用于递送肺部治疗的系统和方法技术方案

系统的一个实施例可以包括电极和脉冲生成系统。该电极可被配置成植入在神经支配气道的神经靶标附近。脉冲生成系统可以被配置成可操作地连接到电极以通过该电极递送耗尽阻滞刺激，以减轻肺部疾病的症状。脉冲生成系统和电极可以被配置成合作以捕获神经靶标中的轴突。耗尽阻滞刺激可以包括在耗尽脉冲频率处的一连串脉冲。

System and method for delivering lung therapy

An embodiment of the system may include an electrode and a pulse generation system. The electrode may be configured to be implanted in the vicinity of the neural target of the innervated airways. The pulse generation system can be configured to be operatively connected to the electrode to deliver a depletion of the blocking stimulus through the electrode to relieve symptoms of lung disease. The pulse generation system and the electrode can be configured to cooperate to capture axons in the nerve target. The depletion block stimulation may include a series of pulses at the depleted pulse frequency.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】要求优先权本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2014年1月17日提交的美国临时专利申请序列号61/928,714的优先权的权益，在此通过引用以其整体并入。相关申请的交叉参考下面的共同受让的美国专利申请是相关的，都与本申请同一日期提交，并且都在此通过引用以其整体并入：“SystemsandMethodsforSelectiveStimulationofNerveFibersinCarotidSinus，”序列号61/928707于2014年1月17日提交；“DepletionBlocktoBlockNerveCommunication，”序列号61/928725于2014年1月17日提交；和“SelectiveNerveStimulationUsingPresynapticTerminalDepletionBlock”序列号61/928732于2014年1月17日提交。
本文档大体上涉及医疗设备，更具体地，涉及用于使用突触接头阻滞递送肺部治疗的系统，设备和方法。
技术介绍
慢性支气管炎是一种慢性阻塞性肺疾病(COPD)，并且其特征在于伴随着痰产生的慢性咳嗽。气道炎症、粘液分泌过多、气道高反应性以及气道壁的最终纤维化都显著限制气流和气体交换。哮喘类似于慢性支气管炎，尽管根本的原因往往是使得气道平滑肌高反应性的气道平滑肌或炎症环境的固有缺陷。慢性哮喘可具有与慢性支气管炎类似的气道壁增厚，导致永久的、不可逆的气道阻塞。肺气肿也是一种COPD，并且其特征在于肺实质的破坏。肺实质的破坏导致保持气道畅通的弹性回缩和束缚的损失。由于细支气管不像较大气道一样受到软骨的支持，它们几乎没有内在的支持，因此当束缚的破坏发生时，尤其是呼气时它们很容易塌陷。仅在美国，COPD目前影响超过1500万人，而且目前是该国死亡的第三大原因。目前，超过90％的COPD病例由香烟烟雾的吸入引起。该疾病的经济和社会负担是巨大的并在不断增加。用于COPD的经济负担的大约50％至75％涉及用于COPD的急性加重(AECOPD)的医疗服务。这种经济负担的主要原因是急诊和住院医院护理。通过通常持续数天，最多几个星期的突然症状恶化(如咳嗽，喘息的发作或增加和痰变化)定义AECOPD。