点刺激装置.pdf

本发明涉及用于位于耳朵区域的神经末梢的点刺激装置，所述装置具有电池供电的治疗电流发生器(3)，其设置在要被佩戴在耳朵区域中的外壳(4)中，且所述发生器提供低频治疗电流。治疗电流发生器(3)具有多个输出通道(9a、9b、9c)，其中每个输出通道都与其自己的刺激电极(6a、6b、6c)关联，且这些输出通道在输入侧上被连接到微计算机电路(10)。每个输出通道(9a、9b、9c)含放大器(15a、15b、15c)，其由数模转换器(12)控制并针对双极输出信号而设计。控制信号优选被馈进到放大器(15a、15b、15c)，所述信号引起相应放大器(15a、15b、15c)的输出电路中的电流强度和刺激电压行为，所述行为适应于所述电路中的电阻值，并对应于I＝k·R和U＝k·R2，其中k为可选择常数。此外，优选提供三个输出通道，每个都与其自己的刺激电极关联，且在电流流动的期间，馈入每个刺激电极(6a、6b、6c)的治疗电流在强度和极性方面每次都由正被馈入其他刺激电极(6a、6b、6c)的治疗电流抵消。

1.一种用于点刺激位于耳朵区域中并延伸到脑干神经核的神经末梢的装置，所述装置具有电池供电的治疗电流发生器，该治疗电流发生器设置在要在所述耳朵区域中佩戴的外壳中并配备有形成低频治疗电流的电子电路，且该装置进一步具有从所述治疗电流发生器延伸的至少两个柔性线路，所述柔性线路用于连接到要设置在神经末梢的刺激针电极，所述装置的特征在于所述治疗电流发生器(3)具有多个模拟输出通道(9a、9b、9c)，其中这些输出通道中的每个都与其自己的刺激电极(6a、6b、6c)关联，且用于控制所述治疗电流的这些模拟输出通道在输入侧上单独连接到微计算机电路(10)，其中为相应治疗提供的所述治疗电流的参数值可存储在可用于连续读出的存储器(11)中。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在各读出通道(9a、9b、9c)中，提供一个放大器(15a、15b、15c)，其由数模转换器(12)控制并经配置用于双极输出信号，其中就其本身而言，所述数模转换器(12)连接到所述微计算机电路(10)的数字连接件(13)。 3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于在所述各输出通道(9a、9b、9c)中提供运算放大器作为放大器(15a、15b、15c)。 4.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于在所述输出通道(9a、9b、9c)中，用于电流测量的测量电阻器(17a、17b、17c)被插入延伸到所述刺激电极(6a、6b、6c)的电流路径(16a、16b、16c)中，且一个测量放大器(18a、18b、18c)连接到各个测量电阻器(17a、17b、17c)，测量放大器的所述输出信号是所述治疗电流的电流强度的度量并被馈入所述微计算机电路(10)。 5.根据前述权利要求1-3中的任一项权利要求所述的装置，其特征在于至少在一个输出通道(9a、9b、9c)上提供电压测量电路(19a、19b、19c)，其发送测量信号到所述微计算机电路(10)，所述测量信号对应于存在于与相关输出通道关联的所述刺激电极(6a、6b、6c)和位于所述治疗电流发生器(3)中并连接到参考电极(7)的参考电势点(0)之间的所述电压。 6.根据权利要求2或权利要求3所述的装置，其特征在于在所述微计算机电路(10)中提供恒电压控制电路(20)，其由外部致动激活并可操作连接到用于治疗电流参数的内部存储器(11)，并且其经数模转换器(12)将控制信号馈进到输出通道(9a、9b、9c)中提供的至少一个放大器(15a、15b、15c)，所述控制信号在连接到刺激电极(6a、6b、6c)的这个放大器(15a、15b、15c)的输出通道中引起恒电压源的行为，所述恒电压源的电压值是可调节的。 7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于在所述恒电压控制电路(20)中集成恒电压反馈控制电路(23)，所述相关电压测量电路(19a、19b、19c)的测量信号是作为实际信号馈进所述恒电压反馈控制电路(23)的。 8.根据权利要求2或权利要求3所述的装置，其特征在于在所述微计算机电路(10)中提供恒电流控制电路(21)，其由外部致动激活并可操作连接到用于治疗电流参数的内部存储器(11)，并且其经数模转换器(12)将控制信号馈进到输出通道(9a、9b、9c)中提供的至少一个放大器(15a、15b、15c)，所述控制信号在连接到刺激电极(6a、6b、6c)的这个放大器(15a、15b、15c)的输出通道中引起恒电流源的行为，所述恒电流源的电流强度是可调节的，且在所述恒电流控制电路(21)中集成恒电流反馈控制电路(24)，所述测量放大器(18a、18b、18c)的输出信号是作为实际信号馈进所述恒电流反馈控制电路(24)的。 9.根据权利要求2或权利要求3所述的装置，其特征在于在所述微计算机电路(10)中提供自适应电流控制电路(22)，其由外部致动激活并可操作连接到用于治疗电流参数的内部存储器(11)，并且其经数模转换器(12)将控制信号馈进到输出通道(9a、9b、9c)中提供的至少一个放大器(15a、15b、15c)，所述控制信号在连接到刺激电极(6a、6b、6c)的相应放大器(15a、15b、15c)的输出通道中引起电流强度和刺激电压行为，所述行为适应这个输出电路中的电阻值并对应于如下关系：I＝k·R和U＝k·R，其中k为可选择的常数。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于在所述自适应电流控制电路(22)中集成自适应电流反馈控制电路(25)，从所述电压测量电路(19a、19b、19c)的测量信号和电流测量的测量放大器(18a、18b、18c)的输出信号获得的电阻测量值是作为实际信号馈入所述自适应电流反馈控制电路(25)的。 11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于在所述微计算机电路(10)中提供的且将控制信号馈进到所述输出通道中提供的所述放大器(15a、15b、15c)的所述控制电路(20、21、22)通过经由所述控制信号改变持续时间，引起在刺激周期的持续时间上确定的所述电流强度的平均值变化，其中所述信号以循环顺序形成其中发生电流流入所述刺激电极的时间间隔(30)和其中所述输出通道是不活动的时间间隔(31)，其中一个电流流动时间间隔(30)和一个不活动时间间隔(31)一起形成一个刺激周期(32)。 12.根据前述权利要求1-3、7、10-11中的任一项权利要求所述的装置，其特征在于在馈入各刺激电极的所述治疗电流的电流流动期间，在相应考虑的时间点，这些刺激电极(6a、6b、6c)相对与所述治疗电流电路连接的参考电势点(0)具有不同极性。 