CN211383468U - 激活*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激活***，其通过非侵入式脉冲治疗来局部激活人眼和大脑中的神经***以增强存在视野缺损时的残留视力，其包括施加器，用于引导电流流向眼睛和/或大脑并且用于刺激血液流动并激活神经细胞；脉冲发生器，用于产生电刺激信号；数据处理和控制单元，用于提供刺激信号序列，施加器具有可贴靠在受试者头部上的电极。可更换的刺激电极固定在施加器上，使得刺激电极在眼睛左侧和右侧贴靠在患者头部的太阳穴区域中。施加器具有用于非侵入式地确定皮肤和大脑的血液流动并且确定氧饱和度的布置装置，以便改善激活***使用中的刺激效果。激活***的技术效果在于提供刺激电极最佳布置，并且在刺激治疗期间和之后确保持久效果。

Description

激活***

技术领域

本实用新型涉及一种激活***，其用于局部激活人眼和大脑以进行视觉能力训练，特别是用于通过非侵入式脉冲治疗、特别是交流电脉冲治疗(经颅交流电刺激，即tACS)来激活人眼和大脑中的神经细胞以增强存在视野缺损时的残留视力的激活***。

背景技术

迄今为止，由于视网膜、视神经和大脑的神经细胞无法再生，视野缺损被认为是不可逆的。然而已表明，视野缺损的部分恢复是可能的，因为评估和解释视网膜信号的大脑可以通过某些机制永久放大残余信号。同样，在视网膜中存在神经细胞，该神经细胞在病理事件后会降低和“沉默”其功能，因为它们不能再发出更多的神经信号，但不会死亡。

由于经验表明几乎所有患者仍存在残余视觉能力，即所谓的残余视力，因此建议重新激活“沉默的”神经细胞并通过改善突触传递来增强残余视觉能力。临床研究表明了视力训练或交变电流刺激的治疗方法的成功。在交变电流治疗中，整个视网膜和大脑的部分被激活并同步。绝大部分患者对上述治疗形式反应良好。对交变电流与脑电图 (EEG)和功能性磁共振成像(fMRT)的机制的生理研究表明了血液流动以及大脑中神经网络重组的大量局部和全局变化。通过神经网络的整体重组，神经细胞的局部激活发生在眼睛中和大脑的视觉***中。由于可以通过神经细胞的重新激活和神经可塑性的调制而增强残余视力，因此不仅眼睛，而且大脑对于眼科中的视觉康复也意义重大。

一段时间以来，大脑的适应性、也称为可塑性用于眼科。通过借助于弱交变电流进行的神经调制方法，可以通过神经可塑性过程来增强部分受损的视觉功能。

最近，在部分失明的患者中测试和试验了借助交流电脉冲改善血液流动和大脑网络活动重新同步的方法。在此，借助额头上的特殊电极，在规定的治疗中在数天里以非侵入式方式施加交变电流。在这种情况下，交变电流从电极流到眼睛，并在那里刺激视网膜神经节细胞以预定频率发射，以使大脑网络重新同步。这是因为对视神经的损害导致大脑内的功能网络的混乱，这可以通过脑电图中的神经生理学的不同步来表现。借助于交变电流进行的治疗可以通过改善血液流动和使大脑网络活动的重新同步来显著改善这种状况。

但是，视觉能力的重新同步分别是非常不同的，并且取决于极为不同的因素。

在此，除了优化刺激脉冲外，也取决于至少在治疗过程中在很大程度上保持患者无压力。为此，存在提供刺激电极优化构造的必要性，该优化构造包括将这些电极支撑在患者头部上的技术手段。因此，必须提供一种既人体工程学最佳又在治疗技术方面特别适合并满足所有要求的施加器。

此外重要的是，将刺激优化设计成使得治疗成果在刺激时间之外也得以保持，而且要保持尽可能长。

对于现有技术，关于前述方面参考EP 1 603 633 B1，其示出了在患者头部上期望位置上的用于刺激装置的特殊紧固部件，其中，调节结构由可变形材料制成，该调节结构能够使装置适配患者头部轮廓。

