>[0053] (6)通过互联网云传送或交换数据与其他控制器或使用者进行通讯。协议通过无 线网络与其他智能手机或人员进行通讯;这包括在互联网上传送数据,或在互联网其他地 方运行的计算机程序。
[0054] -种设置于一个生态系统或模板化平台的神经控制系统、方法及仪器,其可能采 用一次性的局部装置为电子计算系统和神经系统之间提供界面。这些界面可以是通过电极 方式的直接电连接或通过传感器(感应器及促动器)的间接方式。其各种不同的结构可具 有以下元件:感应或启动身材内电事件的电极;各种模式的促动器;无线网络;协议应用, 如数据处理、记录、控制系统。这些元件集成于一次性局部装置。上述集成使局部装置可自 主运行。局部装置还可带有遥控单元(通过天线、传送器和接收器进行无线通讯)以实现 自主运行。
[0055] 参见图1,神经细胞通常为电极化,神经内部与其外部相比的电势为负70MV。为神 经细胞施加适当的电压(将细胞的静态电位从_70mV升到启动阈值-55mV以上)可启动一 系列事件,其中在细胞膜的一个区域的电极短暂反转,电极的变化分布于整个细胞的长度 并影响一定距离外的其他细胞,如与其他神经细胞联系或引起或防止肌肉收缩。
[0056] 图2为从一个刺激点的神经脉冲引致一波去极化以及接下来的重新电极化,并在 测量时间内通过神经细胞膜。这一分布的电势运动即神经脉冲。这一现象允许外部神经电 激。
[0057] 如图3所示,阴茎或阴蒂皮肤下的生殖器背部神经为纯粹的触觉神经,其通常在 性行为过程中抵制膀胱的活动,对上述神经的电激已经证明可减轻尿频症状。对阴茎下部 的电激可导致性唤起、勃起、射精和高潮。
[0058] 局部神经刺激仪/感应器(TNSS)用来刺激上述神经,其使用方便、体积小、自主提 供能量、并由智能手机或其他控制装置控制。其优点在于无创、由使用者本人控制,并不需 要处方。
[0059] 参见图4, TNSS具有一个或多个电子电路或芯片,其完成如下功能:与控制器联 系、通过一个或多个产生较大范围电场的电极408根据治疗需要实现神经刺激、可作为电 极和通讯通道的一个或多个天线410、以及多种型号的感应器406,包括但不限于机械运动 和压力、温度、湿度、化学和定位感应器。一种方案是将上述功能集成到芯片400的S0C系 统。在上述系统中包括一个数据处理、通讯和存储的控制单元402, 一个或多个与电极408 连接的刺激仪404和感应器406。还包括一个控制单元实现外部通讯的天线410。所示系 统还包括内部电源412,例如电池。外部电源是芯片结构的另一变体。有必要包括多个芯 片,以提供数据处理和刺激的较大范围的电压。电子电路和芯片通过装置内具有传送数据 和/或电源的导电轨实现通讯。
[0060] 在一个或多个实施例中,一个SBA仪器为一个可粘附于皮肤的导电粘块的形式, 其包括一个电池、电子电路和电极,电激从粘块传导到组织。典型的电激为一系列可调电压 的方波,频率为15到50HZ,电流为20到100MA。使用者通过智能手机控制电激。电激可由 使用者在需要的时候启动、或根据预设的时间进行程控、或根据SBA仪器上的感应器或其 他部件检测到的事件进行启动。另一个为男性设计的TNSS实施例是一个包括电激仪的环 状导电设计,放置于需要电激的阴茎部位。
[0061] 如图5所示,采用有限供电周期的电池作为内部电源412,为本图中的SBA仪器提 供电源。电池可以是锂离子电池或传统的无毒的锰电池。图5显示了不同的电池选择,如 锰电池516和纽扣电池518。不同形状的TNSS可能需要不同的电池。
[0062] 图6显示了上述部件一个可选的实施例,其中电池616-681位于SBA仪器底部的 电极610和612之间。在此实施例中,电池616为锂电池,电池617为锰电池,而电池618 为钮扣电池。本专利申请的范围内还可采用其他型号的电池和电池装置。
[0063] 除了控制器外,SBA仪器的包装平台还包括可放置于皮肤表面的粘块组件,并包括 上述的TNSS电子部件、协议和电源。
[0064] 如图7所示,TNSS采用SBA仪器414。所述仪器带有一个基板,其一面带有可粘 附于皮肤的粘带,图4所述的S0C400或电子包,一个或多个在粘带表面和皮肤之间的电极 408。电极通过皮肤为神经和其他组织提供电激,也可从身体采集电信号,如肌肉收缩时产 生的电信号(肌电图),以提供包括肌肉运动在内的身体功能的数据。
[0065] 如图8所示,根据设计要求可采用不同的芯片。图中所示为应用于TNSS的SBA仪 器的芯片实施例。所述实施例提供了神经电激仪800、感应器802、处理器/通讯装置804。 芯片可在基板上单独包装,包括一个弹性材料,或者作为芯片系统(S0C)400。图中未显示芯 片的连接和电子装置,但为本领域公知技术。
