專利名稱：一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法及其經(jīng)皮深刺激電極裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法，該方法屬于醫(yī)學和生物學領域的生物電子技術(shù)。
人們在進行醫(yī)學和生物學領域內(nèi)的各種研究和生產(chǎn)實踐時，有時需要將某種刺激所產(chǎn)生細胞組織興奮之擴布和傳導控制在一定的時間和空間范圍內(nèi)，以利于觀察研究和生產(chǎn)，最新的研究表明，可以在刺激點周圍或其興奮傳導路徑上，根據(jù)需要設置一種刺激控制電極，并通以特殊的刺激控制信號電流，當超過閾強度的信號電流通過這些細胞組織時使之產(chǎn)生興奮，此時，可利用這些細胞組織的絕對不應期，短暫地阻滯某種刺激所產(chǎn)生之興奮，通過這些細胞組織傳導擴布，如果將刺激控制信號的頻率周期提高到小于該種生物組織、細胞的絕對不應期，就能夠達到較長時間的阻滯。因此，可以通過改變刺激控制信號的頻率、波型、振幅、電流強度和刺激控制電極的安放位置以及刺激控制電極的形狀構(gòu)造，即能實現(xiàn)受控刺激，此即本發(fā)明的原理。
目前，在進行各種醫(yī)學和生物學方面的實驗研究時，為了實現(xiàn)對某種刺激作用于生物組織、細胞時產(chǎn)生的興奮擴布傳導之方向，路徑、深度和時空分布的控制，常采用藥物麻醉、神經(jīng)阻滯、組織分離、切斷神經(jīng)和破壞組織器官等方法，由于這些方法或多或少破壞了生物體的正常生理功能和代謝，因而獲得的各種實驗數(shù)據(jù)不夠準確，另外，這些方法適用面狹窄，不能直接應用人體和很難避免對生物體造成損害。
本發(fā)明的目的旨在提供一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法，采用該方法，能夠在不損傷正常的生物體或損傷極小的情況下，實現(xiàn)受控刺激，以進行各種醫(yī)學和生物學試驗、檢測、生產(chǎn)和臨床醫(yī)療。
一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法，該方法是在被刺激生物組織、細胞的受刺激部位周圍或其興奮擴布的傳導路徑上，設置根據(jù)需要特制的刺激控制電極，并將該電極通以特殊的刺激控制信號電流，人為控制該電極作用下的生物細胞的興奮性，利用其絕對不應期和相對不應期，以實現(xiàn)對刺激作用于生物組織、細胞時產(chǎn)生的興奮擴布傳導之方向、路徑、深度和時空分布的控制，用于醫(yī)學和生物學領域的各種試驗、檢測、生產(chǎn)和臨床醫(yī)療。
本發(fā)明公開了一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法，采用該方法進行各種醫(yī)學和生物學試驗、檢測、生產(chǎn)和臨床醫(yī)療，能夠在不破壞生物體的正常生理功能和不給生物體造成損害的情況下實現(xiàn)受控刺激，從而有效地避免了常規(guī)藥物麻醉、神經(jīng)阻滯、切斷神經(jīng)等受控刺激方法對生物體造成的損害，及其由此帶來的對刺激結(jié)果的影響，擴大了受控刺激技術(shù)在醫(yī)學和生物學領域的應用面，并使之能夠直接應用于人體。
以下結(jié)合實際應用，對一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法作進一步說明。
一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法，該方法是在被刺激生物組織、細胞的受刺激部位周圍或其興奮擴布的傳導路徑上，設置根據(jù)需要特制的刺激控制電極，并將該電極通以特殊的刺激控制信號電流，人為控制該電極作用下的生物細胞的興奮性，利用其絕對不應期和相對不應期，以實現(xiàn)對刺激作用于生物組織、細胞時產(chǎn)生的興奮擴布傳導之方向、路徑、深度和時空分布的控制，用于醫(yī)學和生物學領域的各種試驗、檢測、生產(chǎn)和臨床醫(yī)療。
在實際應用時，被控的刺激通常是一些可以直接作用于生物組織、細胞的光、電、機械、溫度、壓力等物理性刺激和化學物品、藥品等化學性刺激，以及復合性的理化刺激。采用這些刺激源刺激生物組織、細胞時，常需相應的裝置和配合相應的使用方式，如光，則必須有產(chǎn)生光的發(fā)電裝置;而藥物則較多采用直接接觸或注射方式，要求更高者可行細胞內(nèi)注射。
刺激控制電極的制作，常使用金、銀、鉑、銅、氯化銀、不銹鋼、導電橡膠、鎢等導電材料制造，根據(jù)各種導電材料的性能和實際使用的需要，選用一種或幾種材料，如用于體表的控制電極，可使用銅材料外鍍鋅制作，也可使用導電橡膠或不銹鋼。刺激控制電極的形狀、大小和構(gòu)造，需視具體使用情況特別設計制作，如用于細胞內(nèi)的控制電極，應制成很小的微電極，以利于插入細胞內(nèi)而不破壞細胞。
