神经刺激系统技术方案

一种用于电刺激神经（3）的系统（1），该系统包括：用于电刺激神经的第一刺激器（5）和第二刺激器（7），第一刺激器和第二刺激器彼此相隔第一距离；以及控制器（9），其被布置成：a）根据第一距离和动作电位在神经中的传播速度来设置时间间隔；b）在第一刺激时段激活第一刺激器，从而引起神经中的电活动；以及c）在第二刺激时段激活第二刺激器，第二刺激时段在第一时间段结束后经过了所述时间间隔之后。优选地，所述时间间隔是第一时间段和允许神经从刺激中恢复的缓冲时间段之和。中恢复的缓冲时间段之和。中恢复的缓冲时间段之和。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】神经刺激系统


[0001]本公开涉及用于电刺激神经的系统和方法。

技术介绍

[0002]在疾病治疗中，期望以特定频率电刺激患者体内的神经。然而，当以高于特定水平的频率受到刺激时，神经容易疲劳（也已知为并且称为动作电位传导减慢，APCS）。例如，构成脾神经血管束中神经的C纤维、无髓鞘纤维在以某些频率受到刺激时容易疲劳、APCS，并且随着时间的推移变得反应愈发迟钝。反应性降低可能是由于跨膜极化和复极化的动作电位分布（profile）延长（Ringkamp等人，2010 PLoS ONE 5(2):e9076 doi:1371/journal.pone.0009076）。
[0003]与躯体神经中较大的神经纤维相比，C纤维、无髓鞘纤维需要高得多的电刺激水平来激活。这加剧了疲劳、APCS的问题。高激活阈值还意味着神经激活发生在靠近电流密度和场曲最高的电极触点（electrode contact）处。轴突激活首先发生在最靠近电极触点处，并且距电极触点更远的轴突（例如，在神经束内或神经血管束的解剖结构内的那些轴突）稍后激活，或者可能根本不激活。
[0004]与阳极脉冲（即起源于阳极的脉冲）相比，阴极脉冲（即起源于阴极的脉冲）的激活阈值更低。这种阈值差异可能归因于轴突的极化静息膜电位。然而，如果神经纤维非常靠近阴极触点表面，则阴极脉冲可能会在触点边缘造成阳极阻滞。阳极阻滞可能会阻滞动作电位沿神经传播离开触点。相比之下，由于在触点边缘发生去极化，因此阳极脉冲可能在激活靠近电极的纤维方面更有效。
[0005]传统的双极神经接口使用更靠近靶器官的电极（即远端触点）专门作为阴极，并使用更远离靶器官的电极（即近端触点）专门作为阳极。靠近阴极表面的纤维在触点边缘受到阳极阻滞。此外，由于较高的阈值激活，阳极触点表面下方更深处的纤维可能不会被激活。此外，与单极电极相比，电流受到双极电极所需的更高的顺从电压的限制。传统的双极刺激未能充分利用每个触点激活附近神经纤维的能力。
[0006]因此，需要更有效地电刺激神经纤维的系统，例如减少神经疲劳、APCS，减少阳极阻滞，并允许激活更深处的神经纤维。这种新系统将产生激发和激活靶结构的更大且更均匀的轴突团块，并产生更有效的治疗。

技术实现思路

[0007]在本专利技术的一个方面中，存在一种用于电刺激神经的系统，该系统包括：用于电刺激神经的第一刺激器和第二刺激器，第一刺激器和第二刺激器彼此相隔第一距离；以及控制器，其被布置成：a）根据第一距离和动作电位在神经中的传播速度来设置时间间隔；b）在第一刺激时段激活第一刺激器，从而引起神经中的电活动；以及c）在第二刺激时段激活第二刺激器，第二刺激时段在第一时间段结束后经过了所述时间间隔之后。
[0008]这样，该系统在第一刺激器施加的刺激与第二刺激器施加的刺激之间引入延迟
（即所述时间间隔）。该延迟为神经在施加第二刺激之前从第一刺激中恢复（即复极化）提供了时间。具体而言，该延迟是刺激器之间的距离和动作电位在神经中的传播速度的函数，可以使用它们来将延迟设置为大于刺激从第一刺激器传到第二刺激器所花费的时间。这确保了在神经仍因第一刺激而在第二刺激器的位置受到刺激时第二刺激器不会激活神经（或阻止神经被进一步刺激）。例如，在第一刺激的动作电位处于第二刺激器的位置附近时，第二刺激器不会尝试激活神经。此外，使用放置在不同位置的两个刺激器减少了在特定位置施加的刺激次数，从而减少了该位置处的神经疲劳、APCS。
[0009]所述时间间隔可以包括第一时间段，第一时间段近似等于或大于第一距离除以动作电位在神经中的传播速度。这样，延迟可以等于或大于刺激从第一刺激器传到第二刺激器所花费的时间。这确保了在神经仍因第一刺激而在第二刺激器的位置受到刺激时第二刺激器不会激活神经。例如，在第一刺激的动作电位处于第二刺激器的位置附近时，第二刺激器不会尝试激活神经。
[0010]在一个示例中，动作电位在神经中的速度约为0.5 mm/ms。当神经是自主神经、如脾神经时，可能就是这种情况。在一个示例中，第一刺激器与第二刺激器之间的第一距离近似等于或大于3mm。当第一距离近似等于或大于3mm时，第一时间段近似等于或大于6ms。当第一刺激器与第二刺激器之间的第一距离等于或大于5mm时，第一时间段近似等于或大于10ms。当第一刺激器与第二刺激器之间的第一距离约为6mm时，第一时间段近似等于或大于12ms。当第一距离约为6.4mm时，第一时间段近似等于或大于12.8ms。这些参数确保了在神经仍因第一刺激而在第二刺激器的位置受到刺激时第二刺激器不会激活神经。例如，在因第一刺激的动作电位处于第二刺激器的位置附近时，所述参数使得第二刺激器不会尝试激活神经。
[0011]所述时间间隔可以被设置为第一时间段和允许神经从刺激中恢复的缓冲时间段之和。这有助于确保在施加第二刺激之前神经有足够的时间完全恢复。缓冲时间段可以等于或大于在第二刺激器的位置处的神经中引起的电活动的影响减小到低于预定阈值或彻底减小所需的时间长度。例如，缓冲时间段可以等于或大于10ms。这为自主神经纤维的恢复提供了足够长的时间。神经中的电活动与神经中钠通道恢复到这些通道可以再次被电激活的点有关。缓冲时间段的结束可以被设置为在神经的相对不应期之后。这可能是当大多数钠通道恢复到了兴奋状态之时。
[0012]所述时间间隔等于或小于第一次刺激时段的一半。这是第一刺激与第二刺激之间优选的最大时间长度。期望最大化脉冲之间的时间以使神经有尽可能多的时间恢复到最兴奋状态。在正在激活无髓鞘纤维（例如C纤维）的情况下，可能需要比其他神经更多的时间来恢复。
[0013]第一刺激器和第二刺激器中的每一个可以包括一个或多个电极。该系统还可以包括用于将第一刺激器和第二刺激器电耦合到神经的附着装置（attachment means），其中附着装置限定了具有用于接收神经的内径的孔。该内径可以近似等于或大于5mm。该内径可以近似等于或小于13mm。该内径可以近似7.5mm。
[0014]该系统可以附着到神经。该系统可以附着到神经组织结构，例如神经血管束。神经可以是自主神经，如患者的脾神经。神经可以是无髓鞘神经。
[0015]该系统可以围绕神经，例如，该系统可以部分地或完全地围绕神经。围绕神经的系
统可以附着到神经。围绕神经的系统可以不附着到神经，但可以与神经有物理接触。神经可以是自主神经，如患者的脾神经。神经可以是无髓鞘神经。
[0016]控制器还可以被布置成：在第二刺激时段结束后经过了所述时间间隔之后执行步骤b）。控制器还可以被布置成：重复步骤c）和d）以交替刺激第一刺激器和第二刺激器。因此，可以交替并反复刺激第一刺激器和第二刺激器。第一刺激时段和第二刺激时段可以彼此近似相等。这均衡了第一刺激器与第二刺激器之间的刺激，从而消除了刺激器上的任何疲劳、APCS影响。
[0017]在本专利技术的另一方面中，存在一种用于电刺激神经的系统，该系统包括：用于在第一刺激部位电刺激神经的第一刺激器和用于在第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电刺激神经的系统，该系统包括：用于电刺激神经的第一刺激器和第二刺激器，第一刺激器和第二刺激器彼此相隔第一距离；以及控制器，其被布置成：a）根据第一距离和动作电位在神经中的传播速度来设置时间间隔；b）在第一刺激时段激活第一刺激器，从而引起神经中的电活动；以及c）在第二刺激时段激活第二刺激器，第二刺激时段在第一时间段结束后经过了所述时间间隔之后。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述时间间隔包括第一时间段，第一时间段近似等于或大于第一距离除以动作电位在神经中的传播速度。3.根据权利要求2所述的系统，其中，动作电位在神经中的传播速度约为0.5 mm/ms。4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，第一刺激器与第二刺激器之间的第一距离近似等于或大于3mm。5.根据权利要求3与权利要求4所述的系统，其中，第一时间段近似等于或大于6ms。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，第一刺激器与第二刺激器之间的第一距离等于或大于5mm。7.根据权利要求3与权利要求6所述的系统，其中，第一时间段近似等于或大于10ms。8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，第一刺激器与第二刺激器之间的第一距离约为6mm。9.根据权利要求3与权利要求8所述的系统，其中，第一时间段近似等于或大于12ms。10.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，第一距离约为6.4mm。11.根据权利要求3与权利要求10所述的系统，其中，第一时间段近似等于或大于12.8ms。12.根据前述权利要求2中的任一项所述的系统，其中，设置所述时间间隔为第一时间段和允许神经从刺激中恢复的缓冲时间段之和。13.根据权利要求12所述的系统，其中，缓冲时间段等于或大于在第二刺激器的位置处的神经中引起的电活动的影响减小到低于预定阈值或彻底减小所需的时间长度。14.根据权利要求12或权利要求13所述的系统，其中，缓冲时间段等于或大于10ms。15.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述时间间隔等于或小于第一次刺激时段的一半。16.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，第一刺激器和第二刺激器中的每一个包括一个或多个电极。17.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括用于将第一刺...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：加尔瓦尼生物电子有限公司，
类型：发明
国别省市：