专利名称：给送对于个体对象可定制的前庭刺激的系统和方法前庭刺激的系统和方法是已知的。例如，常规系统和方法在授予Lattner等人的美国专利6，748，275 (“‘275号专利”)和6，314，324 (“‘324号专利”)中公开。存在与这些已知系统和方法相关的各种缺点和限制。例如，被配置为给送前庭刺激的常规系统仅向头部的每一侧给送单一电流。该电 流穿过位于头部一侧上的阳极到头部相反侧上的阴极。由该电流提供的刺激的强度、频率和/或其他属性可以是可调的，但是仅可以针对提供给头部的所有刺激来调整刺激的这些属性。在单个治疗部位处不提供空间上电刺激的属性的改变。
本发明的一个方面涉及一种配置为刺激对象的前庭系统的系统。在一个实施例中，该系统包括第一组对象接触表面和处理器。第一组对象接触表面包括对象接触部，该对象接触部是在空间上彼此区分开的并且被配置为与对象的皮肤电接触地安装在对象的第一个耳朵处或附近的对象的皮肤上，以使得对第一组接触表面的电刺激配送影响在对象的与第一个耳朵同一侧上的对象的前庭系统。处理器被配置为运行功率控制模块，该功率控制模块被配置为独立地(individually)控制对第一组对象接触表面中的对象接触表面的电刺激的配送，以使得在给定时刻配送到各个对象接触表面的电刺激的一个或多个参数在第一组对象接触表面中的不同对象接触表面之间变化。本发明的另一方面涉及一种刺激对象的前庭系统的方法。在一个实施例中，该方法包括通过第一组对象接触表面接触对象的皮肤，其中第一组对象接触表面中的对象接触表面是在空间上彼此区分开的，并且其中所述对象接触表面在对象的第一个耳朵处或附近接触对象的皮肤，以使得对第一组接触表面的电刺激配送影响在对象的与第一个耳朵同一侧上的对象的前庭系统；以及将电刺激独立地配送到第一组对象接触表面中的对象接触表面，以使得在给定时刻配送到各个对象接触表面的电刺激的一个或多个参数在第一组对象接触表面中的不同对象接触表面之间变化。本发明的另一方面涉及一种被配置为刺激对象的前庭系统的系统。在一个实施例中，该系统包括用于接触对象的皮肤的第一装置，其中用于接触的第一装置中的对象接触表面彼此在空间上区分开的且在对象的第一个耳朵处或附近的位置处接触对象的皮肤，以使得对由用于接触的第一装置所接触的位置的电刺激的配送影响在对象的与第一个耳朵同一侧上的对象的前庭系统；以及用于配送的装置，其将电刺激配送到由用于接触的第一装置所接触的对象的皮肤上的各个位置，以使得在给定时刻配送到各个位置的电刺激的一个或多个参数在不同位置之间变化。通过在参考附图的情况下考虑以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他目标、特征及性质以及操作方法和相关结构元件的功能以及部件的组合和加工的经济性将变得更明显，其中，所有附图形成本说明书的一部分，在不同的附图中相似的参考数字指示相应的部分。在本发明的一个实施例中，在此图示的结构元件是按比例绘制的。然而，应该明确理解的是，附图仅是为了图示说明和描述的目的而不限制本发明。另外，在文中任何一个实施例中显示或描述的结构特征也可以被用在其他实施例中。然而，应该明确理解的是，附图仅用于图示说明和描述的目的而不旨在定义本发明的界限。如在说明书和权利要求中所用，单数形式的“一”、“一个〃和“所述”包括复数个指代物，除非上下文清楚地作出其他说明。图I图示了根据本发明的一个或多个实施例的被配置为对对象施予前庭刺激的系统。图2图示了根据本发明的一个或多个实施例的对象刺激接口。·图3图示了根据本发明的一个或多个实施例的对象刺激接口。图4图示了根据本发明的一个或多个实施例的对象刺激接口。图5图示了根据本发明的一个或多个实施例的对象刺激接口。图6图示了根据本发明的一个或多个实施例的对对象施予前庭刺激的方法。

