适用于通过局部冷却到室温来进行神经阻断的设备和方法技术

在此提供的是阻断神经的方法，举例来说，适用于对肥胖症、心力衰竭、心血管病、肌肉痉挛、慢性疼痛或者术后病患出现的尿潴留进行治疗。方法可以包括首先把神经加热到高于生理温度(例如，人体温度37℃)的温度，例如，加热到43℃到54℃的范围并持续一段时间，这将会导致可逆的神经阻断，其与神经损伤是相反的。其次，可逆的神经阻断可以通过将神经冷却到低于生理温度的程度来产生，其中可逆的神经阻断是可以获得的，举例来说，在15℃到30℃的范围之内。在15℃到30℃的范围之内。在15℃到30℃的范围之内。

【技术实现步骤摘要】
D等人的著作(2011)。通过温度来分析脑回路的动态力度变化：设计并实现微型温差电敏器件J Neurosci Methods 197:32
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47；Rothman S,等人的著作(2003)。局部冷却：A therapy for intractable neocortical epilepsy.Epilepsy Currents 3:153
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156)也使其成为可能，即，设计和研发出可植入式的设备，从而形成在15℃和50℃的范围之内的局部温度变化。因此，本文中所描述的热量阻断技术具有多种临床应用，例如，过度肥胖、疼痛、心力衰竭和脊髓损伤之后出现的膀胱机能失调。
[0009]本文在此提供的是一种可逆性地阻断神经的方法，包括将神经加热到高于37℃的温度，并且低于形成非可逆性神经阻断的温度和时间周期的步骤，以及将神经冷却到低于37℃的温度，并且高于形成非可逆性神经阻断的温度，从而形成可逆的神经阻断。从某些方面来看，神经被加热到42℃到54℃的范围之内。从某些方面来看，神经被冷却到15℃到30℃的范围之内。
[0010]从某些方面来看，方法可以进一步包括，在加热神经之前的步骤，在神经中植入温度控制器，以用于对神经进行加热或者冷却，温度控制器包括加热器件、冷却器件和温度传感器，其中温度控制器无线连接到控制器上，该控制器适用于控制加热器件的加热过程，用于控制冷却器件的冷却过程，以及通过温度传感器对神经的温度进行监控。从某些方面来看，加热器件是电阻器，薄膜半导体，珀耳帖加热器，微波散热器或者红外线加热器，而冷却部件是冷却剂管，珀耳帖冷却器，和/或温度传感器是热电偶或者热电调节器。
[0011]同样地，本文也提供了一种处置病患的过度肥胖的方法，其是通过上文中所描述的方法来阻断腹部迷走神经而实现的。
[0012]同样地，本文在此提供的是一种适用于处置病患的心力衰竭的方法，其是通过上文中所描述的方法来阻断病患的交感神经，交感神经可以任意是一个或者更多的内脏大神经，内脏小神经或者交感干来实现的。
[0013]本文在此进一步提供的是一种适用于处置病患的泌尿失禁的方法，其是通过上文中所描述的方法来阻断病患的阴部神经来实现的。
[0014]本文在此提供的是一种适用于处置病患的肌肉痉挛的方法，其是通过上文中所描述的方法来阻断病患的控制肌肉活动的神经来实现的。
[0015]同样地，本文在此提供的是一种适用于处置病患的心血管病的方法，其是通过上文中所描述的方法来阻断病患的迷走神经来实现的。
[0016]除此之外，本文在此提供的是一种适用于可逆性地阻断神经的系统，该系统包括可植入的设备和外部控制器。内部设备包括含有处理器的温度控制器，与温度控制器相互通讯的温差电敏器件，而且其被配置为放置在神经的附近，与温度控制器相互通讯的温度传感器，而且其被配置放置在神经的附近，以及为温度控制器和温差电敏器件提供动力的动力源。温度控制器也包括储存有编程指令的存储器，当通过处理器运行时，其可以导致处理器能够控制温差电敏器件将神经加热到高于37℃的温度，并且低于形成非可逆性神经阻断的温度和时间周期；以及将神经冷却到低于37℃的温度，并且高于形成非可逆性神经阻断的温度，从而形成可逆的神经阻断。系统的外部控制器与温度控制器是相互通讯的。
[0017]从某些方面来看，当通过处理器运行时，编程指令可以进一步使处理器能够接收来自于温度传感器的温度信息，并且在该温度信息的基础上，调整对温差电敏器件的控制。
[0018]从某些方面来看，温度传感器是电热调节器。在另外一个方面来看，温度传感器是
热电偶。
[0019]从某些方面来看，温差电敏器件包括加热器件和冷却器件。从某些方面来看，加热器件是电阻器，薄膜半导体，珀耳帖加热器，微波散热器或者红外线加热器。从某些方面来看，冷却部件是冷却剂管，珀耳帖冷却器。
[0020]本文在此进一步提供的是一种适用于可逆性地阻断神经的可植入式设备的使用。所述可植入式的设备包含有处理器的温度控制器；与温度控制器相互通讯的温差电敏器件，其被配置为放置在神经的附近，与温度控制器相互通讯的温度传感器，其被配置放置在神经的附近，以及为温度控制器和温差电敏器件提供动力的动力源。设备被用于提供可逆性地阻断神经的方法，通过将神经加热到高于37℃的温度，并且低于形成非可逆性神经阻断的温度和时间周期，然后将神经冷却到低于37℃的温度，并且高于形成非可逆性神经阻断的温度，从而形成可逆的神经阻断。