此外，在EP 1 708 787和EP 1 734 877 B1中描述了用于刺激电极接触贴靠的紧固装置或布置。

关于在具有对相邻脉管血液流动行为进行额外控制的脑刺激方面的现有技术，还应注意WO 2011/106660 A1和WO 2016/115392 A1。

在WO 2011/106660 A1中致力于识别刺激效果，并且特别是实时地同时刺激和检测刺激效果。为此，在刺激期间以非侵入式方式使用功能性近红外光谱。在此，功能性近红外光谱用于测量血红蛋白的氧合状态。

WO 216/115392 A1涉及用于使用神经血管***的刺激并同时记录对其的神经元血液动力学响应来确定神经血管反应性的装置和方法。

关于形成刺激电极和相应施加器的各种可行方案，请注意下面简要概述的现有技术。

US 5 522 864 A公开了一种额头饰带状的电极保持部。第一电极被施加到患者的闭合眼睑上。第二电极固定在额头饰带中。第三电极安装在颈部区域中。这样的电极构造，特别是电极安装到闭合眼睑上，被患者认为是不舒适的，并且将患者置于对治疗成果不利的紧张中。

同样在EP 30 13 414 B1的专利族中(其示出了用于经皮电刺激的刺激装置)，多个电极固定在彼此明显远离的位置上。第一电极被紧固在患者的额头区域上。第二电极位于患者的脖子或肩膀上。这些电极布置难以个性化，并且只有借助于第三方才能由患者最佳地定位，这对于家庭疗法表现为明显不利。

EP 33 49 844A1涉及通过使用微电流进行的治疗。就这一点而言，点状的刺激电极被放置在眼睑区域中的眼睛上方和下方。对于很多患者而言，直接在敏感的眼睛区域中进行这种定位是不舒服的，特别也是因为电极相对较小并且因此没有实现足够的电流强度。即使很小的电流也很明显，但是该电流在治疗上却不够有效。尤其是在眼睛上方和下方的区域中，人体皮肤对刺激非常敏感，因此这种电极构造没有广泛传播。

EP 2 981 326 B1示出了一种用于电刺激头部皮肤表面的类似耳机的布置。

DE 10 2011 055 844 B4公开了一种用于刺激电极的眼镜状支撑件，其中另外存在类似于典型眼镜的鼻托。电极被实施成可在那里拆卸，也就是说可以互换。然而，在这种布置中使用直接位于眼球角膜上的毛发电极，这带来了角膜损伤的风险。

在EP 2 651 504 B1中，额头饰带被设置为用于神经刺激的电极载体，其中，额头饰带贴靠在患者头部区域中，并且相关的电极对称地贴靠在患者的后头部上。此外，存在用于将电极连接到单独的脉冲发生器的电接头。

在根据US 2006/129207A的用于电刺激神经节细胞的装置中，再次假设眼镜状构形具有连接至受试者眼睑的电极。通过支撑可减小对眼睑的否则令人不舒适的压力，但是由此造成了电极和受试者皮肤之间的接触电阻大小不总是唯一可再现的缺点。

总之，即使对于眼睛和大脑局部激活的这里相关的情况下，现有技术还示出了用于电刺激的多种不同的施加器，其中用于家庭疗法的大多数已知的施加器，也就是说在没有医疗或医疗支持的情况下通过患者可再现的、简单且无风险的使用的意义中是不合适的。

出于这个原因，并且最终也是出于成本的原因，目前很大程度上主要使用大面积的粘合刺激电极，该粘合刺激电极根据医务人员的经验值而安装在相应受试者或患者上。较大电极的优点在于，由于电流可以经过较大的面进入皮肤、眼睛或颅骨中，因此可以提供足够的电流强度。在这方面，经常使用试错方法，结果仅是非常有限的可再现性。即使恰好基于粘合电极，也几乎排除了家庭应用，因此原则上必须进行门诊治疗准备。