AECOPD通常由细菌感染、病毒感染或污染物引起，从而迅速表现为导致显著气道限制的气道炎症、粘液分泌过多和支气管收缩、粘液产生。尽管存在治疗COPD症状的比较有效的药物(长效毒蕈碱受体拮抗剂、长效β受体激动剂、糖皮质激素和抗生素)，被称为“频繁加重患者”的特定患者群体经常由于病情加重光顾急诊室和医院并且肺功能更快速地下降、生活质量更差以及死亡率更高。COPD患者存在减少AECOPD事件发生的需求。自主神经系统对气道平滑肌、分泌细胞和血管提供恒定控制。副交感纤维驱动支气管平滑肌、抑制肺血管以及使支气管腺体分泌；以及交感神经纤维抑制支气管肌肉、驱动肺血管以及抑制泡状腺(aveolargland)。虽然自主神经系统的交感和副交感神经分支都神经支配气道，然而副交感神经分支尤其在控制气道平滑肌和粘液分泌方面占主导。胆碱能神经纤维出现在脑干中的疑核(nucleusambiguous)中并且沿着位于气道壁内的副交感神经节中的迷走神经(右和左迷走神经)和突触向下行进。这些副交感神经节在气管和主支气管中最大量，尤其是邻近门区和分叉点，伴随着较少的尺寸较小的神经节分布在远端气道中。从这些神经节，短的神经节后纤维行进到气道平滑肌和粘膜下腺体。气道平滑肌的胆碱能控制涉及神经节前和神经节后副交感神经释放乙酰胆碱(ACh)，并且可以通过气道和肺外传入神经激活。ACh从神经节后纤维释放并作用于平滑肌和粘膜下腺体上的M1-和M3-受体以分别导致支气管收缩和粘液分泌。ACh可调节气道炎症和气道重塑，这可能有助于阻塞性气道疾病的病理生理学。因此，控制到肺部的副交感神经信号可控制支气管收缩、粘液分泌、咳嗽以及可能的炎症和重塑。多种刺激(香烟烟雾、机械刺激和其他刺激物)能够通过喉部或气道中的感觉感受器的激活引发胆碱能支气管收缩反射。所述感觉感受器主要包括迅速适应受体(RAR)和C纤维，两者在上皮中都具有神经末梢。这些传入神经的激活导致胆碱能反射，已知其通过气道平滑肌细胞和粘膜下腺体上的毒蕈碱受体的激活导致支气管收缩和气道粘液分泌的增加。气道中的刺激物可以引发传入受体神经并抵销引发支气管收缩和粘液产生的反射动作，这两者在AECOPD事件中均常见。已经开发了抗胆碱能药(抗毒蕈碱剂)例如Spiriva，其被认为结合到平滑肌细胞上的毒蕈碱受体，阻止ACh结合那些位点，导致支气管收缩的减少。这些药物不是对所有患者完全有效(部分是由于不遵守治疗时间表)然而，尽管处方规定了这些药物，许多患者继续具有AECOPD事件。支气管高反应性(BHR)在COPD中常见，并最有可能由受体神经纤维的高灵敏性、用于反射动作引发的较低阈值，和ACH释放的降低的自然自我限制机制造成。各种报告已经表明，BHR可能存在于超过60％的COPD患者中。该“高反应性”可能是由于“超自反性”。在炎性疾病中存在许多过激活副交感神经驱动的机制。炎症通常与明显的激活和可能增加反射副交感神经紧张的气道中的迷走神经C纤维的兴奋性的增加有关。此外，气道炎症和炎症介质已发现增加突触效能和降低支气管副交感神经节中的动作电位适应(accommodation)；可能会降低它们的过滤功能并导致长期激发的效果。此外，也已发现气道炎症抑制毒蕈碱M2受体介导的来自节后神经末梢的ACh释放的自动抑制。这将导致对给定量的动作电位放电的更大的终末器官响应(例如平滑肌收缩)。此外，气道炎症已经与副交感神经系统中的表型的改变相关联，其可能影响胆碱能收缩与平滑肌的非肾上腺素能非胆碱能(NANC)松弛神经支配的平衡。除了如上所述的平滑肌收缩和粘液产生，气道的慢性炎症在COPD中发挥中心作用。即使在稳定的COPD期间，炎性蛋白的数量的增加已在体循环中描述，包括C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-6和IL-8。也已在此类患者中报告可溶性TNF受体55和75(sTNF-R55和sTNF-R75)，IL-10和IL-18的循环水平的小而显著的增加。重要的是，流行病学研究表明了循环炎症介质和由一秒钟内的用力呼气量(FEV1)的下降反映的肺功能降低之间的关系。COPD加重与支气管和全身性炎症的这些炎症标记物进一步增加超过疾病的稳定状态期间存在的水平相关联。因此，额外的存在减少COPD患者的气道炎症的需求。
技术实现思路
