專利名稱：一種用于提高關(guān)節(jié)中滑液質(zhì)量和數(shù)量的表面電刺激的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及退化性骨關(guān)節(jié)疾病和骨關(guān)節(jié)炎。更具體地說，本發(fā)明涉及一種治療和緩和骨關(guān)節(jié)炎及退化性骨關(guān)節(jié)疾病的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
退化性骨關(guān)節(jié)疾病和骨關(guān)節(jié)炎是下肢(即髖、膝、踝和趾)關(guān)節(jié)疾患，但是并不限于上述關(guān)節(jié)。關(guān)節(jié)是由用于運(yùn)動并允許每天日?；顒拥墓且约败浗M織結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。這些關(guān)節(jié)還被包裹在稱作滑囊的保護(hù)性囊狀結(jié)構(gòu)，并且稱為滑膜的關(guān)節(jié)內(nèi)面能夠分泌滑液。這種滑液浸洗和潤滑關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)面，并且有助于保護(hù)軟骨，而軟骨是對骨起保護(hù)作用的一種彈性組織。
退化性骨關(guān)節(jié)疾病(DJD)和骨關(guān)節(jié)炎都是進(jìn)展性病變過程。在這些情況下觀察到的軟骨的損傷可以分為幾個步驟?；鹤兊迷絹碓较?，并且失去彈性和粘性，而這會降低其對關(guān)節(jié)，例如膝關(guān)節(jié)的緩沖能力。沒有了這種緩沖作用，關(guān)節(jié)的軟骨會更容易磨損。然后，包著關(guān)節(jié)的平滑軟骨的表面就會變軟，并且開始失去其對運(yùn)動時所帶來的沖擊力的吸收能力，而且會更容易由于過度使用和撞擊而受損。當(dāng)軟骨受損傷時，關(guān)節(jié)也會發(fā)生變形，而且，在患病關(guān)節(jié)間室的邊緣上會形成骨質(zhì)增生或者骨刺。在關(guān)節(jié)腔里還可能有小的骨或軟骨微粒漂浮。
表面電刺激(SES)在滑膜及生成滑液的產(chǎn)生和質(zhì)量方面具有有益的效果。電刺激增加了血液向受刺激區(qū)域的流動(美國專利申請No.6,393,328)。但是，SES在滑液產(chǎn)出和質(zhì)量以及在軟骨和關(guān)節(jié)退化上的效果并未得到證實(shí)或者量化。有必要證實(shí)SES在降低關(guān)節(jié)退化的進(jìn)展性過程上具有有益的效果。
因此，在本行業(yè)中仍然存在著證實(shí)SES對于髖、膝、踝、趾、背、頸及肩的，但不限于這些關(guān)節(jié)處的骨關(guān)節(jié)炎和退化性骨關(guān)節(jié)疾病的治療和改善的有益效果的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種利用表面皮膚電極通過將表面電刺激施加于具有關(guān)節(jié)的身體部分，來改善該身體部分的滑液的電子醫(yī)療設(shè)備和方法。本發(fā)明利用了通過表面皮膚電極的表面電刺激，使多種類型的電流通過皮膚，或者經(jīng)皮地通過，其中將表面皮膚電極置于皮膚的表面。這種類型的刺激的例子包括，但并不限于體表神經(jīng)電刺激(TENS)、神經(jīng)肌肉電刺激(NMES)、干擾刺激、間動電刺激、高伏特直流電刺激(HVGS)、電磁及脈沖電磁場刺激(EMF)和(PEMF)以及微電流刺激?？梢砸砸环N連續(xù)方式來應(yīng)用這些類型的表面電刺激，或者，也可以以一種模擬患病關(guān)節(jié)的自然機(jī)能的刺激模式來應(yīng)用。
當(dāng)模擬患病關(guān)節(jié)的自然機(jī)能時，刺激的標(biāo)準(zhǔn)序列可以用于對周圍肌肉組織的肌電圖輸出。以連續(xù)方式施加的刺激在額定負(fù)載為500歐姆時，電流的范圍可以為0.1mA到150mA，。模擬所作用關(guān)節(jié)自然行為的序列的或模式型刺激在額定負(fù)載為500歐姆時，電流的范圍可以為5mA到140mA。刺激的持續(xù)時間可以是每天大約10分鐘到大約4個小時。
簡要地說，在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的其中一個實(shí)施例是按照以下所述完成的。一種用于改善具有關(guān)節(jié)的身體部分的滑液的電子醫(yī)療設(shè)備可以被描述為，使用表面皮膚電極將表面電刺激施加于該身體部分。這種設(shè)備以連續(xù)方式及模擬關(guān)節(jié)周圍肌肉在正常機(jī)能活動期間的正常電子序列的方式，向關(guān)節(jié)產(chǎn)生電刺激。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，對關(guān)節(jié)區(qū)域的電刺激是先前在本公開中所描述的刺激方法中的一個方法。
