用于治疗慢性炎症的神经刺激设备和系统技术方案

一种用于治疗慢性炎症的系统可以包括可植入微型刺激器、可佩戴充电器并且可选地包括外部控制器。可植入微型刺激器可以实施为可植入成与迷走神经的颈区域通信的无引线神经刺激器。微型刺激器可以解决若干类型的刺激，包括有规律的剂量递送。可佩戴充电器可以佩戴于对象的颈部周围以对所植入的微型刺激器迅速(每周<10分钟)充电。外部控制器可以配置为处方板，处方板控制微型刺激器的给剂量和活动。

【技术实现步骤摘要】
用于治疗慢性炎症的神经刺激设备和系统本申请是申请号为201080053204.1，申请日为2010年12月23日，专利技术名称为“用于治疗慢性炎症的神经刺激设备和系统”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本专利申请要求于2009年12月23日提交的、标题为“LEADLESSCUFFMICROSTIMULATORSTIMULATOR”的第61/289,946号和于2010年2月22日提交的、标题为“NEURALSTIMULATIONDEVICESANDSYSTEMSFORTREATMENTOFCHRONICINFLAMMATION”的第61/306,849号美国临时专利申请的优先权，其每一个通过整体引用而并入于此。本专利申请也可以与第12/874,171号美国未决专利申请(标题为“PRESCRIPTIONPADFORTREATMENTOFINFLAMMATORYDISORDERS”)和第12/797,452号美国专利申请(标题为“NERVECUFFWITHPOCKETFORLEADLESSSTIMULATOR”)有关，其每一个通过整体引用而并入于此。引用并入在本说明书中提到的所有出版物和专利申请在与如同具体和个别表明通过引用而并入每份个别出版物或者专利申请相同的程度上通过整体引用而并入于此。
本专利技术一般地涉及用于治疗慢性炎症的系统和设备。具体而言，这里描述如下系统，这些系统包括：可植入微型刺激器，适合于电刺激一个或者多个神经(例如迷走神经)以通过调制炎症反应(经由烟碱胆碱能抗炎通路)来治疗慢性炎症；充电/编程设备，用于与所植入的微型刺激器通信；以及控制器(可以与充电/编程设备集成或者分离)，用于控制微型刺激器和如下所述其它系统部件的活动。
技术介绍
已经开发可植入电刺激设备用于治疗广泛多种疾病和紊乱。例如已经在各种心脏症状的治疗中使用可植入复律除颤器(ICD)。已经在慢性疼痛紊乱(包括腰椎综合症(failedbacksyndrome)、复杂性区域疼痛综合症和周围神经病变)的治疗中使用脊髓刺激器(SCS)或者脊柱刺激器(DCS)。已经在慢性疼痛综合症以及其它疾病和紊乱的治疗中使用外周神经刺激(PNS)系统。功能电刺激(FES)系统已经用来在脊髓损伤患者中将一些功能恢复至否则瘫痪的四肢。典型可植入电刺激系统可以包括引线上的一个或者多个可编程电极，这些电极连接到包含电源和刺激电路的可植入脉冲生成器(IPG)。然而这些系统可能植入起来困难和/或耗费时间，因为电极和IPG通常植入于分离的区域中，因此引线必须穿过身体组织以将IPG连接到电极。引线也特别是由于它们通常细又长而随时间易受机械损坏。近来已经开发小型可植入神经刺激器技术(即微型刺激器)(其具有附着到刺激器主体的完整电极)以解决上文描述的缺点。这一技术允许上文描述的典型IPG、引线和电极替换为单个完整设备。引线的集成具有若干优点(包括通过例如消除对在分离的地方植入电极和IPG的需要、对设备袋的需要、对穿向电极部位的需要和对引线本身上的张力减轻带的要求来减少外科手术时间)。可靠性因此可以尤其在软组织和越过关节(acrossjoint)中明显增加，因为有源部件(比如引线接线)现在是刚性结构的部分并且不受到由于随时间反复弯曲或者折曲所致的机械损坏。遗憾的是，当前开发的无引线设备往往比希望的并且甚至比传统电极/引线组件更大和更笨重从而使得难以将这样的设备稳定地定位于相对于神经的恰当位置。在设备不稳定时，神经和/或周围肌肉或者组织可能由于组件的移动而受损。另外，这些设备需要长久充电时间并且经常难以控制(例如编程)和调节。仍然需要一种稳定地定位于神经上并且可以提供相对容易去除和/或更换刺激设备的无引线完整设备。此外，现有技术的微型刺激器已经通常被设计成可注入。可注入刺激器不仅依赖于定位准确度而且依赖于由于容纳设备的原位异质组织所致的任意电流流动。非屏蔽电极引起的电流流动将在多数情形中随着移动(例如颈部移动等)而变化从而使得几乎不可能控制与目标的关系(并且因此几乎不可能实现目标的可靠刺激)。在目标阈值极低并且用于激起所不希望的副作用的阈值很高的情形中，来自可注入刺激器的未屏蔽电极可以令人接受。然而对于多数情形，目标神经元由易受非预期刺激的组织包围。尽管便于植入，但是这些未屏蔽微型刺激器对于多数应用而言不可接受。通过在具有神经的隔离空间内包含微型刺激器，可以大量增加治疗窗口。迄今的神经刺激器应用还限于脉冲生成应用，其中向神经组织呈现恒定脉冲串列。这一脉冲串列可以被门控或者调制成诱发所期望反应并且向目标组织传输适当信息。在其它应用(比如FES)中，呈现刺激以按照需求促动肌肉。然而可以按照与药物或者生物剂更相似的全新范式使用神经刺激器，其中呈现剂量并且诱发药物动力学或者药效反应。这一类型的神经刺激可以造成通过主治医师编写(例如“编程”)的处方递送的类似于药物的反应。递送这一类型的刺激通常要求同样通常与人类心率同步执行的短暂刺激持续时间和随后的长久休止期(off-time)持续时间。这样同步要求充分准确的实时时钟，该时钟发起刺激剂量的递送。这里描述可以解决上述需要中的一些需要的微型刺激器及其使用方法。
技术实现思路
这里描述用于治疗慢性炎性紊乱的系统，这些系统包括可植入微型刺激器和外部充电器/控制器；在一些变化中，也可以包括分离的控制器(例如“处方板”)作为系统的部分。在一些变化中，微型刺激器可以包括可以原位、在手术室中或者在制造过程期间组装的两个(或者更多)零件。微型刺激器(或者“微型刺激器系统”)可以包括有或者无完整电极的神经袖带(cuff)和微型刺激器，该神经袖带可以称为POD(“保护和定向设备”(例如见图5A-图5D和先前通过引用而并入的、标题为“NERVECUFFWITHPOCKETFORLEADLESSSTIMULATOR”的共同未决专利申请USSN12/797,452))，该POD可以围绕神经组织的部分。微型刺激器(例如图4)一般包括与神经组织产生接触并且如果与POD结合使用则也可以与POD内的完整接触产生接触的完整接触。刺激设备的POD袖带电极配置可以允许设备稳定地与神经(比如迷走神经)邻近定位。另外，袖带电极配置也可以具有将大部分电流驱动到神经中而又对周围组织屏蔽非所需刺激的特性。在一些实施例中，神经袖带一般包括聚合物袖带主体或者载体(比如袖带或者套管)，该袖带主体或者载体具有限定于其中的用于不可去除地接收无引线刺激设备的袋或小袋。无引线刺激设备定位于袋或者套管内，从而设备的电极与待刺激的神经邻近定位并且与完整接触对准。袋可以由在刺激设备与袖带主体的内表面之间的空间限定或者可以包括附着到袖带主体的用于包含刺激设备的袋状结构。神经袖带可以根据所期望稳定水平而配置成耦合到神经或者包含神经的周围鞘或者二者。可以通过如下来植入神经袖带：先将神经袖带要连接到的神经(比如迷走神经)从其周围鞘剖切、在神经周围卷绕神经袖带、可选地将神经袖带耦合或者缝合到神经或者鞘中的任一个并且将刺激设备插入于袖带主体的袋或小袋内使得刺激设备与神经邻近、或者允许整个袖带和刺激设备沿着神经的轴浮置从而允许纤维封装设备并且消除或者减少设备沿着神经的上下移动、以及绕着神经轴旋转。POD可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于治疗慢性炎症的无引线、可植入微型刺激器设备，所述设备包括：密闭地密封的囊体；至少两个导电囊区域，其中每个区域电连接到用于向迷走神经施加刺激的电极；在所述密封的囊体内的谐振器；所述谐振器包括配置成在预定的频率范围谐振的线圈和电容器；定位来监视所述线圈的温度的热敏电阻；在所述密封的囊体内的电池；以及在所述密封的囊体内的电子组件；其中所述电子组件包括配置成从所述谐振器接收功率以对所述电池充电的功率管理电路、配置成控制从所述导电囊区域刺激所述迷走神经的微型控制器、以及配置成当所述热敏电阻测量到温度超过预定阈值温度时去调谐所述谐振器以减少能量吸收的过温度控制。