[0066] 图9所不的SBA仪器具有不同电极装置的变体。每一电极包括多个导电轨,使电 极可调节所实施电场的深度、方向以及空间分布。在所有电极装置实施例中,电极901-904 的电激深度可通过施加于电极的电压和电流来控制。电流可施加于SBA仪器的另一端的 各个电极,或仅施加于SBA仪器一端多个电极。施加于电极的信号的相位关系根据电场的 方向性而不同。在所有设计结构中,电极施加的信号在时间和空间范围内都会不同。左边 的设计结构901中,在SBA仪器的两端均有多个同轴的电极接头。采用这一设计结构可通 过施加于电极接着电源的变化实现在各种组织深度上提供电激场。接下来的设计结构902 中,电极404是以多个平行电接头的形式布局。这种方式使电场的定位垂直或平行于SBA。 下一个设计结构903中,电极接头是以矩阵形式布局,电激场在SBA仪器任一端的任何两个 或多个电极接头之间产生,或在SBA仪器一端单一的矩阵内的两个或多个电极接头之间产 生。最后,在最右边的设计结构904中,电极是以多个平行的电接头形式布局的。和第二种 设计结构一样,电场的定位是垂直或平行于SBA仪器。电极和接头还可以有许多其他的布 局。
[0067] -个或多个TNSS与一个或多个控制器组成一个系统。各系统和分配的虚拟处理 和存储服务之间互相联系并互动。通过这一方式,多个系统间可实现医疗及非医疗应用的 数据采集、交换及分析。
[0068] 如图10所示,该系统具有两个TNSS单元1006,一个在腰上,另一个在腿上,系统与 控制器、一部智能手机1000或其他控制装置进行通讯。TNSS单元可以同时是感应和刺激单 元,既可以独立工作也可在身体区域网络(BAN)中一起工作。系统之间的通讯通过通讯桥 或包括蜂窝网络在内的网络完成。系统还可通过互联网1002与分布式虚拟处理和存储环 境中的应用程序进行通讯。与分布式虚拟处理和存储环境中的应用程序进行通讯的目的是 传送大量的使用者数据以进行分析,并与其他第三方进行联络,如医院、医生、保险公司、研 究人员等。从多元系统1004采集、交换、分析数据的应用程序有不少。第三方应用的开发 人员可进入TNSS系统及其数据以实现多种应用。这些应用可向穿戴TNSS单元1006的个 人反馈数据或控制信号。这些应用还可向其他采用系统1008的成员传送数据或控制信号。 所述数据包括个人数据、多个使用者的叠加数据、数据分析或其他来源的辅助数据。
[0069] 在图11所示的实施例中,电极的布局影响波束形成及波束控制。波束形成和波束 控制使TNSS对于神经和组织的电激有更多可选的应用。波束控制通过对目标实施定向刺 激机制提供了为包括神经在内的细胞实施低能量电激的机会。采用低能量电波束延长了电 池寿命,并可能采用低能量芯片组。波束控制通过磁场及形成通道等多种方式实现。图11 显示了一种通过使用多个射线1102形成和控制波束的方法,所述射线由普通电源1104供 电的相位位移仪1103激活的相互作用的相位实现。由于放射信号在相位之外,其产生干预 模式1105,实现在各种控制的方向1106上组成和控制波束。电磁射线和光线一样具有波束 特征,可集中于某一位置。这为有选择地电激神经等组织提供了可能。其还为将能量和数 据的传送集中于某一物体提供了可能,如局部或植入的电子装置,这样不仅改进了启动或 控制上述物体的可选择性,而且降低了运行所需的总电能。
[0070] 图12是另一个用于波束形成和控制1202的通道结构1200的实施例。通道结 构1200还包括一对通过时间变化电压的应用实施简单波束形成的波互锁电极。波束控制 1202显示了主电场图以及波束控制的工作原理。图12显示了一个可能的实施例。
[0071] 人类和哺乳动物的身体是一个各向异性的媒介,其多层组织具有不同的电特征。 采用多种电极或多种SBA仪器,并利用人或哺乳动物的身体作为各向异性的电导体实现电 场的控制。结合图18和19将讨论电场的控制。
[0072] 如图13所示,控制器是一个电子平台,如智能手机1300,平板电脑1302,个人 电脑1304,或其他具有无线通讯功能的专用模块1306,如现有通讯芯片(例如宽带通讯 BCM4334、TI WILINK8等)支持的近场通讯、蓝牙或WIFI技术以及其他多种能与TNSS实现 通讯的协议应用。其还可包括多个一起工作的控制器,例如使用者不仅安装了控制应用程 序的智能手机,同时口袋或钱包里还与钥匙链类似的控制器。
[0073] TNSS协议实现与控制器通讯的功能,包括传送和接收控制和数据信号,神经电激 的启动和控制,从主板感应器采集数据,与其他TNSS进行通讯和协作以及数据分析。通常 TNSS从控制器接收指令,产生电激并实施于组织,感应组织信号,并将上述信号传送给控制 器。其也可分析感应的信号并根据