Транскутанная электрическая стимуляция нервов с использованием новых несбалансированных бифазных форм сигнала и нового расположения электродов

1. Устройство для транскутанной электрической стимуляции нервов пользователя, содержащее
корпус,
блок стимуляции для электрической стимуляции нервов с использованием асимметричных двухфазных электрических импульсов, причем во время каждой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса указанный блок стимуляции генерирует на аноде напряжение, которое выше, чем напряжение на катоде, чтобы ток мог протекать от анода к катоду, причем указанный блок стимуляции доставляет большее количество электрического заряда во второй фазе асимметричного двухфазного электрического импульса, чем количество электрического заряда, доставляемого в первой фазе асимметричного двухфазного электрического импульса с использованием одного и того же установленного анодного напряжения в обеих фазах асимметричного двухфазного электрического импульса благодаря использованию электрического заряда, накопленного во время первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса,
блок управления для управления электрической стимуляцией, доставляемой указанным блоком стимуляции, и
электродную матрицу, выполненную с возможностью соединения с указанным блоком стимуляции, причем указанная электродная матрица содержит подложку и по меньшей мере первый и второй электроды, причем указанные по меньшей мере первый и второй электроды установлены на указанной подложке с заранее заданным расположением так, что когда указанная подложка размещена на пользователе, первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, а второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв.
2. Устройство по п. 1, в котором указанный блок управления выполнен с возможностью указания указанному блоку стимуляции подавать дискретные асимметричные двухфазные электрические импульсы.
3. Устройство по п. 2, в котором дискретные асимметричные двухфазные электрические импульсы регулируются по току.
4. Устройство по п. 2, в котором каждая фаза дискретных асимметричных двухфазных электрических импульсов имеет прямоугольную форму.
5. Устройство по п. 2, в котором между первой и второй фазами дискретных асимметричных двухфазных электрических импульсов имеется задержка по времени.
6. Устройство по п. 5, в котором указанная задержка по времени составляет 100 микросекунд.
7. Устройство по п. 2, в котором полярность первой фазы дискретных асимметричных двухфазных электрических импульсов варьируется.
8. Устройство по п. 7, в котором полярность первой фазы дискретных асимметричных двухфазных электрических импульсов в каждом дискретном асимметричном двухфазном электрическом импульсе чередуется.
9. Устройство по п. 7, в котором полярность первой фазы каждого дискретного асимметричного двухфазного электрического импульса варьируется так, чтобы гарантировать, что в каждый электрод в течение заранее заданного периода времени втекает равное количество положительных и отрицательных зарядов.
10. Устройство по п. 9, в котором указанный заранее заданный период времени составляет одну десятую секунды.
11. Устройство по п. 2, в котором дискретные асимметричные двухфазные электрические импульсы доставляются с постоянной частотой.
12. Устройство по п. 11, в котором частота составляет приблизительно 80 Гц.
13. Устройство по п. 2, в котором дискретные асимметричные двухфазные электрические импульсы доставляются со случайной частотой.
14. Устройство по п. 13, в котором указанные случайные частоты находятся в диапазоне от приблизительно 60 Гц до приблизительно 100 Гц.
15. Устройство по п. 1, которое питается от портативного источника питания.
16. Устройство по п. 15, в котором указанный портативный источник питания представляет собой низковольтную аккумуляторную батарею.
17. Устройство по п. 16, в котором напряжение указанной низковольтной аккумуляторной батареи составляет менее 5 вольт.
18. Устройство по п. 1, в котором указанная электродная матрица содержит третий электрод и четвертый электрод, причем указанный третий электрод и указанный четвертый электрод установлены на указанной подложке с заранее заданным расположением, так что третий электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, а четвертый электрод перекрывают второй нерв, но не перекрывает первый нерв.
19. Устройство по п. 1, в котором указанная электродная матрица содержит третий электрод и четвертый электрод, причем указанный третий электрод и указанный четвертый электрод установлены на указанной подложке с заданным расположением, так что третий электрод перекрывает третий нерв, а четвертый электрод перекрывает четвертый нерв.
20. Устройство по п. 1, в котором не все указанные электроды в указанной электродной матрице одновременно подсоединены к указанному блоку стимуляции.
21. Устройство по п. 20, в котором все электроды, соединенные с указанным блоком стимуляции, перекрывают разные нервы.
22. Устройство по п. 1, в котором блок управления управляет анодным напряжением указанного блока стимуляции.
23. Устройство по п. 22, в котором указанный блок управления управляет указанным анодным напряжением на основании катодного напряжения.
24. Устройство по п. 22, в котором указанный блок управления управляет указанным анодным напряжением на основании измерений асимметричных двухфазных электрических импульсов.
25. Устройство по п. 24, в котором указанные измерения выполняются в первой фазе асимметричных двухфазных электрических импульсов и/или во второй фазе асимметричных двухфазных электрических импульсов.
26. Устройство по п. 22, в котором указанный блок управления управляет указанным анодным напряжением на основании (i) катодного напряжения и (ii) измерений асимметричных двухфазных электрических импульсов.
27. Устройство по п. 24, в котором указанные измерения включают соотношение амплитуд в асимметричных двухфазных электрических импульсах между фактическим стимулирующим током и заданным стимулирующим током в конкретное время или соотношение между фактическим полным зарядом и заданным полным зарядом асимметричных двухфазных электрических импульсов.
28. Устройство по п. 24, в котором указанное анодное напряжение установлено на минимальное значение, так что указанные измерения асимметричных двухфазных электрических импульсов соответствуют заранее заданным критериям.
29. Устройство по п. 1, в котором указанный блок управления управляет амплитудой и длительностью первой и второй фаз асимметричных двухфазных электрических импульсов.
30. Устройство по п. 29, в котором амплитуда и длительность первой и второй фаз асимметричных двухфазных электрических импульсов управляются указанным блоком стимуляции независимо.
31. Устройство по п. 30, в котором асимметричные двухфазные электрические импульсы для первой и второй фаз каждого асимметричного двухфазного электрического импульса имеют одинаковую амплитуду, но разную длительность.
32. Устройство по п. 31, в котором длительность второй фазы асимметричного двухфазного электрического импульса больше, чем длительность первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса.
33. Устройство по п. 30, в котором асимметричные двухфазные электрические импульсы для двух фаз каждого асимметричного двухфазного электрического импульса имеют разную амплитуду, но одинаковую длительность.
34. Устройство по п. 33, в котором амплитуда для второй фазы асимметричного двухфазного электрического импульса больше, чем амплитуда для первой фазы этого асимметричного двухфазного электрического импульса.
35. Устройство по п. 30, в котором асимметричные двухфазные электрические импульсы для двух фаз каждого асимметричного двухфазного электрического импульса имеют разные амплитуды и разные длительности.
36. Устройство по п. 1, в котором указанные по меньшей мере первый и второй электроды устанавливают на указанной подложке с заранее заданным расположением, так что, когда указанная подложка размещена на пользователе, первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв, и указанные первый и второй электроды вместе перекрывают третий нерв.
37. Устройство для транскутанной электрической стимуляции нервов пользователя, содержащее
корпус,
блок стимуляции для электрической стимуляции нервов с использованием асимметричных двухфазных электрических импульсов, причем указанный блок стимуляции доставляет большее количество электрического заряда во второй фазе асимметричного двухфазного электрического импульса, чем количество электрического заряда, доставляемого в первой фазе асимметричного двухфазного электрического импульса с использованием одного и того же уровня выходного напряжения благодаря использованию электрического заряда, накопленного во время первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса,
блок управления для управления электрической стимуляцией, доставляемой указанным блоком стимуляции, и
электродную матрицу, выполненную с возможностью соединения с указанным блоком стимуляции, причем указанная электродная матрица содержит подложку и по меньшей мере первый и второй электроды, причем указанные по меньшей мере первый и второй электроды установлены на указанной подложке с заранее заданным расположением так, что когда указанная подложка размещена на пользователе, первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, а второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв.
38. Устройство по п. 37, в котором каждый электрод указанной электродной матрицы выполнен с возможностью индивидуального соединения с указанным блоком стимуляции.
39. Устройство по п. 37, в котором длительность второй фазы каждого асимметричного двухфазного электрического импульса отличается от длительности первой фазы каждого асимметричного двухфазного электрического импульса и/или
амплитуда второй фазы каждого асимметричного двухфазного электрического импульса отличается от амплитуды первой фазы каждого асимметричного двухфазного электрического импульса.
40. Устройство по п. 37, в котором указанные по меньшей мере первый и второй электроды установлены на указанной подложке с заранее заданным расположением, так что, когда указанная подложка размещена на пользователе, первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв, и указанные первый и второй электроды вместе перекрывают третий нерв.
41. Способ транскутанной электрической стимуляции нервов пользователя, включающий
использование блока стимуляции для генерации асимметричных двухфазных электрических импульсов, причем асимметричные двухфазные электрические импульсы генерируют путем создания разницы напряжений между анодным напряжением и катодным напряжением, при этом величина электрического заряда, доставляемого во второй фазе асимметричного двухфазного электрического импульса, больше, чем величина электрического заряда, доставляемого в первой фазе асимметричного двухфазного электрического импульса с использованием одного и того же анодного напряжения во время первой и второй фаз асимметричного двухфазного электрического импульса благодаря использованию электрического заряда, накопленного во время первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса,
использование электродной матрицы, выполненной с возможностью соединения с указанным блоком стимуляции, причем указанная электродная матрица содержит подложку и по меньшей мере первый и второй электроды, причем указанные по меньшей мере первый и второй электроды устанавливают на указанную подложку с заранее заданным расположением так, что когда указанную подложку размещают на пользователе, первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, а второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв, и
применение указанного блока стимуляции и указанной электродной матрицы для приложения асимметричных двухфазных электрических импульсов к коже пользователя.
42. Способ по п. 41, в котором асимметричные двухфазные электрические импульсы доставляют с постоянной частотой.
43. Способ по п. 41, в котором асимметричные двухфазные электрические импульсы доставляют на случайной частоте, причем указанная случайная частота находится в заданном диапазоне.
44. Способ по п. 41, в котором первая и вторая фазы асимметричных двухфазных электрических импульсов разделены задержкой по времени.
45. Способ по п. 44, в котором указанная задержка по времени составляет 100 микросекунд.
46. Способ по п. 41, в котором в асимметричных двухфазных электрических импульсах варьируют полярность первой фазы асимметричных двухфазных электрических импульсов.
47. Способ по п. 46, в котором первую фазу асимметричных двухфазных электрических импульсов чередуют в каждом асимметричном двухфазном электрическом импульсе.
48. Способ по п. 46, в котором схема чередования первых фаз асимметричных двухфазных электрических импульсов гарантирует, что в течение заранее заданного периода времени в каждый электрод втекает равное количество положительных и отрицательных зарядов.
49. Способ по п. 48, в котором указанный заранее заданный период времени составляет одну десятую секунды.
50. Способ по п. 41, в котором амплитудой двух фаз асимметричных двухфазных электрических импульсов управляют независимо.
51. Способ по п. 41, в котором длительностью указанных двух фаз асимметричных двухфазных электрических импульсов управляют независимо.
52. Способ по п. 50, в котором амплитуда второй фазы асимметричного двухфазного электрического импульса больше, чем амплитуда первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса.
53. Способ по п. 51, в котором длительность второй фазы асимметричного двухфазного электрического импульса больше, чем длительность первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса.
54. Способ по п. 41, в котором анодное напряжение указанного блока стимуляции является управляемым.
55. Способ по п. 41, в котором катодное напряжение указанного блока стимуляции является управляемым.
56. Способ по п. 54, в котором анодное напряжение имеет значение в диапазоне от приблизительно от 20 Вольт до приблизительно 100 Вольт.
57. Способ по п. 54, в котором анодное напряжение получают от источника энергии с более низким выходным напряжением, чем анодное напряжение.
58. Способ по п. 54, в котором анодным напряжением управляют до заданного значения.
59. Способ по п. 58, в котором указанное заданное значение для анодного напряжения регулируют так, чтобы катодное напряжение находилось в требуемом диапазоне.
60. Способ по п. 59, в котором указанный требуемый диапазон находится между приблизительно 1 Вольт и приблизительно 5 Вольт.
61. Способ по п. 58, в котором указанное заданное значение для анодного напряжения регулируют так, чтобы измерения асимметричных двухфазных электрических импульсов соответствовали заранее заданным критериям.
62. Способ по п. 61, в котором указанные измерения включают соотношение амплитуд между фактическим стимулирующим током и заданным стимулирующим током в конкретное время в пределах каждого из асимметричных двухфазных электрических импульсов или соотношение между фактическим зарядом и заданным зарядом для каждого из асимметричных двухфазных электрических импульсов.
63. Способ по п. 61, в котором указанные заранее заданные критерии содержат значение, указывающее на то, когда указанные измерения превышают пороговое значение.
64. Способ по п. 63, в котором указанное пороговое значение составляет 0,9.
65. Способ по п. 61, в котором указанные измерения содержат комбинацию соотношения амплитуд и соотношения зарядов, причем указанное соотношение амплитуд представляет собой соотношение между фактическим током стимуляции и заданным током стимуляции в конкретное время в пределах асимметричных двухфазных электрических импульсов, а указанное соотношение зарядов представляет собой соотношение между фактическим текущим зарядом и заданным текущим зарядом асимметричных двухфазных электрических импульсов.
66. Способ по п. 61, в котором указанные измерения относятся к первой фазе асимметричных двухфазных электрических импульсов и/или ко второй фазе асимметричных двухфазных электрических импульсов.
67. Способ по п. 41, в котором указанные по меньшей мере первый и второй электроды устанавливают на указанной подложке с заранее заданным расположением, так что, когда подложку размещают на пользователе, первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв, и указанные первый и второй электроды вместе перекрывают третий нерв.
68. Способ транскутанной электрической стимуляции нервов пользователя, включающий
использование блока стимуляции для генерации асимметричных двухфазных электрических импульсов, при этом указанный блок стимуляции доставляет большее количество электрического заряда во второй фазе асимметричного двухфазного электрического импульса, чем количество электрического заряда, доставляемого в первой фазе асимметричного двухфазного электрического импульса без увеличения выходного напряжения указанного блока стимуляции благодаря использованию электрического заряда, накопленного во время первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса, и
использование электродной матрицы, выполненной с возможностью соединения с указанным блоком стимуляции, причем указанная электродная матрица содержит по меньшей мере первый и второй электроды,
размещение электродной матрицы на пользователе так, чтобы первый электрод перекрывал первый нерв, но не перекрывал второй нерв, а второй электрод перекрывал второй нерв, но не перекрывал первый нерв, и
применение указанного блока стимуляции для приложения асимметричных двухфазных электрических импульсов к коже пользователя.
69. Способ по п. 68, в котором первый и второй нервы представляют собой одно из следующего: периферический нерв, ветви периферического нерва, коллатерали периферического нерва, кожные нервные волокна периферических нервов, сенсорные нервы, двигательные нервы, двигательные сенсорные нервы.
70. Способ по п. 68, в котором полярность первой фазы асимметричных двухфазных электрических импульсов изменяют так, чтобы уравновесить электрический заряд, протекающий через каждый из электродов в течение заранее заданного времени.
71. Способ по п. 68, в котором электродную матрицу размещают на пользователе так, что первый электрод перекрывает первый нерв, но не перекрывает второй нерв, второй электрод перекрывает второй нерв, но не перекрывает первый нерв, и указанные первый и второй электроды вместе перекрывают третий нерв.
72. Устройство для транскутанной электрической стимуляции мышц пользователя, содержащее
корпус,
блок стимуляции для электрической стимуляции мышц с использованием асимметричного двухфазного электрического импульса, причем во время каждой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса указанный блок стимуляции генерирует напряжение на аноде, которое выше, чем напряжение на катоде, чтобы обеспечить протекание тока от анода к катоду, причем указанный блок стимуляции доставляет большее количество электрического заряда во второй фазе асимметричного двухфазного электрического импульса, чем количество электрического заряда, доставляемого в первой фазе асимметричного двухфазного электрического импульса с использованием одной и той же установки анодного напряжения в обеих фазах асимметричного двухфазного электрического импульса благодаря использованию электрического заряда, накопленного во время первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса,
блок управления для управления стимуляцией, доставляемой указанным блоком стимуляции, и
электродную матрицу, выполненную с возможностью соединения с указанным блоком стимуляции, причем указанная электродная матрица содержит подложку и по меньшей мере первый и второй электроды, причем указанные по меньшей мере первый и второй электроды установлены на указанной подложке с заранее заданным расположением так, что когда подложка размещена на пользователе, первый электрод перекрывает первую мышцу, но не перекрывает вторую мышцу, и второй электрод перекрывает вторую мышцу, но не перекрывает первую мышцу.
73. Устройство по п. 72, в котором указанные по меньшей мере первый и второй электроды установлены на указанной подложке с заранее заданным расположением, так что, когда подложка размещена на пользователе, первый электрод перекрывает первую мышцу, но не перекрывает вторую мышцу, второй электрод перекрывает вторую мышцу, но не перекрывает первую мышцу, и указанные первый и второй электроды вместе перекрывают третью мышцу.
74. Способ транскутанной электрической стимуляции мышц пользователя, включающий этапы:
размещение электродной матрицы на коже пользователя таким образом, чтобы первый электрод из указанной электродной матрицы перекрывал первую мышцу, но не перекрывал вторую мышцу, и чтобы второй электрод из указанной электродной матрицы перекрывал вторую мышцу, но не перекрывал первую мышцу,
управление блоком стимуляции для генерации асимметричных двухфазных электрических импульсов, и
доставку указанных асимметричных двухфазных электрических импульсов к электродной матрице, причем вторая фаза асимметричных двухфазных электрических импульсов доставляет больший электрический заряд, чем первая фаза асимметричных двухфазных электрических импульсов, без необходимости увеличивать выходное напряжение блока стимуляции во время второй фазы асимметричных двухфазных электрических импульсов благодаря использованию электрического заряда, накопленного во время первой фазы асимметричного двухфазного электрического импульса.
75. Способ по п. 74, в котором полярность первой фазы асимметричных двухфазных электрических импульсов изменяют таким образом, чтобы уравновесить электрический заряд, протекающий через каждый из указанных электродов в течение заранее заданного времени.
76. Способ по п. 74, в котором электродную матрицу размещают на пользователе так, что первый электрод перекрывает первую мышцу, но не перекрывает вторую мышцу, второй электрод перекрывает вторую мышцу, но не перекрывает первую мышцу, и указанные первый и второй электроды вместе перекрывают третью мышцу.