【技术特征摘要】
2009.12.23 US 61/289,946;2010.02.22 US 61/306,8491.一种用于治疗慢性炎症的无引线、可植入微型刺激器设备，所述设备包括：密闭地密封的囊体；至少两个导电囊区域，其中每个区域电连接到用于向迷走神经施加刺激的电极；在所述密封的囊体内的谐振器；所述谐振器包括配置成在预定的频率范围谐振的线圈和电容器；定位来监视所述线圈的温度的热敏电阻；在所述密封的囊体内的电池；以及在所述密封的囊体内的电子组件；其中所述电子组件包括配置成从所述谐振器接收功率以对所述电池充电的功率管理电路、配置成控制从所述导电囊区域刺激所述迷走神经的微型控制器、以及配置成当所述热敏电阻测量到温度超过预定阈值温度时去调谐所述谐振器以减少能量吸收的过温度控制。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述过温度控制被配置成如果操作温度超过41℃则关断所述设备。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子组件还包括一个或多个电压限幅器以限制可以从所述谐振器对所述电池充电的功率量。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子组件还包括配置成去调谐所述谐振器的短路开关。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子组件还包括配置成去调谐所述谐振器以减少能量吸收的过电压传感器。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子组件还包括配置成限制来自所述谐振器的电流以实现可靠上电的电流限幅器。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述线圈和所述电容器配置成在131KHz+/-2％谐振。8.一种用于治疗慢性炎症的无引线、可植入微型刺激器设备，所述设备包括：密闭地密封的囊体；至少两个导电囊区域，其中每个区域电连接到用于向迷走神经施加刺激的电极；在所述密封的囊体内的谐振器；所述谐振器包括线圈和电容器，所述谐振器包括配置成在预定的频率范围谐振的线圈和电容器；定位来监视所述囊体的外部表面的温度的热敏电阻；在所述密封的囊体内的电池；以及在所述密封的囊体内的电子组件；其中所述电子组件包括配置成从所述谐振器接收功率以对所述电池充电的功率管理电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·法尔季斯，J·M·西蒙，刘亿明，
申请(专利权)人：赛博恩特医疗器械公司，
类型：发明
国别省市：美国;US