用于校准声学的、去同步化的神经刺激的设备和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于校准声学的、去同步化的神经刺激的设备
[0002] 和方法。
【背景技术】
[0003] 具有例如耳鸣、抑郁症、强迫症、ADHS或精神分裂症的神经疾病的患者的大脑特定 区域内的神经细胞群体是病态地触发，例如过同步地触发。在运种情况下，大量的神经形成 同步的动作电位，运意味着，所设及的神经过度地同步触发。与此相反，对于健康人大脑运 个区域的神经W其他形式触发，例如W不相关的方式触发。
[0004] 为了医治慢性主观性耳鸣而开发出了声学协调复位(CR)-刺激，其有目的地抵抗 病态同步的神经触发（参见P .A. Tass，I .Adamchic ,Η. -J.Freund, T. von Stackelberg, C. Hauptmann的《Counteracting tinnitus by acoustic coordinated reset neuromodulation》，干。登于Restorative Neurology and Neuroscience 30,137-159页 (2012);I.Adamchic,T.Toth,C.Hauptmann,P.A.Tass的《Reversing pathologically increased EEG power by acoustic CR neuromodulation》，甲J登于Human Brain Mapping (印刷中））并且也能够标准化不同大脑区域之间的病态变化性的相互作用(所谓的有效连 接）（参见A.N. SiIchenko , I .Adamchic ,C.Hauptmann,P.A.Tass的《Impact of acoustic coordinated reset neuromodulation on effective connectivity in a neural network of 地antom sound》，刊登于化uroimage 77,133-147页，2013)。声学的CR-刺激的 特征在于疗效 W及安全性（参见P. A. Tass, I. Adamchic,Η. -J. Freund, Τ. von Stacke化erg, C. Hauptmann的《Counteracting tinnitus by acoustic coordinated reset neuromodulation》，干。登于Restorative Neurology and Neuroscience 30,137-159页 (2012))。
[000引对于声学CR-刺激的效果至关重要的是，使不同的刺激区域实际处于待刺激的神 经群体中。并不存在可能确定了病态神经同步的空间范围的成像法。因此CR-治疗音调并不 借助于客观方法而确定，而是借助于基于屯、理声学的听力测定的（并因此根据不同的病人 而W不同的程度缺陷的）方法而确定。在听力测定的CR-音调的调整中，首先W听力测定来 确定显性的耳鸣频率。运通常对于具有噪音性耳鸣的患者并不有效，而是仅对于具有音调 性耳鸣的患者有效。CR-治疗音调的音调高度是硬性规定的（参见P. A.化SS，I. AdamcMC， Η.-J.Freund,T.von Stacke Iberg,C. Hauptmann的《Counteracting tinnitus by acoustic coordinated reset neuromodulation》，干。登于Restorative Neurology and Neuroscience 30,137-159页（2012))。在第二步中，将治疗音调的音量与硬性规定的音调 高度(例如在显性耳鸣音调高度的77%至140%的范围内）比较(运意味着，将CR-治疗音调 的音量调整为主观上尽可能相同的音量）。
[0006]运种疗法对具有音调性耳鸣的大约25 %的患者并没有产生效果。（参见P.A.化SS, I.Adamchic,Η.-J.Freund,Τ.von Stackelberg,C.Hauptmann的《Counteracting tinnitus by acoustic coordinated reset neuromodulation》，干。登于Restorative Neurology and Neuroscience 30,137-159页（2012))。运大约与具有音调性耳鸣的患者（运些患者不 能够在其耳鸣音与电脑对比音之间做出音调高度平衡）的百分比相应。此外，CR-疗法W其 当前的形式（即，通过上述的听力测定的CR-音调的调节)仅适合于具有窄带噪音性耳鸣的 病人而并不适合于具有宽带噪音性耳鸣的病人。一方面缺少(能够听力测定而确定的）显性 耳鸣频率并且另一方面硬性规定的、CR-治疗音调的音调高度设置(例如在耳鸣的显性音调 高度的77%至140%的范围内）通常并不适合，因为引起噪音性耳鸣的病态同步源头化erd) 在中央听力测定系统中例如具有不同于音调性耳鸣情况下的范围度。
[0007] 类似的情况出现在对于不同的神经性疾病治疗的病例中，例如通过声学CR-刺激 来治疗ADHS、抑郁症、强迫症或者精神分裂症。对于适合的CR-治疗音调的选择目前为止还 只是W听觉测定的或者W试验性或有误差地实施。费时的试验并不保证非侵入式的CR治疗 的理想效果，因为一方面并不能够对大脑中所有可能的刺激点进行系统性地开发W及测 试，并且另一方面通过长时间的检查而使患者受压，从而使患者的配合度自然地受到影响， 并且使测试的结果变差。
【发明内容】
[0008] 至今仍在实行通过听力测定的/屯、理物理学的调整的校准过程（例如在用于治疗 耳鸣的声学CR-刺激中）。本发明的目的在于，给出一种设备，通过该设备能够实施客观的、 并且能够足够快速执行的校准。
[0009] 该目的运样达到，即，通过利用根据本发明的设备的、客观的、能够足够快速执行 的检查方法来替代主观的测定方法(例如在声学CR-刺激中W听力测定的调整）。该客观的 检查方法实现了，为了校准最佳刺激参数W及多个刺激点而使用一种基于电生理的并且对 大脑的诱发反应能够足够快速执行测定的方法。
[0010] 该目的通过W下根据本发明的设备而达到：
[0011] 根据本发明的设备由W下部件组成：（i)测量单元，该测量单元具有非侵入式的传 感器或者(较不优选的）侵入式的传感器，其用于电生理测量病理神经活动或者用于电生理 测量体现出该神经活动的或与该神经活动足够紧密相关的活动(例如肌肉活动）；（ii)用于 施加声学刺激的刺激单元;W及(iii)控制及分析单元。
【具体实施方式】
[0012] 在下文中示例性地参照附图进一步说明本发明。
[0013] 总是能够设置为，使根据本发明的设备的单个部件，特别是测量单元、刺激单元W 及控制及分析单元结构上相互分开。因此，根据本发明的设备也可W理解为系统。
[0014] 根据本发明的设备能够特别用于治疗神经性疾病或者精神性疾病，例如帕金森氏 病、原发性震颤、由多发性硬化症引起的震颤W及其他病理性震颤、肌张力障碍、癒痛、抑郁 症、运动功能障碍、小脑疾病、强迫症、图雷特综合征、自闭症、中风后的功能性障碍、疫李、 耳鸣、失眠、精神分裂症、肠易激综合征、成癒性疾病、边缘性人格障碍、注意力缺乏综合症、 病态赌博、神经衰弱症、贪食症、厌食症、饮食障碍、疲劳综合症、纤维肌痛症、偏头痛、丛集 性头痛、一般头痛、神经痛、运动失调症、抽动性疾病或者高血压，W及其他疾病，运些疾病 的特征在于病理性增加的神经同步。
[0015] 上述疾病能够由神经群体之间的生物电的通信障碍引起，运些神经群体在特定的 回路内连在一起。因此神经群体生成持续不断的病理性的神经活动而且有可能由此生成相 关的病理性的连接（网络结构）。其中大量神经形成同步活动电位，即所设及的神经过度同 步触发。此外病态神经群体具有振荡的神经活动，即神经有节奏地触发。对于神经疾病或者 精神疾病，相关的神经群体的病态的有节奏的活动的平均频率大约在1至30化的范围内，但 也可W在该范围之外。与此相反健康人的神经W其他形式触发，例如W不相关的方式触发。
[0016] 在图11中示意性地作为本发明的实施例示出了用于校准声学去同步的神经刺激 的刺激参数的设备1。设备1由控制及分析单元10、刺激单元11W及测量单元12组成。在设备 1的工作期间，控制及分析单元10特别执行对刺激单元11的控制。此外，控制及分析单元10 生成控制信号21，该信号由刺激单元11接收。刺激单元11根据控制信号21生成施加给病人 的刺激（即音调)22。刺激单元11W及特别是控制及分析单元10是非侵入式的单元，即，运些 单元在设备1的工作期间处于病人的体外并且并不W手术植入到病人的体内。
[0017] 借助于测量单元12而控制通过音调22而达到的刺激效果。测量单元12接收一个或 多个在病人身上测得的测量信号23,将信号在必要情况下转换为电气信号24并且将该电气 信号提供给控制及分析单元10。特别能够借助于测量单元12来测量在受刺激的目标区域内 或与该目标区域相连的区域内的神经活动，其中该区域的神经活动与目标区域的神经活动 紧密相关(例如肌肉活动）。控制及分析单元10处理信号24,例如能够加强或过滤信号24,并 且对处理后的信号24分析。控制及分析单元10根据该分析的结果而特别对刺激单元11进行 操控。为了执行其职能，控制及分析单元10例如能够包含处理器(例如微控制器）。
[0018] 在图11中，示出了在CR-刺激过程中的设备1。在患者的大脑26中至少一个神经群 体27具有一个如前所述的病态同步的和振荡的神经活动。刺激单元11运样施加给患者一个 音调22,即，使该音调由患者的耳朵接收并从运里通过神经系统转运到大脑26中的病态触 发的神经群体27中。音调22运样形成，即，使神经群体27的病态同步的触发去同步化。由刺 激导致的神经的同步率的降低能够导致突触权重的下降因此导致丧失掉形成病态同步的 触发的趋势。
[0019] 声学的刺激在内耳中转换为神经脉冲并且通过听觉神经传导到听觉皮层。通过听 觉皮层的音调拓扑设置，在W某确定的频率进行内耳的声学刺激的时候听觉皮层的某确定 部分受到触发。
[0020] 相应地，通过使施用的刺激22通过神经传导传输到位于大脑26中的不同的目标区 域，刺激单元11能够单独地对大脑26的不同区域进行刺激。目标区域可W在CR刺激的过程 中由可能不同的和/或有时移的刺激22来进行刺激。
[0021] 在CR-刺激过程中，给具有病态同步的和振荡的触发的神经群体27施加一个刺激 22,该刺激在神经群体27中实现一个受到刺激的神经的神经触发的相位的复位，即重置。通 过该复位，受到刺激的神经的相位与当前相位值无关而直接变成一个或者接近一个确定的 相位值，例如0° (在实践中不可能非常精确地调整到一个确定的相位