刺激控制電極一般安放于被刺激生物組織、細胞的受刺激部位周圍或其興奮擴布的傳導路徑上，有時直接置于神經(jīng)干上;刺激控制電極與受刺激部位之間，在經(jīng)皮刺激時，常使用橡膠、塑料、尼龍、膠木和空氣等絕緣介質(zhì)，起固定、絕緣、限制刺激范圍等作用;有時刺激控制電極安放于生物組織內(nèi)，此時，刺激控制電極與受刺激部位之間則是生物組織和細胞。
刺激控制信號電流是由電源、信號發(fā)生器和功率放大器組成的刺激控制信號發(fā)生裝置產(chǎn)生，其信號的波型、波幅和頻率則根據(jù)刺激控制電極作用下的生物組織、細胞的電生理特性和實際使用的需要予以確定。如用于哺乳類動物，由于這些動物細胞的絕對不應期大都在1毫秒左右，要完全阻滯興奮傳導，刺激控制信號的頻率至少要大于1000HZ，如需間歇阻滯，只須采用間歇振蕩或低頻調(diào)制信號就能實現(xiàn)。
本發(fā)明還涉及一種用以實現(xiàn)上述方法的經(jīng)皮深刺激電極裝置，該電極裝置按裝于RD治療儀或其他實驗、醫(yī)療、診斷儀器上，屬于一種電氣電極裝置。
人們研究發(fā)現(xiàn)，當在人體表皮施以電刺激時，其電流大部分經(jīng)人體表皮和淺表組織擴散，很難深入到深部組織器官，為了將刺激引向深部組織，最新研究結(jié)果表明，可以應用受控刺激方法，在刺激電極周圍設置一對控制電極，并通以頻率至少大于1000HZ的刺激控制信號電流，這樣在被刺激部位周圍形成一個刺激控制電場，使該部分電場作用下的表皮細胞和淺表組織處于絕對不應期，阻遏電刺激沿表皮擴布，而將刺激電流引向深部組織細胞，此即本發(fā)明的原理。
中國專利申請?zhí)?6205702相關點療法用的電子醫(yī)療機中所使用的兩根圓頭金屬探頭，即屬于刺激電極的一種。該圓金屬探頭電極使用時，需兩根探頭并持安放在人體穴位上，接通電流，在兩根電極之間形成刺激電流回路，以此治療各種疾病，但這種電極采用兩根電極棒，使用很不方便，連接導線經(jīng)常損壞，刺激電流限于體表組織，不易刺激到深部組織細胞，影響療效。
本發(fā)明的目的旨在提供一種用以實現(xiàn)上述方法的應用于RD治療儀和其他實驗、醫(yī)療、診斷儀器的經(jīng)皮深刺激電極裝置，借助該裝置，使RD治療儀等儀器產(chǎn)生的刺激電流，在不損傷人體表皮和動物表皮的情況下，方便地導入動物或人體深部組織，準確地刺激目標組織細胞。
一種經(jīng)皮深刺激電極裝置，用以實現(xiàn)上面所述的方法，該經(jīng)皮深刺激電極裝置J由刺激電極D、圓環(huán)形控制電極D1、圓環(huán)形控制電極D2、絕緣環(huán)JH1以及絕緣環(huán)JH2組成，其中刺激電極D位于J的中央，D的一端與導線X1相聯(lián)，絕緣環(huán)JH2套在刺激電極D外面，圓環(huán)形控制電極D1套在絕緣環(huán)JH2外面，并與導線X2相聯(lián)，絕緣環(huán)JH1套在圓環(huán)形控制電極D1外面，圓環(huán)形控制電極D2套在絕緣環(huán)JH1外面，與導線X3相聯(lián)。
使用RD治療儀等儀器裝置進行治療、實驗、診斷時，可以借助本發(fā)明，方便地將刺激電流導入動物體或人體，將刺激準確地傳達到深部組織，而且不損傷表皮，能省卻采用兩根電極棒所帶來的使用不便和避免電極導線的經(jīng)常損壞，提高整機的可靠性和功能。
為了能更清楚地說明本發(fā)明，以下將參照附圖通過RD治療儀舉例說明一種經(jīng)皮深刺激電極裝置的一個實施例。


圖1是本發(fā)明的正視圖。
圖2是本發(fā)明安裝于RD治療儀上時的側(cè)面剖視圖。
圖3是RD治療儀的控制刺激及致熱電路裝置M和主治療電路裝置N的電路連接圖。
圖1、2、3所示，RD治療儀由主機和經(jīng)皮深刺激電極裝置J組成，主機包括機殼JK、控制刺激及致熱電路裝置M以及主治療電路裝置N。經(jīng)皮深刺激電極裝置J固定在機殼JK上，其是由刺激電極D、圓環(huán)形控制電極D1、圓環(huán)形控制電極D2、絕緣環(huán)JH1以及絕緣環(huán)JH2組成，其中刺激電極D位于J的中央，D的一端通過導線X1與主治療電路裝置N的輸出端RP2之滑動端相接，絕緣環(huán)JH2套在刺激電極D外面，圓環(huán)形控制電極D1套在絕緣JH2外面，并通過導線X2與控制刺激及致熱電路裝置M的輸出端RP1之滑動端相接，絕緣環(huán)JH1套在圓環(huán)形控制電極D1外面，圓環(huán)形控制電極D2套在絕緣環(huán)JH1外面，并通過導線X3與電源+Ec相接。