应该认识到，图I中将传感器22显示为单一部件并不旨在进行限制。在一个实施例中，传感器22包括多个传感器。多个传感器可以一起位于单个物理设备上，或者多个传感器可以分布在不同设备上。在一个实施例中，传感器22包括在第一个耳朵26处或附近安置在对象12上的至少一个传感器单元以及在第二个耳朵处或附近设置于对象12上的至少一个传感器单兀。处理器24被配置为在系统10中提供信息处理能力。因此，处理器24可以包括数字处理器、模拟处理器、设计为处理信息的数字电路、设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子地处理信息的其他机构中的一种或多种。尽管处理器24在图I中被显示为单个实体，这仅用于图示说明的目的。在一些实施方式中，处理器24可以包括多个处理单元。这些处理单元可以物理地位于同一设备内，或者处理器24可以表示协调操作的多个设备的处理功能。如图I所示，处理器24可以被配置为运行一个或多个计算机程序模块。所述一个或多个计算机程序模块可以包括功率控制模块32、治疗模块34、对象信息模块36和/或其他模块中的一个或多个。处理器24可以被配置为通过软件，硬件，固件，软件、硬件和/或固件的一些组合，和/或用于在处理器24上配置处理能力的其他机制来运行模块32、34和/ 或 36。应当理解的是，虽然模块32、34和36在图I中被显示为共同存在于单个处理单元内，但在处理器24包括多个处理单元的实施方式中，模块32、34和/或36中的一个或多个可以定位成远离其他模块。下面描述的由不同模块32、34和/或36提供的功能的描述是为了说明的目的，并且不旨在限制，因为模块32、34和/或36中的任何一个均可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，可以去除模块32、34和/或36中的一个或多个，并且其功能中的一些或全部可以由模块32、34和/或36中的其他模块提供。作为另一个示例，处理器24可以被配置为运行一个或多个额外模块，这些模块可以执行下面归属于模块32、34和/或36之一的一些或全部功能。功率控制模块32被配置为独立地控制对各对象接触表面28的电刺激的配送。这是通过逐个表面地控制从电源14给送到各个对象接触表面28的功率来完成的。这使得功率控制模块32能够控制由第一组对象接触表面28给送的电刺激，以使得在给定的时间点由第一组对象接触表面28给送的电刺激的一个或多个参数在第一组对象接触表面28中的不同对象接触表面28之间变化。所述一个或多个参数可以包括振幅、调制频率、调制相位、极性、调制脉冲形状、调制脉冲宽度、调制脉冲间歇(pulse pause ofmodulation)、调制脉冲串和/或其他参数中的一个或多个。相对于包括配送电刺激至对象12的皮肤的电极的常规前庭刺激系统，这增强了给送电刺激至对象12的第一对象刺激接口 20和/或第二对象刺激接口 30的功能。例如，常规系统一般包括单个电极，其在对象12的头部的每一侧上，并且/或者不能使电刺激的参数随单个刺激给送部位(例如，由第一对象刺激接口 20或第二对象刺激接口 30覆盖的区域)的位置改变。治疗模块34被配置为向功率控制模块32提供治疗方案。该治疗方案规定这样一种方式，应该以此方式将功率以协调的方式配送到各个对象接触表面28以便对前庭系统有治疗作用。治疗模块34可以从多个治疗方案(例如，之前存储到电子存储器16中的)调取治疗方案。可以基于用户选择(例如通过用户接口 18)来配置由该治疗方案规定的电刺激参数的一个或多个设定。治疗方案本身可以基于用户选择(例如通过用户接口 18)而选自多个潜在的方案。对象信息模块36被配置为接收来自传感器22和/或对象接触表面28的信息，并确定与由对象12接收的前庭刺激形式的治疗相关的信息。这种信息可以包括与进入对象12的皮肤的电刺激的配送相关的一个或多个参数。这种参数可以包括电阻、电容、阻抗和/或其他参数中的一个或多个。由对象信息模块36确定的信息可以包括施予对象12的前庭刺激对对象12的一个或多个生理功能的影响。所述一个或多个生理功能可以包括下列中的一个或多个平衡或空间取向(基于位置或运动传感器信号)、血管紧张性、核心温度、新陈代谢功能、脉冲形状，皮肤电反应、心率可变性、压力感受器敏感性、体重、肌肉交感神经激活、瞳孔扩张，通过患者的消化系统的材料的蠕动运动、血压和/或其他的生理功能。已经发现为了(例如以系统10的方式)刺激前庭系统的目的而施加到对象的外部
