專利名稱：具有喉部活動(dòng)傳感器的神經(jīng)刺激系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般地涉及神經(jīng)刺激，并且特別涉及用于最優(yōu)化迷走神經(jīng)刺激 的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法使用感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的活動(dòng)傳感 器最優(yōu)化迷走神經(jīng)刺激。
戰(zhàn)旦 冃豕
迷走神經(jīng)剌激已經(jīng)用于調(diào)節(jié)各種生理功能和治療各種疾病。 一個(gè)實(shí)例 是在患有心力衰竭或心肌梗死的患者中調(diào)節(jié)心臟功能。心肌受交感和副交 感神經(jīng)的神經(jīng)支配，所述交感和副交感神經(jīng)包括迷走神經(jīng)的心臟分支。迷 走神經(jīng)中的活動(dòng)，包括人工施加的電刺激，調(diào)節(jié)心律和收縮性(心肌收縮 的強(qiáng)度)。已知施加到迷走神經(jīng)上的電刺激降低心律和收縮性，延長(zhǎng)心動(dòng) 周期的心臟收縮期，并且縮短心動(dòng)周期的心臟舒張期。迷走神經(jīng)刺激的這 種能力被用于，例如，控制心肌重塑。
除了治療心臟病癥如心肌重塑以外，還已知迷走神經(jīng)刺激有效治療下 列病癥，所述病癥包括但不限于，抑郁癥，神經(jīng)性食欲缺乏/攝食障礙，胰 腺功能，癲癇癥，高血壓，炎性病，和糖尿病。出于治療滴定(titration)或 最優(yōu)化的目的，迷走神經(jīng)刺激在治療所述病癥中的目的治療結(jié)果可能很難 測(cè)量，不管是短期的還是長(zhǎng)期的。因此，需要使用除目的治療結(jié)果之外的 參數(shù)來(lái)滴定或最優(yōu)化迷走神經(jīng)刺激。
概述
一種神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其向迷走神經(jīng)遞送神經(jīng)刺激，并且感應(yīng)指示由所述神經(jīng)刺激引起的喉部活動(dòng)的信號(hào)。所述指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，例如，被用于指導(dǎo)電極放置，確定刺激閾值，檢測(cè)導(dǎo)線/電極問(wèn)題，檢測(cè)神經(jīng)損傷，和在將電極放置在患者體內(nèi)后監(jiān)視愈合過(guò)程。
在一個(gè)實(shí)施方案中，神經(jīng)刺激系統(tǒng)包括活動(dòng)傳感器和神經(jīng)刺激分析器。所述活動(dòng)傳感器感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。所述神經(jīng)刺激分析器包括喉部活動(dòng)輸入，以接收指示喉部活動(dòng)的信號(hào)；神經(jīng)刺激輸入，以接收指示
將所述神經(jīng)刺激遞送至迷走神經(jīng)的信號(hào)；和處理電路。所述處理電路處理
指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以利用指示喉^活動(dòng)的信號(hào)分析所述神經(jīng)剌激系、在一個(gè)實(shí)施方案中，神經(jīng)刺激系統(tǒng)包括活動(dòng)傳感器，信號(hào)調(diào)節(jié)電路，
神經(jīng)刺激電路，和顯示裝置(presentationdevice)。所述活動(dòng)傳感器感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。所述神經(jīng)刺激電路將神經(jīng)刺激遞送至迷走神經(jīng)。所述顯示裝置顯示喉部活動(dòng)的指示物和神經(jīng)刺激的遞送。
在一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種用于施加神經(jīng)刺激的方法。感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。將神經(jīng)刺激遞送至迷走神經(jīng)。調(diào)節(jié)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以分離由所述神經(jīng)剌激的遞送引起的喉部活動(dòng)。
本概述是本申請(qǐng)的一些教導(dǎo)的總結(jié)，并不意欲是排除或窮盡性處理本發(fā)明主題。關(guān)于本發(fā)明主題的其它詳情在詳述和后附的權(quán)利要求中。在閱讀并理解了下述詳述并且閱覽了組成本發(fā)明的一部分的附圖時(shí)，本發(fā)明的其它方面對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求及其法律等價(jià)物限定。
附圖簡(jiǎn)述
附圖通常通過(guò)舉例的方式舉例說(shuō)明在本發(fā)明中所討論的各個(gè)實(shí)施方案。附圖僅是用于舉例說(shuō)明的目的，并且可以是不按規(guī)定比例。


圖1是神經(jīng)刺激系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案和其中使用所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)的環(huán)境的部分的圖示。
圖2是神經(jīng)刺激系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案和其中使用所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)的環(huán)境的部分的圖示。圖3是舉例說(shuō)明圖1的神經(jīng)刺激系統(tǒng)的電路部分的實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是舉例說(shuō)明圖2的神經(jīng)刺激系統(tǒng)的電路部分的實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)的喉部活動(dòng)傳感器組件的一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
圖6是所述神經(jīng)剌激系統(tǒng)的喉部活動(dòng)傳感器組件的另一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
圖7是包括傳感器基底的活動(dòng)傳感器的一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
圖8是包括傳感器基底的活動(dòng)傳感器的另一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
圖9是舉例說(shuō)明所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)的神經(jīng)刺激分析器處理電路的一個(gè)
實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是舉例說(shuō)明所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)的用戶界面的一個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)的外部程序器的一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
圖12是舉例說(shuō)明利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)分析迷走神經(jīng)刺激的作用的方法的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。
圖13是舉例說(shuō)明利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)自動(dòng)確定用于迷走神經(jīng)刺激的剌激閾值的方法的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。
圖14是舉例說(shuō)明利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)短期和長(zhǎng)期監(jiān)視和滴定迷走神經(jīng)刺激的方法的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。
詳述
在下述詳述中，參考附圖，所述附圖形成本發(fā)明的一部分，并且其中通過(guò)舉例說(shuō)明的方式顯示可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施方案。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施方案，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，并且應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，所述實(shí)施方案可以結(jié)合，或可以使用其它實(shí)施方案，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、邏輯和電學(xué)改變。在本公開(kāi)內(nèi)容中提及"一個(gè)(an)"、"一個(gè)(one)"或"不同(various)"實(shí)施方案不必是同一個(gè)實(shí)施方案，并且所述提及考慮不止一個(gè)實(shí)施方案。下述詳述提供實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求及其法律等價(jià)物限定。