本發(fā)明的實(shí)施例還可以被用來提供對身體部分進(jìn)行電刺激的方法。在這方面，這些方法中一個實(shí)施例可以用下述過程廣義地來進(jìn)行概括一種使用表面皮膚電極將電刺激施加于身體部分來改善具有關(guān)節(jié)的身體部分的滑液的方法。這種電刺激類型可與在本公開前面部分描述過的那些有所不同。這種電刺激既可以是連續(xù)的，也可以是序列的，以模擬關(guān)節(jié)周圍肌肉的正常電序列。其旨在利用所有的實(shí)施例，以便延緩發(fā)作并且對關(guān)節(jié)炎和具有關(guān)節(jié)的身體液囊部分進(jìn)行改善。
研究下面的附圖和詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特性以及優(yōu)點(diǎn)將會或者變得明顯。其旨在所有其它系統(tǒng)、方法、特性以及優(yōu)點(diǎn)都包含在本描述當(dāng)中，包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，并且為所附的權(quán)利要求書所保護(hù)。


參考附圖能夠更好的理解本發(fā)明多種方面。附圖中的各組成部分無需按照比例構(gòu)成，而是明顯地將重點(diǎn)放在說明本發(fā)明的原理上。而且，在附圖中，同樣的參考標(biāo)號在所有視圖中指示相應(yīng)的部分。
圖1是說明由于骨關(guān)節(jié)炎引起的人類膝關(guān)節(jié)退化的圖示，其中的骨關(guān)節(jié)炎還伴隨有骨贅的形成以及右膝內(nèi)側(cè)間室第一保護(hù)性軟骨的退化。
圖2是說明左膝內(nèi)側(cè)間室關(guān)節(jié)面的損傷的圖示。
圖3是說明本發(fā)明的一個實(shí)施例的圖示，其中利用放置表面皮膚電極來促進(jìn)整個關(guān)節(jié)區(qū)域的電刺激；以及圖4是說明本發(fā)明的一個實(shí)施例的圖示，其中利用放置表面皮膚電極來模擬所作用關(guān)節(jié)處的自然運(yùn)動模式。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以及改進(jìn)。
圖1說明了作為關(guān)節(jié)惡化/退化區(qū)域的右膝內(nèi)側(cè)間室。圖2中示出了左膝的內(nèi)側(cè)，關(guān)節(jié)區(qū)域的另一個視圖。
圖3表示一種通過使用表面皮膚電極304施加的電刺激來改善膝關(guān)節(jié)302處的滑液的方法。表面皮膚電極304是以一種在近端和遠(yuǎn)端都圍繞著患病區(qū)域的方式來放置的，以便來使電刺激基本上充滿該區(qū)域。在這個實(shí)施例中，電刺激類型是干擾刺激，因?yàn)榉胖帽砻嫫つw電極304以用于對肌肉關(guān)節(jié)區(qū)域產(chǎn)生一種交叉模式的刺激306。這種電刺激可以通過一種電子醫(yī)療設(shè)備308來提供，例如，美國專利No.6,393,328中對于臨時申請受讓人所公開的肌肉刺激儀，其公開的全部內(nèi)容已經(jīng)作為參考引入本申請。由表面皮膚電極304提供的電刺激以一種連續(xù)方式施加于身體部分300的關(guān)節(jié)區(qū)域。
在圖4中，本發(fā)明利用了表面皮膚電極404來促進(jìn)對相應(yīng)身體部分400的關(guān)節(jié)402周圍肌肉組織的電刺激。表面皮膚電極404被放置在預(yù)定位置，來模擬患病關(guān)節(jié)402的自然運(yùn)動模式。在這個實(shí)施例中，電極404放置在大腿的前部區(qū)域和大腿的后部區(qū)域。電極404與電子醫(yī)療設(shè)備408相連以提供電刺激信號。通過這種設(shè)置，電刺激可以利用基于周圍肌肉組織的肌電圖輸出的序列刺激來模擬患病關(guān)節(jié)的自然機(jī)能。這種刺激方法刺激患病肌群，以仿真一種正常關(guān)節(jié)行為和機(jī)能的模式，這種行為和機(jī)能模擬了日常生活的活動(走、跑等)，而并不會產(chǎn)生通常在負(fù)重情況下所見到對關(guān)節(jié)的破壞性的磨耗和損傷。
如上所述，在另一個可選擇的實(shí)施例中，根據(jù)所期望的刺激模式，改變電刺激類型。在這里，不同類型的表面皮膚電刺激可以以連續(xù)方式施加，也可以以模擬患病關(guān)節(jié)自然機(jī)能的仿真模式施加。當(dāng)刺激是以連續(xù)方式施加時，額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為0.1mA到150mA。當(dāng)電刺激是序列的或模式類型、由此來模擬患病關(guān)節(jié)的自然行為時，額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為5mA到150mA。在兩種情況下，刺激的持續(xù)時間是每天大約10分鐘到大約4個小時。
