痉挛性发音障碍的起搏器的制造方法

痉挛性发音障碍的起搏器的制造方法
【专利摘要】一种用于患有痉挛性发音障碍的人类受试者的刺激系统和方法，包括：感测电极，所述感测电极被配置成检测所述受试者的发音肌肉的发音活动，并且产生第一信号；和处理器，所述处理器被配置成从所述感测电极接收所述第一信号，并且基于所述第一信号产生至少一个刺激参数。所述系统还包括：机械致动器，所述机械致动器被配置成从所述处理器接收所述刺激参数，并且响应所述刺激参数激活所述受试者的声门闭合反射；和刺激电极，所述刺激电极被配置成从所述处理器接收所述刺激参数，并且基于所述刺激参数，激活所述受试者的喉返神经或迷走神经。
【专利说明】痙挛性发音障碍的起搏器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年12月7日提交的美国临时专利申请N0.61/567，664，和2011年12月7日提交的美国临时专利申请N0.61/567，666的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
[0003]本申请也要求2012年12月7日提交的，标题为“用于单侧声带自动麻痹的起搏器”(“PACEMAKER FOR UNILATERAL VOCAL CORD AUTOPARALYSIS”)的美国专利申请N0.13/708，129，和2012年12月7日提交的，标题为“用于提高声音的刺激系统和方法”(“STIMULATION SYSTEM AND METHOD FOR VOICE LIFT”)的美国专利申请N0.13/708, 146的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
【技术领域】
[0004]本发明涉及对痉挛性发音障碍的治疗，并且具体地涉及用于刺激人类受试者的喉返神经(RLN)或声门闭合反射的装置和方法，以治疗痉挛性发音障碍。
【背景技术】
[0005]当空气被从肺通过声门排出，产生横跨喉的压降时，发生发音。当该压降变得足够大时，声褶开始振动。实现这种发声的最小压降被称为发声阈压，并且对于具有正常声褶的人，发声阈压约为2-3cm 水柱。振动期间，声褶的运动几乎是侧向的，虽然也存在一些额外分量。然而，沿声褶的长度几乎无运动。声褶的振动用于调节压力和流经喉的气流，并且这种调节后的气流是大多数浊音声音的主要分量。
[0006]如果声褶彼此靠近不够、受张力不足或受太大张力，或者如果横跨喉的压降不够大，声褶就不会振动。在语言学中，如果在发生单音时，不存在发声，就将该单音称为清音。在讲话时，清音关联这样的声褶，与发声期间的声褶相比，该声褶延长，高度拉紧，并且位于侧向(外展)。
[0007]能够通过多种措施改变基频一感知音调的主要声学线索。通过环甲肌收缩提高声褶的张力，完成大比例变化。能够通过甲杓肌的收缩，或者甲状和环状软骨的相对位置的变化，实现张力的较小改变，当喉有意地降低或升高时可能如此，或者通过喉通过舌骨所附接的舌头的运动实现。除了张力变化之外，基频也受横跨喉的压降影响，该压降受肺中的压力影响最多，并且也将随着声褶间的距离而变化。在语言学上，使用基频的变化产生语调和音调。
[0008]特别设计用于产生声音的发音机构是喉。喉处于咽和气管之间。喉通过喉部和咽的口腔部分，与口和鼻连通。虽然喉是空气通道的一部分，但是喉通常起阀门的作用，以防止所吞咽的食物和外来物体进入下部呼吸通道。喉位于颈前区。
[0009]喉骨架包括通过各种韧带和膜结合的九块软骨。其中三块软骨(甲状软骨、环状软骨和会厌软骨)是单独的，并且其它三块成对(杓状软骨、小角软骨和楔状软骨)。
[0010]喉的外在肌使喉作为整体移动。舌骨下肌(肩胛舌骨肌、胸骨舌骨肌和胸骨甲状肌)是舌骨和喉的降肌，而舌骨上肌(茎突舌骨肌、二腹肌、下颌舌骨肌和颏舌骨肌)以及茎突咽肌是舌骨和喉的提肌。
[0011]喉的内在肌涉及喉部部分的运动，使得在产生声音时，声褶的长度和张力，以及声门裂的尺寸和形状变化。除了受喉外神经支配的环甲肌之外，喉的所有内在肌都受喉返神经(RLN)、迷走神经分支(CNX)的支配。
[0012]声褶的内收肌包括环杓侧肌，环杓侧肌起源于环状软骨的侧部，并且插入肌突或杓状软骨。这些肌肉向前拉动肌突，旋转杓状软骨，以便它们的声带突向内摆动。这些运动使声褶内收，并且闭合声门裂。
