用于校準(zhǔn)聲學(xué)的、去同步化的神經(jīng)刺激的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于校準(zhǔn)聲學(xué)的、去同步化的神經(jīng)刺激的設(shè)備
[0002] 和方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 具有例如耳鳴、抑郁癥、強(qiáng)迫癥、ADHS或精神分裂癥的神經(jīng)疾病的患者的大腦特定 區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞群體是病態(tài)地觸發(fā)，例如過(guò)同步地觸發(fā)。在運(yùn)種情況下，大量的神經(jīng)形成 同步的動(dòng)作電位，運(yùn)意味著，所設(shè)及的神經(jīng)過(guò)度地同步觸發(fā)。與此相反，對(duì)于健康人大腦運(yùn) 個(gè)區(qū)域的神經(jīng)W其他形式觸發(fā)，例如W不相關(guān)的方式觸發(fā)。
[0004] 為了醫(yī)治慢性主觀性耳鳴而開發(fā)出了聲學(xué)協(xié)調(diào)復(fù)位(CR)-刺激，其有目的地抵抗 病態(tài)同步的神經(jīng)觸發(fā)（參見(jiàn)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頁(yè) (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））并且也能夠標(biāo)準(zhǔn)化不同大腦區(qū)域之間的病態(tài)變化性的相互作用(所謂的有效連 接）（參見(jiàn)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頁(yè)，2013)。聲學(xué)的CR-刺激的 特征在于療效 W及安全性（參見(jiàn)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頁(yè) (2012))。
[000引對(duì)于聲學(xué)CR-刺激的效果至關(guān)重要的是，使不同的刺激區(qū)域?qū)嶋H處于待刺激的神 經(jīng)群體中。并不存在可能確定了病態(tài)神經(jīng)同步的空間范圍的成像法。因此CR-治療音調(diào)并不 借助于客觀方法而確定，而是借助于基于屯、理聲學(xué)的聽(tīng)力測(cè)定的（并因此根據(jù)不同的病人 而W不同的程度缺陷的）方法而確定。在聽(tīng)力測(cè)定的CR-音調(diào)的調(diào)整中，首先W聽(tīng)力測(cè)定來(lái) 確定顯性的耳鳴頻率。運(yùn)通常對(duì)于具有噪音性耳鳴的患者并不有效，而是僅對(duì)于具有音調(diào) 性耳鳴的患者有效。CR-治療音調(diào)的音調(diào)高度是硬性規(guī)定的（參見(jiàn)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頁(yè)（2012))。在第二步中，將治療音調(diào)的音量與硬性規(guī)定的音調(diào) 高度(例如在顯性耳鳴音調(diào)高度的77%至140%的范圍內(nèi)）比較(運(yùn)意味著，將CR-治療音調(diào) 的音量調(diào)整為主觀上盡可能相同的音量）。
[0006]運(yùn)種療法對(duì)具有音調(diào)性耳鳴的大約25 %的患者并沒(méi)有產(chǎn)生效果。（參見(jiàn)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頁(yè)（2012))。運(yùn)大約與具有音調(diào)性耳鳴的患者（運(yùn)些患者不 能夠在其耳鳴音與電腦對(duì)比音之間做出音調(diào)高度平衡）的百分比相應(yīng)。此外，CR-療法W其 當(dāng)前的形式（即，通過(guò)上述的聽(tīng)力測(cè)定的CR-音調(diào)的調(diào)節(jié))僅適合于具有窄帶噪音性耳鳴的 病人而并不適合于具有寬帶噪音性耳鳴的病人。一方面缺少(能夠聽(tīng)力測(cè)定而確定的）顯性 耳鳴頻率并且另一方面硬性規(guī)定的、CR-治療音調(diào)的音調(diào)高度設(shè)置(例如在耳鳴的顯性音調(diào) 高度的77%至140%的范圍內(nèi)）通常并不適合，因?yàn)橐鹪胍粜远Q的病態(tài)同步源頭化erd) 在中央聽(tīng)力測(cè)定系統(tǒng)中例如具有不同于音調(diào)性耳鳴情況下的范圍度。