皮肤的电刺激的影响随着对象不同而显著变化。这种影响的差异的可能原因包括解剖体的差异、对象之间的电学属性的差异、施加电刺激的表面与对象的皮肤之间的接触的安全性和/或对象之间的其他差异。此外，体液和皮肤属性随着时日改变而变化和/或针对单个对象每天都变化。与对象信息模块36所采取的对象12的治疗相关的信息的新测量使得能够进行由(特别地)系统10施加到对象12的电刺激的影响的量化，和/或对治疗期间对象12的具体情况的量化。在一个实施例中，为获得与由系统10提供给对象12的电刺激的影响相关的进一步信息，对象信息模块36被配置为通过用户接口 18从对象12接收用户输入。这些输入包括对象12 (或其他用户)进行的对于对象12的电刺激的影响的选择和/或输入。例如，所述输入可以表示该影响的主观量化，例如刺激位置处的不适程度、平衡和/或空间取向(和/或其幅度或频率)的感知变化、饥饿程度、兴奋程度、放松程度、消化系统不适(如反胃)程度、晕车、嗜睡、眩晕和/或对影响的其他主观量化。所述输入可以表示影响的非主观量化，如获得的睡眠小时数、消耗的食物量、体重、睡眠潜伏期和/或影响的其他非主观量化。治疗模块34进一步被配置成基于由对象信息模块36确定和/或获得的信息调整提供给对象12的电刺激的参数。该调整相当于基于通过直接测量(例如来自传感器22的输出信号)和/或用户输入获得的反馈对对象12的电刺激的定制化。由治疗模块34做出的调整改变了电刺激的参数，以便提供由治疗方案规定的对前庭系统(和/或相关系统)的预期影响。例如，治疗模块34可以将由治疗方案规定的对前庭系统的预期影响与由对象信息模块36接收的信息所指示的对前庭系统的表观影响或实际影响进行比较。基于这种比较，治疗模块34可以调整治疗方案的电刺激的一个或多个参数以使得表观影响或实际影响更接近预期影响。在一个实施例中，将分立的对象接触表面28包括在第一对象刺激接口 20和/或第二对象刺激接口 30中使得由治疗模块34对治疗方案做出的调整能够考虑个体解剖体、电学属性和/或对象12的敏感度。特别地，在调整治疗方案的电刺激的参数时，治疗模块34相对于彼此对在个体对象接触表面28处施予的电刺激的一个或多个参数进行调整。例如，振幅、调制频率、调制相位、极性、调制脉冲形状、调制脉冲宽度、调制脉冲间歇、调制脉冲串和/或和/或通过第一组对象接触表面28中的第一对象接触表面28施加到对象12的电刺激的其它参数中的一个或多个可以被调整，而不影响通过第一组对象接触表面28中的第二对象接触表面28施加到对象12的电刺激的相同(一个或多个)参数。作为另一示例，通过第一对象接触表面28和第二对象接触表面28施加的电刺激的(一个或多个)参数都可以在治疗方案中被调整，但可以以不同的幅度、不同的方向和/或以其他差异进行调整。调整施加到对象12的外部皮肤以刺激前庭系统的电刺激的参数的这种可定制性程度可能是对常规方法的改进，在常规方法中使用单个电极或电极对来向对象12提供均匀刺激。特别地，前述常规方法尚不允许对象12的皮肤上接收电刺激的不同位置被独立地寻址。相反，对所施加电刺激的任何改变会被均匀地作用到电刺激的单一分布轮廓，该电刺激在头部每一侧上施加到对象12。图2图示了第一对象刺激接口 20的一个示例性实施例。在图2所示的实施例中，第一对象刺激接口 20被形成为单个单元，其承载包含在第一组对象接触表面28中的多个(例如三个或更多个)对象接触表面28。如上所述，可以控制各个对象接触表面28以给送具有不同参数分布轮廓的电刺激。例如，可以逐个表面地控制通过各对象接触表面28施加的电刺激的振幅、调制频率、调制相位、极性、调制脉冲形状、调制脉冲宽度、调制脉冲间歇、调制脉冲串和/或其他参数。 在图2所示的实施例中，第一对象刺激接口 20还承载传感器22。传感器22可以在第一组对象接触表面28接触对象的皮肤的位置处或附近与对象的皮肤接触。传感器22被配置为生成与皮肤的电学属性和/或第一对象刺激接口 20与皮肤之间的接触的电学属性相关的输出信号。这些属性可以包括电阻、电容、阻抗和/或其它电学属性中的一个或多个。可以由对象接触表面28产生传达与这些电学参数和/或对象12的皮肤和/或身体组织的其他电学参数相关的信息的输出信号。