退化過程或者說磨耗及損傷可能會引起前面提到的、與骨關(guān)節(jié)炎和退化性骨關(guān)節(jié)疾病相關(guān)的疾患。但是，這也可能是起因于早期已經(jīng)患病的身體部位受到損傷，或者可能具有遺傳的傾向。
必須強(qiáng)調(diào)的是，上面描述的本發(fā)明的實(shí)施例，特別是，任何優(yōu)選實(shí)施例，只是實(shí)施中可能的例子，并且只是提出這些實(shí)施例以便清楚地了解本發(fā)明的原理。在基本上不背離本發(fā)明的精神和原理的基礎(chǔ)上，可以對上述本發(fā)明的實(shí)施例作出各種變形和修改。所有的修改和變形都將包括在本公開和本發(fā)明的范圍之內(nèi)，并且受到所附權(quán)利要求的保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種通過將表面電刺激施加于具有關(guān)節(jié)的身體部分改善該身體部分的滑液的電子醫(yī)療設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述電刺激至少是體表神經(jīng)電刺激、神經(jīng)肌肉電刺激、干擾刺激、間動電刺激、高伏特直流電刺激、電磁場刺激、脈沖電磁場刺激以及微電流刺激中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述干擾刺激產(chǎn)生具有0-250Hz的合成拍頻的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述干擾刺激產(chǎn)生具有最低為1KHz、最高不超過20KHz的基本中頻頻率的交流電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述電刺激在所述關(guān)節(jié)處施于所述身體部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述電刺激以連續(xù)方式施加。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為0.1mA到150mA。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中對所述身體部分的所述電刺激的特性和序列模擬了在正常機(jī)能活動期間所述關(guān)節(jié)周圍肌肉的正常電序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為5mA到150mA。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述a電刺激包括每天10分鐘到4個小時的持續(xù)時間。
11.一種改善具有關(guān)節(jié)的身體部分的滑液的方法，包括使用表面皮膚電極將電刺激施加于所述身體部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述電刺激至少是體表神經(jīng)電刺激、神經(jīng)肌肉電刺激、干擾刺激、間動電刺激、高伏特直流電刺激，以及電磁場刺激中的一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，包括產(chǎn)生具有最低為1KHz、最高不超過20KHz的合成拍頻的干擾電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括將所述電刺激在所述關(guān)節(jié)處施于所述身體部分上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括以連續(xù)方式施加所示電刺激。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為0.1mA到150mA。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括對作用于所述身體部分的所述電刺激進(jìn)行定序來模擬在正常機(jī)能活動期間的所述關(guān)節(jié)周圍肌肉的正常電序列。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為5mA到150mA。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述電刺激包括每天10分鐘到4個小時的持續(xù)時間。