因此，现有技术公开了非常不同的电极尺寸和定位，但是它们在其效果方面变化很大，并且因此不能充分再现。因此值得期望的是，能实现这样一种合适的电极布置，其即使在较低电流下以及利用较小可变性也能够调制视觉***。

实用新型内容

综上所述，本实用新型的目的是，根据特定于患者的身体状况进行单独的电极适配。为此应提供一种新颖的激活***，该激活***的技术效果在于一方面提供刺激电极的最佳布置，并且不仅在刺激治疗期间且在刺激治疗之后确保持久效果。

本实用新型的目的通过根据如下的激活***来实现，所述激活***用于局部激活人眼和大脑以进行视觉能力训练，所述激活***包括：施加器，该施加器用于引导电流流向眼睛和大脑并且用于刺激血液流动并激活神经细胞；脉冲发生器，用于产生电刺激信号；以及数据处理和控制单元，用于提供特定于患者的刺激信号序列，其中，施加器具有能够贴靠在受试者头部上的至少两个刺激电极，其中，刺激电极被固定在施加器上，使得这些刺激电极在眼睛左侧和右侧贴靠在患者头部的太阳穴区域中。

在此，本实用新型的一个主要方面是允许直观地使用施加器，其中，通过一种用于非侵入式地确定受试者的皮肤和大脑的血液流动以及用于确定氧饱和度的布置装置能够找到最佳的刺激序列，该刺激序列引起最大的血液流动增加和持续时间最长的后效应，使得即使在刺激后，血流量增加和神经元激活也尽可能长时间地持续，这对于所追求的治疗成果是明确的指示。

用于产生刺激信号序列的脉冲发生器可以是与数据处理和控制单元相互作用的单通道或多通道刺激器，从而生成特定于患者的刺激信号序列。

根据本实用新型的太阳穴定位能实现仅通过一个通道同时刺激两只眼睛，这降低了制造刺激发生器的成本并改善了有效性和可靠性，即改善了成果的较小可变性。

最佳刺激信号序列可以在医疗监督下的第一次治疗期间被确定，然后存储在患者存储卡上并且传输给患者以供家庭使用。同样有可能直接在施加器的存储单元中进行数据存储。

施加器根据本实用新型被构造成使得在对操作进行简要说明之后，尤其是在家庭区域中也可以进行直观的使用。

由于已经显示出治疗成果特别是当患者在治疗前不久、以及在治疗过程中保持无压力时显现，因此在本实用新型的构造方案中施加器具有声音产生装置，特别是被构造为耳戴式耳机或头戴式耳机。一方面，可以通过该声音产生装置向患者传达他应该如何操纵施加器、将要选择哪个程序、治疗持续时间多长等。另外，在期望的放松反应的意义中，也可以进行语音消息、声音序列或音乐的播放。

因此，根据本实用新型的施加器包括电极支架，该电极支架尤其可以单独地适配于头部形状。此外，为了最佳刺激而进行电极的太阳穴定位。由此得到的优势是，可以降低脉冲序列的电流强度，并且同时仍能生成足够光幻视。经过近红外(NIR)反馈***可以在非侵入式的眼部和脑部模拟中最大化血液动力学的后效应。

在广泛的研究和学习过程中，追溯到申请人，已经示出的是，电极的布置对于视觉***的刺激成功起决定性作用。

在这方面，根据本实用新型提出了根据在患者太阳穴区域中的脑电图10-20***的命名法(Nomenklatur)的所谓的F7-F8布置。在这样的布置中记录光幻视，具体而言在小于2mA范围内的极低电流强度在8-25Hz范围内的交流频率下记录光幻视。如果将电极定位在 F7-F8范围内，则患者可以在黑暗房间里闭合眼睛或睁开眼睛。在眼睑区域中或在眼睛的上方或下方不会由于被附着或施加电极而产生不舒适的压力。

