DE102010022026B4

DE102010022026B4 - Vorrichtung zur transkutanen Stimulation eines Nervs des menschlichen Körpers

Info

Publication number: DE102010022026B4
Application number: DE102010022026A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dietrich; Andrea Fischenich
Original assignee: Cerbomed GmbH
Current assignee: Cerbomed GmbH
Priority date: 2010-05-29
Filing date: 2010-05-29
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2030-05-30
Also published as: DE102010022026A1; WO2011151019A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur transkutanen Stimulation eines Nervs des menschlichen Körpers, die eine Stimulationsvorrichtung (2) umfasst, die eine Steuerungseinrichtung (3) aufweist, sowie eine mit der Stimulationsvorrichtung (2) in Verbindung stehende Elektrodenanordnung (4) mit mindestens einer Stimulationselektrode (5) und mindestens einer Referenzelektrode (6), wobei die Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist, in Abhängigkeit vorgegebener Daten der Elektrodenanordnung (4) einen Stimulationsstrom aufzugeben, und wobei die Steuerungseinrichtung (3) mit einem Eingabemittel (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass über das Eingabemittel (7) eine Dateneingabe in Form einer Kennung (K) möglich ist und dass die Steuerungseinrichtung (3) mit einem Datenspeicher (8) in Verbindung steht, wobei der Datenspeicher (8) für eine mindestens zweidimensionale Matrix-Speicherung mindestens zweier den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter (f, T) in Abhängigkeit der Kennung (K) ausgebildet ist und wobei die Steuerungseinrichtung (3) zur Vorgabe der mindestens zwei den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter (f, T) nach Eingabe der Kennung (K) über die Eingabemittel (7) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur transkutanen Stimulation eines Nervs des menschlichen Körpers, die eine Stimulationsvorrichtung umfasst, die eine Steuerungseinrichtung aufweist, sowie eine mit der Stimulationsvorrichtung in Verbindung stehende Elektrodenanordnung mit mindestens einer Stimulationselektrode und mindestens einer Referenzelektrode, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit vorgegebener Daten der Elektrodenanordnung einen Stimulationsstrom aufzugeben, und wobei die Steuerungseinrichtung mit einem Eingabemittel in Verbindung steht.
Es ist generell bekannt, durch invasive und non-invasive Reizung der Nerven Einfluss auf deren neurophysiologische und neuroelektrische Qualität und damit auf die Funktion der stimulierten Nerven zu nehmen. Hierdurch können verschiedene Krankheitszustände behandelt werden. Es existieren zahlreiche Vorrichtungen sowohl zur invasiven als auch zu non-invasiven Stimulation.
Die vorliegende Erfindung stellt auf die Methode der transkutanen elektrischen Nervenstimulation ab. Bei diesem Verfahren werden Impulsströme verschiedener Stromformen, Amplituden, Impulsdauern und Frequenzen durch die Haut hindurch an verschiedenen Nerven appliziert und verändern deren Statusparameter in vorteilhafter Weise.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 10 2006 033 623 A1 bekannt. Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 10 2006 023 824 B4 . Hier ist eine Vorrichtung zur transkutanen Stimulation des Vagusnervs des menschlichen Körpers beschrieben, die in diesem konkreten Falle in der Pinna des Ohres angeordnet werden kann. Die transkutane Stimulation des Vagusnervs erfolgt, nachdem Parameter des Stimulationsstroms vorgegeben wurden. Die Daten können den individuellen Bedürfnissen zwar angepasst werden. Nach der Einstellung der Daten liegen diese indes fest. Eine weitere ähnliche Lösung zeigt die US 2003/0195588 A1 .
Es hat sich herausgestellt, dass die transkutane Vagusnervstimulation in Abhängigkeit insbesondere der Stimulationsfrequenz und der Pulsbreite des Stimulationsstroms zu Veränderungen psychophysikalischer Parameter führt (insbesondere der Herzfrequenz bzw. der Herzratenvariabilität (HRV) bzw. des EEG). Ferner hat sich ergeben, dass das mittels der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) gemessene BOLD-Signal (Blood-oxygen level-dependend-Signal) ebenfalls durch die Veränderung insbesondere der Stimulationfrequenz und der Pulsbreite des transkutanen Stimulationsstroms beeinflusst wird. Hier zeigt sich insbesondere, dass unterschiedliche Stimulationsparameter zur Aktivierung verschiedener kortikaler und subkortikaler Gehirnregionen führen. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass die Stärke des BOLD-Signals innerhalb der selben Gehirnregionen von den gewählte Stimulationsparametern abhängt. Dies lässt es sinnvoll erscheinen die Stimulationsparameter bei der Behandlung unterschiedlicher neurologischer und psychiatrischer Krankheitsbilder anzupassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art so fortzubilden, dass die transkutane Stimulation in verbesserter Weise vorgenommen werden kann, wobei insbesondere angestrebt wird, dass eine besonders einfache und bedienerfreundliche Handhabung der Vorrichtung möglich wird, so dass die Vorrichtung optimal auf eine gewünschte transkutane Stimulation eingestellt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass über das Eingabemittel eine Dateneingabe in Form einer Kennung möglich ist und dass die Steuerungseinrichtung mit einem Datenspeicher in Verbindung steht, wobei der Datenspeicher für eine mindestens zweidimensionale Matrix-Speicherung mindestens zweier den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter in Abhängigkeit der Kennung ausgebildet ist und wobei die Steuerungseinrichtung zur Vorgabe der mindestens zwei den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter nach Eingabe der Kennung über die Eingabemittel ausgebildet ist.
Einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter ist vorzugsweise die Frequenz der Abfolge von Stromimpulsen.
Einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter kann auch die Pulsdauer von Stromimpulsen sein.
Ferner kann einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter die Stromstärke des Stimulationsstroms sein.
Entsprechend kann auch vorgesehen werden, dass einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter die zwischen den Elektroden anliegende Spannung ist.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass zwei den Stimulationsstrom bestimmende Parameter in dem Datenspeicher gespeichert sind, wobei die beiden Parameter die Frequenz der Abfolge von Stromimpulsen und die Pulsdauer von Stromimpulsen sind.
In diesem Falle kann spezifisch vorgesehen werden, dass der Datenspeicher Speicherplätze für drei bis sechs verschiedene Frequenzen der Abfolge von Stromimpulsen aufweist. Weiterhin kann der Datenspeicher Speicherplätze für zwei bis fünf verschiedene Pulsdauern von Stromimpulsen aufweisen.
Die Elektrodenanordnung ist bevorzugt zur Anbringung am oder im Ohr der die Vorrichtung benutzenden Person ausgebildet. Die Elektrodenanordnung ist dabei besonders bevorzugt zur Aufbringung eines Stimulationsstroms auf den Vagusnerv ausgebildet.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer transkutanen Stimulationsvorrichtung wird es möglich, in besonders anwenderfreundliche Weise die Einstellung der optimalen transkutanen Stimulation vornehmen zu können.
Nach Eingabe einer Kennung in die Vorrichtung über die Eingabemittel werden die optimalen Betriebsparameter für den Stimulationsstrom seitens der Steuerungseinrichtung automatisch vorgegeben und so eine bestmögliche Stimulation vorgenommen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zur transkutanen Stimulation des Vagusnervs einer Person.
Die Vorrichtung 1 zur transkutanen Stimulation weist eine Stimulationsvorrichtung 2 auf. In der Stimulationsvorrichtung 2 sind eine Steuerungseinrichtung 3 und ein Datenspeicher 8 untergebracht. Die Steuerungseinrichtung 3 steht elektrisch mit einer Elektrodenanordnung 4 in Verbindung. Diese weist eine Stimulationselektrode 5 und eine Referenzelektrode 6 auf.
Was den prinzipiellen Aufbau einer Vagusnerv-Stimulationsvorrichtung anbelangt, entspricht der beschriebene Aufbau der vorbekannten Lösung gemäß der oben genannten DE 10 2006 023 824 B4 der Anmelderin, auf die insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Elektrodenanordnung 4 ist ausgebildet, um im Bereich des Vagusnervs am Ohr der die Vorrichtung 1 benutzenden Person angebracht zu werden. Damit kann eine transkutane Stimulation des Vagusnervs vorgenommen werden, insbesondere im Bereich des Tragus.
Weiterhin steht die Steuerungseinrichtung 3 mit einem Eingabemittel 7 in Verbindung. Das Eingabemittel 7 kann beispielsweise eine Tastatur umfassen, mit der Daten in die Steuerungseinrichtung 3 eingegeben werden können. Nicht weiter dargestellt sind Anzeigemittel, die im gegebenen Falle dienlich sein können, um eingegebene Daten bzw. Daten im Zusammenhang mit der Aufbringung des Stimulationsstroms anzeigen zu können.
In dem Datenspeicher 8 sind – im Ausführungsbeispiel für zwei relevante Stimulationsstrom-Parameter, nämlich für die Frequenz f der Stromimpulse und die Pulsdauer T derselben – Korrelationen zwischen den Stimulations-Parametern und einer Kennung K gespeichert. Beispielsweise sei auf die Kennung K₆ hingewiesen (dargestellt im gestrichelten Kreis), die – wie alle anderen Kennungen auch – in der skizzierten Matrix gespeichert ist. Diese Kennung korreliert mit einer Definition eines Stimulationsstroms, der eine Frequenz f von 25 Hz aufweist und eine Pulsdauer T von 250 μs hat.
Wird die Kennung K₆ über die Eingabemittel 7 in die Stimulationsvorrichtung 2 eingegeben, werden demgemäß die Frequenz f = 25 Hz und die Pulsdauer T = 250 μs aus dem Datenspeicher 8 ausgelesen und von der Steuerungseinrichtung 3 verwertet, um einen entsprechenden Stimulationsstrom an die Elektrodenanordnung 4 auszugeben.
Es ist also ausreichend, eine Kennung K in die Eingabemittel 7 einzugeben, um für einen Anwendungsfall die optimalen Parameter für den Stimulationsstrom vorgeben zu können.
In der Figur ist links unten ein Koordinatensystem dargestellt, in dem schematisch einige der Qualitäten und Quantitäten des Stimulationsstroms ersichtlich sind. Dargestellt ist die Stromstärke I über der Zeit t. Relevant sind natürlich die Stromstärke I und die Spannung U des Stimulationsstroms.
Vorliegend wird ein gepulster Strom auf die Hautoberfläche aufgebracht. Beispielhaft sind Rechteckimpulse dargestellt, die sich durch eine Impulsdauer T (Pulsbreite) sowie durch eine Frequenz auszeichnen, d. h. dadurch, in welchen Stimulationsintervallen die Stromimpulse auftreten und über die Elektroden 5, 6 auf die Hautoberfläche aufgebracht werden.
Demgemäß können spezifische Stimulationsparameter und -sequenzen in einfacher Weise für definierte Indikationen vorgegeben werden. Es ist lediglich erforderlich, dass der Anwender die für ihn bzw. für seinen konkreten Anwendungsfall zutreffende Kennung K eingibt. Diese erfährt er von seinem Arzt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur transkutanen Stimulation
2: Stimulationsvorrichtung
3: Steuerungseinrichtung
4: Elektrodenanordnung
5: Stimulationselektrode
6: Referenzelektrode
7: Eingabemittel
8: Datenspeicher
K: Kennung
f: Frequenz der Abfolge von Stromimpulsen
T: Pulsdauer eines Stromimpulses
I: Stromstärke
U: Spannung