20.一種使用表面皮膚電極將表面電刺激施加于具有關(guān)節(jié)的身體部分以便延緩所述身體部分關(guān)節(jié)炎發(fā)作的電子醫(yī)療設(shè)備。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述電刺激是體表神經(jīng)電刺激、神經(jīng)肌肉電刺激、干擾刺激、間動電刺激、高伏特直流電刺激、電磁場刺激、脈沖電磁場刺激以及微電流刺激中的至少一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述干擾刺激產(chǎn)生具有0-250Hz合成拍頻的電流。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述干擾刺激產(chǎn)生具有最低為1KHz、最高不超過20KHz的基本中頻頻率的交流電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述電刺激在所述關(guān)節(jié)處施于所述身體部分上。
25.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中以連續(xù)方式施加所述電刺激。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為0.1mA到150mA。
27.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中對所述身體部分的所述電刺激的特性和序列模擬了在正常機(jī)能活動期間所述關(guān)節(jié)周圍肌肉的正常電序列。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的設(shè)備，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為5mA到150mA，。
29.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述電刺激包括每天10分鐘到4個小時的持續(xù)時間。
30.一種治療具有關(guān)節(jié)的身體部分的關(guān)節(jié)炎的方法，包括將電刺激施加于該身體部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述電刺激是體表神經(jīng)電刺激、神經(jīng)肌肉電刺激、干擾刺激、間動電刺激、高伏特直流電刺激、以及電磁場刺激中的至少一種。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，包括產(chǎn)生具有最低為1KHz、最高不超過20KHz的合成拍頻的干擾電流。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括將所述電刺激在所述關(guān)節(jié)處施于所述身體部分上。
34.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括以連續(xù)方式施加所述電刺激。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為0.1mA到150mA。
36.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括對所述身體部分的所述電刺激進(jìn)行定序來模擬在正常機(jī)能活動期間的所述關(guān)節(jié)周圍肌肉的正常電序列。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中所述電刺激在額定負(fù)載為500歐姆時電流范圍為5mA到150mA。
38.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述電刺激包括每天10分鐘到4個小時的持續(xù)時間。
全文摘要
一種使用表面皮膚電極304將電刺激306施加于具有關(guān)節(jié)的身體部分(302)改善該身體部分的滑液的電子醫(yī)療設(shè)備和方法。施加于身體部分和關(guān)節(jié)的電刺激可以是連續(xù)的，也可以是序列模式。當(dāng)電刺激使用序列模式時，它模擬了在正常機(jī)能活動期間關(guān)節(jié)周圍肌肉的正常電序列。表面電刺激改善身體部分和關(guān)節(jié)處的滑液，并緩解了退化性骨關(guān)節(jié)疾病以及骨關(guān)節(jié)炎。
文檔編號A61N1/32GK1688361SQ03824151
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者威廉·J·卡羅爾, 理查德·M·特雷爾 申請人:國際康復(fù)科學(xué)公司