專利名稱：替代人體的自然生物調節(jié)功能來進行的醫(yī)學治療系統(tǒng)以及基于該醫(yī)學治療系統(tǒng)的心臟調 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過替代人體的自然生物調節(jié)功能來治療疾病的醫(yī)學治療系統(tǒng)；該醫(yī)學治療系統(tǒng)包括心臟調節(jié)系統(tǒng)、血壓調節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。本發(fā)明的目的在于提供一種用人工生物調節(jié)系統(tǒng)替代人體的自然生物調節(jié)功能來治療疾病的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)即便是在由于各種各樣的原因中樞控制系統(tǒng)不能進行正常生理調節(jié)機能的情況下，也能夠像中樞控制系統(tǒng)一樣對各種器官起著正常生理調節(jié)作用；并且以該醫(yī)學治療系統(tǒng)為基礎同時提供心臟調節(jié)系統(tǒng)、血壓調節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。
背景技術：
從陷入腦死亡的尸體進行心臟移植手術在日本已成為合法化，并且這種心臟移植手術已作為對嚴重心力衰竭的病人的一種新的治療手段。不過，心臟捐獻者的數(shù)量極其有限，因此用于心臟移植手術的心臟的短缺不僅在日本乃至在全世界一直以來都是一個嚴肅的討論話題。
對嚴重心力衰竭病人可供選擇的又一種治療方法是人工心臟的植入。但是，即便是最新型的人工心臟也不是通過自然生物調節(jié)而進行調節(jié)，因此，它們并不總是能夠與自然器官協(xié)同工作。
心臟起搏器一直以來用于治療心搏緩慢的病人。心臟起搏器通過對心肌進行電刺激來使心肌進行人工的有節(jié)奏的收縮。
最近已開發(fā)出了心率響應調節(jié)器，這種調節(jié)器，通過對心電圖的QT時間、體溫或人體加速度來估算人體所固有的心率而使刺激速度進行相應的變化?？墒?，與人體自然心率調節(jié)相比，這種心率調節(jié)器所產生的心率調節(jié)的特異性、敏感性和瞬時反應并不令人滿意。
在一些疾病中，人體的異常生理調節(jié)機能反而會促使疾病的加重。我們熟知的心臟病，人體異常的調節(jié)機能促使心臟病加重。比如，急性心肌梗塞發(fā)作之后，所產生的人體交感神經活動的過度興奮和異常的迷走神經活動的衰退會使病情加重。
除了心臟病之外，這種異常的生理調節(jié)機能在心血管疾病中也能觀察到。
即便是在正常人中在直立的情況下，300到800mL的血液被轉移而儲存到心臟水平以下的內臟器官和下肢之中，從而導致靜脈回流量的減少使血壓降低。一般情況下，正常人具有血壓調節(jié)機能以防止直立性低血壓的產生并保持血壓正常。不過，患有血壓調節(jié)功能紊亂的病人就會有直立性低血壓癥狀發(fā)生。例如，在患有Shy-Drager氏綜合癥的病人中，與壓力反射性調節(jié)有關的神經系統(tǒng)變得異常，由于體位的改變而導致大的血壓波動，嚴重影響了這些病人的日常生活質量。
正如前面所述的那樣，人工心臟和心臟起搏器等各種人工臟器或者人工設備，因為并不是設計來受人體自然調節(jié)系統(tǒng)的控制，并不總是能夠與自然器官進行協(xié)調作用。因此，在自然生理變化的感受性等方面并不令人滿意。
對于心肌梗塞的治療，目前采用如冠狀血管舒張藥、β-受體阻斷劑、抗血小板劑等藥物性治療以及基于導管干預的治療方法和冠狀動脈搭橋手術等療法。
不過，即便是將所有的療法藥物性治療、導管療法以及冠狀動脈搭橋手術都集中在一起也不能夠避免疾病的惡化甚至死亡。
又如在治療具有直立性低血壓癥狀的Shy-Drager氏綜合癥中，使用類腎上腺素顯效劑，如腎上腺素、左旋多巴和安非他明等藥物，同時對過多的攝入食鹽進行控制以減輕癥狀。這種對癥治療雖然在某種程度上能夠減輕癥狀，但對Shy-Drager氏綜合癥的根本性治療是不可能的。
本發(fā)明的目的在于提供一種治療疾病的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)即便是在出于各種各樣的原因中樞控制系統(tǒng)不能進行正常生理調節(jié)機能的情況下，也能夠像中樞控制系統(tǒng)一樣對各種器官起著正常生理調節(jié)作用；并且該醫(yī)學治療系統(tǒng)基于心臟調節(jié)系統(tǒng)、血壓調節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。
本發(fā)明的公開權利要求1中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動的治療疾病的系統(tǒng)。包括感測由生物活動所發(fā)出的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置；接收由所述生物活動傳感裝置所感測的所述生物活動信號、分析并處理所述生物活動信號，以計算生物刺激信號并輸出所述生物刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置。
權利要求2中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動的治療疾病的系統(tǒng)。包括感測由生物活動所發(fā)出的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置；接收由所述生物活動傳感裝置所感測的所述生物活動信號、分析并處理所述生物活動信號以計算生物刺激信號并輸出所述生物刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置，其中，所述計算裝置包括，用于識別所收到的生物活動信號是由正常的生物活動還是由異常的生物活動所產生的識別裝置，當識別出所收到的生物活動信號是由正常的生物活動所產生時，所述計算裝置就不輸出生物刺激信號，并且當識別出所收到的生物活動信號是由異常的生物活動所產生時，所述計算裝置就輸出所計算的生物刺激信號。