[0013]声褶的基本外展肌是环杓后肌。这些肌肉在每一侧上都源自环状软骨板的后表面，并且侧向和向上地插入杓状软骨的肌突中。它们使杓状软骨旋转，由此使杓状软骨侧向偏移，并且加宽声门裂。
[0014]声褶的主要张肌是三角环甲肌。这些肌肉位于喉的外表面上，处于环状软骨和甲状软骨之间。每一侧上的肌肉都源自环状软骨的前外侧部分，并且插入甲状软骨下角的下边缘和前方中。这些肌肉使甲状软骨在环状软骨上向前倾斜，提高甲状软骨和杓状软骨之间的距离。结果，声韧带延长并且收紧，并且声音的音调升高。
[0015]声褶的基本松弛肌是宽甲杓肌。它们源自矢状面附近的甲状软骨的后表面，并且插入杓状软骨的前外侧表面中。其下深纤维中的一条，所谓的声带肌源自声韧带，并且从前侧到达杓状软骨的声带突。甲杓肌向前拉动杓状软骨，由此使声韧带松弛。声带肌产生对声韧带的微小调整(例如，在低语时发生)。它们也在发声和歌唱期间，使部分声褶松弛。
[0016]喉神经源自通过上喉神经和RLN的迷走神经(CN X)。除了环甲肌之外，所有的内在肌都被RLN通过来自副神经(CN XI)的纤维支配。喉外神经支配环甲肌。喉粘膜的声门上区受喉内神经、上喉神经的分支支配。喉粘膜的声门下区受RLN支配。
[0017]肌张力障碍是一种能够影响单一肌群或整个身体的运动障碍。肌张力障碍通常特征在于，有力并且不适当的持续肌肉收缩。虽然肌张力障碍与大脑特定区域，诸如基底核的机能失常有关，但是这种疾病的确切原因仍未知。肌张力障碍通常被分为两类，即全身性的和局限性的。全身性(非局限性)肌张力障碍涉及大量肌肉群。局限性的肌张力障碍涉及单一肌肉群。最普遍的局限性肌张力障碍种类是眼睑肌张力障碍、斜颈、书写痉挛和喉肌张力障碍。喉肌张力障碍，也称为痉挛性发音障碍，是一种影响喉肌肉的局限性、主要肌张力障碍。
[0018]痉挛性发音障碍是一种常常被误诊的严重失能形式的肌张力障碍。患有痉挛性发音障碍的患者具有严重减缩的发声能力。声音的范围能够从紧困和压抑的，至带呼吸声的，并且几乎不能被听到。

【发明内容】

[0019]根据本发明的一个实施例，一种治疗患有痉挛性发音障碍的人类受试者的方法包括:提供感测电极，该感测电极被配置成检测受试者的发音活动并且产生第一信号；和响应接收第一信号，使用处理器产生至少一个刺激参数。该刺激参数基于第一信号。该方法还包括响应刺激参数，激活受试者的声门闭合反射。
[0020] 在相关实施例中，感测电极可被配置成检测发音肌肉的肌电图(EMG)活动，和/或检测与发音相关的运动。感测电极可能是检测与发音相关的声学信号的麦克风，可能是检测与发音相关的阻抗变化的阻抗传感器，和/或可能是检测与发音相关的压力变化的压力传感器。激活可包括提供持续时间约为0.01ms至20ms，并且振幅范围约为0.05mA至20mA的电流脉冲。刺激参数可包括约为受试者的声带内收肌的收缩时间的倒数的刺激频率，并且可包括高于受试者的声带外展肌的收缩时间的倒数的刺激频率。刺激参数可包括高于用于激活受试者的声带外展肌或内收肌的阈值的刺激电压。作为替换方式，刺激参数可包括下列刺激电压，其高于激活受试者的声带内收肌的阈值，并且低于激活受试者的声带外展肌的阈值。刺激参数可包括下列刺激电压，其高于激活受试者的声带外展肌的阈值，并且高于激活受试者的声带内收肌的阈值。刺激参数可包括刺激电压，使得激活内收肌的净力高于激活受试者的外展肌的净力。该方法还可包括确定发音活动何时已经到达预定水平，然后当达到预定水平时，就使感测电极产生第一信号。
[0021]根据本发明的另一实施例，用于患有痉挛性发音障碍的人类受试者的起搏器包括感测电极，以检测受试者发音肌肉的发音活动，并且产生第一信号。该起搏器也包括处理器，以从感测电极接收第一信号，并且产生至少一个刺激参数，该刺激参数基于该第一信号。该系统还包括:机械致动器，其被配置成从处理器接收刺激参数，并且基于刺激参数激活受试者的声门闭合反射；和刺激电极，其被配置成接收刺激参数，并且基于刺激参数，激活受试者的喉返神经或迷走神经。
[0022]在相关实施例中，刺激电极可能是神经袖(cuff)电极和/或棒电极。刺激电极可被配置成提供刺激电压的范围。处理器可被配置成检测第一信号何时已经到达预定水平，并且可被配置成当到达预定水平时就产生刺激参数。机械致动器可提供机械刺激，并且刺激电极可提供电刺激。
[0023]根据进一步相关实施例，处理器可检测第一信号何时已经到达预定水平，并且通过产生刺激信号作为响 应。另外，处理器可包括脉冲发生器。根据其它相关实施例，电极可能是双极的或三极的。刺激信号可能是双相电流脉冲，其可具有约0.0Olms至50ms的持续时间,在大多数受试者中为0.1ms至5ms，并且振幅范围约为0.05mA至20mA，在大多数受试者中为0.5mA至5mA。