[0007] 類似的情況出現(xiàn)在對(duì)于不同的神經(jīng)性疾病治療的病例中，例如通過(guò)聲學(xué)CR-刺激 來(lái)治療ADHS、抑郁癥、強(qiáng)迫癥或者精神分裂癥。對(duì)于適合的CR-治療音調(diào)的選擇目前為止還 只是W聽(tīng)覺(jué)測(cè)定的或者W試驗(yàn)性或有誤差地實(shí)施。費(fèi)時(shí)的試驗(yàn)并不保證非侵入式的CR治療 的理想效果，因?yàn)橐环矫娌⒉荒軌驅(qū)Υ竽X中所有可能的刺激點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性地開發(fā)W及測(cè) 試，并且另一方面通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的檢查而使患者受壓，從而使患者的配合度自然地受到影響， 并且使測(cè)試的結(jié)果變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 至今仍在實(shí)行通過(guò)聽(tīng)力測(cè)定的/屯、理物理學(xué)的調(diào)整的校準(zhǔn)過(guò)程（例如在用于治療 耳鳴的聲學(xué)CR-刺激中）。本發(fā)明的目的在于，給出一種設(shè)備，通過(guò)該設(shè)備能夠?qū)嵤┛陀^的、 并且能夠足夠快速執(zhí)行的校準(zhǔn)。
[0009] 該目的運(yùn)樣達(dá)到，即，通過(guò)利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的、客觀的、能夠足夠快速執(zhí)行 的檢查方法來(lái)替代主觀的測(cè)定方法(例如在聲學(xué)CR-刺激中W聽(tīng)力測(cè)定的調(diào)整）。該客觀的 檢查方法實(shí)現(xiàn)了，為了校準(zhǔn)最佳刺激參數(shù)W及多個(gè)刺激點(diǎn)而使用一種基于電生理的并且對(duì) 大腦的誘發(fā)反應(yīng)能夠足夠快速執(zhí)行測(cè)定的方法。
[0010] 該目的通過(guò)W下根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備而達(dá)到：
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備由W下部件組成：（i)測(cè)量單元，該測(cè)量單元具有非侵入式的傳 感器或者(較不優(yōu)選的）侵入式的傳感器，其用于電生理測(cè)量病理神經(jīng)活動(dòng)或者用于電生理 測(cè)量體現(xiàn)出該神經(jīng)活動(dòng)的或與該神經(jīng)活動(dòng)足夠緊密相關(guān)的活動(dòng)(例如肌肉活動(dòng)）；（ii)用于 施加聲學(xué)刺激的刺激單元;W及(iii)控制及分析單元。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 在下文中示例性地參照附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0013] 總是能夠設(shè)置為，使根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的單個(gè)部件，特別是測(cè)量單元、刺激單元W 及控制及分析單元結(jié)構(gòu)上相互分開。因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備也可W理解為系統(tǒng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備能夠特別用于治療神經(jīng)性疾病或者精神性疾病，例如帕金森氏 病、原發(fā)性震顫、由多發(fā)性硬化癥引起的震顫W及其他病理性震顫、肌張力障礙、癒痛、抑郁 癥、運(yùn)動(dòng)功能障礙、小腦疾病、強(qiáng)迫癥、圖雷特綜合征、自閉癥、中風(fēng)后的功能性障礙、疫李、 耳鳴、失眠、精神分裂癥、腸易激綜合征、成癒性疾病、邊緣性人格障礙、注意力缺乏綜合癥、 病態(tài)賭博、神經(jīng)衰弱癥、貪食癥、厭食癥、飲食障礙、疲勞綜合癥、纖維肌痛癥、偏頭痛、叢集 性頭痛、一般頭痛、神經(jīng)痛、運(yùn)動(dòng)失調(diào)癥、抽動(dòng)性疾病或者高血壓，W及其他疾病，運(yùn)些疾病 的特征在于病理性增加的神經(jīng)同步。
[0015] 上述疾病能夠由神經(jīng)群體之間的生物電的通信障礙引起，運(yùn)些神經(jīng)群體在特定的 回路內(nèi)連在一起。因此神經(jīng)群體生成持續(xù)不斷的病理性的神經(jīng)活動(dòng)而且有可能由此生成相 關(guān)的病理性的連接（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）。其中大量神經(jīng)形成同步活動(dòng)電位，即所設(shè)及的神經(jīng)過(guò)度同 步觸發(fā)。此外病態(tài)神經(jīng)群體具有振蕩的神經(jīng)活動(dòng)，即神經(jīng)有節(jié)奏地觸發(fā)。對(duì)于神經(jīng)疾病或者 精神疾病，相關(guān)的神經(jīng)群體的病態(tài)的有節(jié)奏的活動(dòng)的平均頻率大約在1至30化的范圍內(nèi)，但 也可W在該范圍之外。與此相反健康人的神經(jīng)W其他形式觸發(fā)，例如W不相關(guān)的方式觸發(fā)。
[0016] 在圖11中示意性地作為本發(fā)明的實(shí)施例示出了用于校準(zhǔn)聲學(xué)去同步的神經(jīng)刺激 的刺激參數(shù)的設(shè)備1。設(shè)備1由控制及分析單元10、刺激單元11W及測(cè)量單元12組成。在設(shè)備 1的工作期間，控制及分析單元10特別執(zhí)行對(duì)刺激單元11的控制。此外，控制及分析單元10 生成控制信號(hào)21，該信號(hào)由刺激單元11接收。刺激單元11根據(jù)控制信號(hào)21生成施加給病人 的刺激（即音調(diào))22。刺激單元11W及特別是控制及分析單元10是非侵入式的單元，即，運(yùn)些 單元在設(shè)備1的工作期間處于病人的體外并且并不W手術(shù)植入到病人的體內(nèi)。
[0017] 借助于測(cè)量單元12而控制通過(guò)音調(diào)22而達(dá)到的刺激效果。測(cè)量單元12接收一個(gè)或 多個(gè)在病人身上測(cè)得的測(cè)量信號(hào)23,將信號(hào)在必要情況下轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)24并且將該電氣 信號(hào)提供給控制及分析單元10。特別能夠借助于測(cè)量單元12來(lái)測(cè)量在受刺激的目標(biāo)區(qū)域內(nèi) 或與該目標(biāo)區(qū)域相連的區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)，其中該區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng)與目標(biāo)區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng) 緊密相關(guān)(例如肌肉活動(dòng)）?？刂萍胺治鰡卧?0處理信號(hào)24,例如能夠加強(qiáng)或過(guò)濾信號(hào)24,并 且對(duì)處理后的信號(hào)24分析?？刂萍胺治鰡卧?0根據(jù)該分析的結(jié)果而特別對(duì)刺激單元11進(jìn)行 操控。為了執(zhí)行其職能，控制及分析單元10例如能夠包含處理器(例如微控制器）。
[0018] 在圖11中，示出了在CR-刺激過(guò)程中的設(shè)備1。在患者的大腦26中至少一個(gè)神經(jīng)群 體27具有一個(gè)如前所述的病態(tài)同步的和振蕩的神經(jīng)活動(dòng)。刺激單元11運(yùn)樣施加給患者一個(gè) 音調(diào)22,即，使該音調(diào)由患者的耳朵接收并從運(yùn)里通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到大腦26中的病態(tài)觸 發(fā)的神經(jīng)群體27中。音調(diào)22運(yùn)樣形成，即，使神經(jīng)群體27的病態(tài)同步的觸發(fā)去同步化。由刺 激導(dǎo)致的神經(jīng)的同步率的降低能夠?qū)е峦挥|權(quán)重的下降因此導(dǎo)致喪失掉形成病態(tài)同步的 觸發(fā)的趨勢(shì)。
[0019] 聲學(xué)的刺激在內(nèi)耳中轉(zhuǎn)換為神經(jīng)脈沖并且通過(guò)聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)傳導(dǎo)到聽(tīng)覺(jué)皮層。通過(guò)聽(tīng) 覺(jué)皮層的音調(diào)拓?fù)湓O(shè)置，在W某確定的頻率進(jìn)行內(nèi)耳的聲學(xué)刺激的時(shí)候聽(tīng)覺(jué)皮層的某確定 部分受到觸發(fā)。
[0020] 相應(yīng)地，通過(guò)使施用的刺激22通過(guò)神經(jīng)傳導(dǎo)傳輸?shù)轿挥诖竽X26中的不同的目標(biāo)區(qū) 域，刺激單元11能夠單獨(dú)地對(duì)大腦26的不同區(qū)域進(jìn)行刺激。目標(biāo)區(qū)域可W在CR刺激的過(guò)程 中由可能不同的和/或有時(shí)移的刺激22來(lái)進(jìn)行刺激。
[0021] 在CR-刺激過(guò)程中，給具有病態(tài)同步的和振蕩的觸發(fā)的神經(jīng)群體27施加一個(gè)刺激 22,該刺激在神經(jīng)群體27中實(shí)現(xiàn)一個(gè)受到刺激的神經(jīng)的神經(jīng)觸發(fā)的相位的復(fù)位，即重置。通 過(guò)該復(fù)位，受到刺激的神經(jīng)的相位與當(dāng)前相位值無(wú)關(guān)而直接變成一個(gè)或者接近一個(gè)確定的 相位值，例如0° (在實(shí)踐中不可能非常精確地調(diào)整到一個(gè)確定的相位