如果使用湿电极并将湿电极分类在F7-F8范围内，则还会产生非常舒适的冷却效果，该冷却效果造成降低压力、减小皮肤阻力并且也改善治疗成果。

根据上文所介绍的，本实用新型涉及一种用于局部激活人眼和大脑以重组神经网络以增强存在视野缺损时的残留视力和改善血液流动的激活***。在这方面使用脉冲电流治疗，特别是非侵入式的交流电脉冲治疗。

该激活***包括施加器，该施加器用于将电流向眼睛和大脑引导，并激励血液流动和激活神经细胞，尤其是视网膜神经节细胞。

该激活***还包括用于产生电刺激信号的脉冲发生器和用于提供特定于患者的刺激信号序列的数据处理和控制单元。

施加器具有至少两个电极，它们可以以还要阐释的方式贴靠在受试者头部上。

根据本实用新型，可更换的刺激电极被固定在施加器上，使得这些刺激电极在眼睛左侧和右侧靠置或贴靠在患者头部的太阳穴区域中，也就是说在所谓的F7-F8区域中。

此外，施加器具有至少一个这样的布置装置，该布置装置特别是基于功能性近红外(fNIR)光谱学用于非侵入式地确定皮肤和大脑的血液流动并且用于确定氧饱和度。

近红外发射器和至少一个相关联的近红外探测器位于患者头部上远离刺激电极的位置中并且与刺激电极分离地定位。

尤其是在刺激信号序列的间歇或结束时收集近红外光谱数据，以确定持久、改善的血液流动和/或氧饱和度的持续时间，从而此后可以通过根据本实用新型的激活***对数据处理和控制单元进行更新运行。

在本实用新型的改型方案中，施加器可以单独地适配于患者的头部形状上。为此，本身已知的调节装置关于固定被构造在患者的前头部和后头部区域上。

在本实用新型的构造方案中，施加器被设计为可施加在头部上的环形或冠状构形，其中提供了鼻梁支架和/或耳朵支架和/或后头部支架。

另外，可以在后头部区域中提供用于电子部件和用于重量补偿的容纳部。在此，电子部件可以包括电池组或蓄电池，因此在没有用于电源的外部布线的情况下使用施加器。

在本实用新型的构造方案中，刺激电极被构造为干垫电极或湿垫电极。

在湿垫电极中，可以将电解质用作水溶液以减小电极中相应导电部件与患者皮肤表面之间的接触电阻。接触电阻越小，为脉冲序列选择的电流就可以越小，并且在所感觉到的电流流动中的典型刺痛感的意义上不会造成不舒适的影响。可以在施加器上设置用于固定、尤其是夹紧其他电极的固定点，该固定点能实现电流施加，特别是也在患者眼睛下方区域中能实现交流电施加，只要从治疗角度来看这是有利的即可。

在施加器上或施加器中形成用于有线或无线数据传输的至少一个接口。

以这样的方式，施加器可以通过所谓的空中接口与上级***交换信息，记录治疗持续时间的过程和治疗成果，并且将该数据提供或发送给主治医师以进行评估和进一步优化治疗。

在本实用新型的特别的构造方案中，在施加器上提供特别是构造为耳戴式耳机或头戴式耳机的声音产生装置，以在治疗期间通过信息引导患者特别是来操纵施加器和/或在声学上使患者放松。

为了自给自足的运行，施加器既包括脉冲发生器、尤其是交流电脉冲发生器，也包括数据处理和控制单元以及电源，其中，治疗过程和/或刺激信号序列可以通过计算机程序产品来实现。因此，在这方面，施加器具有对于使用和治疗所必需的所有技术手段。因此，不再必然需要设置单独的脉冲发生单元，该脉冲发生单元要么在患者旁边被连线，要么由患者携带，这例如在已知的现有技术中通过诸如患者皮带或口袋上固定或承载的装置来实现。