本申請(qǐng)討論一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)利用喉部活動(dòng)傳感器提供迷走神經(jīng)刺激的最優(yōu)化。所述最優(yōu)化包括，例如，最優(yōu)化電極放置，自動(dòng)閾值確定或驗(yàn)證，監(jiān)視導(dǎo)線/電極狀態(tài)，檢測(cè)神經(jīng)損傷，并且在電極放置之后監(jiān)視愈合過(guò)程。在迷走神經(jīng)刺激的多種應(yīng)用中，為了治療最優(yōu)化，目標(biāo)反應(yīng)(目的結(jié)果)可能難以進(jìn)行監(jiān)視和分析。例如，將經(jīng)靜脈導(dǎo)線用于遞送迷走神經(jīng)刺激，以控制心臟重塑。所述經(jīng)靜脈導(dǎo)線在其末端處包括放置在鄰近頸部區(qū)域內(nèi)的迷走神經(jīng)的頸內(nèi)靜脈內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電極。所述頸內(nèi)靜脈是提供可能的電極位置的寬范圍的大血管。在心臟重塑中利用迷走神經(jīng)刺激指導(dǎo)電極放置和刺激參數(shù)調(diào)整是實(shí)際上困難的。
在另一個(gè)方面，已知迷走神經(jīng)刺激通過(guò)喉返神經(jīng)引起喉的振動(dòng)，所述喉返神經(jīng)是神經(jīng)支配喉的迷走神經(jīng)的分支。因此，喉部活動(dòng)，包括喉振動(dòng)的幅度和頻率，提供關(guān)于迷走神經(jīng)是否被神經(jīng)刺激激活的指示。這允許在不需要監(jiān)視和分析迷走神經(jīng)剌激的目標(biāo)反應(yīng)(諸如心臟重塑)的條件下最優(yōu)化治療。
本發(fā)明主題適用于使用各種能量形式和各種信號(hào)形態(tài)刺激迷走神經(jīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，迷走神經(jīng)刺激包括將電脈沖遞送至迷走神經(jīng)，以在所述神經(jīng)中人工引發(fā)動(dòng)作電位。在其它實(shí)施方案中，迷走神經(jīng)刺激包括遞送任何形式的能量，諸如機(jī)械的、熱的、光學(xué)的、化學(xué)的、和生物能量，所述能量能夠在神經(jīng)系統(tǒng)中引發(fā)或調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng)。
本發(fā)明主題適用于這樣的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)提供迷走神經(jīng)的激活和/或抑制，以用于治療各種病癥，所述病癥包括，但不限于，心臟重塑，抑郁癥，神經(jīng)性食欲缺玄/攝食障礙，胰腺功能，癲癇癥，高血壓，炎性病，和糖尿病。通常，本發(fā)明主題適用于提供迷走神經(jīng)刺激的任何系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中所述神經(jīng)刺激導(dǎo)致可檢測(cè)的喉部活動(dòng)。
盡管在本發(fā)明中特別討論通過(guò)放置在頸部區(qū)內(nèi)鄰近迷走神經(jīng)的頸內(nèi)靜脈內(nèi)的具有一個(gè)或多個(gè)電極的經(jīng)靜脈導(dǎo)線遞送神經(jīng)刺激作為實(shí)例，但是本發(fā)明主題適用于用于迷走神經(jīng)刺激的任何導(dǎo)線和/或電極構(gòu)型和放置。當(dāng)神經(jīng)刺激的目標(biāo)反應(yīng)難以短期內(nèi)測(cè)量時(shí)和/或當(dāng)在不進(jìn)行充分侵入性外科手術(shù)步驟的條件下目的刺激部位難以精確定位時(shí)，利用喉部活動(dòng)最優(yōu)化電極放置和剌激參數(shù)是特別有效的。
圖1是神經(jīng)刺激系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案和其中使用系統(tǒng)100的環(huán)境
的部分的圖示。系統(tǒng)IOO包括用于感應(yīng)喉部活動(dòng)的活動(dòng)傳感器110，用于遞送迷走神經(jīng)刺激的經(jīng)靜脈導(dǎo)線112，和外部系統(tǒng)120，所述外部系統(tǒng)120通過(guò)電纜111與活動(dòng)傳感器110連接，并且通過(guò)電纜118與導(dǎo)線112連接。外部系統(tǒng)120允許利用所感應(yīng)到的喉部活動(dòng)最優(yōu)化迷走神經(jīng)刺激。
導(dǎo)線112是經(jīng)靜脈導(dǎo)線，其具有近端末端114，遠(yuǎn)端末端113，和在近端末端114和遠(yuǎn)端末端113之間連接的延長(zhǎng)體115。近端末端114包括連接器117。在所示例的實(shí)施方案中，遠(yuǎn)端末端113包括刺激電極116A-B。如在圖1中所示，身體101包括頸部102，右側(cè)頸內(nèi)靜脈104A,左側(cè)頸內(nèi)靜脈104B，右側(cè)鎖骨下靜脈105A，和左側(cè)鎖骨下靜脈105B。導(dǎo)線112使用與在植入心臟起搏導(dǎo)線所用的那些相似的技術(shù)插入。在插入過(guò)程中，遠(yuǎn)端末端113通過(guò)切口進(jìn)入左側(cè)鎖骨下靜脈105B，在鎖骨下靜脈105B中前行并且然后到105A通向右側(cè)頸內(nèi)靜脈104A，迸入右側(cè)頸內(nèi)靜脈104A,在右側(cè)頸內(nèi)靜脈104A中前行，直到電極116A-B到達(dá)一個(gè)或多個(gè)迷走神經(jīng)刺激部位。在遠(yuǎn)端末端113處于右側(cè)頸內(nèi)靜脈104A內(nèi)時(shí)，使用導(dǎo)線112和/或?qū)Ь€插入工具如管心針、引導(dǎo)線、或?qū)Ч?，放置剌激電極116A-B，并且在必要時(shí)重新放置。
電極116A-B允許將神經(jīng)剌激遞送至迷走神經(jīng)106，所述迷走神經(jīng)106鄰近頸部區(qū)內(nèi)的右側(cè)頸內(nèi)靜脈104A?；顒?dòng)傳感器IIO放置在頸部喉上，以感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。所述堠部活動(dòng)用作迷走神經(jīng)106對(duì)遞送至迷走神經(jīng)106的神經(jīng)刺激的反應(yīng)的量度。在不同實(shí)施方案中，監(jiān)視喉部活動(dòng)，以放置刺激電極如電極116A-B，最優(yōu)化刺激參數(shù)如控制刺激強(qiáng)度的那些(例如，刺激幅度、頻率、持續(xù)時(shí)間、和占空因數(shù)(duty cycle))，并且檢測(cè)或監(jiān)視影響迷走神經(jīng)106對(duì)所述神經(jīng)刺激的反應(yīng)的各個(gè)事件。
如在圖1中所示，近端末端114保持在身體101的外側(cè)，諸如在植入導(dǎo)線112和可植入醫(yī)療裝置如下文參考圖2所討論的可植入醫(yī)療裝置的手術(shù)過(guò)程中。這允許在連接近端末端114和可植入醫(yī)療裝置之前按照需要放置電極116A-B。近端末端114包括連接器117，其與電纜118的連接器119連接，以允許遞送來(lái)自外部系統(tǒng)120的神經(jīng)刺激。外部系統(tǒng)120允許用戶如醫(yī)師或其他護(hù)理者通過(guò)導(dǎo)線112控制神經(jīng)刺激的遞送，并且監(jiān)視由活動(dòng)傳感器110感應(yīng)的指示喉部的信號(hào)。
圖1所示的系統(tǒng)100的構(gòu)型是出于舉例說(shuō)明的目的顯示的實(shí)例。本主題通常包括使用指示由所述迷走神經(jīng)刺激引起的喉部活動(dòng)的任何信號(hào)來(lái)監(jiān)視和最優(yōu)化使用任何電極構(gòu)型遞送的迷走神經(jīng)刺激。例如，導(dǎo)線112可以包括一個(gè)或多個(gè)刺激電極，并且用于遞送神經(jīng)刺激的電極對(duì)可以包括在
導(dǎo)線112上的兩個(gè)電極，或在導(dǎo)線112上的一個(gè)電極和不必需鄰近所述迷走神經(jīng)的一個(gè)參比電極。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述參比電極是用于短期應(yīng)用的皮膚貼片電極。在一個(gè)實(shí)施方案中，除了在導(dǎo)線112上的刺激電極以外或替換在導(dǎo)線112上的刺激電極，使用一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)套囊(cuff)電極，所述神經(jīng)套囊電極每一個(gè)均環(huán)繞迷走神經(jīng)106。在一個(gè)實(shí)施方案中，電極116A-B放置在左側(cè)頸內(nèi)靜脈104B中。在插入過(guò)程中，遠(yuǎn)端末端113通過(guò)切口進(jìn)入左側(cè)鎖骨下靜脈105B或右側(cè)鎖骨下靜脈105A，從右側(cè)鎖骨下靜脈105A進(jìn)入左側(cè)頸內(nèi)靜脈104B，在左側(cè)頸內(nèi)靜脈104B中前行，直到電極116A-B到達(dá)一個(gè)或多個(gè)迷走神經(jīng)刺激部位。