传感器22可以包括电磁福射源和/或光电探测器以进行对象12的生理功能的光学测量。例如，可以进行氧化、水合、呼吸、(一个或多个)心血管功能和/或其他生理功能的光学测量。光源和/或光电探测器可以接触或可以不接触对象。第一对象刺激接口 20还包括开口 38。开口 38被配置成接收穿过其中的对象的耳朵，从而当第一对象刺激接口 20被安装以向对象给送治疗时，第一对象刺激接口 20围绕对象的耳朵。图3图示了第一对象刺激接口 20的一个示例性实施例。在图3所示的实施例中，第一对象刺激接口 20包括第一组对象接触表面28和传感器22，如上面关于图2所示的实施例所讨论的。在图3所示的实施例中，第一对象刺激接口 20具有弯曲的或大致拱形的形状以便于围绕对象耳朵的背面(或正面)安装第一对象刺激接口 20。特别地，第一对象刺激接口 20通过第一弯曲边界40和第二弯曲边界42来界定，该等二弯曲边界42比第一弯曲边界40具有更小的半径和/或更紧的曲率。当被安装到对象上时，第二弯曲边界42放置成邻近对象的耳朵的背面(或正面)。图4图示了第一对象刺激接口 20的一个示例性实施例。在图4所示的实施例中，第一对象刺激接口 20承载第一组对象接触表面28、传感器22、脉冲发生器44和/或其他部件。传感器22被配置为产生传达与通过对象接触表面28给送的电刺激对对象的前庭系统的影响相关的信息的输出信号。作为非限制性示例，传感器22可以生成传达与对象的位置和/或运动相关的信息的输出信号。例如，传感器22可以包括加速度计、数字罗盘、陀螺仪和/或其它传感器。
脉冲发生器44被配置为执行归属于(在图I中所示和上面描述的)上面的电源14和/或处理器24的至少一些上述功能。例如，脉冲发生器44被配置为根据治疗方案向各对象接触表面28独立地提供电刺激。为了增强脉冲发生器44的形状因素、简单性、可靠性和/或成本，上面归属于(在图I中所示和上面描述的)处理器24的一些上述功能可以从脉冲发生器44的性能中省略。如果是这样的情况，从脉冲发生器44中省略的处理器24的一些或全部功能可以由第一对象刺激接口 20未承载的与脉冲发生器44可操作地链接的一个或多个处理器提供。该可操作的链路可以例如通过有线或无线通信介质来实现，和/或其可以包括插接站，其中第一对象刺激接口 20在不使用时停靠该插接站。图5图示了第一对象刺激接口 20的一个示例性实施例。在图5所示的实施例中，第一对象刺激接口 20包括上面关于图4讨论的传感器22和脉冲发生器44。在图5所示的实施例中，第一对象刺激接口 20与图3所示且如上所述的实施例中的第一对象刺激接口20具有相同的大体形状。应该理解的是，图1-5所示的系统10的部件的配置并不旨在进行限制。例如，可以由第一对象刺激接口 20和/或第二对象刺激接口 30来承载系统10的更多或更少的部 件。作为另一个示例，电源14、电子存储器16、用户接口 18和处理器24可以被设置在与第一对象刺激接口 20、第二对象刺激接口 30和/或传感器22可操作地通信的单个设备内。其他配置也是可预期的。图6图示了向对象施予前庭刺激的方法46。下面提出的方法46的操作旨在进行说明。在一些实施例中，方法46可以使用一个或多个未描述的额外操作和/或不使用所讨论的一个或多个操作来实现。此外，在图6中图示并在下面描述的方法46的操作的顺序并不旨在进行限制。在一些实施例中，方法46可以在一个或多个处理设备(例如数字处理器、模拟处理器、设计为处理信息的数字电路、设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其他机制)中实施。所述一个或多个处理设备可以包括响应于以电子方式存储在电子存储介质上的指令来执行方法46的一些或所有操作的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括通过专门设计用于执行方法46的一个或多个操作的硬件、固件和/或软件而配置的一个或多个设备。在操作48中，在对象的第一个耳朵处或附近的第一组位置处接触对象的皮肤。第一组位置可以包括第一个耳朵背面处或附近和/或第一个耳朵周围的位置。