用于研究和刺激人类口面系统的假乳头系统和方法

要求在先申请的权益

本专利申请要求下述申请的权益：在2004年8月30日提交的，流水号为No.60/605,607的美国临时申请，以及在2005年8月22日提交的，代理人案号为No.1628.004US1，题名为“Pacifier System forStudying and Stimulating the Human Orofacial System”的美国专利申请，在此通过引用的方式将这两篇申请的全部内容纳入本说明书中。

相关国际申请

本申请涉及同一日提交的(代理人案号No.1628.005WO1)，题名为“Pacifier System for Stimulating and Entraining the HumanOrofacial System”的国际专利申请，在此通过引用的方式将其全部内容纳入本说明书中。

关于在联邦资助研究和发展下所作发明的权利声明

本专利申请中所论述的主题，部分受美国国立卫生研究院(NIH)基金号为No.R01-DC03311-01的美国基金资助。政府可对在此所论述的主题拥有一定权利。

技术领域

本专利申请总体属于用于评价动物的系统和方法，更具体而言，属于用于研究和刺激人类口面系统的系统和方法。

背景技术

典型的人类胎儿的正在发育的大脑每分钟增加数千个神经元。在胎儿发育期间和出生时，神经细胞与具体的神经系统功能相联系。因此新生婴儿的大脑依照出生后的经历发育神经元-神经系统功能联系。

在早产中，早产婴儿失去了在子宫中安全进行神经发育的机会。伴随该丧失的可能是与早产有关的医疗并发症，诸如中风或出血。此外，医疗并发症的治疗常常伴随着痛苦过程，这个痛苦过程与神经发育中的功能损伤有关。这些压力中的每一种压力可影响早产婴儿的独立吸吮、吞咽或呼吸能力。这样的功能损伤可影响智力和会话的发育。

在美国这种问题每年影响成百上千个婴儿。这些婴儿中有很多遭受着部分发育的神经系统、呼吸系统和/或其他组织的困扰。幸运的是，由于大脑在人的一生中持续发育，所以通过早期发现和治疗可以克服受损的神经网络。然而，这些神经系统功能损伤和发育障碍中有很多不能通过现有的诊断工具来发现。所必须的是有新的工具来更早地鉴别问题。

发明内容

通过阅读和研究本说明书，将理解由本主题所提出的上述问题以及其他在此没有特别论述的问题。

本主题的一个实施方案包括：袋；适合于检测至少一个吸吮信号并还适合于检测至少一个面部肌肉组织信号的多个口面传感器；以及适合于接收该至少一个吸吮信号和该至少一个面部肌肉组织信号的处理器，其中该处理器适合于基于该至少一个吸吮信号和该至少一个面部肌肉组织信号计算吸吮外形表示。

本主题的另外的实施方案包括电极型口面传感器。一些实施方案包括口面传感器，该口面传感器是压力转换器。在一些实施方案中，第一口面传感器气动连接到由袋所确定的袋口，其中该第一口面传感器适合于检测吸吮信号。在一些实施方案中，该电极位于袋基座以检测该施用对象的面部肌肉组织信号。一些实施方案包括位于该袋和该第一口面传感器之间的接收器组件。

在一些实施方案中，该处理器适合于至少部分地利用该吸吮外形表示和预定的吸吮外形来计算吸吮缺陷表示。一些实施方案包括至少一个存储器存储装置，该存储器存储装置适合于存储该至少一个吸吮信号、该至少一个面部肌肉组织信号、该吸吮外形表示、吸吮缺陷表示、刺激控制信号、力信号和位移信号中的一种或其组合的历史纪录。

在多个实施方案中，刺激控制模块适合于提供刺激控制信号，该刺激控制信号至少部分地基于该吸吮缺陷表示，其中该刺激控制信号用于调节或启动提供给该施用对象的刺激。一些实施方案包括刺激作用装置，该刺激作用装置包括适合于将刺激控制信号转换为机械活动的马达；以及机械连接到该马达的刺激极，该刺激极适合于向该施用对象的口面系统引入该机械活动。在一些实施方案中，该马达进一步包括至少一个适合于提供力信号和位移信号中的一种或两者的刺激作用装置传感器。

在多个实施方案中，本主题包括适合于实时示明该至少一个面部肌肉组织信号、该吸吮外形表示、吸吮缺陷表示以及刺激控制信号中的一种或其组合的显示装置。

本主题的另一个实施方案包括将吸吮传感器连接到袋；将该吸吮传感器连接到外壳；将至少一个口面传感器连接到该外壳；将力反馈刺激作用装置连接到该外壳；以及在该外壳中，将处理器与该刺激作用装置、该吸吮传感器以及该至少一个口面传感器互联，该处理器具有存储器。