圖2是神經(jīng)刺激系統(tǒng)200的一個(gè)實(shí)施方案和其中使用系統(tǒng)200的環(huán)境的部分的圖示。系統(tǒng)200與系統(tǒng)100的不同之處主要在于神經(jīng)剌激從植入身體101內(nèi)的可植入醫(yī)療裝置222遞送。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖1和2舉例說(shuō)明植入的不同階段和可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)的應(yīng)用。圖l舉例說(shuō)明在植入步驟中期的系統(tǒng)設(shè)置，在該步驟過(guò)程中，插入導(dǎo)線112，其中放置電極116A-B以實(shí)現(xiàn)理想的迷走神經(jīng)刺激性能。圖2舉例說(shuō)明在可植入的神經(jīng)刺激系統(tǒng)完全植入后的系統(tǒng)設(shè)置，諸如在植入步驟的末期過(guò)程中，此時(shí)編程所述可植入的神經(jīng)刺激系統(tǒng)用于長(zhǎng)期應(yīng)用，或在隨訪檢査過(guò)程中，在該過(guò)程中，如果需要，調(diào)節(jié)所述可植入的神經(jīng)刺激系統(tǒng)。
活動(dòng)傳感器210代表活動(dòng)傳感器110的一個(gè)實(shí)施方案，其能夠通過(guò)無(wú)線電線路與外部系統(tǒng)220通信。在一個(gè)實(shí)施方案中，活動(dòng)傳感器110和外部系統(tǒng)220用電纜電連接在一起，并且通信線路211表示電纜。在另一個(gè)實(shí)施方案中，活動(dòng)傳感器110和外部系統(tǒng)220通過(guò)遙測(cè)如無(wú)線電頻率電磁遙測(cè)線路無(wú)線連接，并且通信線路211表示遙測(cè)線路。
可植入的醫(yī)療裝置222通過(guò)電極116A-B中的一個(gè)或兩個(gè)遞送神經(jīng)刺激。在放置電極116A-B之后，導(dǎo)線112的近端末端114通過(guò)連接器117與可植入的醫(yī)療裝置222連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，可植入的醫(yī)療裝置222的外殼作用為參比電極，并且可以使用選自電極116A-B和可植入的醫(yī)療裝置222的外殼的任一對(duì)電極遞送神經(jīng)刺激。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用選自電極116A-B和可植入的醫(yī)療裝置222的任一對(duì)電極感應(yīng)迷走神經(jīng)106中的神經(jīng)活動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，除了神經(jīng)刺激電路之外，可植入的醫(yī)療裝置222包括其它監(jiān)視或治療電路或裝置，如一個(gè)或多個(gè)心臟起搏器、心律轉(zhuǎn)變器/去纖顫器、藥物遞送裝置、和生物學(xué)治療裝置。外部系統(tǒng)220提供用戶對(duì)可植入的醫(yī)療裝置222的控制和通信。外部系統(tǒng)220和可植入的醫(yī)療裝置222通過(guò)遙測(cè)線路218通信連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，外部系統(tǒng)220包括程序器。在另一個(gè)實(shí)施方案中，外部系統(tǒng)220是患者管理系統(tǒng)，包括通過(guò)遙測(cè)線路218與可植入的醫(yī)療裝置222通信的外部裝置，在遠(yuǎn)程位置的遠(yuǎn)程裝置，和連接所述外部裝置和所述遠(yuǎn)程裝置的電信網(wǎng)絡(luò)?；颊吖芾硐到y(tǒng)允許在遠(yuǎn)程位置訪問(wèn)可植入的醫(yī)療裝置222，以進(jìn)行如監(jiān)視患者狀況和調(diào)整治療的目的。在一個(gè)實(shí)施方案中，遙測(cè)線路218是電感遙測(cè)線路。在一個(gè)備選實(shí)施方案中，遙測(cè)線路218是遠(yuǎn)聲場(chǎng)無(wú)線電頻率遙測(cè)線路。
圖3是舉例說(shuō)明系統(tǒng)100的電路部分的實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖，其包括活動(dòng)傳感器310，所述活動(dòng)傳感器310通過(guò)電纜111與外部系統(tǒng)320連接?；顒?dòng)傳感器310是活動(dòng)傳感器110的一個(gè)實(shí)施方案，并且包括加速度計(jì)331，以感應(yīng)作為指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的加速度信號(hào)。加速度計(jì)331具有適合于感應(yīng)喉振動(dòng)的幅度和頻率的特征，在遞送迷走神經(jīng)刺激時(shí)所述喉振動(dòng)的幅度和頻率指示迷走神經(jīng)的活動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，加速度計(jì)331代表多個(gè)加速度計(jì)，其允許基于信號(hào)質(zhì)量選擇作為指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的加速度信號(hào)。外部系統(tǒng)320包括神經(jīng)刺激分析器324，神經(jīng)刺激電路328，外部控制器329，和用戶界面330。.神經(jīng)刺激分析器324包括喉部活動(dòng)輸入325，神經(jīng)刺激輸入326，和處理電路327。喉部活動(dòng)輸入325通過(guò)電纜111接收來(lái)自活動(dòng)傳感器310的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。神經(jīng)刺激輸入326接收指示將神經(jīng)刺激遞送至迷走神經(jīng)的信號(hào)。處理電路327處理指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以利用所述信號(hào)分析系統(tǒng)100的操作和性能。神經(jīng)刺激電路328將神經(jīng)刺激遞送至刺激電極如電極116A-B。外部控制器329控制外部系統(tǒng)320的整體操作，包括從神經(jīng)刺激電路328遞送神經(jīng)刺激。用戶界面330允許用戶控制神經(jīng)刺激，并且利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)監(jiān)視迷走神經(jīng)對(duì)所述神經(jīng)刺激的反應(yīng)。
圖4是舉例說(shuō)明系統(tǒng)200的電路部分的實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖，所述系統(tǒng)200包括活動(dòng)傳感器410，其通過(guò)通信線路211與外部系統(tǒng)420連接；和可植入的醫(yī)療裝置422，其通過(guò)遙測(cè)線路218與外部系統(tǒng)420連接?；顒?dòng)傳感器410是活動(dòng)210的一個(gè)實(shí)施方案，并且包括加速度計(jì)331和傳感器遙測(cè)線路432。在所示例的實(shí)施方案中，通信線路211是遙測(cè)線路。傳感器遙測(cè)線路432通過(guò)遙測(cè)線路211將感應(yīng)到的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)傳遞到外部系統(tǒng)420。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通信線路211是電纜，其提供在加速度計(jì)311和喉部活動(dòng)輸入325之間的電連接。外部系統(tǒng)420包括神經(jīng)刺激分析器324，外部遙測(cè)電路438，外部控制器429，和用戶界面330。外部遙測(cè)電路438通過(guò)通信線路211接收來(lái)自活動(dòng)傳感器410的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，并且通過(guò)遙測(cè)線路218與可植入的醫(yī)療裝置422通信，以控制由可植入的醫(yī)療裝置422遞送的神經(jīng)刺激。外部控制器429控制外部系統(tǒng)420的整體操作，包括傳遞用于控制由可植入的醫(yī)療裝置422遞送的神經(jīng)刺激的命令?？芍踩氲尼t(yī)療裝置422包括神經(jīng)刺激電路434，植入物控制器435，和植入物遙測(cè)電路436。神經(jīng)刺激電路434通過(guò)刺激電極如電極116A-B遞送神經(jīng)剌激。植入物控制器435控制神經(jīng)刺激的遞送，并且響應(yīng)由外部系統(tǒng)420傳遞的命令。植入物遙測(cè)電路436通過(guò)遙測(cè)線路218接收來(lái)自外部系統(tǒng)420的命令，并且在需要時(shí)，通過(guò)遙測(cè)線路218將信號(hào)傳遞至外部系統(tǒng)420。
圖5是喉部活動(dòng)傳感器組件540的一個(gè)實(shí)施方案的圖示，所述組件540允許活動(dòng)傳感器充分穩(wěn)定地附著在患者頸部喉上。喉部活動(dòng)傳感器組件540包括活動(dòng)傳感器510和頸部支撐結(jié)構(gòu)，所述頸部支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置成將活動(dòng)傳感器510保持在頸部喉上?；顒?dòng)傳感器510感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，并且代表活動(dòng)傳感器IIO, 210, 310,和410中的任一個(gè)。在所示例的實(shí)施方案中，電纜511與活動(dòng)傳感器510連接，并且具有連接器542，以提供活動(dòng)傳感器510和外部系統(tǒng)120或320之間的電連接。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，電纜511與活動(dòng)傳感器510可分離地連接。在另一個(gè)實(shí)施方案中，
活動(dòng)傳感器510通過(guò)遙測(cè)與外部系統(tǒng)220或420通信連接，并且不需要電纜511。
喉部活動(dòng)傳感器組件540包括頸部支撐544，其被設(shè)置成包繞頸部的基本部分，并且限制頸部的活動(dòng)。頸部支撐544包括兩個(gè)末端547A-B，其由在頸部前部上的相當(dāng)大的缺口分開(kāi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，頸部支撐544由這樣的材料制成，選擇所述材料以通過(guò)阻尼環(huán)境來(lái)源的振動(dòng)如來(lái)自儀器的振動(dòng)和醫(yī)護(hù)人員的活動(dòng)而限制活動(dòng)傳感器510對(duì)噪音的感應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，頸部支撐544由非常軟的材料如泡沫制成。頸部支撐544具有內(nèi)表面545和外表面546。內(nèi)表面545設(shè)置成與頸部接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，如在圖5中所示，頸部支撐544在內(nèi)表面545和外表面546之間具有基本平均的厚度。例如，該厚度為約10mm-80mm。
喉部活動(dòng)傳感器組件540還包括兩個(gè)托架548-B，每個(gè)托架附著在末端547A-B中的一個(gè)上。條帶549A-B與托架548A-B和活動(dòng)傳感器510連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，條帶549A-B表示單條條帶的不同部分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，條帶549A-B表示兩條條帶，每條條帶在活動(dòng)傳感器510和托架548A-B中的一個(gè)之間連接。條帶549A-B設(shè)置成將活動(dòng)傳感器510按壓在頸部喉上，以進(jìn)行基本上穩(wěn)定的傳感器放置。在一個(gè)實(shí)施方案中，條帶549A-B是可拉伸的彈性條帶。在一個(gè)實(shí)施方案中，條帶549A-B中的至少一條與托架547A-B之一可釋放地連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，條帶549A-B以允許以頭部/尾部方向調(diào)節(jié)活動(dòng)傳感器510的位置的方式與所述托架連接。
在一個(gè)實(shí)施方案中，頸部支撐544被成形以適合于患者的頭和/或肩，以進(jìn)一步限制活動(dòng)傳感器510和喉之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，頸部支撐544的邊緣包括近似適合于患者肩部的輪廓，所述邊緣在由患者佩戴時(shí)朝向尾部方向。這在患者坐著同時(shí)感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)時(shí)，提供了傳感器放置的額外的穩(wěn)定性。
圖6是喉部活動(dòng)傳感器組件640的一個(gè)實(shí)施方案的圖示，其是喉部活動(dòng)傳感器組件540的一個(gè)備選實(shí)施方案。喉部活動(dòng)傳感器組件640與喉部活動(dòng)傳感器組件540相似，不同的是頸部支撐644，其由與頸部支撐544相似或相同的材料制成，但是具有與頸部支撐544的形狀顯著不同的形狀。
頸部支撐644包括兩個(gè)末端647A-B,其通過(guò)在頸前面部分的相當(dāng)大 的缺口分開(kāi)。托架548A-B分別附著在末端647A-B中的一個(gè)上。頸部支 撐644具有內(nèi)表面645和外表面646。內(nèi)表面644設(shè)置成與頸部接觸。外 表面646設(shè)置成通過(guò)進(jìn)一步限制頸部的運(yùn)動(dòng)而增加傳感器放置的穩(wěn)定性。 在一個(gè)實(shí)施方案中，如在圖6中所示，外表面646具有平的后部部分650， 其放置在頸部的后部。
圖7是活動(dòng)傳感器710的一個(gè)實(shí)施方案的圖示?；顒?dòng)傳感器710是活 動(dòng)傳感器510的一個(gè)實(shí)施方案，其包括附著在傳感器基底754上的加速度 計(jì)731。加速度計(jì)傳感器731表示加速度計(jì)331的一個(gè)具體實(shí)施方案，并 且感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。傳感器基底754設(shè)置成是加速度計(jì)731和頸 部之間的界面，并且具有彎曲以配合在頸部上的表面755。
圖8是活動(dòng)傳感器810的一個(gè)實(shí)施方案的圖示。活動(dòng)傳感器810是活 動(dòng)傳感器710的一個(gè)實(shí)施方案，并且包括加速度計(jì)731和傳感器基底854。 傳感器基底854具有表面855，所述表面855彎曲以在男性患者頸部配合 在他的甲狀軟骨部分上。在一個(gè)實(shí)施方案中，如在圖8中所示，表面855 包括在一個(gè)末端上的凹口 856和在另一個(gè)末端上的切口 857，以配合在甲 狀軟骨部分上。 、
圖9是舉例說(shuō)明處理電路927的一個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖，其是處理電 路327的一個(gè)具體實(shí)施方案。處理電路927包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路960，刺激 閾值分析器962，導(dǎo)線狀態(tài)分析器966，神經(jīng)損傷分析器968，和顯示處理 電路970。
為了分析或顯示目的，信號(hào)調(diào)節(jié)電路960調(diào)節(jié)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。 信號(hào)調(diào)節(jié)電路960增加指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的信噪比，其中所述信號(hào)包括 由迷走神經(jīng)刺激引起的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)組成部分，并且所述噪聲包括 不是由于迷走祌經(jīng)刺激影響產(chǎn)生的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的成分。信號(hào)調(diào)節(jié) 電路960包括濾波器961，其濾除噪聲。在一個(gè)實(shí)施方案中，濾波器961
具有基于將神經(jīng)刺激脈沖遞送至迷走神經(jīng)所用的頻率選擇的通帶 (pass-band )。
刺激閾值分析器962自動(dòng)測(cè)量與每對(duì)刺激電極相關(guān)的刺激閾值，通過(guò)所述刺激電極向迷走神經(jīng)遞送神經(jīng)刺激，所述刺激電極如刺激電極 116A-B。剌激閾值是神經(jīng)刺激激活迷走神經(jīng)的最小刺激強(qiáng)度。刺激閾值分
析器962包括比較器963和刺激強(qiáng)度控制器964。比較器963包括第一輸 入963A，以接收指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度，第二輸入963B，以接收神 經(jīng)捕獲閾值，和輸出963C，其在指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度超過(guò)神經(jīng)捕 獲閾值時(shí)指示神經(jīng)捕獲。即，超過(guò)神經(jīng)捕獲閾值的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的 幅度是所述神經(jīng)剌激已經(jīng)引發(fā)在迷走神經(jīng)內(nèi)傳播的動(dòng)作電位的指示。在不 同實(shí)施方案中，所述神經(jīng)捕獲閾值基于患者群體或單個(gè)個(gè)體患者憑經(jīng)驗(yàn)確 定。剌激強(qiáng)度控制器964調(diào)節(jié)神經(jīng)刺激的刺激強(qiáng)度，以便可以檢測(cè)多個(gè)刺 激強(qiáng)度，并且刺激閾值分析器962通過(guò)選擇所檢測(cè)到的引起神經(jīng)捕獲的最 小刺激強(qiáng)度而自動(dòng)確定刺激閾值。在不同實(shí)施方案中，其中神經(jīng)刺激包括 遞送電脈沖，刺激強(qiáng)度通過(guò)剌激幅度(電壓或電流)和/或剌激脈沖寬度控 制。刺激強(qiáng)度控制器964通過(guò)調(diào)節(jié)刺激幅度、刺激脈沖寬度、或二者來(lái)調(diào) 節(jié)刺激強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，刺激強(qiáng)度控制器964從初始強(qiáng)度起增加 刺激強(qiáng)度，直到指示神經(jīng)捕獲或達(dá)到指定的最大刺激強(qiáng)度。如果在指示神 經(jīng)捕獲前達(dá)到最大刺激強(qiáng)度，則在繼續(xù)確定刺激閾值之前重新放置刺激電 極。在一個(gè)實(shí)施方案中，刺激閾值分析器962顯示在剌激強(qiáng)度增加時(shí)指示 神經(jīng)捕獲的最小捕獲強(qiáng)度作為刺激閾值。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在達(dá)到最 小捕獲強(qiáng)度后，剌激強(qiáng)度控制器964從所述最小捕獲強(qiáng)度減小刺激強(qiáng)度， 直到不再指示神經(jīng)捕獲。刺激閾值分析器962顯示在刺激強(qiáng)度減小時(shí)指示 神經(jīng)捕獲的最小刺激強(qiáng)度作為刺激閾值。
導(dǎo)線狀態(tài)分析器966檢測(cè)用于遞送神經(jīng)刺激的導(dǎo)線如導(dǎo)線112的移動(dòng) 或斷開(kāi)，其通過(guò)檢測(cè)在兩次刺激閾值測(cè)量之間的刺激閾值的顯著改變而檢 測(cè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在檢測(cè)導(dǎo)線的移動(dòng)或斷開(kāi)時(shí)，導(dǎo)線狀態(tài)分析器966 產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)或信息，以通過(guò)用戶界面330顯示給用戶。
神經(jīng)損傷分析器968通過(guò)監(jiān)視刺激閾值隨時(shí)間的改變和/或指示喉部 活動(dòng)的信號(hào)的幅度隨時(shí)間的改變而檢測(cè)神經(jīng)損傷。喉部神經(jīng)包括傳出神經(jīng) 纖維。通過(guò)喉部對(duì)迷走神經(jīng)刺激的反應(yīng)的不存在或弱化來(lái)指示在刺激部位 和喉之間的神經(jīng)通路中發(fā)生的神經(jīng)損傷。弱化的喉部反應(yīng)可以作為神經(jīng)損 傷的早期指示。相應(yīng)地可以施加適當(dāng)?shù)闹委?，由此防止神?jīng)損傷進(jìn)展到與
1主要功能損傷相關(guān)的程度。在一個(gè)實(shí)施方案中，神經(jīng)損傷分析器968監(jiān)視 刺激閾值隨時(shí)間的變化，確定刺激閾值的變化的速度，并且基于刺激閾值
的變化的速度來(lái)檢測(cè)神經(jīng)損傷。在另一個(gè)實(shí)施方案中，神經(jīng)損傷分析器968
監(jiān)視隨時(shí)間響應(yīng)以指定的刺激強(qiáng)度遞送神經(jīng)刺激的指示喉部活動(dòng)的信號(hào) 幅度，確定指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度的變化的速度，并且基于指示喉部 活動(dòng)的信號(hào)的幅度的變化的速率檢測(cè)神經(jīng)損傷。在另一個(gè)實(shí)施方案中，神
經(jīng)損傷分析器968檢測(cè)神經(jīng)傳導(dǎo)速率的顯著變化作為神經(jīng)損傷的指示。在 一個(gè)具體的實(shí)施方案中，神經(jīng)損傷分析器968測(cè)量神經(jīng)傳導(dǎo)速率作為神經(jīng) 傳導(dǎo)時(shí)間與估計(jì)的神經(jīng)傳導(dǎo)距離的比率，并且基于所述神經(jīng)傳導(dǎo)速率隨時(shí) 間的變化檢測(cè)神經(jīng)損傷。神經(jīng)傳導(dǎo)時(shí)間是遞送刺激和在指示喉部活動(dòng)的信 號(hào)中引發(fā)的反應(yīng)開(kāi)始之間的時(shí)間間隔。在另一個(gè)具體的實(shí)施方案中，神經(jīng) 損傷分析器968測(cè)量神經(jīng)傳導(dǎo)時(shí)間，其為遞送刺激和在指示喉部活動(dòng)的信 號(hào)中引發(fā)的反應(yīng)開(kāi)始之間的時(shí)間間隔，并且基于所述神經(jīng)傳導(dǎo)時(shí)間隨時(shí)間 的變化檢測(cè)神經(jīng)損傷。在一個(gè)實(shí)施方案中，在檢測(cè)可能的神經(jīng)損傷時(shí)，神 經(jīng)損傷分析器968產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)或信息，通過(guò)用戶界面330顯示給用戶。
顯示處理電路970處理指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以通過(guò)用戶界面330以 一種或多種形式顯示給用戶。在一個(gè)實(shí)施方案中，顯示處理電路970還處 理與喉部活動(dòng)、導(dǎo)線狀態(tài)、神經(jīng)損傷相關(guān)的其它信號(hào)、信息、和/或指示物， 和/或其它相關(guān)信息，用于通過(guò)用戶界面330顯示給用戶。
圖IO是舉例說(shuō)明用戶界面1030的一個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)圖。用戶界面 1030是用戶界面330的一個(gè)具體實(shí)施方案，并且包括顯示裝置1072和用 戶輸入裝置1080。顯示裝置1072顯示喉部活動(dòng)的指示物和以一種或多種 形式存在的神經(jīng)刺激。用戶輸入裝置1080允許用戶通過(guò)輸入命令和參數(shù) 來(lái)控制神經(jīng)刺激，并且通過(guò)選擇怎樣指示喉部活動(dòng)和神經(jīng)刺激來(lái)控制顯示 裝置1080。
在所示例的實(shí)施方案中，顯示裝置1072包括音頻顯示裝置1074和視 頻顯示裝置1076。音頻顯示裝置1074包括揚(yáng)聲器1075，其產(chǎn)生指示喉部 活動(dòng)的可聽(tīng)音。所述可聽(tīng)音具有這樣的音調(diào)，所述音調(diào)指示喉部振動(dòng)的頻 率和/或喉部活動(dòng)的量值。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述可聽(tīng)音具有指示喉部振 動(dòng)的頻率的音調(diào)和指示喉部活動(dòng)量值的音量。當(dāng)所述神經(jīng)刺激作為電脈沖遞送時(shí)，隨著刺激頻率(遞送所述電脈沖的頻率)增加，喉部中的肌肉反
應(yīng)可能從突出抽搐(twitch)反應(yīng)轉(zhuǎn)變到暫時(shí)的(tentatic)反應(yīng)(其意味 著在遞送整個(gè)的脈沖串(pulse train)過(guò)程中，肌肉保持收縮)。在一個(gè)實(shí) 施方案中，這樣選擇刺激頻率，以便遞送電脈沖引發(fā)突然抽搐反應(yīng)而不引 發(fā)暫時(shí)的反應(yīng)。因此，喉振動(dòng)的頻率是刺激頻率，并且喉部活動(dòng)的量值是 剌激強(qiáng)度的函數(shù)。
視頻顯示裝置1076包括屏幕1077，發(fā)光二極管(LEDs) 1078，和計(jì)量 器1079。屏幕1077顯示指示喉部活動(dòng)的信號(hào)和指示神經(jīng)刺激的信號(hào)。指 示神經(jīng)刺激的信號(hào)的實(shí)例包括神經(jīng)刺激標(biāo)記和通過(guò)刺激電極如電極 116A-B感應(yīng)到的指示迷走神經(jīng)活動(dòng)的神經(jīng)信號(hào)。在不同實(shí)施方案中，屏 幕1077還顯示一種或多種感應(yīng)到的生理信號(hào)如心電圖(ECG)和與喉部活 動(dòng)、導(dǎo)線狀態(tài)、神經(jīng)損傷相關(guān)的多種信號(hào)、信息、和/或指示，和/或其它 相關(guān)信息。當(dāng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí)，LEDs 1078分別開(kāi)啟。分別與一個(gè)或多個(gè)LEDsl078相關(guān)的多個(gè)不同閾值允許按 照指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度選擇性照明。計(jì)量器1079指示喉部活動(dòng)的 幅度。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)量器1079以在屏幕1077中顯示的圖像的形 式存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)量器1079是與屏幕1077分開(kāi)的裝置。
圖11是外部程序器1120的圖示，其是外部系統(tǒng)120,220,320，或420 的一個(gè)實(shí)施方案。在所示例的實(shí)施方案中，外部程序器1120包括揚(yáng)聲器 1075,屏幕1077， LEDs 1078，和計(jì)量器1079。在其它實(shí)施方案中，外部程 序器1120包括任意一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器1075,屏幕1077, LEDs 1078，和計(jì) 量器1079。在所示例的實(shí)施方案中，屏幕1077包括指示喉部活動(dòng)的信號(hào) 的跟蹤(trace)，指示神經(jīng)刺激的信號(hào)，跟蹤和ECG信號(hào)，并且區(qū)域1182 顯示與喉部活動(dòng)、導(dǎo)線狀態(tài)、神經(jīng)損傷相關(guān)的各種信號(hào)、信息、和/或指示 物，和/或其它相關(guān)信息。
程序器1120接收指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，并且通過(guò)允許用戶輸入命令 和參數(shù)而控制神經(jīng)刺激。在所示例的實(shí)施方案中，程序器1120包括傳感 器輸入1184和刺激輸出1185?；顒?dòng)傳感器510感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)， 并且將所感應(yīng)的信號(hào)通過(guò)電纜511和連接器542傳遞到程序器1120，其與 傳感器輸入1184可分離地連接。電纜118，其具有與剌激輸出1185和連接器119可分離地連接的連接器1187，提供與剌激電極如在導(dǎo)線112上的 刺激電極116A-B的連接。這允許從程序器1120的神經(jīng)刺激電路遞送神經(jīng) 刺激。在一個(gè)實(shí)施方案中，程序器1120還能夠通過(guò)遙測(cè)接收來(lái)自活動(dòng)傳 感器510的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，程序器1120還能 夠通過(guò)遙測(cè)控制來(lái)自可植入的醫(yī)療裝置的神經(jīng)剌激電路的神經(jīng)刺激的遞 送。
圖12是舉例說(shuō)明利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)分析神經(jīng)刺激的作用的方 法1200的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法1200通過(guò)系 統(tǒng)100或200執(zhí)行。
指示喉部活動(dòng)的信號(hào)在1210感應(yīng)。神經(jīng)刺激在1220遞送至迷走神經(jīng)。 在1230調(diào)節(jié)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以分離由遞送神經(jīng)刺激引起的喉部活 動(dòng)和感應(yīng)到的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的其他成分。在1240利用指示喉部活 動(dòng)的信號(hào)分析遞送神經(jīng)刺激的作用。在1250顯示喉部活動(dòng)的指示物和神 經(jīng)刺激的遞送。在一個(gè)實(shí)施方案中，產(chǎn)生指示喉部活動(dòng)的可聽(tīng)音。在一個(gè) 具體的實(shí)施方案中，所述可聽(tīng)音具有指示喉部活動(dòng)的幅度的音調(diào)。在另一 個(gè)具體的實(shí)施方案中，可聽(tīng)音具有指示喉部振動(dòng)的頻率的音調(diào)和指示喉部 活動(dòng)幅度的音量。在另一個(gè)實(shí)施方案中，產(chǎn)生喉部活動(dòng)的視覺(jué)指示。視覺(jué) 指示的實(shí)例包括指示喉部活動(dòng)的信號(hào)跟蹤，指示神經(jīng)刺激的信號(hào)，和指示 喉部活動(dòng)幅度的計(jì)量器。
圖13是舉例說(shuō)明利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)自動(dòng)確定用于神經(jīng)刺激的 刺激閾值的方法1300的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。刺激閾值指示捕獲迷走 神經(jīng)所需要的最小刺激強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法1300通過(guò)刺激閾 值分析器962執(zhí)行。
在1310，將神經(jīng)刺激的刺激強(qiáng)度(SI)設(shè)定為初始強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方 案中，所述初始強(qiáng)度是憑經(jīng)驗(yàn)確定的參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述初始 強(qiáng)度由用戶選擇。當(dāng)作為電脈沖遞送神經(jīng)剌激時(shí)，SI由每個(gè)電脈沖的(電 壓或電流)和脈沖寬度控制。
在1312將神經(jīng)刺激以SI遞送至迷走神經(jīng)。在1314利用指示喉部活 動(dòng)的信號(hào)檢測(cè)神經(jīng)捕獲，其通過(guò)比較指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度和神經(jīng)捕 獲閾值進(jìn)行。如果指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度超過(guò)神經(jīng)捕獲閾值，則在1316檢測(cè)到神經(jīng)捕獲。
如果在1316沒(méi)有檢測(cè)到神經(jīng)捕獲，則在1318確定SI是否已知達(dá)到 指定的最大值SI。如果在1320 SI已經(jīng)達(dá)到指定的最大值，則在1324重新 放置刺激電極，或者必須采取其他方法來(lái)提高指定的最大SI和/或減小刺 激閾值。在一個(gè)實(shí)施方案中，"重新放置"，或用電子學(xué)方法選擇刺激電極。 使用一組有源刺激電極將神經(jīng)刺激遞送至迷走神經(jīng)，所述刺激電極用電子 學(xué)方法選自多組可用的刺激電極，并且用電子學(xué)方法重新放置意指用電子 學(xué)方法選擇一組不同的可用刺激電極作為一組有源刺激電極。如果在 1320， SI還沒(méi)有達(dá)到指定的最大SI，則在1322將SI增加ASI，并且方法 1300返回1312以從其繼續(xù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，確定刺激閾值為處于指 定脈沖寬度的電脈沖的電壓。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，ASI約為0.2V。
如果在1316檢測(cè)到神經(jīng)捕獲，則當(dāng)前的SI是在刺激強(qiáng)度增加時(shí)檢測(cè) 到的神經(jīng)捕獲的最小捕獲強(qiáng)度。在1326， SI從最小捕獲強(qiáng)度減小，ASI' 是減小步幅。在一個(gè)實(shí)施方案中，ASI'和ASI設(shè)定為相同的值。在一個(gè)具 體的實(shí)施方案中，ASI'約為0.2V。
在1318，神經(jīng)刺激以(減小的)SI遞送。在1330，利用指示喉部活 動(dòng)的信號(hào)檢測(cè)神經(jīng)捕獲，其通過(guò)比較指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度與神經(jīng)捕 獲閾值而進(jìn)行。如果指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度超過(guò)神經(jīng)捕獲閾值，則在 1332檢測(cè)到神經(jīng)捕獲。
如果在1332檢測(cè)到神經(jīng)捕獲，則方法1300回到1326，以進(jìn)一步減小 SI并且從其繼續(xù)。如果在1332沒(méi)有檢測(cè)到神經(jīng)捕獲，則在1326在最后減 小之前將SI設(shè)置為在1334的刺激閾值。S卩，刺激閾值(ST)是當(dāng)前SI (在 1326后)力BASI'。
圖14是舉例說(shuō)明利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)短期和長(zhǎng)期監(jiān)視和滴定神 經(jīng)刺激的方法1400的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。方法1400在植入可植入的 神經(jīng)剌激系統(tǒng)的過(guò)程中和之后進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法1400用系 統(tǒng)100和/或200進(jìn)行。
在1410感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。在1420將神經(jīng)刺激遞送至迷走神 經(jīng)。喉部活動(dòng)指示迷走神經(jīng)對(duì)神經(jīng)刺激的反應(yīng)。所述反應(yīng)取決于，例如， 刺激電極的位置，刺激參數(shù)，神經(jīng)刺激系統(tǒng)的條件如導(dǎo)線和/或刺激電極的條件，神經(jīng)損傷的存在和進(jìn)展，以及在植入刺激電極后在所述剌激電極周 圍的組織的愈合。
在1430，在植入可植入的醫(yī)療裝置的過(guò)程中最優(yōu)化神經(jīng)刺激遞送。這
包括，例如，在1432放置刺激電極，并且在1434最優(yōu)化與刺激電極相關(guān) 的刺激參數(shù)。在不同實(shí)施方案中，對(duì)于每個(gè)刺激電極或每對(duì)刺激電極實(shí)行 1432和1434。放置刺激電極，用于利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)將神經(jīng)刺激 遞送至迷走神經(jīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，刺激電極結(jié)合在經(jīng)靜脈導(dǎo)線的遠(yuǎn)端 末端。所述經(jīng)靜脈導(dǎo)線插入到血管系統(tǒng)中，以便刺激電極處在頸內(nèi)靜脈內(nèi) 接近目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的位置。對(duì)于所述位置利用指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，諸如通 過(guò)實(shí)行方法1300自動(dòng)確定剌激閾值。如果刺激閾值不滿意，則將刺激電 極放置在接近目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的另一個(gè)位置，并且對(duì)于新位置確定刺激閾值。 重復(fù)重新放置和闊值確定，直到獲得滿意的刺激閾值。在一個(gè)實(shí)施方案中， 重新放置用電子學(xué)方法進(jìn)行。利用有源刺激電極遞送神經(jīng)刺激，所述有源 刺激電極用電子學(xué)方法選自多個(gè)可用的剌激電極，并且將剌激電極放置在 另一個(gè)位置意指用電子學(xué)方法選擇放置在另一個(gè)位置的一個(gè)可用的刺激 電極作為有源刺激電極。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在插入經(jīng)靜脈導(dǎo)線并且刺 激電極位于接近目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的位置后，利用刺激電極將最小電流遞送至迷 走神經(jīng)。幅度保持是低的，但是足以產(chǎn)生可以感應(yīng)到的喉部活動(dòng)。在移動(dòng) 刺激電極以評(píng)估在接近目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的位置的同時(shí)，監(jiān)視指示喉部活動(dòng)的信 號(hào)的幅度。將刺激電極永久放置在與指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的最大幅度相關(guān) 的位置處。
在1432放置刺激電極后，在1434最優(yōu)化與刺激電極相關(guān)的刺激參數(shù)。 在一個(gè)實(shí)施方案中，這包括自動(dòng)確定與刺激電極相關(guān)的刺激閾值，諸如通 過(guò)實(shí)行方法1300，以永久的定位刺激電極?；诖碳ら撝?，編程與刺激電 極相關(guān)的剌激強(qiáng)度用于長(zhǎng)期應(yīng)用，其諸如通過(guò)按預(yù)先確定的界限將刺激強(qiáng) 度設(shè)置為超過(guò)刺激閾值的值。
在1440在裝置植入后，監(jiān)視和滴定神經(jīng)刺激的遞送。這包括，例如， 在1442最優(yōu)化刺激參數(shù)，在1444監(jiān)視導(dǎo)線或剌激電極狀態(tài)，在1446檢 測(cè)神經(jīng)損傷，和在1448監(jiān)視愈合過(guò)程。在不同實(shí)施方案中，1440或其任 何部分由用戶在按照指定的時(shí)間表諸如在近似定期基礎(chǔ)上的隨訪檢査過(guò)程中執(zhí)行。
在1442最優(yōu)化刺激參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，這包括自動(dòng)確定與每 個(gè)刺激電極相關(guān)的刺激閾值，其諸如通過(guò)實(shí)行方法1300。如果與電極相關(guān) 的刺激閾值已經(jīng)從先前的測(cè)量顯著改變，則基于新的刺激閾值調(diào)節(jié)與該剌 激電極相關(guān)的刺激強(qiáng)度，諸如通過(guò)按照預(yù)先確定的界限將刺激強(qiáng)度設(shè)定為 超過(guò)新的刺激閾值的值。
在1444監(jiān)視導(dǎo)線或刺激電極的狀態(tài)。這包括，例如，檢測(cè)導(dǎo)線的可 能的位移、移位、和斷開(kāi)?？赡艿膶?dǎo)線問(wèn)題由刺激閾值在刺激閾值測(cè)量之 間的顯著的、異常改變而指示。
在1446檢測(cè)神經(jīng)損傷。在一個(gè)實(shí)施方案中，神經(jīng)損傷通過(guò)監(jiān)視刺激 閾值隨時(shí)間的變化而檢測(cè)。可能的神經(jīng)損傷由在剌激閾值中檢測(cè)到的異常 的變化速度而指示。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)隨時(shí)間監(jiān)視響應(yīng)以指定刺 激強(qiáng)度遞送的神經(jīng)刺激的指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度而檢測(cè)神經(jīng)損傷?？?能的神經(jīng)損傷由檢測(cè)到的在指示喉部活動(dòng)的信號(hào)幅度中的異常變化速度 而指示。在1446的神經(jīng)損傷檢測(cè)允許早期發(fā)現(xiàn)神經(jīng)損傷，所述神經(jīng)損傷 需要及時(shí)治療以防止發(fā)展成主要的功能損傷。
在1448監(jiān)視愈合過(guò)程。在植入可植入的醫(yī)療裝置和導(dǎo)線或刺激電極 后，在植入過(guò)程中損傷的組織可能花費(fèi)數(shù)周或數(shù)月才能愈合，并且在身體 和植入的系統(tǒng)之間的界面才能穩(wěn)定。通過(guò)監(jiān)視刺激閾值隨時(shí)間的變化來(lái)監(jiān) 視該愈合過(guò)程。穩(wěn)定的刺激閾值是愈合過(guò)程可能己經(jīng)基本完成的指示。
應(yīng)該理解，上述詳述意欲是舉例說(shuō)明性的，并不是限制性的。當(dāng)閱讀 和理解了上述描述時(shí)，其它實(shí)施方案對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該是明顯的。 因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該參考后附的權(quán)利要求以及所述權(quán)利要求有資格要 求的等價(jià)物的全部范圍而確定。
權(quán)利要求
1.一種神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其用于向具有頸、喉和迷走神經(jīng)的身體施加神經(jīng)刺激，所述系統(tǒng)包括適合于感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的活動(dòng)傳感器；和與所述活動(dòng)傳感器通信連接的神經(jīng)刺激分析器，所述神經(jīng)刺激分析器包括喉部活動(dòng)輸入，以接收指示喉部活動(dòng)的信號(hào)；神經(jīng)刺激輸入，以接收指示所述神經(jīng)刺激向所述迷走神經(jīng)的遞送的信號(hào)；和處理電路，其與所述喉部活動(dòng)輸入和所述神經(jīng)刺激輸入連接，所述處理電路適合于處理所述指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以利用所述指示喉部活動(dòng)的信號(hào)分析所述神經(jīng)刺激系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述活動(dòng)傳感器包括加速 度計(jì)，所述加速度計(jì)適合于感應(yīng)作為所述指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的加速度信 號(hào)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，所述神經(jīng)剌激系統(tǒng) 包括喉部活動(dòng)傳感器組件，所述喉部活動(dòng)傳感器組件包括頸部-支撐結(jié)構(gòu)， 所述頸部-支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置成將所述活動(dòng)傳感器保持在頸部喉上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其包括喉部活動(dòng) 傳感器組件，所述喉部活動(dòng)傳感器組件包括頸部支撐，所述頸部支撐設(shè)置 成包繞頸部的基本部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述頸部支撐包括由在頸 部前部的相當(dāng)大的缺口分開(kāi)的兩個(gè)末端，并且所述頸部活動(dòng)傳感器組件還 包括托架，每個(gè)托架附著在所述頸部支撐的兩個(gè)末端的一個(gè)上；和 一個(gè)或多個(gè)條帶，其與所述托架和所述活動(dòng)傳感器連接，所述一個(gè) 或多個(gè)條帶設(shè)置成將所述活動(dòng)傳感器按壓在頸部喉上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)條帶與所 述托架以這樣的方式連接，所述方式允許以頭部/尾部方向調(diào)節(jié)所述活動(dòng)傳感器的位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5和6中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述活動(dòng)傳 感器包括傳感器基底，所述傳感器基底包括彎曲以適配頸部的表面。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述神經(jīng)刺激分析器包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路，所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路適合于增加指示喉部活動(dòng)的 信號(hào)的信噪比，所述信號(hào)包括指示由所述神經(jīng)刺激引起的喉部活動(dòng)的信號(hào) 的組成部分。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)剌激，其還包括刺激電極，以將所述神經(jīng)刺激遞送至所述迷走神經(jīng)；和神經(jīng)刺激電路，其與所述刺激電極連接，以通過(guò)所述剌激電極將神經(jīng) 刺激脈沖遞送至所述迷走神經(jīng)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)剌激系統(tǒng)，其還包括顯示裝置，所述顯示裝置適合于顯示所述喉部活動(dòng)的指示物和所述神經(jīng)剌激的遞送。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述顯示裝置包括揚(yáng)聲 器，所述揚(yáng)聲器設(shè)置成產(chǎn)生指示所述喉部活動(dòng)的可聽(tīng)音。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10和11中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述顯示 裝置包括視覺(jué)指示物，所述視覺(jué)指示物設(shè)置成產(chǎn)生所述喉部活動(dòng)的視覺(jué)指