在施加器上或施加器中，可以设置用于电极润湿的电解质容器。因此，当电极开始变干时，患者获得了轻易弄湿电极本身的可能性。可选地，也可以由合适的传感器自动控制经由与电极支架连通的管进行的电解质供应。优选地，在施加器上或施加器中设有用于刺激电极润湿的储水器。

在本实用新型的构造方案中，施加器和/或用于容纳电极的支架由可变形的塑料材料制成。由此存在的可能性是，将施加器特别是在患者额头、鼻子或颈部区域中个性化地适配于特定的头部形状，并且从而针对有关患者进行实际的个性化。

支架和/或刺激电极可以由导电的塑料材料制成，因此简化了施加器的构造，并且通过这种导电材料可以实现供电或刺激脉冲序列的传送。

在本实用新型的意义中，在施加器上存在用于替换电极的口袋或类似容纳部。在丢失可更换电极的情况下，可以继续进行治疗，如果要治疗的患者不在通常会照顾他的医疗诊所附近，这将特别有利。

特别对于固定的或临床的应用，施加器可以组合式构造成与本身已知的脑电图电极罩进行组合。

如已经指出的那样，施加器可以具有用于确定刺激电极与患者皮肤表面之间的接触电阻的单元，以便在异常、特别是过高的接触电阻的情况下关闭脉冲发生器或减小电流。

已示出的是，用于局部激活人眼和大脑的根据本实用新型的激活***也可用于视觉能力锻炼，特别是用于激活如下这类人或受试者的人眼和大脑中的神经细胞，这些人或受试者必须在极端引力和/或环境条件下实施复杂的活动，例如这在飞行员、宇航员以及深海潜水员中是该情况。

通过将这些人员在使用在所描述的极端条件下之前、之中和/或之后进行治疗，这些人员可以保持视觉能力，并且可以集中且安全地进行工作。

在本实用新型的构造方案中，可以将所提出的施加器构造或适配成，使得可以将该施加器集成到用于上述人员的专用设备中。特别是，这涉及将施加器集成到飞行员头盔、宇航员头盔或深海潜水员头盔中。

附图说明

接下来应借助实施例以及借助附图进一步阐述本实用新型。

在此：

图1是示例性的、安装在受试者头部上的施加器的前视图；并且

图2是施加器的看向受试者后头部的后视图。

具体实施方式

按照图1和2，施加器1包括基体2，该基体由至少部分弹性的材料制成并且能个性化适配于所示受试者3的头部形状。

基体2实现为能贴靠在受试者3头部上的环形或冠状构形，其中，设有鼻梁支架4，其为了适配解剖结构条件而具有调节可能性。

此外，基体2与用于受试者3左右耳6的耳支架5连接。

在后头部区域中，基体2设有用于电子部件的容纳部。

在此，一方面可以是存储单元7，其具有刺激程序。此外可以优选在该后头部区域中安置或安装用于产生电刺激信号的脉冲发生器以及用于提供特定于患者的刺激信号序列的控制单元

经由接口8(例如实施为USB接口)可以进行数据传输，但是也可以为二次电池9充电以便为必需的电力或电子部件供电。

这样的二次电池9例如可以是可更换的锂电池，其安置在基体2 中的与此有关的凹槽中。

刺激电极10可更换地固定在基体2上并且设置成，使得刺激电极在眼睛左侧和右侧靠置或贴靠在所示患者头部的太阳穴区域中。

在基体2的前部区域中设有调整装置12，该调整装置可以设有标记区11，以便为公司徽标、操作说明、甚至也为施加用户名字或用户标识提供空间。

在基体2中可以安装或嵌入传感器13，以便非侵入式确定皮肤和大脑的血液流动，并用于确定氧饱和度。所述传感器可远离刺激电极 10设置。

Claims (28)

1.一种激活***，所述激活***用于局部激活人眼和大脑以进行视觉能力训练，所述激活***包括：施加器，该施加器用于引导电流流向眼睛和大脑并且用于刺激血液流动并激活神经细胞；脉冲发生器，用于产生电刺激信号；以及数据处理和控制单元，用于提供特定于患者的刺激信号序列，其中，施加器具有能够贴靠在受试者头部上的至少两个刺激电极，

