CN115779269A - 电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置及可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置及可穿戴设备，包括控制器、用于对动物的隐神经施加第一电神经刺激信号的第一周围神经效应器、用于对动物的胫神经施加第二电神经刺激信号的第二周围神经效应器以及用于提供电能的电源，其中，所述控制器与电源、第一周围神经效应器及第二周围神经效应器相连接，所述可穿戴设备包括穿戴部件以及权利要求所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其中，所述穿戴部件穿戴于动物身体上，所述控制器及电源安装于所述穿戴部件上，第一周围神经效应器及第二周围神经效应器安装于动物的电刺激位置处，本发明能够避免对周围非目标组织造成影响，同时电刺激时不需要对动物进行麻醉。
Description
技术领域
本发明属于生物医电技术领域，涉及一种电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置及可穿戴设备。
背景技术
间质性膀胱炎是一种原因未明的以尿频、尿急、夜尿，膀胱充盈后耻骨上区及盆腔疼痛、排尿后减轻为临床表现的综合征。该疾病给患者带来巨大痛苦，严重降低生活质量。由于目前对其病因、发病机制均未明确，因此主要依靠临床表现和排他法诊断间质性膀胱炎。目前临床治疗多以控制症状为目的，尽管治疗方法很多，但尚未有确切的治愈药物及方法，而有关间质性膀胱炎的流行病学资料极为有限，但从现有的资料分析，间质性膀胱炎可能是泌尿外科最常忽略也是最为困惑的疑难病之一。目前，口服药物可能不完全有效，而且带来不良副作用的高风险，导致不耐受和频繁停药，需要有减少副作用的有效疗法。
在一些实施方式中，***和方法可包括具有导电皮肤界面的可穿戴装置，所述导电皮肤界面通过经体表刺激器使下面的神经兴奋。装置的尺寸可针对一系列用户尺寸来设定，其中将刺激电极定位以靶向适当的神经，如隐神经和/或胫神经。刺激可包括短阵快速脉冲刺激，并且涉及接收关于啮齿类动物的自主神经***活动的输入，并基于该输入来修改与膀胱功能有关的大脑或脊髓自主反馈回路，以平衡啮齿类动物的副交感神经和交感神经***活动。
然而现有技术中存在以下问题：
现有技术电刺激范围较大，会对周围非目标组织造成影响；有些实验电刺激时需要将动物麻醉，这对动物会造成一定的影响，不利于后续实验的进行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置及可穿戴设备，该装置及可穿戴设备能够避免对周围非目标组织造成影响，同时电刺激时不需要对动物进行麻醉。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一方面，本发明提供了一种电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置包括控制器、用于对动物的隐神经施加第一电神经刺激信号的第一周围神经效应器、用于对动物的胫神经施加第二电神经刺激信号的第二周围神经效应器以及用于提供电能的电源，其中，所述控制器与电源、第一周围神经效应器及第二周围神经效应器相连接。
本发明所述电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置进一步的改进在于：
还包括用于采集动物的反馈信息的生物医学传感器，其中，所述生物医学传感器与所述控制器相连接。
还包括与控制器相连接的显示屏。
所述第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号均为短阵快速脉冲刺激信号。
所述第一电神经刺激信号的频率调节范围为5Hz-30Hz；
所述第二电神经刺激信号的频率调节范围为10Hz-20Hz。
所述第一周围神经效应器包括第一刺激电极片以及第一贴片，其中，第一刺激电极片经第一贴片粘接于动物的电刺激位置处，所述第一刺激电极片与控制器相连接。
第二周围神经效应器包括第二刺激电极片以及第二贴片，其中，第二刺激电极片经第二贴片粘接于动物的电刺激位置处，所述第二刺激电极片与控制器相连接。
所述第一刺激电极片及第二刺激电极片均为水凝胶贴片。
本发明二方面，本发明提供了一种可穿戴设备，包括穿戴部件以及权利要求所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其中，所述穿戴部件穿戴于动物身体上，所述控制器及电源安装于所述穿戴部件上，第一周围神经效应器及第二周围神经效应器安装于动物的电刺激位置处。
本发明所述可穿戴设备进一步的改进在于：