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述視覺(jué)指示物包括屏 幕，所述屏幕顯示指示喉部活動(dòng)的信號(hào)和指示神經(jīng)刺激的信號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述視覺(jué)指示物包括一個(gè) 或多個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度超過(guò)閾值時(shí)每個(gè)所述發(fā) 光二極管開(kāi)啟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述視覺(jué)指示物包括指示 所述喉部活動(dòng)的量值的計(jì)量器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述神經(jīng)刺激 分析器包括刺激閾值分析器，所述刺激閾值分析器適合于自動(dòng)測(cè)量至少一 個(gè)刺激閾值，所述刺激閾值是所述神經(jīng)刺激脈沖在所述迷走神經(jīng)中引發(fā)神 經(jīng)反應(yīng)所需要的最小刺激強(qiáng)度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述刺激閾值分析器包括比較器，所述比較器包括接收指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度的第一輸入、 接收神經(jīng)捕獲閾值的第二輸入和輸出，所述輸出在所述指示喉部活動(dòng)的信 號(hào)的幅度超過(guò)所述神經(jīng)捕獲閾值時(shí)指示神經(jīng)捕獲。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述刺激閾值分析器包 括刺激強(qiáng)度控制器，所述剌激強(qiáng)度控制器適合于從初始強(qiáng)度增加剌激強(qiáng) 度，直到指示神經(jīng)捕獲或達(dá)到預(yù)先確定的最大剌激強(qiáng)度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述刺激強(qiáng)度控制器還 適合于在指示神經(jīng)捕獲后減小所述剌激強(qiáng)度，直到不再指示神經(jīng)捕獲。
20. 按照權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其還包括經(jīng)靜脈導(dǎo)線，所述經(jīng)靜脈導(dǎo)線包括與所述神經(jīng)刺激電路連接的近端末端； 包括至少一個(gè)刺激電極的遠(yuǎn)端末端；和 在所述近端末端和所述遠(yuǎn)端末端之間連接的延長(zhǎng)體。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述神經(jīng)刺激分析器包括 導(dǎo)線狀態(tài)分析器，其適合于產(chǎn)生導(dǎo)線移位或斷開(kāi)的警報(bào)，所述警報(bào)的產(chǎn)生 是基于在所述刺激閾值的測(cè)量之間與包括在所述導(dǎo)線的遠(yuǎn)端末端中的所 述至少一個(gè)刺激電極相關(guān)的至少一個(gè)刺激閾值的變化。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20和21中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其中所述神經(jīng) 剌激分析器包括神經(jīng)損傷分析器，其適合于通過(guò)監(jiān)視以下中的一個(gè)或多個(gè) 而檢測(cè)神經(jīng)損傷所述至少一個(gè)刺激閾值隨時(shí)間的變化，所述指示喉部活 動(dòng)的信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化，和神經(jīng)傳導(dǎo)速率隨時(shí)間的變化。
23. 根據(jù)權(quán)利要求9-22中任一項(xiàng)所述的神經(jīng)刺激系統(tǒng)，其還包括 包括所述神經(jīng)刺激電路的可植入的醫(yī)療裝置；和與所述可植入的醫(yī)療裝置通過(guò)遙測(cè)通信連接的外部系統(tǒng)，所述外部系 統(tǒng)包括所述神經(jīng)刺激分析器。
24. —種向具有頸、喉、和迷走神經(jīng)的身體施加神經(jīng)刺激的方法，所述方 法包括感應(yīng)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)； 向所述迷走神經(jīng)遞送所述神經(jīng)刺激；和調(diào)節(jié)指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，以分離由于遞送所述神經(jīng)刺激引起的喉部活動(dòng)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其還包括顯示喉部活動(dòng)的指示物。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中顯示所述喉部活動(dòng)的指示物包括產(chǎn) 生指示所述喉部活動(dòng)的可聽(tīng)音，所述可聽(tīng)音具有指示喉振動(dòng)的頻率和喉部 活動(dòng)的量值中至少一個(gè)的音調(diào)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25和26中任一項(xiàng)所述的方法，其中顯示所述喉部活動(dòng) 的指示物包括在屏幕上顯示指示喉部活動(dòng)的信號(hào)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中顯示所述喉部活動(dòng)的 指示物包括使用發(fā)光二極管顯示所述喉部活動(dòng)的量值。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25-28中任一項(xiàng)所述的方法，其中顯示所述喉部活動(dòng)的 指示物包括使用計(jì)量器顯示所述喉部活動(dòng)的量值。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24-29中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括使用指示喉部活 動(dòng)的信號(hào)自動(dòng)確定刺激閾值，所述刺激閾值指示所述神經(jīng)刺激捕獲所述迷 走神經(jīng)所需要的最小刺激強(qiáng)度。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中自動(dòng)確定刺激閾值包括將所述神經(jīng)刺激的剌激強(qiáng)度設(shè)定為初始強(qiáng)度；通過(guò)比較所述指示喉部活動(dòng)的信號(hào)的幅度和神經(jīng)捕獲閾值而檢測(cè)神 經(jīng)捕獲；和從所述初始強(qiáng)度增加所述刺激強(qiáng)度直到檢測(cè)到神經(jīng)捕獲，或在檢測(cè) 到神經(jīng)捕獲之前是否達(dá)到預(yù)先確定的最大刺激強(qiáng)度。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中自動(dòng)確定刺激閾值還包括在檢測(cè)到 神經(jīng)捕獲后減小刺激強(qiáng)度，直到不再檢測(cè)到神經(jīng)捕獲，并且還包括顯示在 刺激強(qiáng)度被減小時(shí)檢測(cè)到神經(jīng)捕獲的最小強(qiáng)度作為刺激閾值。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30-32中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括通過(guò)監(jiān)視在刺激 閾值的兩次或多次測(cè)量中所述刺激閾值的變化而檢測(cè)導(dǎo)線的移位或斷開(kāi)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30-33中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括通過(guò)監(jiān)視所述刺 激閾值隨時(shí)間的變化而檢測(cè)神經(jīng)損傷。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其還包括通過(guò)監(jiān)視神經(jīng)傳導(dǎo)速率隨時(shí)間 的變化而檢測(cè)神經(jīng)損傷。
36. 根據(jù)權(quán)利要求24-35中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述神經(jīng)刺激遞送至所述迷走神經(jīng)包括通過(guò)刺激電極遞送神經(jīng)刺激脈沖，并且還包括通過(guò)使 用喉部活動(dòng)作為指導(dǎo)來(lái)放置所述刺激電極。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其還包括在植入刺激電極后通過(guò)監(jiān)視刺激閾值隨時(shí)間的變化而監(jiān)視組織愈合過(guò)程。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中放置所述刺激電極包括從多個(gè)可用 的刺激電極中用電子學(xué)方法選擇一個(gè)或多個(gè)有源刺激電極。
全文摘要
一種神經(jīng)刺激系統(tǒng)向迷走神經(jīng)遞送神經(jīng)刺激，并且感應(yīng)指示由所述神經(jīng)刺激引起的喉部活動(dòng)的信號(hào)。將所述指示喉部活動(dòng)的信號(hào)，例如，用于指導(dǎo)電極放置，測(cè)定刺激閾值，檢測(cè)導(dǎo)線/電極問(wèn)題，檢測(cè)神經(jīng)損傷，和在將電極放置在患者體內(nèi)后監(jiān)視愈合過(guò)程。
文檔編號(hào)A61N1/36GK101528302SQ200780040290
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者蘭迪·韋斯特隆德, 安東尼·V·卡帕索, 馬克·布萊 申請(qǐng)人:心臟起搏器股份公司