该总结是本申请的一些教导的概述，并不拟于成为本主题排他的或穷举的处理。有关本主题的更多细节可在详细的说明书和所附权利要求书中找到。通过阅读和理解以下详细说明书以及查看构成该说明书一部分的图，其他方面对本领域的技术人员来说是显而易见的，而说明书和图并没有限制的意思。本发明的范围通过所附权利要求书及其合法的等同物来确定。

附图说明

在附图中，没有必要按比例画图，但是所有不同的视图中的类似部件用同样的数字标记来表示。附图作为例子，而不是作为限制，从总体上图解了本申请中所论述的多个实施方案。

图1是具有切面的部分侧视图，图解了根据本主题一个实施方案的具有第一部分500和第二部分600的用于研究病人的系统；

图2是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统的多个部分的示意图；

图3A是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统的一部分的立体图；

图3B是图解了图3A中所图解的系统的一部分的前视图；

图3C是沿着图3B线3C-3C截取的横截面图，图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统的一部分；

图4是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统的组件的立体图；

图5A是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统的元件的性能曲线图；

图5B是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统的元件的性能曲线图；

图6A是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统所收集的数据曲线图；

图6B是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的系统所收集的数据曲线图；

图7是图解了根据本主题的至少一个实施方案构成的方法的流程图。

具体实施方式

本主题的以下详细描述涉及附图中的主题，该附图以图解的方式示出了可在其中实施本主题的具体方面和实施方案。这些实施方案被充分详细地加以描述以使得本领域的技术人员能够实施本主题。本公开中所提到的“一”、“一个”或“多个”实施方案不必是指相同的实施方案，并且这样的参考标记预期不止一个实施方案。接下来的详细描述是示范性的而没有限制的意思。本主题的范围通过所附权利要求以及该权利要求所授权的合法等同物的全部范围来确定。

图1是具有切面的部分侧视图，图解了根据本主题的一个实施方案的具有第一部分500和第二部分600的用于和病人相互作用的系统。在多个实施方案中，本系统适合于研究在无营养吸吮期间婴儿的口面系统的生物机械学和电生理学。然而，本主题还适合于研究其他的生物机械学和电生理学。在多个实施方案中，系统100包括用以容纳马达104等的外壳102和接收器组件106。在多个实施方案中，与马达104相连的可以是刺激极(stimulus applicator)134。在一些例子中，在刺激极134和接收器组件106之间可存在可调节的尺寸关系。例如，一些实施方案使用更大的刺激极134配以更小的接收器组件106。另外的实施方案使更小的刺激极134配以更大的接收器组件106。

在多个例子中，接收器组件106装备有口面传感器，诸如吸吮传感器，以检测来自婴儿的吸吮信号。在多个例子中，接收器组件106借助于环形槽构造而适用于假乳头110作可拆卸连接。在一个例子中，用于系统100中的假乳头110是医用硅乳头，诸如SOOTHIE假乳头。SOOTHIE是设立在特拉华州的儿童医疗产品有限公司(Children’sMedical Ventures，Inc.)的注册商标。其他假乳头的构造和模型也落入本主题的范围内。多个实施方案使用至少三种尺寸的可用假乳头：微型早产婴儿、早产婴儿以及足月婴儿。

在一些例子中，假乳头110包括具有袋口114和袋基座116的袋112。在一些例子中，假乳头110还包括袋腔118。在一些例子中，吸吮传感器与袋口114气动连接以当假乳头被插入婴儿嘴中时，检测来自婴儿的吸吮信号。在此论述吸吮传感器的多个例子。在多个例子中，系统100包括一个或多个口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器，以检测一个或多个来自婴儿的面部肌肉组织信号。在一些例子中，一个或多个传感器各自包括位于或靠近袋基座116处的电极。在此论述面部肌肉组织传感器的多个例子。

本主题的多个例子包括处理器122，处理器122可与定时电路共存。在一个例子中，处理器122与吸吮传感器电连接以接收吸吮信号，并且还与每个面部肌肉组织传感器120电连接以接收一个或多个面部肌肉组织信号。在一些例子中，吸吮信号和面部肌肉组织信号在被传送给处理器122之前，首先都由检测探测电路124接收。在多个例子中，处理器122利用吸吮信号和面部肌肉组织信号以执行指令来计算吸吮外形表示。在一些例子中，处理器122仅利用面部肌肉组织信号以执行指令来计算吸吮外形表示。