其特征在于，

刺激电极被固定在施加器上，使得这些刺激电极在眼睛左侧和右侧贴靠在患者头部的太阳穴区域中。

2.根据权利要求1所述的激活***，其特征在于，所述激活***是用于通过非侵入式交流电脉冲治疗来激活人眼和大脑中的神经细胞以增强存在视野缺损时的残留视力的激活***。

3.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，所述刺激电极是可更换的。

4.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，所述神经细胞是视网膜神经节细胞。

5.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，施加器能够个性化地适配于患者的头部形状，并且调节装置关于固定被构造在患者的前头部区域和后头部区域上。

6.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，施加器被构造为能够贴靠在头部上的环形或冠状构形，其中，设有鼻梁支架和/或耳支架和/或后头部支架，并且在后头部区域中设有用于电子部件和用于重量补偿的容纳部。

7.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，刺激电极被构造为干垫电极或湿垫电极。

8.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，在施加器上设有用于安装其他电极的固定点，所述固定点即使在患者眼睛下方的区域中也能实现交流电施加。

9.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，在施加器上设有用于夹紧其他电极的固定点，所述固定点即使在患者眼睛下方的区域中也能实现交流电施加。

10.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，在施加器上或施加器中构造有用于有线或无线数据传输的接口。

11.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，在施加器上设置有声音产生装置，以便在交流电脉冲治疗期间通过信息引导患者和/或在声学上使患者放松。

12.根据权利要求11所述的激活***，其特征在于，所述声音产生装置构造为耳戴式耳机或头戴式耳机。

13.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，为了自给自足的运行，施加器包括交流电脉冲发生器以及数据处理和控制单元以及电源。

14.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，在施加器上或施加器中设有用于刺激电极润湿的储水器。

15.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，施加器和/或用于容纳刺激电极的支架由可变形的塑料材料制成。

16.根据权利要求15所述的激活***，其特征在于，支架和/或刺激电极由导电的塑料材料制成。

17.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，在施加器上存在用于容纳替换电极的口袋。

18.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，施加器为了与脑电图电极罩组合而被构造成可组合的。

19.根据权利要求6所述的激活***，其特征在于，电子部件具有电源。

20.根据权利要求19所述的激活***，其特征在于，所述电源是电池组或蓄电池。

21.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，用于确定刺激电极与患者皮肤表面之间的接触电阻的单元被构造成用于在异常电阻的情况下关断脉冲发生器。

22.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，用于确定刺激电极与患者皮肤表面之间的接触电阻的单元被构造成用于在过高电阻的情况下关断脉冲发生器。

23.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，施加器具有至少一个布置装置，所述布置装置用于非侵入式地确定皮肤和大脑的血液流动并且用于确定氧饱和度。

24.根据权利要求23所述的激活***，其特征在于，所述布置装置是基于功能性近红外光谱学用于非侵入式地确定皮肤和大脑的血液流动并且用于确定氧饱和度的布置装置，其中，近红外发射器和至少一个相关联的近红外探测器能够定位成在患者头部上远离刺激电极的位置中并且与刺激电极分离，并且近红外光谱数据被收集，以确定持久的、改善的血液流动和/或氧饱和度的持续时间，从而据此能够实现所述数据处理和控制单元的更新运行。

25.根据权利要求24所述的激活***，其特征在于，在刺激信号序列的间歇或结束时，近红外光谱数据被收集。

26.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，刺激电极的位置相应于根据脑电图10-20***的命名法的F7-F8布置。

27.根据权利要求1或2所述的激活***，其特征在于，所述施加器是头戴式的或保护头部的专用设备的组成部分。

28.根据权利要求27所述的激活***，其特征在于，所述专用设备是飞行员头盔、宇航员头盔或深海潜水员头盔。

Images