見圖1、2，刺激電極D、圓環(huán)形控制電極D1和圓環(huán)形控制電極D2，可以用銅，或者銀、不銹鋼、導電橡膠等材料制造;絕緣環(huán)JH1和JH2可以用塑料或者膠木、尼龍等材料制造。
見圖2、3，控制刺激及致熱電路裝置M中，T2、T3、C1、C2、R2-5組成了一個多諧振蕩器，該振蕩器產(chǎn)生一個大于2000HZ的中頻信號，經(jīng)晶體管T1進行功率放大，從RP1滑動端輸出，通過導線X2與圓環(huán)形控制電極D1相接，從而在D1與D2之間形成一個頻率大于2000HZ的控制刺激及致熱電場，RP1用來調(diào)節(jié)輸出電流。
主治療電路裝置N中，采用CIC系列音樂集成電路，其輸出的音樂信號經(jīng)晶體管T4功率放大，從RP2滑動端輸出，通過導線X1與刺激電極D相接，RP2用來調(diào)節(jié)輸出電流。
見圖2、3，RD治療儀使用時，將經(jīng)皮深刺激電極裝置J對準人體，安放于人體治療穴位上，開啟電源開關S1，然后分別調(diào)節(jié)RP1和RP2，至被治療者能夠耐受為止，每個穴位治療1～3分鐘，儀器關閉時，斷開電源開關S1即可。
權(quán)利要求
1.一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法，其特征是在被刺激生物組織、細胞的受刺激部位周圍或其興奮擴布的傳導路徑上，設置根據(jù)需要特制的刺激控制電極，并將該電極通以特殊的刺激控制信號電流，人為控制該電極作用下的生物細胞的興奮性，利用其絕對不應期和相對不應期，以實現(xiàn)對刺激作用于生物組織、細胞時產(chǎn)生的興奮擴布傳導之方向、路徑、深度和時空分布的控制，用于醫(yī)學和生物學領域的各種試驗、檢測、生產(chǎn)和臨床醫(yī)療。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的刺激是指可以直接作用于生物組織、細胞的光、電、機械、溫度、壓力等物理性刺激和化學物品、藥品等化學性刺激以及復合性的理化刺激。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的刺激控制電極是由金、銀、鉑、銅、鋁、氯化銀、導電橡膠、不銹鋼、鎢等導電材料制造并根據(jù)實際使用的需要制成相應的構(gòu)造和形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的方法，其特征在于所述的刺激控制電極位于被刺激生物組織、細胞的受刺激部位周圍或其興奮擴布的傳導路徑上，刺激控制電極與受刺激部位之間，可以有橡膠、塑料、尼龍、膠木和空氣等絕緣介質(zhì)，也可以是生物組織和細胞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的方法，其特征在于所述的刺激控制信號電流，是由電源、信號發(fā)生器、功率放大器組成的刺激控制信號發(fā)生裝置所產(chǎn)生，其信號的波型、波幅和頻率，則根據(jù)刺激控制電極作用下的生物組織、細胞的電生理特性和實際使用的需要予以確定。
6.一種經(jīng)皮深刺激電極裝置，用以實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的方法，該經(jīng)皮深刺激電極裝置J由刺激電極D、圓環(huán)形控制電極D1、圓環(huán)形控制電極D2、絕緣環(huán)JH1以及絕緣環(huán)JH2組成，其特征在于刺激電極D位于J的中央，D的一端與導線X1相聯(lián)，絕緣環(huán)JH2套在刺激電極D外面，圓環(huán)形控制電極D1套在絕緣環(huán)JH2外面，并與導線X2相聯(lián)，絕緣環(huán)JH1套在圓環(huán)形控制電極D1外面，圓環(huán)形控制電極D2套在絕緣環(huán)JH1外面，與導線X3相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于醫(yī)學和生物學的受控刺激方法及其經(jīng)皮深刺激電極裝置，屬于醫(yī)學和生物學領域的生物電子技術(shù)。該方法主要有刺激源、刺激控制電極和刺激控制信號組成，采用該方法可以實現(xiàn)對刺激作用于生物組織、細胞時產(chǎn)生的興奮擴布傳導之方向、路徑、深度和時空分布的控制，而且有效地避免了其他受控刺激方法對生物體造成的損害及其由此帶來的對刺激結(jié)果的影響。可廣泛應用于醫(yī)學和生物學領域的各種試驗、檢測、生產(chǎn)和臨床醫(yī)療。
文檔編號A61N1/04GK1057400SQ9110391
公開日1992年1月1日 申請日期1991年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月12日
發(fā)明者盛明山 申請人:盛明山