还包括显示屏以及用于采集动物的反馈信息的生物医学传感器，其中，生物医学传感器安装于动物身体上，显示屏安装于所述穿戴部件上，显示屏及生物医学传感器与控制器相连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置及可穿戴设备在具体操作时，通过控制器控制第一周围神经效应器及第二周围神经效应器，分别产生第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号，对动物的隐神经及胫神经施加电刺激，避免对周围非目标组织造成影响。另外，本发明采用可穿戴的方式，在使用时，将穿戴部件穿戴于动物身体上，再对动物施加电刺激，整个电刺激过程中，不需要对动物进行麻醉，避免对后续实验带来不利的影响。
进一步，通过生物医学传感器采集动物受电刺激的反馈信息，控制器根据所述反馈信息调节第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号的参数，以修改与膀胱功能有关的大脑或脊髓自主反馈回路并平衡交感神经和副交感神经活动来减少间质性膀胱炎的症状。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为膀胱功能相关的非限制性结构图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为实施例三的结构图；
图4为小鼠的足三里及三阴交的位置图；
图5为实施例三中第一周围神经效应器1及第二周围神经效应器2的安装位置图。
其中，1为第一周围神经效应器、2为第二周围神经效应器、3为控制器、4为生物医学传感器、5为显示屏、6为电源。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例一
参考图2，本发明所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置包括；
电源6，用于提供电能；
第一周围神经效应器1，用于对动物的隐神经施加第一电神经刺激信号；
第二周围神经效应器2，用于对动物的胫神经施加第二电神经刺激信号；
生物医学传感器4，用于采集动物的反馈信息；
控制器3，用于根据所述动物的反馈信息调节控制第一周围神经效应器1及第二周围神经效应器2，以调节第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号的参数，以通过修改与膀胱功能有关的大脑或脊髓自主反馈回路并平衡交感神经和副交感神经活动来减少间质性膀胱炎的症状，其中，本发明不被配置用于植入所述动物体内，第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号均可包括短阵快速脉冲刺激，其中，所述短阵快速脉冲刺激为α短阵快速脉冲刺激、δ短阵快速脉冲刺激或θ短阵快速脉冲刺激。
需要说明的是，本发明中，第一周围神经效应器1向隐神经经皮递送第一电神经刺激信号，所述第二周围神经效应器2向胫神经经皮递送第二电神经刺激信号，其中，通过控制器3控制第一周围神经效应器1及第二周围神经效应器2，以调节第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号的频率，其中，所述第一电神经刺激信号的频率调节范围为5Hz-30Hz，第二电神经刺激信号的频率调节范围为10Hz-20Hz，所述反馈信号包括所述啮齿类动物的自主神经***活动，刺激可以是多根神经之间的短阵快速脉冲(burst)、偏移(offset)、或交替(alternating)。
优选的，本发明所述的第一周围神经效应器1包括第一刺激电极片以及第一贴片，其中，第一刺激电极片经第一贴片粘接于动物的电刺激位置处，所述第一刺激电极片与控制器3相连接，通过第一贴片将所述第一刺激电极片粘接于动物的电刺激位置处，通过控制器3控制第一刺激电极片发出的第一电神经刺激信号的参数，以实现对隐神经的刺激。优选的，控制器3通过导线与第一刺激电极片及第二刺激电极片相连接。
所述第二周围神经效应器2包括第二刺激电极片以及第二贴片，其中，第二刺激电极片经第二贴片粘接于动物的电刺激位置处，所述第二刺激电极片与控制器3相连接，通过第二贴片将所述第二刺激电极片粘接于动物的电刺激位置处，通过控制器3控制第二刺激电极片发出的第二电神经刺激信号的参数，以实现对胫神经的刺激，另外，本发明不需要植入动物的体内，当不使用时，直接将第一贴片及第二贴片去除，对动物的伤害较小。优选的，所述第一贴片及第二贴片可以为水凝胶贴片。
需要说明的是，本发明采用第一刺激电极片及第二刺激电极片对动物进行刺激，减少电刺激对周围非目标组织的刺激，保护动物免收损伤，排出试验干扰，减少试验操作误差。
本发明所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置的具体工作过程为：