Claims

Vorrichtung (1) zur transkutanen Stimulation eines Nervs des menschlichen Körpers, die eine Stimulationsvorrichtung (2) umfasst, die eine Steuerungseinrichtung (3) aufweist, sowie eine mit der Stimulationsvorrichtung (2) in Verbindung stehende Elektrodenanordnung (4) mit mindestens einer Stimulationselektrode (5) und mindestens einer Referenzelektrode (6), wobei die Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist, in Abhängigkeit vorgegebener Daten der Elektrodenanordnung (4) einen Stimulationsstrom aufzugeben, und wobei die Steuerungseinrichtung (3) mit einem Eingabemittel (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass über das Eingabemittel (7) eine Dateneingabe in Form einer Kennung (K) möglich ist und dass die Steuerungseinrichtung (3) mit einem Datenspeicher (8) in Verbindung steht, wobei der Datenspeicher (8) für eine mindestens zweidimensionale Matrix-Speicherung mindestens zweier den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter (f, T) in Abhängigkeit der Kennung (K) ausgebildet ist und wobei die Steuerungseinrichtung (3) zur Vorgabe der mindestens zwei den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter (f, T) nach Eingabe der Kennung (K) über die Eingabemittel (7) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter die Frequenz (f) der Abfolge von Stromimpulsen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter die Pulsdauer (T) von Stromimpulsen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter die Stromstärke (I) des Stimulationsstroms ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der den Stimulationsstrom bestimmenden Parameter die zwischen den Elektroden (5, 6) anliegende Spannung (U) ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei den Stimulationsstrom bestimmende Parameter in dem Datenspeicher (8) gespeichert sind, wobei die beiden Parameter die Frequenz (f) der Abfolge von Stromimpulsen und die Pulsdauer (T) von Stromimpulsen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (8) Speicherplätze für drei bis sechs verschiedene Frequenzen (f) der Abfolge von Stromimpulsen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (8) Speicherplätze für zwei bis fünf verschiedene Pulsdauern (T) von Stromimpulsen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (4) zur Anbringung am oder im Ohr der die Vorrichtung benutzenden Person ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (4) zur Aufbringung eines Stimulationsstroms auf den Vagusnerv ausgebildet ist.