第一组位置被布置成使得电刺激到第一组位置的配送影响对象的第一个耳朵同一侧上的对象的前庭系统。在第一组位置处对象的皮肤与第一组对象接触表面接触。在一个实施例中，第一组对象接触表面与(图1-5中所示和上面描述的)对象接触表面28相似或相同。第一组对象接触表面可以由与(图1-5中所示和上面描述的)第一对象刺激接口 20相似或相同的第一对象刺激接口承载。在操作50中，在对象的第二个耳朵处或附近的第二组位置处接触对象的皮肤。第二组位置可以包括第二个耳朵背面处或附近和/或第二个耳朵周围的位置。第二组位置被布置成使得电刺激到第二组位置的配送影响对象的第二个耳朵同一侧上的对象的前庭系统。在第二组位置处对象的皮肤与第二组对象接触表面接触。第二组对象接触表面与(图I中所示和上面描述的)对象接触表面28相似或相同。第二组对象接触表面可以由与(图I中所示和上面描述的)第二对象刺激接口 30相似或相同的第二对象刺激接口承载。 在操作52中，通过第一和/或第二组对象接触表面将电刺激配送到第一和/或第二组位置。通过第一组对象接触表面配送电刺激以使得在第一组对象接触表面内电刺激的参数在各对象接触表面之间变化。类似地，通过第二组对象接触表面配送电刺激以使得在第二组对象接触表面内电刺激的参数在各对象接触表面之间变化。在操作52中根据以协调的方式配送电刺激以对对象的前庭系统具有治疗作用的治疗方案来配送电刺激。电刺激的协调可以包括以编管弦乐曲的方式在第一组对象接触表面与第二组接触表面之间协调所述配送。例如，为了产生IHz的摇摆感觉，第一组对象接触表面可以被激活O. 5秒并且随后第二组对象接触表面可以被激活O. 5秒。在一个实施例中，通过与(至少部分如图1、4和5所示的和上面描述的)处理器24相似或相同的一个或多个处理器执行操作52。在操作54中，监控电刺激至对象的皮肤的传送(communication)和/或所配送电刺激对前庭系统的影响。监控电刺激至对象的皮肤的传送可以包括确定对象的皮肤的一个或多个电学属性、与对象的皮肤的接触的一个或多个属性和/或其他属性。例如，监控电刺激至对象的皮肤的传送可以包括监控电阻、电容、阻抗和/或其他电学属性中的一个或多·个。监控所配送电刺激对前庭系统的影响可以包括监控对象的一个或多个生理功能。所述一个或多个生理功能可以包括平衡、感知空间取向、血管紧张性、核心温度、新陈代谢功能、脉冲形状、皮肤电反应、心率可变性、压力感受器敏感性、身体重量、肌肉交感神经激活、瞳孔扩张、通过患者的消化系统的材料的蠕动运动、血压、氧化、水合、呼吸和/或其他生理功能中的一个或多个。在操作54中执行的监控可以包括自动获取和/或分析信息(例如，用传感器和/或处理器)，和/或可以包括接收用户输入。在一个实施例中，通过分别与(如图I所示和上面描述的)传感器22、对象接触表面28、处理器24和/或用户接口 18相似的传感器、处理器和/或用户接口来执行操作54。在操作56中，基于在操作54中执行的监控调整配送到对象的皮肤上的第一组和/或第二组位置的电刺激的一个或多个参数。参数的调整可以包括调整通过彼此独立的对象接触表面配送到各个位置的电刺激。这导致了 对通过第一组对象接触表面中的至少一个对象接触表面给送的电刺激的参数,相对于通过第一组对象接触表面中的至少一个另一对象接触表面给送的电刺激的参数，进行调整。电刺激的参数的这种粒状调整可以增强由方法46提供给个体对象的治疗的可定制性。在一个实施例中，通过与(至少部分如图1、4和5所示和上面描述的)处理器24相似或相同的处理器执行操作56。虽然为了说明的目的已经基于当前被认为是最实用和优选的实施例详细描述了本发明，但是应该理解的是，这些细节仅用于该目的，并且本发明并不限定于所公开的实施例，相反，其意在覆盖在随附权利要求的精神和范围内的修改和等效布置。例如，应当理解的是，本发明设想的是，在可能的范围内，任何实施例中的一个或多个特征可以与任何其他实施例中的一个或多个特征相结合。


根据规定了刺激的一个或多个参数的治疗方案来刺激对象的前庭系统。该系统被配置为使得在单个部位处，刺激的一个或多个参数随该部位处的不同位置而变化。这可以增强该刺激的可定制性和/或有效性。