在多个实施方案中，吸吮外形表示提供了可与预定的吸吮外形比较的婴儿的吸吮能力的概要。在一些实施方案中，吸吮外形表示中包括了所检测的吸吮和面部肌肉组织信号。多个实施方案提供了一个或多个年龄相仿的神经系统未受损的婴儿的吸吮外形表示。例如，一些实施方案提供了用于未遭受神经系统功能损伤或发育障碍的婴儿的吸吮外形表示。

在多个例子中，处理器122除了计算吸吮外形表示以外，还执行指令来计算吸吮缺陷表示。在一些例子中，吸吮缺陷表示是利用吸吮外形表示和一个或多个预定的吸吮外形来计算的。在多个例子中，一个或多个预定的吸吮外形存储在处理器122的存储器126中。在一些例子中，一个或多个预定的吸吮外形通过外部用户接口128被传送给存储器126。在多个实施方案中，外部用户接口128为用户提供输入装置并与处理器122通信连接。

在多个例子中，处理器122电连接到刺激控制模块130。在多个实施方案中，刺激控制模块130被配置为基于由处理器122计算的吸吮缺陷表示来调节或启动刺激。一些实施方案包括加强的(punctuate)机械刺激。刺激控制模块130通过生成刺激控制信号调节或启动刺激。在多个实施方案中，刺激控制模块130将刺激控制信号传送给输出电路132。在多个例子中，一旦输出电路132接收到刺激控制信号，输出电路132进而启动马达104。在多个例子中，马达104接收来自输出电路132的电通信并将这样的通信转换为机械活动。在一个例子中，马达104是将电通信变换成一个或多个线性位移的线性马达。在一些例子中，刺激极134机械连接到马达104并向婴儿的脸引入机械活动。一种类型的机械活动是位移，但是其他类型的机械活动也落入本范围。

在多个实施方案中，马达104包括至少一个刺激作用装置传感器以检测与刺激极134对施用对象的冲击有关的信息。在多个实施方案中，传感器测量对施用对象的脸的冲击。其他的传感器检测刺激极相对于外壳102的位置。在多个实施方案中，检测电路124能够接收来自至少一个刺激作用装置传感器的检测信息。多个实施方案向处理器122提供检测信息。处理器122适合于分析检测信息并将检测信息与可利用的所存储的数据进行比较。多个实施方案利用这种检测信息，通过减少脸部所经受的有害作用力来提高病人的满意度。在一个实施方案中，这一效果是通过处理器122对指引马达104运动的信号的计算来实现的。在一些例子中，这样的信号通过输出电路132被传送给马达104。本主题包括，但不局限于，在相关的共同转让、同一日提交的(代理人案号No.1628.005WO1)题名为“Pacifier System forStimulating and Entraining the Human Orofacial System”的国际专利申请中所公开的系统，在此通过引用的方式将其全部内容纳入本说明书中。

多个实施方案包括一个或多个显示器136，以呈现由吸吮传感器所检测的数据、由面部肌肉组织传感器120和/或至少一个刺激作用装置传感器所检测的数据。在多个实施方案中，显示器还呈现由处理器122所分析的数据。在多个实施方案中，显示器呈现通过外部用户接口128所输入的数据。在一些实施方案中，显示在一个或多个显示器136上的数据实时可见。

在多个例子中，存储器126被配置为一个或多个预定的吸吮外形。在多个例子中，存储器126还被配置为存储吸吮信号、面部肌肉组织信号、吸吮外形表示、吸吮缺陷表示、刺激控制信号、作用力信息(例如，作用力信号)和/或位移信息(例如位移信号)中的一种或其组合的历史纪录。

图2是图解了根据本主题的一个实施方案，具有第一部分500和第二部分600的病人测量系统100的示意图。在多个实施方案中，系统100能够研究在无营养吸吮期间婴儿的口面系统的生物机械学和电生理学。在多个实施方案中，系统包括口面传感器，诸如吸吮传感器108；马达104；多个刺激作用装置传感器144、146；多个口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器120；和/或处理器122。在一些例子中，通过向电气出线口插入集成线，而向系统100供电。在另一个例子中，通过可提供更多灵活性的一个或多个电池向系统100供电。还可以使用其他电源，但都不脱离本主题的范围。

在一个例子中，吸吮传感器108检测来自婴儿的吸吮信号并将该信号传送给电连接的处理器122。在一个例子中，吸吮传感器108与具有袋112的假乳头110气动连接。在多个实施方案中，当袋112被插入婴儿的口中并由婴儿吸吮时，吸吮传感器108生成吸吮信号。在多个实施方案中，吸吮放大器140放大吸吮信号以提供放大的吸吮信号。放大的吸吮信号可被吸吮比较器142所用，并从模拟信号转换为数字信号。吸吮比较器142适合于将从婴儿处检测到的放大的吸吮信号与一个或多个预定的吸吮外形相比较。如上所述，一个或多个预定的吸吮外形是基于来自年龄相仿的神经系统未受损的婴儿的观测结果。在多个例子中，一个或多个预定的吸吮外形存储在存储器126中。在将放大的吸吮信号与一个或多个预定的吸吮外形相比较后，吸吮比较器142能计算出吸吮缺陷表示。

在多个实施方案中，基于吸吮缺陷表示，处理器122可执行指令来计算刺激控制信号以启动马达104，该马达适合于刺激婴儿。在多个例子中，刺激控制信号被发送给马达比较器148。在另外的实施方案中，马达放大器150放大刺激控制信号以提供放大的刺激控制信号。在一些例子中，放大的刺激控制信号使马达104移动，这样使得刺激极相对于婴儿的脸部移动。在多个实施方案中，该移动取决于由至少一个刺激作用装置传感器提供给处理器122的信号。在一个例子中，马达104是连接到刺激探针的线性马达。在另外一个例子中，刺激探针作用为刺激极。

在一些实施方案中，马达适合于允许最高达8mm的轨道位移。在另外的实施方案中，马达适合于允许最高达15mm的轨道位移。其他轨道位移也落入本主题的范围。本主题的不同实施方案允许在强迫反馈(forced feedback)条件下的轨道位移。

在本主题的一些例子中，马达104可与多个刺激作用装置传感器，诸如测力传感器144和差动磁阻转换器(DVRT)146，集成在一起。在多个实施方案中，测力传感器144通过将力变换为电信号，提供马达104的力信息(例如，通过力信号)。在一个例子中，力信号由力放大器152放大，还被马达比较器148所用，并从模拟信号转换为数字信号。在多个实施方案中，马达比较器148将放大的力信号与预定的、预编程的力阈值相比较以确保刺激极134不会伤害婴儿的脸部。在一些例子中，DVRT 146通过将马达位移变换为电信号提供马达104的位置信息。在一个实施方案中，位置信息是基于位移信号。在一个例子中，位移信号由位移放大器154放大并从模拟信号被转换为数字信号。

在多个实施方案中，测力传感器144、DVRT 146和马达104的一起操作使刺激极134(图1)在力反馈下操作实现刺激输送和实时的力追踪。力反馈意味着刺激作用装置可被编程以紧紧地跟随婴儿的脸部来精确地向该脸部引入一个或多个刺激。在一个例子中，刺激极可实时跟随婴儿的脸。这种实时追踪使得刺激极不管婴儿的脸是否正在移动，都能引入精确的、有效的刺激输送。

在一个例子中，多个面部肌肉组织传感器120各自包括电极。在一个例子中，电极非侵入式地检测并向电连接的处理器122提供一个或多个面部肌肉组织信号。在一个例子中，八个电极分成四个信号通道。在多个实施方案中，面部肌肉组织信号由多个面部肌肉组织传感器放大器138放大，并通过一个或多个信号调节器从模拟信号转换为数字信号。在一个例子中，面部肌肉组织信号由GRASS P511生物放大器放大，该放大器由罗得岛的西沃里克的东格林威治大道600号(600East Greenwich Avenue，West Warwick，RI 02893)的AstroMed的Grass Telefactor分部所制造。在一个例子中，面部肌肉组织信号由16位前端模-数转换卡从模拟信号转换为数字信号，该模-数转换卡是由德克萨斯首府奥斯汀的北Mopac高速公路11500号的国家仪器有限公司(National Instruments，Inc.，of 11500N Mopac Expressway，Austin，TX 78759-3504)制造。也可能有其他放大器和信号调节器而不脱离本主题的范围。如下文将要更详细论述的，面部肌肉组织传感器120可被用于检测吸吮期间婴儿的大脑向婴儿的脸部所发送的行为。

在多个实施方案中，处理器122可被配置为实时存储吸吮信号、面部肌肉组织信号、吸吮缺陷表示、刺激控制信号和/或力和位移信号中的一种或其组合的历史纪录。此外，在多个例子中，处理器122被编程以实时分析并显示吸吮信号、面部肌肉组织信号、吸吮缺陷表示、刺激控制信号和/或力和位移信号中的一种或其组合。在多个实施方案中，系统100的多个例子中所存在的数据的实时存储、分析并显示可通过传送给处理器122的一个或多个软件程序实现。在一些例子中，第一软件程序用于数据获得目的，而第二软件程序用来实时分析和显示数据。在一些例子中，单个软件程序用于数据获得、分析和/或显示的目的。

在一个例子中，软件程序能够实现实时多通道数据获得、波形显示以及对婴儿吸吮生物机械学进行分析。一个例子自动计算并以柱状图方式显示吸吮“爆发”周期、吸吮幅度以及吸吮停顿周期。在多个实施方案中，这些数据的一种或多种被实时显示。另外，在多个实施方案中，软件程序能够执行吸吮爆发事件的频城分析(例如，傅里叶变换)。在一个例子中，软件程序以30秒时间周期获得数据，其中数据收集周期的数量仅受PC系统的硬件驱动资源限制。其他数量的时间周期也在本主题的范围之内。本例的软件程序能够从婴儿的口周肌肉即时采样面部肌肉组织，包括在口轮匝肌的上部和口轮匝肌的下方皮肤部位的两侧采样。

在多个实施方案中，软件程序能够对刺激控制信号、力信号、位移信号、吸吮信号和/或面部肌肉组织信号中的一种或其组合进行实时的多通道数据获得和图形显示。一些实施方案的多通道数据获得包括8通道、16位、100微秒驻留时间获得。在多个实施方案中，软件程序执行预触发(例如50毫秒)和后触发(例如100毫秒)数据获得以捕获在婴儿的无营养吸吮期间三叉神经面部反射性反应的反射激活和调节。在多个实施方案中，软件程序确保对婴儿的脸部的机械刺激引起三叉神经面部反射。另外，在多个实施方案中，软件程序根据婴儿吸吮周期基准在时间以及位置两个方面控制刺激。在一个例子中，软件程序能够从婴儿的口周肌肉即时采样面部肌肉组织，包括在口轮匝肌的上部和口轮匝肌的下方皮肤部位的两侧采样(例如，在嘴周围，组成大部分唇组织的括约肌)。在更多的例子中，本例的软件程序能够执行数字信号处理，包括：根据机械刺激事件对面部肌肉组织信号去均值、校正、积分和/或信号均值。

图3A是根据本主题的一个实施方案，用于监控病人的系统的第一部分500的立体图。在多个实施方案中，系统是用于研究在无营养吸吮期间婴儿的口面系统的生物机械学和电生理学。然而，本主题还适合于研究其他的生物机械学和电生理学。在多个实施方案中，系统100的第一部分500包括用以容纳马达104的外壳102和接收器组件。在多个实施方案中，与马达104相连的可以是刺激极134。在一些例子中，在刺激极134和接收器组件之间可存在可调节的尺寸关系。在多个例子中，接收器组件是借助于环形槽构造而使其适用于假乳头110作可拆卸连接。在一个例子中，假乳头110包括具有袋口114和袋基座116的袋112。在多个实施方案中，袋112适用于被婴儿吸吮。

在多个实施方案中，第一部分500还包括一个或多个口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器120。在一些例子中，每个面部肌肉组织传感器120可包括电极。如上所述，面部肌肉组织传感器120可被用于非侵入式地检测并向处理器122提供至少一个来自婴儿的面部肌肉组织信号。在多个实施方案中，所图解的八个面部肌肉组织传感器120每一个都包括电极。在一个例子中，八个电极位于袋基座116并排列成环状以与婴儿的脸部的曲度紧密配合。在一个例子中，八个电极可以是4mm直径的圆盘，并且彼此之间间隔4.5mm。在另一个例子中，与婴儿嘴角直线排列的电极可以含有2mm的竖直偏移。在多个实施方案中，这样的间隔和偏移可使得每个电极与婴儿的脸部建立有效的通信，并因此可确保检测到精确的面部肌肉组织信号。在一些例子中，面部肌肉组织传感器120通过提供快速组装和拆卸的快速连接连接器155电连接到测量系统。

在多个实施方案中，刺激极134机械连接到马达104。在一些例子中，刺激极134是刺激探针。在一个这样的例子中，刺激探针的直径为10mm，并被连接到Luer配件用于快速释放(release)。还可使用其他探针直径以及配件，而不脱离本发明的范围。在多个例子中，马达104接收来自处理器的刺激控制信号，马达104将该刺激控制信号转换为机械活动，诸如线性运动。在一些例子中，通过刺激探针向婴儿的口面系统引入该线性运动。在一个这样的例子中，婴儿在约10毫秒的时间周期内接收约600-900微米的面部凹入。在多个例子中，这种机械刺激的开始和定时配合着婴儿吸吮的倾斜和压力被触发。如上所述，当测量系统检测到来自婴儿的吸吮压力信号，并且在将该吸吮压力信号与一个或多个预定的吸吮外形相比较，发现其呈现出缺陷特征时，激活该机械刺激。作为响应，处理器可合成激活马达104的刺激控制信号。

在多个实施方案中，通过向婴儿的脸部送出机械刺激，可由三叉神经和面部脑神经引起神经肌肉活动。具体地，当向婴儿的脸送出刺激时，可将作为三叉神经系统一部分的感觉神经末梢激活。这些就是通常所说的初级机械感觉神经元。因此，三叉神经系统中的神经纤维可被激活并输入到婴儿的脑干中，在脑干处内神经元将婴儿的感觉系统连接到婴儿的运动器官。运动神经元在婴儿的面部神经核中具有细胞体，这些细胞体一旦从感觉神经元接收到感觉信号就“激起”(fire)(例如，激活)。在多个实施方案中，通过利用一个或多个口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器120，至少一个面部肌肉组织信号(例如肌电图描记(EMG)信号)可由测量系统记录。根据本主题的多个实施方案，刺激神经肌肉活动和测量婴儿的反应的重要性在于：这样的操作提供了对婴儿吸吮能力强有力的发展性的和诊断性的测量。另外，多个实施方案提供了定量的、客观的以及可重复的测量。

在一些例子中，测量系统的第一部分500适合于由用户手持。在另外的实施方案中，第一部分500适合于可安装到外部装置上。允许测量系统100或相关的子部件检测至少一个吸吮信号和至少一个面部肌肉组织信号中的一种或其组合，并允许进一步向婴儿引入刺激的其他支持方式也落入本主题的范围内。

图3B是图3A的图解的前视图。在多个实施方案中，该图解演示了能够用来研究在无营养吸吮期间婴儿的口面系统的生物机械学和电生理学的工具。然而，本主题另外适用于研究其他生物机械学和电生理学。在多个实施方案中，第一部分500包括用以容纳马达104(图3A)的外壳102和接收器组件。在多个例子中，假乳头110可拆卸地连接到接收器组件。在一个例子中，假乳头110包括具有袋口114的袋112。

在一个例子中，第一部分500包括一个或多个口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器120，以及刺激极134。在一个例子中，八个面部肌肉组织传感器120呈环状地位于电极PC板156上，每一个面部肌肉组织传感器包括电极。在一些例子中，传感器位于PC的电路板上。多个传感器构形被制作成与婴儿的脸部的曲度紧密配合的形状。在一个例子中，八个面部肌肉组织传感器120通过快速连接连接器155电连接到测量系统。在多个例子中，刺激极134可向婴儿的脸部，诸如婴儿的嘴角，引入刺激。

图3C是沿着图3B线3C-3C截取的横截面图。根据本主题的一个实施方案，该图解示出了接收器组件106、假乳头110、吸吮传感器108以及多个口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器120。应该注意到，除了利用吸吮传感器108外，本主题范围内的其他构造还适合于利用其他口面传感器。接收器组件106可以适合于假乳头110作可拆卸连接。接收器组件106的一些实施方案包括环形槽构造。在一个例子中，可拆卸连接借助于其中包括了连接到球107的插管105的接收器组件106而成为可能。在多个实施方案中，插管是不锈钢的。另外的实施方案纳入了一个包括DELRIN材料的球。DELRIN是杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours and Company Corporation，101 West 10^th St.，Wilmington，DE 19898)的注册商标。在多个例子中，接收器组件是(袋)内腔118压力转换的通道。在多个实施方案中，球107具有圆周形凸缘109，该凸缘109在袋基座116或靠近袋基座116处对假乳头110起护圈作用。在一个例子中，假乳头110包括具有袋口114和袋基座116的袋112。在一个例子中，假乳头110还包括袋腔118。

在多个实施方案中，吸吮传感器108可检测来自婴儿的吸吮信号并将该信号传送给处理器。在一些例子中，吸吮传感器108与袋口114气动连接以检测吸吮信号。在一些例子中，吸吮信号包括吸吮强度、吸吮持续时间以及吸吮频率中的一种或其组合的表示。在一个例子中，吸吮传感器108位于袋腔118中。在一些例子中，吸吮传感器108是压力转换器，诸如由新泽西州的莫里森镇的哥伦比亚大道101号的霍尼韦尔国际有限公司(Honeywell International Inc.，101 ColumbiaRoad，Morristown，NJ 07962)制造的压力转换器。在一个例子中，压力转换器包括带有Luer连接器的放气阀。也可使用其他压力转换器的构造和模型，而不脱离本主题的范围。相似地，还可使用其他阀和连接器而不脱离本主题的范围。

多个面部肌肉组织传感器120适合于非侵入式检测并将至少一个来自婴儿的面部肌肉组织信号传送给处理器。在一些例子中，每个面部肌肉组织传感器120可包括电极。在一些例子中，多个面部肌肉组织传感器120的每一个被配置为检测至少一个面部肌肉组织信号。另外，在多个实施方案中，每个面部肌肉组织传感器120被配置为检测至少一个吸吮信号。本主题的多个实施方案不包括吸吮传感器108。

图4是图解了根据本主题的一个实施方案的口面传感器的立体图。本主题的多个实施方案利用一个或多个能够研究在无营养吸吮期间婴儿的口面系统的电生理学的口面传感器，诸如面部肌肉组织传感器120。然而，本主题另外适用于其他生物机械学和电生理学的研究。在一些例子中，每个面部肌肉组织传感器120包括至少一个电极。在一个例子中，八个电极布置成四个双极对，这四个双极对提供了有关婴儿的口面系统信息的四个单独的通道。例如，任意对160A、160B、160C、......、160N之间的间隔是常数。此外，在一个例子中，通过将160A、160B、160C、......、160N保持间隔，八个电极被排列成环状以与婴儿的脸部的曲度紧密配合。在一个例子中，每个这样的间隔测量是4.5mm，而每个电极是4mm直径的圆盘。在另一个例子中，与婴儿的嘴角直线排列的电极可以含有2mm竖直偏移。在另一个例子中，至少一个电极是至少部分地由金组成的。在还有另一个例子中，至少一个电极至少部分地由包括银/氯化银的材料组成。也可使用其他电极组成，而不脱离本主题的范围。在另外的例子中，每个电极搀入CELLUVISC。CELLUVISC是加州埃文的Allergan有限公司(Allergan，Inc.，Irvine，CA 92623)的注册商标。本主题另外包括其他电解质溶液以增强电极检测来自婴儿的口周肌肉组织的EMG电位的能力。

在多个实施方案中，如上所述，PC板环156容纳八个带有间隔的电极，以检测婴儿的面部肌肉组织信号。在多个实施方案中，电极的间隔大小可调以容纳不同的婴儿的脸部的尺寸。在一个例子中，PC板环156包括快速连接连接器155，诸如镀金接插口连接器，以提供面部肌肉组织传感器120和多个面部肌肉组织传感器放大器之间的通信。

图5A和5B是图解了在早产婴儿现场无营养吸吮期间马达的力反馈特征的性能曲线图。具体地，图5A和5B分别图解了由测力传感器所提供的力信号和由DVRT提供的位移信号。如上所述，在一些例子中，马达可与至少一个刺激作用装置传感器，诸如测力传感器或DVRT，集成在一起。如上进一步所述，测力传感器以马达104力信号的形式提供力信息，而DVRT以马达位移信号的形式提供位置信息。

在一些例子中，吸吮信号可包括婴儿吸吮的吸吮强度、吸吮持续时间以及吸吮频率中的一种或其组合的信息。图6A和6B的曲线图图解了在无营养吸吮期间，处理器接收到来自婴儿的吸吮信号时所作的分析。具体地，图6A图解了表示婴儿吸吮强度和吸吮持续时间的实时压力波形的一个例子。图6B图解了表示婴儿吸吮频率的实时柱状图的一个例子。

图7图解了研究吸吮期间婴儿的口面系统的生物机械学和电生理学的方法的一个例子。该方法包括检测来自婴儿的吸吮信号162、检测来自婴儿的口周肌肉组织的电位信息164、计算婴儿的吸吮外形表示166以及将吸吮外形表示与预定的吸吮外形进行比较168。在多个例子中，检测吸吮信号162包括将假乳头的袋插入婴儿的口中，诸如在预定的喂食前(例如，在预定的喂食前的15分钟)。在一些例子中，检测吸吮信号162包括检测与婴儿的吸吮有关的吸吮强度、吸吮持续时间以及吸吮频率中的一种或其组合。在一些例子中，检测电位信息164包括利用至少一个电极。在一个例子中，一个或多个电极是金电极。在另一个例子中，一个或多个电极是银/氯化银电极。

在一个例子中，方法包括向婴儿施加刺激170。在多个例子中，方法还包括存储吸吮信号、电位信息、吸吮外形表示以及所施加的刺激中的一种或其组合的历史记录172。在多个例子中，方法还包括分析或显示吸吮信号、电位信息、吸吮外形表示以及所施加的刺激中的一种或其组合以提供婴儿的口部活动的实时表示。在一些例子中，施加刺激170包括向婴儿的脸部提供或调节机械刺激。在一个例子中，机械刺激包括在约10毫秒的时间周期内向婴儿的口面系统引入一个或多个约600-900微米的线性位移。

本主题包括组装系统的方法。在一个例子中，方法包括将诸如吸吮传感器之类的口面传感器与处理器连接，以及将诸如面部肌肉组织传感器之类的一个或多个口面传感器与处理器连接。在一些例子中，方法还包括将吸吮传感器与假乳头，诸如假乳头的袋气动连接。在一些例子中，方法还包括将吸吮传感器与接收器组件连接。在一些例子中，方法还包括将每个面部肌肉组织传感器与电极集成在一起。

在多个实施方案中，方法还包括将刺激控制模块与处理器连接。在多个例子中，方法还包括将刺激作用装置，诸如刺激探针与刺激控制模块电连接。在一些例子中，方法还包括在刺激作用装置上集成力反馈性能。在一个例子中，刺激作用装置包括马达、刺激极以及至少一个刺激作用装置传感器。在一些例子中，方法包括将多个口面传感器、处理器以及刺激作用装置安装在诸如外壳之类的适合于与婴儿的口面组织连接的装置中。

注意，优选的是对所有与婴儿接触的系统的部件进行消毒。许多消毒方式中的一种消毒方式是利用环氧乙烷。

本主题实现了对有神经系统功能损伤和发育障碍危险的婴儿，诸如早产婴儿的三叉神经面部功能和吸吮生物机械学进行非侵入性的、客观的以及快速的电生理学评估。这些神经系统功能损伤和发育障碍可包括综合性发育延迟，感觉知觉和综合紊乱，感觉运动机能障碍，认知功能损伤，读写能力、文字以及语言障碍，出血，呼吸性窘迫综合症以及口部运动机能障碍。通过在婴儿的人生早期诊治神经系统功能损伤和发育障碍，可更早地为婴儿采用恰当的矫正活动，而因此降低或消除所发现的功能损伤或障碍的发生率或严重性。此外，利用本系统的婴儿与没有利用该系统的他们的同伴相比，可拥有更高的智商。

另外，系统可将关于婴儿的脑干回路与大脑的其他部分是怎样连接的信息返回给用户。系统可将关于婴儿正在吸吮时，婴儿是如何反应的信息通知给用户，该信息包括婴儿运动系统的组织、吸吮、持续时间和频率以及肌肉反射作用——所有都实时地显示在显示器上。

研究

目前，正在对正常的足月婴儿与初生婴儿重症室(“NICU”)中的临床群体进行与无营养吸吮相关的生物机械学和电生理学的实时采样研究。

NICU中的临床群体包括经历呼吸性窘迫综合症、口部运动机能障碍以及脑梗塞的婴儿。总计有390位早产婴儿将参与到2007年结束的长达四年的研究。参与研究的NICU包括：在堪萨斯州的托皮卡的维尔地区健康中心(Stormont-Vail Regional Health Center)以及在堪萨斯州的堪萨斯城的堪萨斯大学医疗中心(Kansas UniversityMedical Center)。

尽管在此图解和描述了具体的实施方案，但是本领域的普通技术人员将能意识到任何经计算能够达到同样目的的布置也可替代所示的具体实施方案。本申请拟于涵盖本主题的修改或变体。要理解以上描述拟于是说明性的，而不是限制性的。通过复查上述描述，以上实施方案的组合和其他实施方案对本领域的技术人员来说是显而易见的。本主题的范围应该通过参照所附权利要求以及该权利要求所授权的等同物的全部范围来确定。