附图说明
[0021]附图1显示的是根据本专利技术的一个方面，用于对神经进行局部加热和/或冷却的设备的结构图。
[0022]附图2显示的是根据本专利技术的一个方面，用于冷却神经进而实现阻断的可以作为实施方案的配置的示意图。通过一个最靠近尿道的小切口将尿液管插入到尿道中，从而实现尿道内部的浸剂和压力记录。将阴部神经双边切除并浸入到温盐溶液中。神经通过铜管线圈。线圈内的温度可以通过其中流动的不同温度的水来改变。热电偶被放置在铜线圈的中间位置，从而记录下温度。通过最接近线圈的钩状电极对神经进行电刺激，从而激发尿道外括约肌(EUS)的收缩并且导致尿道内压力的增加。
[0023]附图3显示的是由阴部神经刺激(PNS)所引发的尿道压力响应的冷阻断。图形A中，尿道压力痕迹显示在5℃时实现完全神经阻断。痕迹下方的方波表明的是PNS(50Hz,0.2ms，3.2V)的每一个短序列(5秒)的持续时间。痕迹下方的黑色柱块表明的是由铜线圈进行冷却所需的持续时间。图形B中，平均的尿道压力响应于不同的温度(N＝20条神经)。就在冷却开始之前，在每一个冷却周期中的最后一个响应的平均压力被标准化为响应值。图形C中，即使是在长时间(5分钟)的完全阻断之后，冷阻断也是完全可逆的。
[0024]附图4显示的是由阴部神经刺激(PNS)所引发的尿道压力响应的热阻断。图形A中，尿道压力痕迹显示在52℃时实现完全神经阻断。痕迹下方的方波表明的是PNS(50Hz,0.2ms，1.0V)的每一个短序列(5秒)的持续时间。痕迹下方的黑色柱块表明的是由铜线圈进行加热所需的持续时间。图形B中，平均的尿道压力响应于不同的温度(N＝14条神经)。就在加热开始之前，在每一个加热周期中的最后一个响应的平均压力被标准化为响应值。
[0025]附图5显示的是由加热时间所决定的热阻断的可逆性。图形A中，在加热1分钟之后，达到52℃时神经阻断是可逆的，但是在加热3分钟之后，神经阻断就是不可逆的。图形B中，结论(N＝12条神经)。加热温度＝50
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54℃。*表明的是，显著性差异(p<0.0001，成对的t
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测试)。
[0026]附图6显示的是可逆的热阻断提高温度以便产生冷阻断。图形A中，相同的神经中，在加热之前，需要5℃的温度来完成冷阻断。然而，在52℃条件下简短的可逆热阻断之后，完整的冷阻断发生在20℃。图形B中，结论(N＝12条神经)显示冷阻断响应曲线在大约10℃时
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于可逆性地阻断神经的系统，包括：配置用于加热和冷却神经的装置；温度传感器，其配置为放置在所述神经的附近；动力源，其用于向所述装置提供动力；处理器，其与所述温度传感器和所述装置相互通讯；储存有编程指令的存储器，当通过处理器运行时，其可以导致处理器能够控制所述装置完成以下指令：首先将所述神经加热到42
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54℃的温度范围之内，持续时间足以增加用于在所述神经内产生冷传导阻断的阈值温度，并且低于产生非可逆性神经阻断的温度和时间周期；以及然后将所述神经冷却到15
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30℃的温度范围之内以在相比于不进行加热步骤所需的温度更高的温度下产生可逆的神经阻断。2.根据权利要求1中的系统，其中当通过所述处理器运行时，编程指令进一步使所述处理器接收来自所述温度传感器的温度信息，以及基于所述温度信息修改对所述装置的控制。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述温度传感器是热敏电阻或热电偶。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述装置包括加热元件和冷却元件，其中所述加热元件为流体管、电阻器、薄膜半导体、珀耳帖加热器、微波散热器或红外加热器，以及所述冷却元件为冷却剂管或帕尔贴冷却器。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述装置包括加热元件和冷却元件，以及其中所述加热元件是流体管，且所述冷却元件是流体管。6.根据权利要求1所述的系统，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰常峰，
申请(专利权)人：匹兹堡大学，
类型：发明
国别省市：