權利要求3中所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1或2所述的基于生物活動的治療疾病的系統(tǒng)，所述生物刺激信號由先前得自于正常的生物活動的脈沖響應和由所述生物活動傳感裝置所感測的生物活動信號之間的卷積積分來計算。
權利要求4中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動的心臟調節(jié)系統(tǒng)。包括感測心臟交感神經和/或迷走神經的神經活動并輸出神經活動信號的神經活動傳感裝置；接收由所述神經活動傳感裝置所感測的所述神經活動信號、分析并處理所述神經活動信號，以計算控制心率的調節(jié)信號并輸出所述調節(jié)信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的調節(jié)信號，并根據(jù)所述調節(jié)信號來刺激心臟，以調節(jié)心率的調節(jié)裝置。
權利要求5中所述的本發(fā)明涉及一種血壓調節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于血壓變化受神經活動的調節(jié)規(guī)律利用調整神經活動來進行的血壓調節(jié)系統(tǒng)。包括感測動脈內的血壓并輸出血壓信號的血壓傳感裝置；接收由所述血壓傳感裝置所感測的血壓信號、分析并處理所述血壓信號，以計算通過刺激血管床交感神經來進行血壓調節(jié)的交感神經刺激信號，并輸出所述交感神經刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的所述交感神經刺激信號，并根據(jù)所述交感神經刺激信號來刺激所述血管床交感神經以調節(jié)血壓的刺激裝置。
權利要求6中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動的治療心臟病的系統(tǒng)。包括感測由心臟發(fā)出的心臟活動信息，并輸出心臟活動信號的心臟活動傳感裝置；接收由所述心臟活動傳感裝置所感測的心臟活動信號、分析并處理所述心臟活動信號，以計算神經刺激信號并輸出所述神經刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的神經刺激信號，并根據(jù)所述神經刺激信號來刺激神經的神經刺激裝置。
附圖簡述

圖1(a)是示出了正常生理狀態(tài)下通過壓力反射系統(tǒng)來進行的血壓調節(jié)的模式圖，圖1(b)是如何將根據(jù)本發(fā)明的疾病治療系統(tǒng)應用到異常生理狀態(tài)的生物體內時壓力反射系統(tǒng)的模式圖。
圖2是示出了一組本發(fā)明的疾病治療系統(tǒng)的模式圖解。
圖3是示出了兔子的交感神經活動與心率之間的相關關系的曲線圖。圖3(a)示出了隨著時間的變化而測得的交感神經活動和心率的變化；圖3(b)是示出了根據(jù)圖3(a)中所獲得的數(shù)據(jù)，將交感神經活動與相對應的心率之間的相關關系的分散圖；圖3(c)是從交感神經活動的沖動所預知的生物體內相對應的心率與實際所測得的心率之間的分散圖。
圖4是示出了從實驗1所獲得的結果。
圖5是示出了從實驗2所獲得的結果。
圖6是示出了從實驗3所獲得的結果。
圖7是示出了從實驗4所獲得的結果。
圖8是示出了從實驗6所獲得的結果。其中圖8(a)示出了血壓調節(jié)器受損的老鼠經過腹腔神經節(jié)的電刺激所產生的直立性血壓變化；圖8(b)示出了正常老鼠所產生的直立性血壓變化；圖8(c)示出了血壓調節(jié)器受損的老鼠產生的直立性血壓變化。
實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例本發(fā)明所公開的治療疾病的系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)可以替代生物體內所喪失的正常生理機能或異常的生理機能來恢復自然的正常生理調節(jié)機能，使得生物體內能夠起著正常的調節(jié)作用。具體的我們可以通過詳細描述本發(fā)明在血壓調節(jié)中的應用來解釋所述的該治療系統(tǒng)。圖1(a)是示出了正常生理狀態(tài)下通過壓力反射系統(tǒng)來進行的血壓調節(jié)的模式圖，即當血壓發(fā)生變化時將這種沖動通過壓力感受器傳入到延髓的孤束神經核，然后由孤束神經核刺激交感神經達到血管收縮進行血壓調節(jié)。圖1(b)是一組將本發(fā)明的治療系統(tǒng)(1)應用到異常生理狀態(tài)的生物體內時壓力反射系統(tǒng)的模式圖。當血管舒縮中樞由于各種各樣的原因而不能正常發(fā)揮作用時使用該系統(tǒng)也能夠保持正常的血壓調節(jié)。這就是說，通過用血壓傳感裝置(2)感測血壓，用計算裝置(3)將所述血壓信號變換成用神經刺激裝置(4)進行刺激的神經刺激信號，以及根據(jù)所述計算過的信號用神經刺激裝置(4)對神經進行刺激，血壓就能夠保持在一個正常的生理范圍內。
以下，我們將參考附圖對本發(fā)明所公開的疾病治療系統(tǒng)進行更加詳細的描述。圖2是示出了一組根據(jù)本發(fā)明進行疾病治療系統(tǒng)的模式圖解。本發(fā)明所公開的疾病治療系統(tǒng)(1)至少由生物活動傳感裝置(2)、計算裝置(3)和生物刺激裝置(4)所組成。
所述生物活動傳感裝置(2)能夠通過感測由生物(S)所發(fā)出的生物活動信息將生物活動信號輸出到其后的計算裝置(3)。比如，所述的生物活動傳感裝置(2)包括電極和壓力傳感器。
根據(jù)生物活動傳感裝置(2)所感測的生物活動信號包括，例如但并不僅限于，交感神經活動和副交感神經活動、血流量、血壓、體溫、心電圖、腦電圖以及各種各樣的生物化學指標。人們可選擇系統(tǒng)所需的任何必要的生物活動信號來實現(xiàn)其目標。
對本發(fā)明中的所述疾病治療系統(tǒng)(1)的所述生物活動傳感裝置(2)的數(shù)量并沒有限制。雖然在圖2中我們僅示出了所述疾病治療系統(tǒng)(1)的一個生物活動傳感裝置(2)，但可以提供兩個或更多生物活動傳感裝置以滿足本發(fā)明中的疾病治療系統(tǒng)的要求。這兩個或更多生物活動傳感裝置可位于生物內的相同或不同位置。
所述計算裝置(3)能夠分析和處理由所述生物活動傳感裝置(2)所感測并傳輸?shù)剿鲇嬎阊b置的生物活動信號，以計算生物刺激信號。計算出的生物刺激信號又被傳輸?shù)胶竺娴纳锎碳ぱb置(4)。
具體來講，將由所述生物活動傳感裝置(2)所感測的生物活動信號加到所述計算裝置(3)內的放大器(31)中以將信號放大。同時，這些放大器(31)也包括了在一定波長范圍內能夠消除不必要的較高或較低頻率的生物活動信號或電力線路噪音的過濾器(未示出)。
借助于模數(shù)(A/D)轉換器(32)，所述經過放大的信號從模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后被傳輸?shù)椒治銎?處理器(33)。
所述分析器/處理器(33)對數(shù)據(jù)進行處理以計算傳輸?shù)缴锎碳ぱb置(4)的信號。
我們通過心率調節(jié)的例子來解釋上述的計算裝置(3)如何分析和處理生物活動信號。圖3(a)是隨著時間的變化同時測得的心臟交感神經活動和心率的變化。如圖3(a)所示，在一般情況下隨著心臟交感神經活動的增加心率有增加的趨勢，但是時時刻刻發(fā)生的神經活動的變化與同時發(fā)生的心率變化之間的相互關系卻不可能一一對應(見圖3(b))。因此，直接用交感神經活動本身的沖動來調節(jié)心率是不可能的。
不過，由于心率具有對交感神經活動具有沖動反應功能，有可能估算出符合生物體內所要求的心率。圖3(c)是根據(jù)這種沖動反應功能所估算的心率與實際所測得的心率之間的分散圖。如該圖所示，實際測得的心率與估算的心率緊密相關(相關函數(shù)為0.93)。
因此，通過計算裝置(3)對神經活動信號進行分析和處理，就能夠得到生物體實際上所要求的心率。在上面的例子中，根據(jù)所估算的心率對心臟進行電刺激來調節(jié)心率，就好像是由正常的中樞神經系統(tǒng)所進行的調節(jié)一樣。
除了上述的對心率進行調節(jié)的例子之外，還可以對各種其它的維持生物體內所必要的自然調節(jié)作出類似的相關解釋，如血壓調節(jié)。
也可在所述計算裝置(3)中提供識別裝置(未示出)，該識別裝置用于判斷傳入所述計算裝置(3)的生物活動信號是由正常的生物活動還是由異常的生物活動所產生。為了對輸入的來自正常的還是異常的生物活動的生物活動信號進行識別，將與正常生物活動的生物活動信號有關的信息儲存到存儲裝置(未示出)中，并且將輸入的生物活動信號與所存儲的信息進行比較。在給定的時間內，如果差異超過先前確定的閾值范圍，這些信號將會被判斷為異常活動信號。
所述識別裝置的提供，能夠準確的識別傳入的信號。當輸入正常生理活動的生物活動信號時，所述生物刺激裝置不輸出任何信號，并且使生物體內自身的自然調節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮作用。另一方面，對于異常生理活動的生物活動信號的輸入，所述系統(tǒng)通過分析和處理生物活動信號來為所述生物刺激裝置提供生物刺激信號，以校正所述異常生物活動。換言之，對于正常生物活動的輸入來說，所述系統(tǒng)無需采取任何行動來維持正?；顒?；而對于異常生物活動的輸入來說，所述系統(tǒng)將輸出信號以校正異常生物活動為正常生物活動。
當提供了復數(shù)的生物活動傳感裝置時，每一個生物活動傳感裝置都進行上述的分析和處理工作。
所述生物刺激裝置(4)從所述計算裝置(3)接收所述生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物。由所述生物刺激裝置(4)進行刺激的例子可包括神經和心肌的電刺激、大腦和小腦的刺激、利用給藥裝置進行藥物刺激、人工胰腺和人工心臟的刺激、人工呼吸機的刺激。
在下面的段落中，我們通過參考更具體的例子來對本發(fā)明中所述的疾病治療系統(tǒng)進行解釋。首先，作為本發(fā)明的第一個疾病治療系統(tǒng)的實施例，我們對心臟起搏系統(tǒng)進行詳細解釋。
根據(jù)第一個實施例的心臟起搏系統(tǒng)的基本結構與圖2中所示的治療系統(tǒng)(1)相同。根據(jù)第一個實施例的心臟起搏系統(tǒng)包括至少所述生物活動(在此實例中為神經活動)傳感裝置(2)、所述計算裝置(3)和所述生物刺激(在此實例中為心臟系統(tǒng))裝置(4)。
所述生物(神經)活動傳感裝置(2)感測心臟交感神經和/或迷走神經的神經活動并輸出神經活動信號。
而且，本發(fā)明的益處在于所述心臟交感神經和迷走神經中都置入所述生物(神經)活動傳感裝置(2)以同時感測所述心臟交感神經和迷走神經的活動。這是因為人們熟知心率的調節(jié)通常與心臟交感神經和迷走神經都有關。在所述心臟交感神經和迷走神經均安裝所述生物(神經)活動傳感裝置能夠使所述迷走神經活動增強時使心率調節(jié)到較低狀態(tài)，而使所述交感神經活動增強時使心率調節(jié)到較高狀態(tài)。換言之，由于心臟是由兩個神經系統(tǒng)控制從而使心率得到調節(jié)，所以僅通過一個神經系統(tǒng)將心率調節(jié)到任意目標是很困難的。
雖然本發(fā)明在上面的描述中提供了兩個生物(神經)活動傳感裝置(2)，但根據(jù)本發(fā)明中的疾病治療系統(tǒng)的目的，可提供所述傳感裝置中的任何一個。
用一個電極作為所述生物(神經)活動傳感裝置(2)的例子，但這種傳感裝置并不僅限于此，只要能夠感測所述神經活動并輸出所述神經活動信號即可。
所述計算裝置(3)接收由所述神經活動傳感裝置(2)所感測的神經活動信號、分析并處理所述神經活動信號以及計算并輸出用于調節(jié)心率的調節(jié)信號。
由所述神經活動傳感裝置(2)所感測的神經活動信號和同時測得的心率并不是以一對一的方式相互對應。因此，需要用所述計算裝置(3)根據(jù)所述神經活動信號計算所述用于調節(jié)心率的調節(jié)信號。
為了由所述神經活動信號計算出用于調節(jié)心率的調節(jié)信號，人們可以利用心率變化與神經活動的沖動有對應關系來算出心率調節(jié)信號。
來自所述計算裝置(3)的調節(jié)信號被傳入到所述生物刺激(調節(jié))裝置(4)。所述生物刺激(調節(jié))裝置根據(jù)所述調節(jié)信號來刺激心臟以調節(jié)心率。
比如用一個心臟起搏器也可作為所述生物刺激(調節(jié))裝置(4)的例子，但這種刺激裝置并不僅限于此，只要能夠根據(jù)所述調節(jié)信號對心臟進行刺激以調節(jié)心率即可。
正如上面所詳述的那樣，與本發(fā)明相關的所述心臟調節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)所述心臟交感神經和/或迷走神經的神經活動為基礎，但并不將所述神經活動本身作為調節(jié)信號，而是所述系統(tǒng)利用以所述神經活動為基礎所估算的心率調節(jié)信號，來對心臟進行調節(jié)。因此，所述系統(tǒng)具有特異性、敏感性和瞬時反應等優(yōu)良的性能。
其次，我們把血壓調節(jié)系統(tǒng)作為本發(fā)明的第二個實施例進行詳細描述。根據(jù)第二個實施例的血壓調節(jié)系統(tǒng)的基本結構與圖2中所示的系統(tǒng)(1)相同。根據(jù)第二個實施例的血壓調節(jié)系統(tǒng)包括至少所述生物活動(在此實例中為血壓)傳感裝置(2)、所述計算裝置(3)和所述生物(在此實例中為神經)刺激裝置(4)。
所述生物活動(血壓)傳感裝置(2)感測血壓并輸出血壓信號?？捎靡粋€血壓傳感器作為所述生物活動(血壓)傳感裝置(2)的例子，但這種傳感裝置并不僅限于此，只要能夠通過感測血壓來輸出血壓信號即可。
分布在頸動脈竇和主動脈弓的壓力感受器在感測血壓升高時動脈壁的伸展，使得向延髓的孤束神經核的刺激沖動的傳輸增加。作為反射，所述孤束神經核抑制交感神經的活動并刺激副交感神經的活動。相反，當血壓降低時，對壓力感受器的刺激也降低，所述孤束神經核的活動減弱，使副交感神經的活動受到抑制，從而使交感神經的活動受到刺激。這些反過來會提高心率并會使末梢血管收縮，因而使血壓得到保持。靜脈也會收縮以提高靜脈血向心臟的回流。
根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的血壓調節(jié)系統(tǒng)能夠應用于由于某種原因使血壓調節(jié)系統(tǒng)發(fā)生機能障礙而不能夠保持正常血壓的病人。
所述計算裝置(3)接收由所述生物活動(血壓)傳感裝置(2)所感測的血壓信號，分析所述血壓信號，計算能夠通過刺激所述血管床交感神經對血壓進行調節(jié)的刺激交感神經的信號，并輸出經過計算的所述刺激交感神經的信號。
與上述的心率調節(jié)一樣，血壓調節(jié)也與之類似。即所述生物活動(血壓)傳感裝置(2)所感測的血壓信號與所述交感神經活動信號并不以一對一的方式相互關聯(lián)。因此，需要通過所述計算裝置(2)根據(jù)所述血壓信號計算所述信號，以刺激血管床交感神經來進行血壓調節(jié)。
為了通過血壓信號計算刺激血管床交感神經來進行血壓調節(jié)的刺激交感神經的信號，人們可以利用，例如，血壓信號的變化與與其相對應的交感神經活動刺激變化的沖動的相互關系，來計算能夠調節(jié)血壓的刺激交感神經的信號。
所述生物(神經)刺激裝置(4)接收由所述計算裝置(3)所計算的刺激交感神經的信號，并通過根據(jù)所述刺激交感神經的信號來刺激所述血管床交感神經來調節(jié)血壓。可選擇交感神經節(jié)、脊髓表面和大腦內等位置作為所述交感神經刺激位置的例子。但并不僅限于此，只要它們能夠刺激交感神經即可。
正如上面所詳述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的所述血壓調節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)血壓的，但并不將血壓本身的信號直接用作刺激交感神經信號，而是根據(jù)所述血壓信號所估算的刺激交感神經信號來刺激所述交感神經。因此，所述系統(tǒng)能夠像生物體內的自然的血壓調節(jié)那樣來完成穩(wěn)定的血壓調節(jié)。
再次，我們把對心臟病治療系統(tǒng)作為本發(fā)明的第三個實施例進行詳細的描述。
根據(jù)第三個實施例的心臟病治療系統(tǒng)的基本結構與圖2中所示的系統(tǒng)(1)相同。根據(jù)第三個實施例的心臟病治療系統(tǒng)包括至少所述生物活動(在此實例中為心臟活動)傳感裝置(2)、所述計算裝置(3)和所述生物(在此實例中為神經)刺激裝置(4)。
根據(jù)第三個實施例的所述心臟病治療系統(tǒng)可以對由各種各樣的疾病所引起的處于異常狀態(tài)的心臟功能進行有效的調節(jié)。例如，人們所熟知的異常的生理調節(jié)加重了心臟病，即患有心肌梗塞的情況下，交感神經活動異常的亢進，而迷走神經的活動則異常的衰退會導致病情的惡化。利用本發(fā)明的一系列治療系統(tǒng)可以對異常的生理功能狀態(tài)進行有效的調節(jié)來防止各種各樣的疾病的加重。
在根據(jù)第三個實施例的所述心臟病治療系統(tǒng)中，所述生物(心臟)活動傳感裝置(2)感測由自然心臟活動所發(fā)出的心臟活動信息并輸出心臟活動信號。用心率和心電圖信息來作為由所述生物(心臟)活動傳感裝置(2)所感測的心臟活動信息的例子。
所述計算裝置(3)接收由所述生物(心臟)活動傳感裝置(2)所感測的心臟活動信息，分析和處理所述心臟活動信息，計算能夠通過刺激神經來調節(jié)心臟活動的刺激神經信號，并輸出所述刺激神經信號。
在可以使用根據(jù)本發(fā)明的心臟病治療系統(tǒng)的病人生病之前，其自然生理調節(jié)機制是正常工作的。不過，一旦得了各種各樣的心臟病，就會喪失所述的自然生理調節(jié)機制，就不會朝著治療并恢復疾病的方向發(fā)揮作用。
在根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的所述心臟病治療系統(tǒng)中，所述計算裝置(3)包括一個識別系統(tǒng)(未示出)，該識別系統(tǒng)用于對加入所述計算裝置的心臟活動信息是來自正常的生物活動還是來自異常的生物活動進行準確的識別。通過這種裝置，當通過輸入由所述生物(心臟)活動傳感裝置(2)所感測的心臟活動信息而識別出所述心臟在正常起作用時，所述計算裝置并不計算用于刺激神經刺激信號的信號，也不向所述生物(神經)刺激裝置(4)輸出任何刺激神經信號。在這種情況下，所述生物由其自然生理調節(jié)機制進行調節(jié)。另一方面，當通過輸入由所述生物(心臟)活動傳感裝置(2)所感測的心臟活動信息而識別出所述心臟不在起正常的作用時，所述計算裝置計算刺激神經信號，以校正心臟的異常功能，并向所述生物(神經)刺激裝置(4)輸出信號。
將來自所述計算裝置(3)的刺激神經信號加入所述生物(神經)刺激裝置(4)。所述生物(神經)刺激裝置(4)根據(jù)所述刺激神經信號來刺激神經以調節(jié)心臟活動。
用一個電極來作為所述生物(神經)刺激裝置(4)的例子，但并不僅限于此，只要能夠根據(jù)所述刺激神經信號來刺激神經以調節(jié)心臟活動即可?？蛇x擇用迷走神經、主動脈減壓神經和大腦內作為所述神經刺激位置的例子。但并不僅限于此，只要它們能夠調節(jié)心臟活動即可。
實施例以下，通過參考實例來對本發(fā)明進行詳細說明，但并不意味著本發(fā)明僅限于這些實驗例。
(實驗例1)我們將20只麻醉老鼠的左冠狀動脈的前下行段結扎在一起以產生心肌梗塞的老鼠。我們在規(guī)定的時間內將該組當中的老鼠的生存/死亡進行觀察。
在另外的16只心肌梗死的老鼠中，我們通過在心肌梗塞發(fā)作后兩分鐘對迷走神經進行刺激(脈沖寬度2msec，脈沖電壓2V，脈沖頻率2Hz)來降低心率。我們也在規(guī)定的時間內將該組當中的老鼠的生存/死亡進行觀察。
同樣，在另外的15只心肌梗死的老鼠中，我們通過在心肌梗塞發(fā)作后兩分鐘對迷走神經進行刺激(脈沖寬度2msec，脈沖電壓2V，脈沖頻率5Hz)來降低心率。我們也在規(guī)定的時間內將該組當中的老鼠的生存/死亡進行觀察。
生存率的結果在圖4中示出。
從本實驗例的結果顯示，心肌梗塞但沒有進行任何治療措施的所有老鼠在30分鐘內全部死亡(圖4(a))。另一方面，當用脈沖頻率為2Hz(圖4(b))對迷走神經進行刺激時，從實驗開始后的60分鐘之后，死亡率降到了60％；而當用脈沖頻率為5Hz(圖4(c))對迷走神經進行刺激時，從實驗開始后的60分鐘之后，死亡率降到了20％。
這些結果表明刺激迷走神經對急性心肌梗塞的發(fā)作后的治療是極其有效的。
(實驗例2)由于實驗例1是在麻醉狀態(tài)下進行的，為了消除麻醉的影響我們又進行了下面的實驗。
在32只老鼠體內植入血壓遙測計、迷走神經遙控刺激裝置和冠狀動脈血管閉塞裝置以產生心肌梗死。
當這些老鼠從植入手術中完全恢復一周之后，用血管閉塞裝置將其中的12只老鼠的左冠狀動脈的前下行段人為的閉塞以產生急性心肌梗塞，而對迷走神經不做任何刺激的情況下，在一定時間內我們將觀察這些老鼠的生存/死亡。
同樣我們對其中的另10只老鼠，也用冠狀動脈血管閉塞裝置進行閉塞產生急性心肌梗塞，同時立即對迷走神經進行刺激(脈沖寬度2msec，脈沖電流0.1mA，脈沖頻率20Hz)并持續(xù)60分鐘。我們將對該組當中老鼠的生存/死亡進行觀察。
進而我們另取10只老鼠，同樣用冠狀動脈血管閉塞裝置進行閉塞產生急性心肌梗塞之后，立即對迷走神經進行刺激(脈沖寬度0.2msec，脈沖電流0.2mA，脈沖頻率20Hz)并持續(xù)60分鐘。對迷走神經進行刺激的同時，我們對該迷走神經的中樞端采用了局部麻醉以避免所用的刺激電流(0.2mA)通過迷走神經的中樞端傳入大腦而帶來異常刺激。同樣我們將對該組當中老鼠的生存或死亡進行觀察。
生存率的結果在圖5中示出。
如圖5所示，冠狀動脈閉塞而沒有進行迷走神經刺激的，66％的老鼠在60分鐘之內死亡。(圖5(a))。另一方面，當通過用0.1mA的電流對迷走神經進行刺激以使心率降低20下時，死亡率限制在40％(圖5(b))。進而，用0.2mA的電流對迷走神經進行刺激時，死亡率限制在20％(圖5(c))。
60分鐘的迷走神經刺激結束后，我們進一步觀察2小時，即從實驗開始的3個小時之后，不采用迷走神經刺激的死亡率是83％，用0.1mA的電流進行刺激后的死亡率是50％，用0.2mA的電流進行刺激后的死亡率是30％，隨著時間的推移死亡率的差距越大。
上述結果表明，不管是否有麻醉通過對迷走神經的刺激可以達到校正心肌梗塞之后的異常生理功能以降低死亡率。
(實驗例3)進而我們進行下面的實驗以研究長期的效果。
采用與實驗例1中相同的方式產生心肌梗塞，同時進行可能的急救措施之后生存下來的老鼠(一周之后的生存率大約為40％)恢復一周后再進行一次手術。用與實驗例2中相同的方式在這些老鼠體內植入血壓遙測計、迷走神經遙控刺激裝置和冠狀動脈血管閉塞裝置以產生心肌梗塞。
又過了一周之后，對這些老鼠中的一半(13只)開始進行迷走神經刺激，刺激條件是將心率降低20下(脈沖寬度0.2msec，脈沖電流0.1到0.13mA，脈沖頻率20Hz)，且每分鐘對迷走神經刺激10秒鐘并將該實驗持續(xù)5周；而對剩余的另一半老鼠(13只)則不進行迷走神經刺激。在這5周中沒有發(fā)現(xiàn)老鼠死亡。
對在整個實驗期間的老鼠血壓和心率變化進行測量。結果在圖6中示出。圖6(a)示出了沒有進行迷走神經刺激的老鼠的實驗結果，圖6(b)示出了進行了迷走神經刺激的老鼠的實驗結果。
如圖6所示，心率隨著迷走神經的刺激而越來越低，但血壓并沒有隨著迷走神經的刺激而發(fā)生較大的變化。
經過5周的實驗結束后，我們對這些老鼠的心室重量進行了測量。結果在表1中示出。
表1(每1kg體重的重量)

如表1所示，經過迷走神經刺激后的老鼠的心室重量明顯減小，表明心肌梗塞之后的心室肥大受到了抑制。由于我們熟知心室肥大與心肌梗塞之后的慢性心功能不全的死亡率相互關聯(lián)，所以上述結果表明迷走神經刺激能夠調節(jié)心肌梗塞之后的異常生理機制并有可能降低長期死亡率。
(實驗例4)我們進一步進行下面的實驗以研究迷走神經刺激對長期死亡率的效果。
用與實驗例1中相同的方式在麻醉狀態(tài)下產生心肌梗塞，在進行可能的急救措施之后生存下來的老鼠(一周之后的生存率大約為40％)，恢復一周后再進行一次手術。用與實驗例2中相同的方式在這些老鼠體內植入血壓遙測計、迷走神經遙控刺激裝置和冠狀動脈血管閉塞裝置以產生心肌梗死。又過了一周時間的恢復之后，對這些老鼠中的一半(22只)開始進行迷走神經刺激，刺激條件是將心率降低20下(脈沖寬度0.2msec，脈沖電流0.1到0.13mA，脈沖頻率20Hz)，且每分鐘對迷走神經刺激10秒鐘并持續(xù)40天，該實驗持續(xù)180天；而對剩余的一半老鼠(23只)則不進行迷走神經刺激。
如圖7所示，實驗觀察期間沒有進行迷走神經刺激的23只老鼠中有8只死亡，得出的最終累計存活率是0.57(圖7(a))；另一方面，經過迷走神經刺激的22只老鼠中只有1只死亡，得出的最終累計存活率是0.95(圖7(b))。
上述結果表明，通過迷走神經刺激能夠調節(jié)心肌梗塞之后的異常的生理機制，并且也能夠降低長期死亡率。
(實驗例5)在經過麻醉的日本白兔中，我們由經過實際測量的心率和心臟交感神經活動獲得了生物體本身對此脈沖的反應功能。由于與清醒狀態(tài)的動物相比，經過麻醉的動物的心率波動范圍比較小，所以通過任意改變加在壓力感受器上的壓力來對心率進行人工改變。
具體來講，首先給8只日本白兔注入鎮(zhèn)靜劑并將其麻醉，之后分別靜脈注射泮庫溴銨和肝素鈉以消除由肌肉活動帶來的雜音和避免血液凝固。
通過對兔子的頸部切開將兩側對稱的頸動脈、大動脈減壓神經和迷走神經暴露出來。將連接到由伺服控制的活塞泵的硅橡膠管插入兩側對稱的頸總動脈內。通過對所述伺服泵采用限定頻帶的白色噪音來任意改變頸動脈竇的壓力。為了避免諸如來自于主動脈弓壓力感受器和心肺壓力感受器的其它壓力反射系統(tǒng)的作用，將兩側對稱的迷走神經和大動脈減壓神經進行切割，且通過開胸手術，將左側的心臟交感神經分離并切斷。為了測量心臟交感神經活動(SNA)，在中樞端附有一對鉑金電極。對頸動脈竇的壓力和大動脈的壓力也進行測定。通過在左心耳附著的電極來測得心房的心電圖。將心房的心電圖輸入到心率換算器中以同時測得瞬間的心率(HR)。作為示例，測得的心率和心臟交感神經活動在圖3(a)中示出。
心臟交感神經活動和心率的時間系列分成一些片段。每個片段都遵照傅里葉變換以確定交感神經活動的功率(SSNA-SNA(f))、心率的功率(SHR-HR(f))以及交感神經活動與心率之間的互功率(SHR-SNA(f))，然后按照下面的公式(公式1)來計算轉移函數(shù)(H(f))。通過轉移函數(shù)的逆傅里葉變換來計算沖動反應(h(t))。
H(f)=SHR-SNA(f)SSNA-SNA(f)---(1)]]>接下來我們用從上述實驗過程所得到的沖動反應來進行檢驗，即檢驗由心臟交感神經活動能夠預測到的心率的精確程度的實驗。
首先，利用與上述相同的方法對交感神經活動和心率進行測量。然后我們利用上面所得到的脈沖反應與測得的交感神經活動之間的卷積積分來從交感神經活動中預測心率(公式2)。
HR(t)=Στ=1Nh(τ)·SNA(t-τ)---(2)]]>
(其中N表示脈沖反應的長度，t表示時間，τ表示卷積積分參數(shù)，所有的信號值都以每0.2s離散。)算得實際測得的與預測的心率之間的相關系數(shù)為高達0.80至0.96(中間值0.88)，實際測得的與預測的心率之間的誤差為6.6下/分鐘(中間值3.1下/分鐘)，這個誤差遠遠小于平均心率的1.2±0.7％。
從上面的結果我們可以得出結論，就是由心臟交感神經活動能夠準確地預測心率。
(實驗例6)我們根據(jù)生物體內自然的血壓調節(jié)中樞(血管舒縮中樞)是由血壓信息確定交感神經活動的理論規(guī)律或邏輯，對10只老鼠進行了實驗。為了驗證此規(guī)律或邏輯，我們首先將動物的壓力感受器與循環(huán)系統(tǒng)的其余部分隔離，并且測量隨著加在壓力感受器上的壓力變化由血壓調節(jié)中樞的調節(jié)而引起的血壓變化。從所述輸入(壓力感受器上的壓力)與輸出(血壓)之間的關系來確定壓力反射系統(tǒng)的開環(huán)轉移函數(shù)(Hnative)。其次，我們測量了隨著對交感神經刺激的變化而相應的進行變化的血壓。由這些數(shù)據(jù)來求得從交感神經活動(STM)到血壓(SAP)的轉移函數(shù)(HSTM→SAP)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，并進一步通過Hnative/HSTM→SAP求得隨著壓力感受器(BRP)的壓力變化對交感神經活動(STM)進行調節(jié)變化的所述血壓調節(jié)中樞的轉移函數(shù)(HBRP→STM)。
具體來講，我們對10只老鼠進行麻醉后從口中插入內呼吸管進行人工呼吸。靜脈注射泮庫溴銨以消除肌肉活動帶來的雜音。用血中氣體測量裝置對動脈血內的氣體進行監(jiān)控。將聚乙烯管插入右側股靜脈血管中，并注入生理鹽水以避免實驗過程中的脫水現(xiàn)象。通過右側股動脈將頂部具有微型壓力計的導管插入大動脈弓以測得血壓。
將兩側對稱的頸動脈竇與循環(huán)系統(tǒng)的其余部分進行隔離，以切斷壓力反射系統(tǒng)的反饋環(huán)，同時對迷走神經和大動脈減壓神經也進行切割。我們用一截短聚乙烯管將插入頸動脈的變換器連接到伺服控制泵系統(tǒng)。
將左側大內臟神經進行分離并于橫隔膜的位置將其切割。將一對包覆聚四氟乙烯的鉑金線附在神經末梢上。我們將所附的鉑金線的植入末端用硅橡膠進行包埋，同時鉑金線的自由端連接到恒壓刺激裝置，該恒壓刺激裝置通過D/A轉換器由電腦來控制。
利用伺服控制系統(tǒng)對頸動脈竇的壓力在100至120mmHg之間進行任意的變化，以求得開環(huán)時的壓力反射系統(tǒng)的轉移函數(shù)(Hnative)。同時測定頸動脈竇的壓力和血壓以確定所述轉移函數(shù)。
為了確定其它的轉移函數(shù)(HSTM→SAP)，使頸動脈竇的壓力保持在120mmHg時對交感神經活動在0到10Hz之間進行任意變化。
所述的隨著壓力感受器(BRP)上的壓力變化對交感神經活動(STM)進行變化調節(jié)的血壓調節(jié)中樞的轉移函數(shù)(HBRP→STM)是通過Hnative/HSTM→SAP求得的。由于在自然生物體內，如血壓是在壓力感受器上起作用，所以我們編制程序來根據(jù)下面的公式(3)計算所要求的隨著瞬時間血壓變化(SAP)而相對應的瞬時間交感神經活動(STM)。
STM(t)=∫0∞h(τ)·SAP(t-τ)dτ---(3)]]>(其中h(τ)表示通過HBRP→STM的逆傅里葉變換所得到的沖動反應)然后我們通過對壓力感受器與循環(huán)系統(tǒng)的其余部分進行隔離，使得壓力感受器上的壓力與循環(huán)系統(tǒng)的壓力得以分離，來模仿血壓調節(jié)系統(tǒng)受到損害的疾病狀態(tài)。同時用頂端帶有人工壓力傳感器的導管來測量老鼠的血壓變化。
為了替換自然的血壓調節(jié)中樞，我們通過血壓變化和生物體內的血壓調節(jié)中樞的沖動反應之間的卷積積分來預測交感神經活動，并根據(jù)所預測的值，對作為一種交感神經節(jié)的腹腔神經節(jié)進行刺激。
為了評估在預測的交感神經活動對腹腔神經節(jié)進行刺激能否使老鼠從受到損害的血壓調節(jié)中得到恢復，我們進行了老鼠被動的90度起立傾斜實驗時的血壓變化實驗，并根據(jù)血壓降低程度進行判斷。
為了進行比較，對正常老鼠和血壓調節(jié)受到損害的老鼠也進行90度起立實驗以對血壓降低程度進行評估。
結果在圖8中示出。圖8(a)示出了接受腹腔神經節(jié)刺激的老鼠的血壓變化，圖8(b)示出了正常老鼠的血壓變化，圖8(c)示出了血壓調節(jié)受到損害的老鼠的血壓變化。
根據(jù)對10只老鼠的實驗結果，在起立后的2秒鐘之內，血壓下降了34±6mmHg，而血壓調節(jié)受到損害的老鼠在10秒鐘之內血壓下降了52±5mmHg。另一方面，在采用了人工血壓調節(jié)之后，血壓在2秒鐘之內下降了21±5mmHg，在10秒鐘之內下降了15±6mmHg。
正如上面所詳細描述的那樣，在權利要求1和2所描述的本發(fā)明中，我們可以得到生物體內的自身生物活動的生物活動信號，根據(jù)得到的生物體內的自身生物活動信號算出生物體內所要求的生物刺激信號，并可以用此生物刺激信號來刺激生物，即由生物活動信號計算得到的信號作為所需的刺激自然調節(jié)信號。利用這些生物活動信號，即便是在中樞控制器官本身出于各種各樣的原因而不能正常調節(jié)的情況下，也能夠對每個器官像生物體自身的中樞控制器官能夠正常起作用那樣進行調節(jié)。本發(fā)明能夠應用在各種各樣的所能涉及到的治療措施中，如心臟調節(jié)、血壓調節(jié)和心臟病的治療。
在權利要求3所描述的本發(fā)明中，由于刺激生物信號是利用從正常生物活動中提前獲取的脈沖反應來計算的，所以生物體所需的自然調節(jié)信號可通過算得的刺激生物信號而獲得。
在權利要求4所描述的本發(fā)明中，根據(jù)來自心臟交感神經和/或迷走神經活動的信息對心臟進行調節(jié)，但并不是直接使用神經活動本身的信息，而是使用根據(jù)獲得的神經活動信息所估算的心率。因此，根據(jù)本發(fā)明所制造的心臟調節(jié)系統(tǒng)在特異性、敏感性和瞬時反應方面表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。
在權利要求5所描述的本發(fā)明中，根據(jù)血壓信息對生物體內進行生理性調節(jié)，但并不是直接使用血壓本身的信息，而是使用根據(jù)獲得的血壓信息所估算的刺激交感神經的刺激信號進行血壓調節(jié)。因此，這種血壓調節(jié)系統(tǒng)與自然調節(jié)相同的方式在生物體內進行穩(wěn)定的生理性血壓調節(jié)。
在權利要求6所描述的本發(fā)明中，當生物體內的心臟活動正常時，心臟由自然的生理調節(jié)機制進行調節(jié)，而當心臟活動發(fā)生異常時，本發(fā)明對心臟活動進行調節(jié)以恢復其正?；顒印?br> 工業(yè)應用潛力本發(fā)明能夠提供通過替代自然的生物調節(jié)功能來治療疾病的系統(tǒng)，即便是在中樞控制器官本身由于各種各樣的原因不能正常工作的情況下，這種系統(tǒng)也能夠像中樞控制器官一樣發(fā)揮正常作用并對所控制器官進行自然的生理性調節(jié)；基于該醫(yī)學治療系統(tǒng)同時也能夠提供心臟調節(jié)系統(tǒng)、血壓調節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。
權利要求書(按照條約第19條的修改)根據(jù)條約第19條修改的聲明對于權利要求1和2的補充修正是使計算方法進一步明確化，具體來講是把權利要求3的內容附加到權利要求1和2的內容里，由此刪除了權利要求3。
對于權利要求4的補充修正是使計算方法進一步明確化，具體來講其特征在于，根據(jù)所述生物活動傳感裝置所感測的生物活動所產生的生物活動信息和正常的生物活動的沖動反應之間的卷積積分來計算心臟調節(jié)信號、神經刺激信號等。
對于權利要求6的補充修正是，進一步明確了使用該治療系統(tǒng)適合于治療心臟病，具體來講只適合于心功能不全的治療。所謂的心功能不全是由于心臟本身的心功能障礙而使全身的組織、臟器所需要的血流量和血液循環(huán)受到了阻礙，即所謂的心肌梗塞的末期癥。
1.(修改后的)一種基于生物體內的生物活動的治療疾病的系統(tǒng)，包括感測由生物活動所發(fā)出的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置；接收由所述生物活動傳感裝置所感測的所述生物活動信號、通過先前得自于正常的生物活動的脈沖響應和由所述生物活動傳感裝置所感測的生物活動信號之間的卷積積分來計算生物刺激信號，并輸出所述生物刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置。
2.(修改后的)一種基于生物活動的治療疾病的系統(tǒng)，包括感測由生物活動所發(fā)出的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置；接收由所述生物活動傳感裝置所感測的所述生物活動信號，通過事先根據(jù)正常的生物活動的沖動反應和由所述生物活動傳感裝置所感測的生物活動信號之間的卷積積分來計算生物刺激信號，并輸出所述生物刺激信號的計算裝置；接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置；其中，所述計算裝置包括識別裝置，所述識別裝置用于識別所收到的生物活動信號是由正常的生物活動還是由異常的生物活動所產生，當識別出所收到的生物活動信號是由正常的生物活動所產生時，所述計算裝置就不輸出任何生物刺激信號，而當識別出所收到的生物活動信號是由異常的生物活動所產生時，所述計算裝置就輸出生物刺激信號。
3.(刪除)4.(修改后的)一種基于生物體內生物活動的心臟調節(jié)系統(tǒng)，包括感測心臟交感神經和/或迷走神經的神經活動并輸出神經活動信號的神經活動傳感裝置；接收由所述神經活動傳感裝置所感測的所述神經活動信號，通過事先根據(jù)正常的神經活動的沖動反應和由所述神經活動傳感裝置所感測的神經活動信號之間的卷積積分來計算用于控制心率的調節(jié)信號，并輸出所述調節(jié)信號的計算裝置；接收由所述計算裝置所計算的調節(jié)信號，并根據(jù)所述調節(jié)信號來刺激心臟，以調節(jié)心率的調節(jié)裝置。
5.一種血壓調節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用根據(jù)生物體內的血壓變化、生物體內的神經活動做出相應的反應的自然調節(jié)規(guī)律來估算生物血壓變化，包括感測動脈內的血壓并輸出血壓信號的血壓傳感裝置；接收由所述血壓傳感裝置所感測的血壓信號、分析并處理所述血壓信號，以計算通過刺激血管床交感神經來進行血壓調節(jié)的交感神經刺激信號，并輸出所述交感神經刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的所述交感神經刺激信號，并根據(jù)所述交感神經刺激信號來刺激所述血管床交感神經以調節(jié)血壓的刺激裝置。
6.一種基于生物體內的生物活動的治療心臟病的系統(tǒng)，包括感測由心臟活動系統(tǒng)發(fā)出的心臟活動信息，并輸出心臟活動信號的心臟活動傳感裝置；接收由所述心臟活動傳感裝置所感測的心臟活動信號、分析并處理所述心臟活動信號，以計算神經刺激信號并輸出所述神經刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的神經刺激信號，并根據(jù)所述神經刺激信號來刺激神經的神經刺激裝置。
權利要求
1.一種基于生物體內的生物活動來進行疾病治療的醫(yī)學治療系統(tǒng)，包括感測由生物活動所發(fā)出的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置；接收由所述生物活動傳感裝置所感測的所述生物活動信號、分析并處理所述生物活動信號，以計算生物刺激信號并輸出所述生物刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置。
2.一種基于生物體內的生物活動來進行疾病治療的醫(yī)學治療系統(tǒng)，包括感測由生物活動所發(fā)出的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置；接收由所述生物活動傳感裝置所感測的所述生物活動信號、分析并處理所述生物活動信號以計算生物刺激信號并輸出所述生物刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置，其中，所述計算裝置包括識別裝置，所述識別裝置用于識別所收到的生物活動信號是由正常的生物活動還是由異常的生物活動所產生，當識別出所收到的生物活動信號是由正常的生物活動所產生時，所述計算裝置就不輸出生物刺激信號，而當識別出所收到的生物活動信號是由異常的生物活動所產生時，所述計算裝置就輸出生物刺激信號。
3.如權利要求1或2所述的基于生物體內的生物活動來進行疾病治療的該治療系統(tǒng)，其特征在于，所述生物刺激信號是由事先根據(jù)正常的生物活動的沖動反應和由所述生物活動傳感裝置所感測的生物活動信號之間的卷積積分來計算。
4.一種基于生物體內的生物活動的心臟調節(jié)系統(tǒng)，包括感測心臟交感神經和/或迷走神經的神經活動并輸出神經活動信號的神經活動傳感裝置；接收由所述神經活動傳感裝置所感測的所述神經活動信號、分析并處理所述神經活動信號，以計算控制心率的調節(jié)信號并輸出所述調節(jié)信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的調節(jié)信號，并根據(jù)所述調節(jié)信號來刺激心臟，以調節(jié)心率的調節(jié)裝置。
5.一種血壓調節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用根據(jù)生物體內的血壓變化、生物體內的神經活動做出相應的反應的自然調節(jié)規(guī)律來估算生物體內的血壓變化，包括感測動脈內的血壓并輸出血壓信號的血壓傳感裝置；接收由所述血壓傳感裝置所感測的血壓信號、分析并處理所述血壓信號，以計算通過刺激血管床交感神經來進行血壓調節(jié)的交感神經刺激信號，并輸出所述交感神經刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的所述交感神經刺激信號，并根據(jù)所述交感神經刺激信號來刺激所述血管床交感神經以調節(jié)血壓的刺激裝置。
6.一種基于生物體內的生物活動的治療心臟病的系統(tǒng)，包括感測由心臟活動系統(tǒng)發(fā)出的心臟活動信息，并輸出心臟活動信號的心臟活動傳感裝置；接收由所述心臟活動傳感裝置所感測的心臟活動信號、分析并處理所述心臟活動信號，以計算神經刺激信號并輸出所述神經刺激信號的計算裝置；和接收由所述計算裝置所計算的神經刺激信號，并根據(jù)所述神經刺激信號來刺激神經的神經刺激裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于生物活動的治療系統(tǒng)，其特征在于，包括用于感測由生物活動所產生的生物活動信息并輸出生物活動信號的生物活動傳感裝置，用于接收、分析和處理來自于所述生物活動傳感裝置的生物活動信號，計算生物刺激信號并輸出所述生物刺激信號的計算裝置，以及接收由所述計算裝置所計算的生物刺激信號，并根據(jù)所述生物刺激信號來刺激生物的生物刺激裝置。本發(fā)明還公開了一種基于所述治療系統(tǒng)的心臟調節(jié)系統(tǒng)，一種血壓調節(jié)系統(tǒng)，和一種治療心臟病的系統(tǒng)。
文檔編號A61N1/365GK1646189SQ0282941
公開日2005年7月27日 申請日期2002年8月5日 優(yōu)先權日2002年8月5日
發(fā)明者砂川賢二, 杉町勝, 佐藤隆幸 申請人:國立心血管中心總長代表的日本國