本文公开的一些实施方案提供了一种对靶标神经的可逆性突触接头阻滞，其也可被称为耗尽阻滞，以减少副交感神经驱动。减少副交感神经驱动可以用于减轻肺疾病的症状。系统的一个实施例可以包括电极和脉冲生成系统。该电极可被配置成植入在神经支配气道的神经靶标附近。脉冲生成系统可以被配置成可操作地连接到电极以通过该电极递送耗尽阻滞刺激，以减轻肺部疾病的症状。脉冲生成系统和电极可以被配置成合作以捕获神经靶标中的轴突。耗尽阻滞刺激可以包括在约100Hz至约1KHz的范围内(例如100Hz至1000Hz或在该范围附近的频率以提供耗尽阻滞)的耗尽脉冲频率处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：电极，所述电极被配置成植入在神经支配气道的神经靶标附近；和脉冲生成系统，所述脉冲生成系统被配置成可操作地连接到所述电极以通过所述电极递送耗尽阻滞刺激，以减轻肺部疾病的症状，脉冲生成系统和电极被配置成合作以捕获神经靶标中的轴突，耗尽阻滞刺激包括在约100Hz至约1KHz的范围内的耗尽脉冲频率处的一连串脉冲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 US 61/928,7141.一种系统，其包括：电极，所述电极被配置成植入在神经支配气道的神经靶标附近；和脉冲生成系统，所述脉冲生成系统被配置成可操作地连接到所述电极以通过所述电极递送耗尽阻滞刺激，以减轻肺部疾病的症状，脉冲生成系统和电极被配置成合作以捕获神经靶标中的轴突，耗尽阻滞刺激包括在约100Hz至约1KHz的范围内的耗尽脉冲频率处的一连串脉冲。2.权利要求2的系统，其还包括电极设备，所述电极设备包括电极并被配置成植入在可操作地临近神经靶标的气道中。3.权利要求2的系统，其中，所述脉冲生成系统包括被配置成合作以通过电极递送耗尽阻滞刺激的脉冲发生器，控制器和电源，所述电极设备包括脉冲发生器，控制器和电源。4.根据前述权利要求的任一项的系统，其中，所述电极设备包括被配置成在气道内扩展以接触气道结构的内表面的可扩展结构，所述可扩展结构包括起搏表面，所述起搏表面包括：被配置成紧靠气道结构的壁的内表面的光滑表面；或者具有被配置成部分刺入或完全穿透气道结构的壁的突起的表面；或具有非穿透表面纹理的表面。5.权利要求1的系统，其还包括刺激引线，所述引线包括电极，所述引线被配置成经植入以将电极定位在临近神经靶标的气道外部。6.权利要求5的系统，其中，所述刺激引线被配置成至少部分地缠绕所述气道以将电极定位成临近所述神经靶标。7.权利要求5的方法，其中，所述刺激引线被配置成在气道内推进，被配置具有端部以刺穿气道的壁，以及被配置成至少部分地缠绕所述气道以将电极定位成临近所述神经靶标。8.根据前述权利要求的任一项的系统，其中，所述电极被配置成经植入可操作地临近：第一代支气管，用于刺激沿第一代支气管穿行的肺神经分支；或者第二代支气管，用于刺激沿第二代支气管穿行的肺神经分支；或者第三代支气管，用于刺激沿第三代支气管穿行的肺神经分支。9.权利要求1的系统，其中，所述电极被配置成邻近颈部迷走神经植入。10.根据前述权利要求中的任一项的系统，其还包括被配置成感测与增加的气道阻力相关的参数的至少一种传感器，可操作地连接到所述至少一种传感器以检测气道阻力的增加并被配置成响应于所检测到的气道阻力的增加自动启动耗尽阻滞刺激的递送的脉冲生成系统。11.权利要求10的系统，其中，所述传感器包括被配置成感测经胸阻抗的降低的阻抗传感器。12.根据权利要求10和11的任一项的系统，其中，所述传感器包括被配置成感测胸膜压力降低的压力传感器。13.根据前述权利要求的任一项的系统，其中，所述脉冲生成系统被配置成接收人启动的命令，并且被配置成响应于所接收到的命令自动启动耗尽阻滞刺激的递送。14.根据前述权利要求的任一项的系统，其中，所述脉冲生成系统被配置成通过递送比用于神经靶标的饱和阈值(ST)更大的耗尽阻滞电流来递送完全耗尽阻滞。15.根据前述权利要求的任一项的系统，其中，所述脉冲生成系统被配置成通过递送比用于神经靶标...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德·弗兰克，布赖恩·艾伦·克拉克，艾登·弗拉纳根，胡安·加布里埃尔·因卡皮耶·奥多内滋，戴维·J·特恩斯，
申请(专利权)人：心脏起搏器股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US