13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于馈入各刺激电极(6a、6b、6c)的所述治疗电流在相应考虑的时间点彼此抵消，因此没有治疗电流流过参考电极(7)，所述电极在相应考虑的时间点具有不同极性。 14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于所述控制电路(20、21、22)在每个电流流动时间间隔(30)引起极性反转，所述控制电路被提供在所述微计算机电路(10)中，并且将控制信号馈进到所述输出通道中提供的所述放大器(15a、15b、15c)，所述信号以循环顺序形成其中发生电流流入所述刺激电极的时间间隔(30)和其中所述输出通道是不活动的时间间隔(31)，其中一个电流流动时间间隔(30)和一个不活动时间间隔(31)一起形成一个刺激周期(32)，且治疗电流以连续脉冲包(33)的形式或单个脉冲(34)的形式在所述电流流动时间间隔(30)内流动。 15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于所述极性反转是在所述电流流动时间间隔(30)期间引起的。 16.根据前述权利要求7、10-11、13-15中的任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述控制电路(20、21、22)在各电流流动时间间隔期间，引起馈入各刺激电极的所述治疗电流的一个或多个强度变化，所述控制电路被提供在所述微计算机电路(10)中并将控制信号馈进到所述输出通道中提供的所述放大器(15a、15b、15c)，所述信号以循环顺序形成其中发生电流流入所述刺激电极的时间间隔(30)和其中所述输出通道是不活动的时间间隔(31)，其中一个电流流动时间间隔(30)和一个不活动时间间隔(31)一起形成一个刺激周期(32)，其中发生在相应考虑的刺激电极(6a、6b、6c)的强度变化与发生在一个或多个其他相应考虑的刺激电极(n)的强度变化反向演变。 17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于提供三个输出通道，其中每个都与其自己的刺激电极关联，且在所述电流流动时间间隔内馈入到每个各刺激电极(6a、6b、6c)的所述治疗电流的强度和极性在每个相应考虑的时间点由馈入两个其他刺激电极(6a、6b、6c)的治疗电流抵消。 18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于在每个电流流动时间间隔(30)内馈入各刺激电极(6a、6b、6c)的治疗电流是由单个脉冲(34)形成的，且在这些单个脉冲的每个中，多个强度变化和至少一个极性反转(37)是以时间顺序提供的。 19.根据权利要求17到18中任一项所述的装置，其特征在于在各电流流动间隔(30)内提供的一次或重复的治疗电流强度变化递增发生。 20.根据权利要求7、10-11、13-15、17-18中任一项所述的装置，其特征在于所述控制电路(20、21、22)在由多个连续刺激周期(32)形成的刺激周期序列的开始(38)，在多个连续刺激周期期间，从一个刺激周期(32)到下一后续刺激周期连续增加馈入相应考虑的刺激电极(6a、6b、6c)的治疗电流的强度，所述强度被认为是相应电流流动时间间隔(30)上的平均值，且随后在其电流流动时间间隔内的多个连续刺激周期期间保持以前实现的所述治疗电流的强度水平，所述控制电路被提供在所述微计算机电路(10)中，且将控制信号馈进到所述输出通道中提供的所述放大器(15a、15b、15c)，所述信号以循环顺序形成其中发生电流流入所述刺激电极的时间间隔(30)和其中所述输出通道是不活动的时间间隔(31)，其中一个电流流动时间间隔(30)和一个不活动时间间隔(31)一起形成一个刺激周期(32)。 21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于在所述刺激周期序列的终点(39)，所述控制电路将控制信号馈进到所述输出通道中提供的所述放大器，所述控制信号从一个刺激周期(32)到下一后续刺激周期连续减小馈入相应考虑的刺激电极(6a、6b、6c)的所述治疗电流的强度，所述强度被认为是相应电流流动时间间隔上的平均值。 22.根据前述7、10-11、13-15、17-18、21中的任一项权利要求所述的装置，其特征在于具有其存储器(11)和所述控制电路(20、21、22、26)的所述微计算机电路(10)和形成所述输出通道(9a、9b、9c)并且与这些输出通道关联的元件被集成到微芯片中。 23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于为了给所述输出通道(9a、9b、9c)中提供的所述放大器(15a、15b、15c)供电，提供具有双极输出的电压变换器(4)，所述电压变换器就其本身而言是由所述装置中提供的电池(27)供电的。 24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于在从所述电池(27)延伸到电压变换器(40)的电源连接(41)中，开关装置(42)被插入，其在所述治疗电流电路中出现电流流动中止期间和超过所述电压变换器(40)从所述电池(27)汲取的电流的预定限值时中断所述供电。 25.根据权利要求2-3、7、10-11、13-15、17-18、21、23到24中任一项所述的装置，其特征在于为给所述微计算机电路(10)、所述数模转换器(12)和潜在提供的测量信号电路(18a、18b、18c、19a、19b、19c)供电，提供电压变换器(43)，其具有单极输出，并连接到所述电池(27)，其中所述电压变换器用肖特基二极管(44)旁通，并仅在电池电压下降时被激活，并在其输出端传送对应于电池目标电压的电压。 26.根据前述权利要求1-3、7、10-11、13-15、17-18、21、23-24中任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述装置具有无线操作的传输装置(29)，其连接到所述微计算机电路(10)，并利用外部控制装置用于输入要存储的为相应治疗提供的治疗电流的参数。 27.根据前述权利要求1-3、7、10-11、13-15、17-18、21、23-24中任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述装置(1)具有无线操作的传输装置(29)，其连接到所述微计算机电路(10)，并用于将为相应治疗提供的治疗电流的存储参数传输到外部控制和监视装置。

技术领域

本发明涉及用于位于耳朵区域中并延伸到脑干神经核的神经末梢 的点刺激装置，所述装置具有电池供电的治疗电流发生器，其设置在要 被佩戴在耳朵区域的外壳中，并配备有形成低频治疗电流的电子电路， 且该装置进一步具有至少两个从治疗电流发生器延伸的柔性电线，其用 于在每种情形中连接到要设置在神经末梢处的刺激针电极处。

背景技术

发明内容

本发明的目的是提供前述类型的装置，其提供关于刺激细节的大 范围可能性，且因此允许实现更宽范围的治疗应用。而且，应该可能 提供该装置，其能够使影响刺激的影响效果，如从外部作用于电极的 力效果、或改变电极区域中电阻值的效果保持小或被抵消。

根据本发明的前述类型装置的特征在于治疗电流发生器具有多个 模拟输出通道，其中这些输出通道中每个都与其自己的刺激电极关联， 且用于控制治疗电流的这些模拟输出通道每个都是单独连接到微计算 机电路，微计算机电路中为相应治疗提供的治疗电流的参数值可存储 在可用于连续读出的存储器中。借助该配置，上述目的可易于实现。 例如，在外部引起的初始具有良好导电性的刺激电极的配合松开的情 形中，或如，在皮下组织的电阻在刺激电极的注入部位快速增加的情 形中，相应刺激电极的刺激功能可受到影响，尽管刺激是有限的，但 刺激仍然以另一个刺激电极发生，该另一个刺激电极如上所述，连接 到其自己的输出通道。而且，在参考电极区域中有功能错误的情形中， 刺激可通过合适控制输出通道而被保持，输出通道彼此无关，因为建 立的电流是通过两个或更多刺激电极馈入的。多个输出通道的存在也 提供以参数不同的治疗电流在不同神经末梢所处的不同受体区域刺激 的可能性。因此，在耳朵的不同地点，可提供具有不同强度的刺激， 如可被任意刺激的副交感神经索和交感神经索。治疗电流的参数可以 以简单方式在宽范围内选择或设定，其中，如可从高强度治疗电流到 低强度治疗电流发生变化，其中高强度治疗电流由一系列脉冲包组成 并特别适于急性阶段的痛疼治疗，低强度治疗电流是由各脉冲形成的， 并特别适于慢性痛疼中的痛疼治疗，其中也可能的是在这样的治疗过 程中在治疗开始提供强度的缓慢增加，和在治疗结束时强度的缓慢衰 减。

根据本发明的装置优选实施例的特征在于，在每个情形中的各输 出通道中，提供一个放大器，其由数模转换器控制并经配置用于双极 输出信号，其中数模转换器就其本身而言，连接到微计算机电路的数 字连接件。因而，如果在单独的输出通道中，运算放大器被提供作为 放大器，则可获得有利的实施。

收集在每个情形中在刺激治疗中馈进给刺激电极的电流发生值， 和在每个情形中出现这些刺激电极处的电压，对于将治疗电流的参数 编程和在刺激过程中维持相同参数是有利的。因此，一方面，根据本 发明装置的优选实施例，在输出通道中，在延伸到刺激电极的电流路 径中提供被插入的用于电流测量的测量电阻器，且对于每个情形中的 各个测量电阻器，一个测量放大器被连接，其输出信号是治疗电流的 电流强度的度量，并被馈进到微计算机电路，且另一方面，提供至少 一个输出通道，还提供电压测量电路，其将测量信号输出到微计算机 电路，测量信号对应于电压，该电压存在于与相关输出通道关联的刺 激电极和位于治疗电流发生器中并优选连接到参考电极的参考电势点 之间。

根据本发明的装置的设计在治疗电流强度的可选择设定方面特别 有利，且其也提供优点，即在无意发生的馈进通过刺激电极的电路中 的电阻增加情形中，不形成在某些情况中感觉令人不快的电压峰值， 该增加可以是皮肤或皮下组织中电阻增加的结果，或是由于刺激电极 的配合松开造成的，所述装置的设计的特征在于在微计算机电路中， 提供恒电压控制电路，其可选可由外部致动激活并可操作连接到用于 治疗电流参数的内部存储器，且其经数模转换器馈进控制信号到提供 在输出通道中的至少一个放大器，所述控制信号在连接到刺激电极的 放大器输出电路中，引起电压值可调节的恒电压源的行为。本发明的 进一步优点是，如果在恒电压控制电路中，集成恒电压反馈控制电路， 则相关电压测量电路的测量信号是作为实际信号馈进到恒电压反馈控 制电路。

如果重点是维持治疗电流的某个所选强度，则根据本发明装置的 实施例是有利的，其特征在于在微计算机电路中，提供恒电流控制电 路，其可选可由外部致动激活，并可操作连接到治疗电流参数的内部 存储器，且其经数模转换器馈进控制信号到提供在输出通道中的至少 一个放大器，所述控制信号在连接到刺激电极的放大器输出电路中引 起恒电压源的行为，该恒电压源关于电压值是可调节的，且在恒电压 控制电路中，集成恒电压反馈控制电路，相关电压测量电路的测量信 号是作为实际信号馈进恒电压反馈控制电路的。

根据本发明装置的另一个配置，可实现的有利特性是，即使在相 应刺激电路中的电阻变化发生期间，刺激的感觉和效果也基本保持不 变，其中这应用于许多不同医学情况的治疗，该配置的特征在于在微 计算机电路中，提供自适应电流控制电路，其可选可由外部致动激活， 且其可操作连接到治疗电流参数的内部存储器，且其经数模转换器馈 进控制信号到在输出通道中提供的至少一个放大器，所述控制信号在 连接到刺激电极的放大器的输出电路中引起电流强度和刺激电压行 为，其适应于所述输出电路中的电阻值，并对应于如下关系：

I＝k·R    U＝k·R2

其中k是可选择常数，这里有利提供的是，在自适应电流控制电路中， 集成自适应电流反馈控制电路，作为实际信号，电阻测量值被馈进到 自适应电流反馈控制电路，该电阻测量值是从电压测量电路的测量信 号和电流测量的测量放大器的输出信号获得的。具体地，为了实现伴 随刺激的感觉保持不变，根据本发明装置的配置是有利的，其特征在 于在在微计算机电路中提供且馈进控制信号到输出通道中提供的放大 器中的控制电路，所述信号以循环顺序形成其中发生电流流入刺激电 极的时间间隔和其中输出通道是不活动的时间间隔，其中在每个情形 中，一个电流流动时间间隔和一个不活动时间间隔一起形成一个刺激 周期，通过改变所述控制信号的持续时间，这引起在刺激周期持续时 间段上确定的电流强度平均值的变化。

对于在某些失调或疾病的情形中的刺激治疗，以及例如为了实现 在整个耳朵的同质感觉，连续改变治疗电流的极性是有利的。为此， 提供本发明装置的配置，其特征在于在馈入各刺激电极的治疗电流的 流动过程中，在每个情形中考虑的时间点，这些刺激电极具有极性， 其彼此相对参考电势点不同，该参考电势点与治疗电流电路连接。该 配置也导致连接到参考电势点的参考电极至少部分消除流经刺激电极 的治疗电流。这个效应在更大程度上应用于改进，该改进的特征在于在 相应考虑的时间具有彼此不同极性的馈入各刺激电极的治疗电流在相 应考虑的时间彼此抵消，因此没有治疗电流流经参考电极。以该方式， 可消除参考电极。下面的情形是进一步有利的，即，控制电路引起在 每个电流流动时间间隔的极性反转，控制电路被提供在微计算机电路 中并将控制信号馈进到输出通道中提供的放大器，所述控制信号以循 环顺序形成其中发生电流流入刺激电极的时间间隔和其中输出通道不 活动的时间间隔，其中在每个情形中，一个电流流动时间间隔和一个 不活动时间间隔一起形成一个刺激周期，且其中在电流流动时间间隔 中，治疗电流以连续脉冲包的形式或单个脉冲的形式流动。关于这一 点，优选在电流流动时间间隔内引起极性反转。这通常被认为是有益 于治疗的。

从治疗的观点，且关于减少甚至避免经过参考电极的治疗电流流 动，本发明装置的配置是有利的，其特征在于控制电路在各个电流流 动时间间隔期间引起馈入各刺激电极的治疗电流强度的一个或多个变 化，控制电路被提供在微计算机电路中，且其将控制信号馈进到输出 通道中提供的放大器，所述信号以循环顺序形成其中发生电流流入刺 激电极的时间间隔和其中输出通道是不活动的时间间隔，其中在每个 情形中，一个电流流动时间间隔和一个不活动时间间隔一起形成一个 刺激周期，其中发生在相应考虑的刺激电极的强度变化与发生在一个 或多个其他相应考虑的刺激电极的强度变化相反演变。这可仅以两个 输出通道和刺激电极实施；然而，使用三个或更多输出通道和刺激电 极似乎更可行。该上下文中，优选配置的特征在于提供三个输出通道， 每个都与其自己的刺激电极关联，且在电流流动时间间隔内馈入每个 个体刺激电极的治疗电流在强度和极性方面在每个相应考虑的时间点 通过在每个情形中都馈入两个其他刺激电极的治疗电流抵消。

特别地，装置的配置针对慢性情形中的痛疼治疗，但也适合于其 他情形，其特征在于馈入各刺激电极的治疗电流是在每个电流流动间 隔内由单个脉冲形成的，且借助这些单个脉冲中的每个，以时间顺序 提供多个强度变化和至少一个极性反转。这里，和三个输出通道有关 的实施是优选的。为了实现所述的相互抵消，在各电流流动间隔内提 供的治疗电流强度的一次或重复的变化递增发生是有益的。

如上所述，对于某些刺激治疗，如针对慢性病的痛疼治疗，在治 疗开始时以低值开始并缓慢增加刺激强度到整个所需程度是有利的。 为此提供根据本发明装置的实施例，其特征在于控制电路在由多个连 续刺激周期形成的刺激周期序列开始时，在每个情形中，在多个连续 刺激周期期间从一个刺激周期到下一个刺激周期连续增加馈入相应考 虑的刺激电极中的治疗电流的强度，且随后在其电流流动间隔内在多 个连续刺激周期期间保持前面实现的治疗电流的强度水平，该强度被 当作相应电流流动时间间隔上的平均值，控制电路被提供在微计算机 电路中，且其将控制信号馈进到输出通道中提供的放大器，所述信号 以循环顺序形成其中发生电流流入刺激电极的时间间隔和其中输出通 道不活动的时间间隔，其中在每个情形中，一个电流流动时间间隔和 一个不活动时间间隔一起形成一个刺激周期。因而，如果在刺激周期 序列的结束处，控制电路将控制信号馈进到输出通道中提供的放大器， 则刺激的感觉以及治疗效果可进一步改善，在每个情形中，所述控制 信号从一个刺激周期到下一刺激周期连续减小馈入相应考虑的刺激电 极的治疗电流的强度，该强度被当作相应电流流动时间间隔上的平均 值。

关于根据本发明装置的能量供应，优选实施例的特征在于为了对 输出通道中提供的放大器供电，提供具有双极输出的电压变换器(变 压器)，就其本身而言，其由装置中提供的电池供电。以该方式，为 放大器供电可以由电池执行，该电池由一个电芯或几个电芯形成，且 在给定空间内具有相对高的能量，其使得能够在几天内进行刺激操作。 装置可能的治疗持续时间的另一延长可通过最小化在上述电压变换器 内发生的损耗实现。为此，前述实施例的改进规定，关于从电池向电 压变换器供电的这一点，开关装置被插入，其在治疗电流电路中存在 电流流动中止期间和超过电压变换器从电池汲取的电流预定限值时中 断供电。除了节能功能，开关装置具有保护电池过载和防止超过治疗 电流预定值的功能。

另一个实施例在尽可能利用供电电池中所含能量方面是有效的， 其特征在于为了给微计算机电路、数模转换器和可能提供的测量信号 电路供电，提供电压变换器，其具有单极输出，并连接到电池，其中 所述电压变换器是由肖特基(Schottky)二极管旁通的，并仅在电池 电压下降时被激活，并在其输出端传送对应于电池目标电压的电压。

对于为相应的现存治疗情形设定治疗电流的参数，根据本发明的 装置实施例是有利且优选的，其特征在于装置具有无线操作的传输装 置，该传输装置利用外部控制装置连接到微计算机电路，用于输入要 存储的为相应治疗提供的治疗电流的参数。而且，装置具有无线操作 的传输装置是有利的，该传输装置连接到微计算机电路且用于传输为 相应治疗提供的治疗电流的存储参数到外部控制和监视装置。

作为外部控制装置，可使用常规计算机，其具有适配器可连接到 其上的接口，并提供有收发器装置。

对于无线传输，有利地，使用为控制目的提供的装置是可能的， 其在分米波范围内的波带操作。然而，也可以使用在红外范围内传输 控制信息的其他装置。而且更简单的实施例也是可能的，其中控制信 息对应于提供的治疗电流的参数，并在装置制造过程中存储在这样的 装置中。

附图说明

下面参考附图利用例子进一步解释本发明，其中示例性实施例被 示意图解说明。附图中：

图1以示意说明的框图示出根据本发明配置的装置的示例性实施 例。

图2、3和4示出图解说明控制为刺激提供的治疗电流的不同方式。

图5到10示出时间图，其示出为刺激提供的电流的曲线，其出现 在根据本发明装置的不同实施例中。

图11示出在根据本发明的装置中提供的电压供应电路的实施例的 方框图。

具体实施方式

提供图1中在根据本发明配置的装置的示意框图中示出的实施例， 其用于位于耳朵区域中并延伸到脑干神经核的神经末梢的点刺激。

这个装置1具有电池供电的治疗电流发生器3，其设置在外壳4中， 该外壳将被佩戴在要执行刺激的耳朵2的区域中。关于装置1的尺寸， 应该指出图1中的图示主要是为了图解说明结构性和功能性特征，且 包围装置元件的外壳4的尺寸通常保持比耳朵2的尺寸小。电池供电 的治疗电流发生器3含低频治疗电流形成电子电路，其经柔性电线5a、 5b、5c为要设置在耳朵2中的刺激针电极6a、6b、6c馈进电流。在所 示情形中，参考电极配置为针电极7，经柔性连接件8连接到装置的参 考电势点0。参考电极7也可以以不同形式配置，如以表面电极的形式， 如图所示，表面电极可设置在柔性连接件8处，或也可以以不同机械 方式附着在装置的外壳4上。在所述电子电路的情形中，电流发生器3 具有多个模拟输出通道9a、9b、9c，其中这些输出通道中的每个都与 其自己的刺激电极6a、6b、6c关联并供应治疗电流到这些电极。所述 模拟输出每个都在输入侧单独连接到微计算机电路10，其中为相应治 疗提供的治疗电流的参数值可存储在可用于连续读出的存储器11中。 在各输出通道9a、9b、9c中，在每种情形中，提供了一个放大器15a、 15b、15c，其由数模转换器12控制并针对双极输出信号进行配置。装 配上有利地，组合数模转换器从而形成一个单元，但数模转换器也可 被独立实现。就其本身而言，数模转换器12连接到微计算机电路10 的数字连接件13。提供至少两个所述输出通道，每个都与其自己的刺 激电极关联，如图所示，优选提供三个这类输出通道。然而，如果需 要，可提供更大数目的这类输出通道和关联的刺激电极。作为放大器 15a、15b、15c，优选提供运算放大器。

在位于输出通道9a、9b、9c中并延伸到刺激电极6a、6b、6c的电 流路径16a、16b、16c中，插入测量电阻器17a、17b、17c，其用于测 量治疗电流的强度。在每个情形中，测量放大器18a、18b、18c连接 到各测量电阻器17a、17b、17c，其输出信号是针对治疗电流的电流强 度的度量，且该输出信号被馈进到微计算机电路10。还在输出通道9a、 9b、9c处提供电压测量电路19a、19b、19c，每个电压测量电路都传输 测量信号到微计算机电路10，该测量信号对应于存在于与相关输出通 道关联的刺激电极6a、6b、6c和参考电势0或参考电极7之间的电压。

在微计算机电路10中提供恒电压控制电路20，恒电压控制电路 20可选由外部致动激活，且其可操作连接到用于治疗电流参数的内部 存储器11，其经数模转换器12和数模转换器12的输出14a、14b、14c 将控制信号馈进到至少一个放大器15a、15b、15c，每个所述放大器都 提供在输出通道9a、9b、9c中，所述控制信号在连接到刺激电极6a、 6b、6c的相应放大器15a、15b、15c输出环中引起恒电压源的行为， 恒电压源在电压值方面是可调节的。如图1所示，这里优选的是，在 恒电压控制电路20中，集成恒电压反馈控制电路23，相关电压测量电 路19a、19b、19c的测量信号是作为实际信号馈进恒电压反馈控制电 路23的。而且提供恒电流控制电路21，其可选由外部致动激活，且类 似地可操作连接到用于治疗电流参数的内部存储器11，且其经数模转 换器12，在连接放大器15a、15b、15c的输出端14a、14b、14c将控 制信号馈进到这些放大器中的至少一个，所述控制信号在连接到刺激 电极6a、6b、6c的放大器15a、15b、15c的输出电路中，引起恒电流 源的行为，恒电流源在电流强度方面是可调节的；这里，在恒电流控 制电路21中，集成恒电流反馈控制电路24，与相应考虑的放大器15a、 15b、15c关联的测量放大器18a、18b、18c的输出信号是作为实际信 号馈进恒电流反馈控制电路24的。

而且，在微计算机电路10中提供自适应电流控制电路22，其可选 由外部致动激活并可操作地连接到用于治疗电流参数的内部存储器 11，且其将控制信号馈进到输出通道9a、9b、9c中提供的至少一个放 大器15a、15b、15c，所述控制信号在连接到刺激电极6a、6b、6c的 相应放大器15a、15b、15c的输出电路中引起电流强度和刺激电压行 为，其适应这个输出电路中的电阻值，并对应于关系I＝k·R和U＝k·R2， 其中k是可选择常数。优选地，自适应电流反馈控制电路25集成到自 适应电流控制电路22中，从相应电压测量电路19a、19b、19c的测量 信号和相应测量放大器18a、18b、18c的输出信号获得的电阻测量值 是作为实际信号馈进自适应电流反馈控制电路25的。为了形成电阻测 量值，在微计算机电路10中提供电阻计算电路26。

以上述电压测量电路进行的电阻确定或电压测量也可用于检查刺 激电极是否在放置过程中已经被正确地设置。

在该装置的多种可用性的意义上，如图1所示，在微计算机电路 10中提供三个不同控制电路20、21、22是可能的；然而在简化的意义 上，或在修整装置用于某些治疗形式的意义上，也可能只提供这些控 制电路中的一个或两个。如图所示，也可能在装置的外壳4中提供供 电电池27和无线运转的传输装置29，例如，传输装置29装配有天线 并用于输入要存储的为相应治疗提供的治疗电流的参数，且就其本身 而言，其连接到微计算机电路10。

如果微计算机电路10和控制电路20、21、22、26，以及优选地形 成输出通道9a、9b、9c并且和这些输出通道关联的元件集成到微芯片 中，则这在构造和功能上是有利的，该微计算机电路具有其存储器11。 用于无线传输治疗电流的参数的元件也可包含在这类集成中。

图2、3和4图解说明作用于电极的电流值和电压值与电阻值之间 的关系，该电阻值在不同操作模式中存在于相应电流电路中，该电路 从位于相应输出通道中的放大器延伸通过关联的刺激电极。

关于这一点，图2示出所述电流电路延伸通过刺激电极时，相应 输出通道中存在的放大器具有可调节的恒压源的行为。多个可选择电 压值被指定为U1、U2和U3，且每个情形中，电流流动源自指定有R 的电阻线和每个情形中设定的电压值的交叉。每个情形中设定的电压 (U1、U2、U3)被施加到刺激电极，且流经刺激电极的电流I随刺激 电极的电路中电阻的增加而减小，并随电阻减小而增加。电阻R的增 加在图2中以+表示，且电阻R的减小以-表示。

图3图解说明在输出通道中提供的放大器的相应输出电路中，存 在电流强度可调节的恒电流源的行为时的关系，所述输出电路连接到 刺激电极。其中指示出三个任选可调节的电流值I1、I2、I3。在每个情 形中考虑的刺激电极处出现的电压随电阻增加而增加，并随电阻减小 而减小。

图4示出电流强度和刺激电压行为的关系，适应刺激电极的电流电 路中存在的电阻值和放大器自适应控制的行为对应于关系I＝k·R和 k·R2。流经相关刺激电极的电流的电流强度值和施加给刺激电极的电压 值在每个情形中结合在一起，取决于类抛物线特征曲线，且应用于不 同k值的两个这类特征曲线在图4中示出并被指定为k1和k2。源自流 经刺激电极的电流电路中的某些电阻值的电流强度和刺激电压的值在 每个情形中都由电阻线R和对应于相应值k的特征线的交叉点给出。 当电阻值减小时，刺激电路中的电流和电压减小，相反，刺激电路中 的电流和电压随刺激电路中起作用的电阻增加而增加。在相应考虑的 刺激电极的电流和电压值的这类自适应行为提供了适应许多病人中存 在的感觉的优点，据此，在刺激电流低值的情形中，可强烈感受后者 的变化，然而在刺激电流高值的情形中，感受到相同变化的程度要显 著小。

刺激治疗通常在相对长的时期内持续，其中其间发生电流流入刺激 电极的时间间隔与其中电流流动中断的时间间隔交替。在大多数情形 中，短电流流动时间间隔和短的不活动时间间隔是以交替顺序提供的， 且在相对高数目的这类周期后，提供相对长的中止，如1小时的持续 时间。

图5示出这类刺激的时间顺序，其中在循环顺序中，电流流动时间 间隔30与不活动时间间隔31交替，且在每个情形中，一个电流流动 时间间隔30和一个不活动时间间隔31一起形成一个刺激周期32。在 电流流动时间间隔30中，治疗电流具有连续脉冲包33的形式，每个 都持续几毫秒。在每个电流流动时间间隔30期间，在图4所示的每个 情形中，在所示间隔的开始，治疗电流发生极性反转。

图6示出图5中图解说明的刺激治疗的时间序列的变体，其中在图 6中图解说明的情形中，电流流动时间间隔30中流动的治疗电流在每 个这种时间间隔30具有单个脉冲34的形式。在每个电流流动间隔30 的开始，类似于图5中图解说明的序列，发生治疗电流的极性反转。

在图5和6中，以恒电压值图解说明刺激脉冲，对应于根据本发明 装置的输出通道中提供的放大器的恒电压源的行为。

图7示出刺激的另一形式的时间序列。这里在电流流动时间间隔 30中流动的治疗电流具有双脉冲35、36的形式，其极性彼此相反，其 中在电流流动时间间隔30期间发生极性反转。在该实施例中，其特别 针对治疗电流的自适应反馈控制，规定了改变治疗电流的强度以适应 每个情形中存在的条件。这里，另一方面，刺激周期的不活动时间间 隔被改变，因而刺激周期的持续时间也变化，其中，例如不活动时间 间隔31b比不活动时间间隔31长，且相应地，刺激周期32b比刺激周 期32a长。以该方式，在刺激周期持续时间段上确定的电流强度平均 值的变化通过刺激周期的持续时间段的变化获得。这里电流强度被认 为是基于各脉冲35、36的和，同时不考虑极性反转。而且，在图7中 图解说明的刺激过程的序列中，治疗电流的大小发生变化。

图8以时间顺序示出存在于两个刺激电极处的治疗电流，在每个情 形中，这两个刺激电极都与根据本发明装置的输出通道关联。这里， 每个情形中治疗电流都在电流流动间隔30内由连续脉冲包33形成， 其中在每个情形中，在从一个脉冲包33过渡到下一个脉冲包的过程中， 发生极性反转37。关于连接到治疗电流电路的参考电极，在电流流动 间隔30内馈入刺激电极6a的治疗电流相对在电流流动时间间隔30内 馈入刺激电极6b的治疗电流具有不同极性。而且，因为馈入刺激电极 6a的治疗电流的脉冲33的强度等于馈入刺激电极6b的治疗电流的脉 冲33的强度，并由于相应考虑的时间点中的不同极性而彼此抵消，这 导致没有治疗电流流经连接到治疗电流电路的参考电极。在馈入刺激 电极6a、6b的治疗电流的脉冲强度不等的情形中，仅获得部分抵消， 且发生电流流经这样的参考电极，尽管减少了。

图9示出馈入三个刺激电极6a、6b、6c的治疗电流的时间序列， 其中每个情形中，就其本身而言，这些刺激电极与根据本发明配置的 装置的一个输出通道关联。馈入各刺激电极6a、6b、6c的治疗电流是 在每个电流流动时间间隔30内由单个脉冲34形成的，其中在每个这 些单个脉冲中，提供多个时间上连续的强度变化和极性反转37。治疗 电流的强度变化递增发生。在相应考虑的刺激电极发生的强度变化与 在一个或多个其他相应考虑的刺激电极发生的强度变化反向演变。通 过强度变化程度的相互适应，在电流流动时间间隔内的每个考虑的时 间点实现馈入每个个体刺激电极6a、6b、6c的治疗电流在强度和极性 方面由每个情形中馈入两个其他刺激电极6a、6b、6c的治疗电流抵消。 这导致没有治疗电流流经装置提供的参考电极。而且，在刺激电极之 一处潜在出现的接触不确定性基本自动抵消，其中也在这样的情形中， 潜在流经参考电极的补偿电流保持低值。

对于图10中图解说明的治疗电流流，在由多个连续刺激周期32 形成的刺激循环序列的开始，在多个连续刺激周期期间，馈入相应考 虑的刺激电极6a、6b、6c的治疗电流的强度被认为是相应电流流动时 间间隔30上的平均值，其在每个情形中从一个刺激周期32到下一后 续刺激周期连续增加，且随后在多个连续刺激周期期间保持在以前实 现的强度水平。在刺激周期序列的终点39，馈入相应考虑的刺激电极 的治疗电流的强度在每个情形中从一个刺激周期到下一后续刺激周期 连续减小。

在为刺激提供的治疗电流的时间序列的示例性实施例中的特征不 仅仅是结合相应示例性实施例考察的，而且也可在本发明的情形中彼 此结合。具体地，为了更好地理解，如图5、6、7和10所示的时间序 列是为一个输出通道图解说明的，其也可根据本发明的概念用于多个 输出通道，其中关于要提供的刺激脉冲的参数，在所有情形中，存在 不同可能性。因此，在不同示例性实施例中任意提供连续脉冲包或单 个脉冲是可能的，其中极性反转和强度变化的不同变体都是可行的。 除了供应不同电流到不同刺激电极之外，如这里所述，可选地，同时 对这些电极供电也是可能的。

在图11中图解说明的操作根据本发明配置的装置中提供的供电电 压电路的实施例中，提供具有双极输出的电压变换器40，用于为输出 通道9a、9b、9c中提供的放大器15a、15b、15c供电，其中就其本身 而言，所述电压变换器由装置中提供的电池27供电。在从电池27到 电压变换器40的供电连接41中，插入开关装置42，其由微计算机电 路10控制，在治疗电流电路中发生电流流动中止期间和在超过电压变 换器40从电池27汲取的电流预定限值的情形中中断对电压变换器40 的供电。为了对微计算机电路10、数模转换器12和可能提供的测量信 号电路18a、18b、18c、19a、19c供电，提供电压变换器43，其具有 单极输出并连接到电池27，其中所述变换器由肖特基二极管44旁通， 并仅在电池电压下降时被激活，并在其输出端传送对应于电池目标电 压的电压。

传输装置29优选被设置，用于输入要存储的治疗电流的参数和将 为相应各治疗提供的治疗电流的参数传输到外部控制和监视装置，该 治疗电流是为相应各治疗提供的，所述参数存储在微计算机电路10的 存储器11中。