控制器3通过第一周围神经效应器1及第二周围神经效应器2分别向动物的隐神经及胫神经发出第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号，通过第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号刺激动物，同时通过生物医学传感器4采集动物的反馈信号，然后根据动物的反馈信号调节第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号的参数，例如频率，以平衡动物的副交感神经和交感神经***活动，更好的对膀胱相关症状有针对性的治疗。
实施例二
本发明所述的可穿戴设备包括穿戴部件，所述控制器3及电源6安装于所述穿戴部件上，在工作时，将穿戴部件穿戴于动物身体上，再将生物医学传感器4、第一周围神经效应器1及第二周围神经效应器2安装于动物身体上。
优选的，还包括显示屏5，所述显示屏5设置于穿戴部件上，所述显示屏5与控制器3相连接，通过显示屏5显示第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号的频率，并显示生物医学传感器4采集得到的反馈信息。
优选的，所述电源6为蓄电池，所述显示屏5为柔性LED屏，以满足可穿戴的需求。
实施例三
参考图1，将本发明应用于小鼠，第一周围神经效应器1及第二周围神经效应器2放置于小鼠的膝盖下方和/或踝上方，以刺激小鼠的隐神经和/或胫神经，利用电刺激穴位的方式，刺激穴位(针刺点，acupuncture points)为足三里及三阴交，如图3、图4及图5所示，在进行小鼠足三里及三阴交电刺激实验中，本发明可以较安全地分开穴位及周围非穴位组织，对非穴位组织影响小，可在小鼠活动下进行穴位电刺激，经过一段时间的电刺激治疗后(约20分钟)，小鼠未出现穿戴部件的脱落及其他不良损伤表现，最终的实验数据的质量不低于使用现有技术得到的数据。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，包括控制器(3)、用于对动物的隐神经施加第一电神经刺激信号的第一周围神经效应器(1)、用于对动物的胫神经施加第二电神经刺激信号的第二周围神经效应器(2)以及用于提供电能的电源(6)，其中，所述控制器(3)与电源(6)、第一周围神经效应器(1)及第二周围神经效应器(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，还包括用于采集动物的反馈信息的生物医学传感器(4)，其中，所述生物医学传感器(4)与所述控制器(3)相连接。
3.根据权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，还包括与控制器(3)相连接的显示屏(5)。
4.根据权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，所述第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号均为短阵快速脉冲刺激信号。
5.根据权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，所述第一电神经刺激信号的频率调节范围为5Hz-30Hz；
所述第二电神经刺激信号的频率调节范围为10Hz-20Hz。
6.根据权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，所述第一周围神经效应器(1)包括第一刺激电极片以及第一贴片，其中，第一刺激电极片经第一贴片粘接于动物的电刺激位置处，所述第一刺激电极片与控制器(3)相连接。
7.根据权利要求6所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，第二周围神经效应器(2)包括第二刺激电极片以及第二贴片，其中，第二刺激电极片经第二贴片粘接于动物的电刺激位置处，所述第二刺激电极片与控制器(3)相连接。
8.根据权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其特征在于，所述第一刺激电极片及第二刺激电极片均为水凝胶贴片。
9.一种可穿戴设备，其特征在于，包括穿戴部件以及权利要求1所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置，其中，所述穿戴部件穿戴于动物身体上，所述控制器(3)及电源(6)安装于所述穿戴部件上，第一周围神经效应器(1)及第二周围神经效应器(2)安装于动物的电刺激位置处。
10.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其特征在于，还包括显示屏(5)以及用于采集动物的反馈信息的生物医学传感器(4)，其中，生物医学传感器(4)安装于动物身体上，显示屏(5)安装于所述穿戴部件上，显示屏(5)及生物医学传感器(4)与控制器(3)相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |