskontaktfläche 11 bis 14 wiederholt werden, kann im Bereich von 1 bis 30 Hz und insbesondere im Bereich von 1 bis 20 Hz oder im Bereich von 5 bis 20 Hz liegen, kann aber auch kleinere oder größere Werte annehmen.
Gemäß der in 4 gezeigten Ausgestaltung erfolgt die Verabreichung der Stimulationssignale 400 über die einzelnen Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 mit einer zeitlichen Verzögerung zwischen den einzelnen Stimulationskontaktflächen 11 bis 14. Beispielsweise kann der Beginn zeitlich aufeinander folgender und von unterschiedlichen Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 applizierten Stimulationssignalen um eine Zeit ΔT_j,j+1 verschoben sein.
Im Fall von N Stimulationskontaktflächen kann die zeitliche Verzögerung ΔT_j,j+1 zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Stimulationssignalen 400 beispielsweise im Bereich eines N-tels der Periode 1/f₁ liegen. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel (N = 4) beträgt die zeitliche Verzögerung ΔT_j,j+1 dann 1/(4 × f₁).
Die Frequenz f₁ kann beispielsweise im Bereich der mittleren Frequenz der krankhaft rhythmischen Aktivität des Ziel-Netzwerks liegen. Bei schweren therapieresistenten Schmerzerkrankungen liegt die mittlere Frequenz typischerweise im Bereich von 1 bis 20 Hz, kann aber auch außerhalb dieses Bereichs liegen. Hierbei ist zu beachten, dass die Frequenz, mit welcher die betroffenen Neuronen bei Schmerzerkrankungen synchron feuern, üblicherweise nicht konstant ist, sondern durchaus Variationen aufweisen kann und darüber hinaus bei jedem Patienten individuelle Abweichungen zeigt.
Als Stimulationssignale 400 können beispielsweise strom- oder spannungskontrollierte Pulse verwendet werden. Ferner kann ein Stimulationssignal 400 ein wie in 5 dargestellter aus mehreren Einzelpulsen 401 bestehender Pulszug sein. Die Pulszüge 400 können jeweils aus 1 bis 100, insbesondere 2 bis 10, elektrischen ladungsbalancierten Einzelpulsen 401 bestehen. Die Pulszüge 400 werden z. B. als Sequenz mit bis zu 20 oder auch mehr Pulszügen appliziert. Innerhalb einer Sequenz werden die Pulszüge 400 mit der Frequenz f₁ im Bereich von 1 bis 30 Hz wiederholt.
Beispielhaft ist ein Pulszug 400, der aus drei Einzelpulsen 401 besteht, in 6 gezeigt. Die Einzelpulse 401 werden mit einer Frequenz f₂ im Bereich von 50 bis 500 Hz, insbesondere im Bereich von 80 bis 150 Hz, wiederholt. Die Einzelpulse 401 können strom- oder spannungskontrollierte Pulse sein, die sich aus einem anfänglichen Pulsanteil 402 und einem sich daran anschließenden, in entgegengesetzter Richtung fließenden Pulsanteil 403 zusammensetzen, wobei die Polarität der beiden Pulsanteile 402 und 403 gegenüber der in 6 gezeigten Polarität auch vertauscht werden kann. Die Dauer 404 des Pulsanteils 402 liegt im Bereich zwischen 1 μs und 450 μs. Die Amplitude 405 des Pulsanteils 402 liegt im Falle von stromkontrollierten Pulsen im Bereich zwischen 0 mA und 25 mA und im Fall von spannungskontrollierten Pulsen im Bereich von 0 bis 20 V. Die Amplitude des Pulsanteils 403 ist geringer als die Amplitude 405 des Pulsanteils 402. Dafür ist die Dauer des Pulsanteils 403 länger als die des Pulsanteils 402. Die Pulsanteile 402 und 403 sind idealerweise so dimensioniert, dass die Ladung, welche durch sie übertragen wird, bei beiden Pulsanteilen 402 und 403 gleich groß ist, d. h. die in 6 schraffiert eingezeichneten Flächen sind gleich groß. Im Ergebnis wird dadurch durch einen Einzelpuls 401 genauso viel Ladung in das Gewebe eingebracht, wie aus dem Gewebe entnommen wird.
Die in 6 dargestellte Rechteckform der Einzelpulse 401 stellt eine ideale Form dar. Je nach der Güte der die Einzelpulse 401 erzeugenden Elektronik wird von der idealen Rechteckform abgewichen.
Anstelle von pulsförmigen Stimulationssignalen kann die Generatoreinheit 1 beispielsweise auch anders ausgestaltete Stimulationssignale erzeugen, z. B. zeitlich kontinuierliche Reizmuster. Die oben beschriebenen Signalformen und deren Parameter sind nur beispielhaft zu verstehen. Es kann durchaus vorgesehen sein, dass von den oben angegebenen Signalformen und deren Parametern abgewichen wird.
Von dem in 4 gezeigten streng periodischen Stimulationsmuster kann auf unterschiedliche Art und Weise abgewichen werden. Beispielsweise braucht die zeitliche Verzögerung ΔT_j,j+1 zwischen zwei aufeinander folgenden Stimulationssignalen 400 nicht notwendigerweise stets gleich groß zu sein. Es kann durchaus vorgesehen sein, dass die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Stimulationssignalen 400 unterschiedlich gewählt werden. Ferner können die Verzögerungszeiten auch während der Behandlung eines Patienten variiert werden. Auch können die Verzögerungszeiten hinsichtlich der physiologischen Signallaufzeiten adjustiert werden.
Ferner können während der Applikation der Stimulationssignale 400 Pausen vorgesehen werden, während derer keine Stimulation erfolgt. Eine solche Pause ist beispielhaft in 7 gezeigt. Die Pausen können beliebig lang gewählt werden und insbesondere ein ganzzahliges Vielfaches der Periode T₁ (= 1/f₁) betragen. Ferner können die Pausen nach einer beliebigen Anzahl von Stimulationen eingehalten werden. Z. B. kann eine Stimulation während n aufeinander folgender Perioden der Länge T₁ durchgeführt werden und anschließend eine Pause während m Perioden der Länge T₁ ohne Stimulation eingehalten werden, wobei n und m kleine ganzen Zahlen sind, z. B. im Bereich von 1 bis 10. Dieses Schema kann entweder periodisch fortgesetzt werden oder stochastisch und/oder deterministisch, z. B. chaotisch, modifiziert werden.
Eine weitere Möglichkeit, von dem in 4 gezeigten streng periodischen Stimulationsmuster abzuweichen, besteht darin, die zeitliche Abfolge der einzelnen Stimulationssignale 400 stochastisch oder deterministisch oder gemischt stochastisch-deterministisch zu variieren.
Des Weiteren kann pro Periode T₁ (oder auch in anderen Zeitschritten) die Reihenfolge, in welcher die Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 die Stimulationssignale 400 applizieren, variiert werden, wie dies beispielhaft in 8 gezeigt ist. Diese Variation kann stochastisch oder deterministisch oder gemischt stochastisch-deterministisch erfolgen.
Ferner kann pro Periode T₁ (oder in einem anderen Zeitintervall) nur eine bestimmte Anzahl von Stimulationskontaktflächen 11 bis 14 zur Stimulation herangezogen werden und die an der Stimulation beteiligten Stimulationskontaktflächen können in jedem Zeitintervall variiert werden. Auch diese Variation kann stochastisch oder deterministisch oder gemischt stochastisch-deterministisch erfolgen.
Es ist denkbar, dass die Stimulation durch den Patienten gestartet wird, beispielsweise durch eine telemetrische Aktivierung. In diesem Fall kann der Patient z. B. mittels eines externen Senders die Stimulation für einen vorgegebenen Zeitraum von z. B. 60 Minuten aktivieren oder der Patient kann die Stimulation selbsttätig starten und beenden.
Alle vorstehend beschriebenen Stimulationsformen können mittels der Vorrichtung 300 auch in einem ”closed loop”-Modus durchgeführt werden. Bzgl. der in 7 gezeigten Stimulationsform können der Startzeitpunkt und die Länge der Pause beispielsweise bedarfsgesteuert gewählt werden.
Wie bereits oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung 300 beschrieben wurde, kann der ”closed loop”-Modus der Vorrichtung 300 derart ausgestaltet sein, dass die von der Messeinheit 5 aufgenommenen Messsignale von der Generatoreinheit 1 direkt oder gegebenenfalls nach einem oder mehreren Verarbeitungsschritten in elektrische Stimulationssignale umgesetzt werden und von der Stimulationseinheit 2 appliziert werden. In diesem Fall muss die Vorrichtung 300 nicht notwendigerweise mindestens zwei Stimulationskontaktflächen enthalten. Diese Art der Stimulation, bei welcher die am Patienten aufgenommenen Messsignale wieder in den Körper des Patienten eingespeist werden, könnte grundsätzlich auch mit nur einer einzigen Stimulationskontaktfläche durchgeführt werden, es kann jedoch auch eine beliebige, größere Anzahl von Stimulationskontaktflächen vorgesehen sein.
Der vorstehend beschriebene ”closed loop”-Modus kann ebenfalls zur Desynchronisation einer Neuronenpopulation mit einer krankhaft synchronen und oszillatorischen neuronalen Aktivität eingesetzt werden.
Zur Erzeugung der Stimulationssignale können die Messsignale beispielsweise verstärkt und gegebenenfalls nach mathematischer Verrechnung (z. B. nach Mischung der Messsignale) mit einer Zeitverzögerung und linearen und/oder nicht-linearen Verrechnungsschritten als Stimulationssignale für die transkutane elektrische Stimulation verwendet werden. Der Verrechnungsmodus kann hierbei so gewählt werden, dass der krankhaften neuronalen Aktivität entgegengewirkt wird und das Stimulationssignal mit abnehmender krankhafter neuronaler Aktivität ebenfalls verschwindet oder zumindest deutlich in seiner Stärke reduziert wird.
Im Folgenden werden lineare und nicht-lineare Verarbeitungsschritte beschrieben, mit denen die mit Hilfe der Messeinheit 5 gewonnenen Messsignale prozessiert werden können, bevor sie in die Stimulationseinheit 2 eingespeist werden. Bei einer nicht-linearen Verarbeitung der Messsignale wird nicht die Phase der neuronalen Aktivität in den jeweiligen stimulierten Subpopulationen zurückgesetzt, sondern die Synchronisation in der krankhaft aktiven Neuronenpopulation wird unterdrückt, indem der Sättigungsprozess der Synchronisation beeinflusst wird.
Bei einer linearen Verarbeitung eines von der Messeinheit 5 gewonnenen Messsignals kann das Messsignal beispielsweise gefiltert und/oder verstärkt und/oder mit einer Zeitverzögerung beaufschlagt werden, bevor das so verarbeitete Signal in die Stimulationseinheit 2 eingespeist wird und von der bzw. den Stimulationskontaktflächen appliziert wird. Als Beispiel sei angenommen, dass das Messsignal mittels einer EEG-Elektrode aufgenommen worden sei und die pathologische Aktivität im Zielgebiet wiedergebe. Dementsprechend ist das Messsignal eine Sinusschwingung mit einer Frequenz im Bereich von 1 bis 30 Hz. Weiterhin sei beispielhaft angenommen, dass das Messsignal eine Frequenz von 5 Hz aufweise. Das Messsignal kann mittels eines Bandpassfilters mit einem Durchlassbereich im Bereich von 5 Hz gefiltert werden und mittels eines Verstärkers so verstärkt werden, dass es für die transkutane elektrische Nervenstimulation geeignete Pegel aufweist. Anschließend wird die so erhaltene verstärkte Sinusschwingung zur Ansteuerung der Stimulationseinheit 2 verwendet.
Sofern zur Stimulation eine Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen herangezogen wird, kann das Messsignal mit den in 4 gezeigten zeitlichen Verzögerungen ΔT_j,j+1 beaufschlagt werden, bevor es als Stimulationssignal in die entsprechenden Stimulationskontaktflächen eingespeist wird. Gemäß dem vorstehenden Beispiel werden anstelle der in 4 gezeigten rechteckförmigen Stimulationssignale 400 Sinusschwingung mit einer Frequenz von 5 Hz appliziert.
Im Folgenden wird anhand eines Beispiels erläutert, wie ein von der Messeinheit 5 gewonnenes Messsignal einer nichtlinearen Prozessierung unterworfen werden kann, bevor es als Stimulationssignal für die transkutane elektrische Nervenstimulation verwendet wird. Genauso wie bei der linearen Verarbeitung kann das Messsignal auch hier gefiltert und/oder verstärkt und/oder mit einer Zeitverzögerung beaufschlagt werden.
Ausgangspunkt ist eine Gleichung für das Stimulationssignal S(t): S(t) = K·Z –²(t)·Z –*(t – τ) (1)
In Gleichung (1) sind K ein Verstärkungsfaktor, der geeignet gewählt werden kann, und Z –(t) eine mittlere Zustandsvariable des Messsignals. Z –(t) ist eine komplexe Variable und kann folgendermaßen dargestellt werden: Z –(t) = X(t) + iY(t), (2) wobei X(t) z. B. dem neurologischen Messsignal entsprechen kann. Da die betrachteten Frequenzen im Bereich von 10 Hz = 1/100 ms = 1/T_α liegen, kann der Imaginärteil Y(t) durch X(t – τ_α) angenähert werden, wobei beispielsweise τ_α = T_α/4 gilt. Damit ergibt sich: S(t) = K·[X(t) + iX(t – τ_α)]²·[X(t – τ) – iX(t – τ – τ_α)] (3) Gleichung (3) kann folgendermaßen umgeformt werden: S(t) = K·[X(t)²·X(t – τ) + i2X(t)·X(t – τ_α)·X(t – τ) – X(t – τ_α)·X(t – τ) – iX(t – τ – τ_α)·X(t)² + 2X(t)·X(t – τ_α)·X(t – τ – τ_α) + iX(t – τ – τ_α)·X(t – τ_α)] (4)
Als Stimulationssignal wird der Realteil aus Gleichung (4) verwendet: real[S(t)] = K·[X(t)²·X(t – τ) – X(t – τ_α)·X(t – τ) + 2X(t)·X(t – τ_α)·X(t – τ – τ_α)] (5)
In 9 ist schematisch die Vorderansicht einer Elektrode 900 dargestellt, wie sie beispielsweise als Stimulationseinheit 2 eingesetzt werden kann. Die Elektrode 900 weist eine Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen 901 (beispielsweise mindestens zwei, drei, vier, fünf usw. Stimulationskontaktflächen 901) auf, die in ein elektrisch isolierendes Material 902 eingebettet sind. Die Stimulationskontaktflächen 901 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem Metall, gefertigt.
Zur Durchführung der transkutanen elektrischen Stimulation wird die Elektrode 900 auf das schmerzhafte Areal auf die Haut aufgebracht. Während der Stimulation befinden sich die Stimulationskontaktflächen 901 in direktem Kontakt mit dem Hautgewebe des Patienten. Dazu wird die Elektrode 900 beispielsweise mittels eines geeigneten Klebstoffs auf die Haut des Patienten direkt auf das schmerzende Areal aufgeklebt. Die Elektroden können zusätzlich noch auf dem das schmerzende Areal direkt umgebenden Hautbereich aufgebracht werden. Damit die Applikation der Stimulationssignale auf die rezeptiven Felder der Haut nicht durch den Klebstoff beeinträchtigt wird, kann beispielsweise der Klebstoff nur auf das elektrisch isolierende Material 902 aufgetragen werden und die Stimulationskontaktflächen 901 können von dem Klebstoff ausgespart sein.
Jede der Stimulationskontaktflächen 901 kann über eine eigene Zuleitung, die im Betrieb beispielsweise über ein Kabel oder telemetrisch mit der Generatoreinheit 1 verbunden sind, angesteuert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei oder mehr der Stimulationskontaktflächen 901 über eine einzige Zuleitung angesteuert werden. Die Zuleitungen sind in 9 nicht dargestellt.
In dem vorliegenden Beispiel sind die Stimulationskontaktflächen 901 rasterförmig in einer Ebene angeordnet. Die Elektrode 900 weist entlang einer ersten Richtung 903 vier Spalten von Stimulationskontaktflächen 901 und entlang einer dazu senkrechten zweiten Richtung 904 sechs Reihen von Stimulationskontaktflächen 901 auf, so dass insgesamt 24 Stimulationskontaktflächen 901 zur Verfügung stehen. Ferner sind die Stimulationskontaktflächen 901 der Elektrode 900 kreisförmig ausgestaltet. Die Abmessungen der Elektrode 900 betragen z. B. 3 cm × 5 cm.
Die Stimulationskontaktflächen 901 der Elektrode 900, die zur Behandlung von Schmerzerkrankungen bei dem jeweiligen Patienten die beste Wirkung erzielen, können beispielsweise durch Versuche ermittelt werden, nachdem die Elektrode 900 auf das schmerzende Areal aufgeklebt wurde. Es kann vorgesehen sein, dass zu Stimulationszwecken alle oder nur ein Teil der Stimulationskontaktflächen 901 herangezogen werden.
Die in 9 gezeigte Ausführung ist lediglich als Beispiel zu verstehen. Dies bedeutet beispielsweise, dass sowohl die Anzahl als auch die Anordnung der Stimulationskontaktflächen 901 abweichend von der in 9 gezeigten Ausgestaltung gewählt werden können. Des Weiteren kann die Geometrie der Stimulationskontaktflächen 901 abweichend von 9 gewählt werden. Beispielsweise brauchen die Stimulationskontaktflächen 901 nicht kreisförmig ausgestaltet sein, sondern können z. B. eine rechteckige oder andere geometrische Form aufweisen. Auch die Abmessungen der Elektrode 900 und die Größe jeder der Stimulationskontaktflächen 901 können unterschiedlich gewählt sein.
Die elektrische Stimulation kann bipolar zwischen verschiedenen Stimulationskontaktflächen 901 der Elektrode 900 durchgeführt werden. Die (mindestens zwei) Paare von Stimulationskontaktflächen 901, über welche die bipolare Stimulation erfolgt, können so gewählt sein, dass möglichst geeignete und kleine rezeptive Felder der Haut im Projektionsbereich des Schmerzes stimuliert werden. Hierzu werden z. B. Paare von benachbarten Stimulationskontaktflächen 901 oder nächste Nachbarn gewählt.
Anstelle der bipolaren kann auch eine monopolare Stimulation durchgeführt werden. Dazu wird zwischen mindestens zwei Stimulationskontaktflächen 901 einerseits und einer zweiten als Referenz verwendeten und auf der Haut des Patienten befestigten Klebeelektrode stimuliert.
In 10 (Rückansicht des Patienten, dessen linke und rechte Körperhälfte mit ”L” bzw. ”R” gekennzeichnet sind) ist die Vorrichtung 100 während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs dargestellt. Die Generatoreinheit 1 ist in dem vorliegenden Beispiel als externer, portabler Generator ausgeführt, welcher z. B. in einer Tasche getragen werden kann und welcher aus einer langlebigen Batterie und/oder einem aufladbaren Akkumulator gespeist wird. Die Generatoreinheit 1 enthält eine Steuerelektronik, welche die elektrischen Stimulationssignale im ”open loop”- oder ”closed loop”-Modus erzeugt. Die elektrischen Stimulationssignale werden über ein Verbindungskabel 6 in die Stimulationseinheit 1 eingespeist. Die Stimulationseinheit 1 ist z. B. im Lumbo-Sakralbereich der Wirbelsäule auf die Haut des Patienten aufgeklebt. Dieser Stimulationsort wird beispielsweise zur Behandlung chronischer Rückenschmerzen gewählt. Ferner können neben der in 10 gezeigten Stimulationseinheit 2 weitere Stimulationseinheiten zu Stimulationszwecken auf der Haut des Patienten befestigt sein und mit der Generatoreinheit 1 über weitere Verbindungskabel verbunden sein.
In 11 ist die Vorrichtung 300 während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs dargestellt. Zusätzlich zu der in 10 gezeigten Vorrichtung 100 enthält die Vorrichtung 100 eine Messeinheit 5, die vorliegend als externer, nicht-implantierter Sensor, beispielsweise als EEG-Elektrode ausgeführt ist, welcher z. B. telemetrisch oder über ein Verbindungskabel mit der Generatoreinheit 1 verbunden ist. Mit den von der Messeinheit 5 gelieferten Messsignalen kann entweder eine bedarfsgesteuerte Stimulation durchgeführt werden oder die Messsignale können nach einer eventuellen Weiterverarbeitung als Stimulationssignale verwendet werden.

Claims

Vorrichtung (100; 300) umfassend: – eine Generatoreinheit (1) zum Erzeugen von elektrischen Stimulationssignalen zur Stimulation von Zielgebieten im Rückenmark und/oder im Hirn eines Patienten, und – eine von der Generatoreinheit (1) mit den Stimulationssignalen gespeiste, transkutane Stimulationseinheit (2) mit einer Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen (11–14), wobei – die Stimulationseinheit (2) derart auf die Haut des Patienten aufgesetzt ist, dass die Stimulationssignale eine Population von Neuronen, die eine krankhaft synchrone und oszillatorische neuronale Aktivität aufweist, stimulieren, – die mittels einer ersten Stimulationskontaktfläche (11) der Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen (11–14) applizierten Stimulationssignale eine Phase der neuronalen Aktivität einer ersten Subpopulation der stimulierten Neuronenpopulation zurücksetzen, und – die mittels einer zweiten Stimulationskontaktfläche (12) der Mehrzahl von Stimulationskontaktflächen (11–14) applizierten Stimulationssignale eine Phase der neuronalen Aktivität einer zweiten Subpopulation der stimulierten Neuronenpopulation zurücksetzen.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 1, wobei die Phasen der neuronalen Aktivität der ersten Subpopulation und der zweiten Subpopulation zu unterschiedlichen Zeitpunkten zurückgesetzt werden.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Generatoreinheit (1) die ersten und zweiten Stimulationskontaktflächen (11, 12) derart mit den Stimulationssignalen speist, dass die Stimulationssignale von der ersten Stimulationskontaktfläche (11) und der zweiten Stimulationskontaktfläche (12) zeitversetzt und/oder phasenversetzt und/oder mit unterschiedlicher Polarität abgegeben werden.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Stimulationskontaktflächen (11–14) der Stimulationseinheit (2) N beträgt und die Stimulationskontaktflächen (11–14) die Stimulationssignale zeitversetzt und/oder phasenversetzt abgeben und der Versatz zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Stimulationssignalen im Mittel 1/(f₁ × N) beträgt und f₁ eine Frequenz im Bereich von 1 bis 20 Hz ist.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 4, wobei die Frequenz f₁ im Wesentlichen der mittleren Frequenz der krankhaft synchronen und oszillatorischen neuronalen Aktivität der stimulierten Neuronenpopulation entspricht.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Generatoreinheit (1) nach einer Anzahl von in die Stimulationseinheit (2) eingespeisten Stimulationssignalen für einen Zeitabschnitt, der mindestens 1/f₁ beträgt, das Speisen der Stimulationseinheit (2) mit Stimulationssignalen aussetzt.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 6, wobei der Zeitabschnitt, in dem das Speisen der Stimulationseinheit (2) mit Stimulationssignalen ausgesetzt ist, ein ganzzahliges Vielfaches von 1/f₁ beträgt.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden, über verschiedene Stimulationskontaktflächen (11–14) abgegebenen Stimulationssignalen stochastisch oder deterministisch oder gemischt stochastisch-deterministisch variiert wird.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reihenfolge der Stimulationskontaktflächen (11–14), in welche die Stimulationssignale nacheinander eingespeist werden, variiert wird.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Anzahl der Stimulationskontaktflächen (11–14) ausgewählt wird, in welche die Stimulationssignale eingespeist werden, und die ausgewählten Stimulationskontaktflächen (11–14) variiert werden.
Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (300) eine Messeinheit (5) zum Aufnehmen von Messsignalen von Neuronen umfasst.
Vorrichtung (300) nach Anspruch 11, wobei die Generatoreinheit (1) in Abhängigkeit von den Messsignalen entscheidet, ob Stimulationssignale in die Stimulationseinheit (2) eingespeist werden.
Vorrichtung (300) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Generatoreinheit (1) in Abhängigkeit von den Messsignalen einen Parameter der Stimulationssignale, insbesondere die Stärke der Stimulationssignale, bestimmt.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stimulationssignale jeweils Pulszüge sind.
Vorrichtung (300) umfassend: – eine Generatoreinheit (1) zum Erzeugen von elektrischen Stimulationssignalen zur Stimulation von Zielgebieten im Rückenmark und/oder im Hirn eines Patienten, – eine von der Generatoreinheit (1) mit den Stimulationssignalen gespeiste, transkutane Stimulationseinheit (2) zur Stimulation der Haut des Patienten, und – eine Messeinheit (5) zum Aufnehmen von Messsignalen einer Population von Neuronen des Patienten, die eine krankhaft synchrone und oszillatorische neuronale Aktivität aufweist, wobei – die Generatoreinheit (1) mit den Messsignalen gespeist wird und die Generatoreinheit (1) die Messsignale verarbeitet und die verarbeiteten Messsignale als Stimulationssignale in die Stimulationseinheit (2) einspeist.
Vorrichtung (300) nach Anspruch 15, wobei die Messsignale verarbeitet werden, indem sie gefiltert und/oder verstärkt und/oder mit einer Zeitverzögerung beaufschlagt werden.
Vorrichtung (300) nach Anspruch 15, wobei die Messeinheit (5) mindestens einen Sensor aus der Gruppe EEG-Elektrode, MEG-Sensor, Akzelerometer, EMG-Elektrode, Tiefenhirnelektrode, sub- oder epidurale Hirnelektrode und sub- oder epidurale Rückenmarkselektrode umfasst.