[0024]根据相关实施例，该方法还可包括提供能量耦合电路，该能量耦合电路通过受试者的皮肤感应地耦合能量。该方法可包括提供能量耦合电路，其可选地通过受试者的皮肤耦合能量。以电信号刺激受试者的发音神经可包括以下列频率的电信号刺激神经，该频率约为受试者的声带内收肌的收缩时间的倒数。以电信号刺激受试者的发音神经可包括以下列频率的电信号刺激神经，该频率高于受试者的声带外展肌的收缩时间的倒数。
【专利附图】

【附图说明】
[0025]通过参考附图，参考下文详细说明，将更易于理解本发明的上述特征，其中:
[0026]图1是根据本发明实施例的声带的频率相关运动的基本原理的图示图；
[0027]图2是根据图1的实施例的声带的频率相关运动的图不图；
[0028]图3是根据本发明实施例的用于痉挛性发音障碍的刺激系统的图示，并且图3A是图3中的圆形区域的分解图；
[0029]图4是例示根据本发明实施例的刺激患有痉挛性发音障碍的人类受试者体内的发音神经的方法的流程图；
[0030]图5是例示根据本发明实施例的对患有痉挛性发音障碍的人类受试者的喉部活动起搏的方法的流程图；和
[0031]图6是例示根据本发明实施例的使用手动激活器对人类受试者的喉部活动起搏的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]痉挛性发音障碍是一种中枢疾病，其中位于内收肌和外展肌中的肌梭通常通过使用传入神经信号，将它们各自肌肉组织的电压状态“报告”给大脑。如果这些肌梭受损伤或受损害，它们就“报告”错误的信号，因此，大脑通过使用传出神经纤维，将错误的神经信号发送回外围解剖学结构、内收肌和外展肌。通常，损伤导致声褶的痉挛状行为，例如类似口吃。因而，虽然神经和相应的肌肉具功能并且完整，最终结果也是两个声褶都痉挛状闭合。
[0033]在许多不同类型的痉挛性发音障碍中，存在两种主要类型:外展肌痉挛性发音障碍和内收肌痉挛性发音障碍。在外展肌痉挛性发音障碍中，发生外展肌的痉挛状行为，而在内收肌痉挛性发音障碍中，发生内收肌的痉挛状行为。
[0034]本发明的实施例认识到通过下列方式治疗痉挛性发音障碍的益处，即通过电和/或机械刺激，刺激RLN或 迷走神经，或激活声门闭合反射，以便选择性地激活外展肌、内收肌或两者。神经刺激或反射激活优于肌肉刺激的优点在于刺激电极对肌肉运动的干扰较小，植入电极的布置远离神经肌肉终板的危险的专用位置，植入刺激电极所需的手术创伤
较小，等等。
[0035]使用本发明的实施例的益处在于，允许基于由于外展肌(开启肌)和内收肌(闭合肌)之间的差异(例如，内收肌和外展肌的净力的频率相关、不同阈值或差异)选择的刺激参数，利用相同的刺激电极来激活声褶的开启和闭合。采用这些差异实现下列刺激系统，其提供选择性激活声褶的闭合肌肉而不激活声褶的开启肌肉，选择性激活声褶的开启肌肉而不激活声褶的闭合肌肉，和/或通过闭合和开启肌肉两者的分级(graded)平衡激活，张紧声褶。另外，激活声褶闭合具有下列效果(I)在外展肌痉挛性发音障碍事件期间，声门闭合，以及在内收肌痉挛性发音障碍事件期间，声门开启；(2)通过调节/放松对痉挛肌肉的激活，减少痉挛作用；和(3)通过经激活痉挛肌肉的(未痉挛)对抗肌抑制痉挛肌肉，减少痉挛作用。
[0036]本发明的实施例涉及一种系统和方法，用于感测喉和/或咽中的发声肌肉收缩的发声活动，并且基于所感测的活动，刺激支配所述发声肌肉的RLN或迷走神经，例如不直接对肌肉纤维电刺激。这将允许外科医生选择对神经的最佳接触。作为比较，通过引用并入本文的Goldfarb的美国专利N0.5，111，814教导了感测正常运行的肌肉组织的电活动，并且刺激喉的神经支配恢复的肌肉组织。
[0037]本发明的实施例也涉及一种系统和方法，用于感测喉和/或咽中的发声肌肉收缩的发声活动，并且激活声门闭合反射。这种反射可由对下列神经的刺激来激活，诸如喉上神经、喉上神经内支或外支，和/或舌咽神经。也可通过刺激喉和/或咽的机械感受器和/或粘膜，和或Slap反射，诱发该反射。可通过电流和/或机械运动或振动发生刺激。这多种刺激部位可允许外科医生对患者选择最佳治疗。继而，声门闭合反射激活支配控制声褶闭合的发声肌肉的天然纤维组织。
[0038]在痉挛性发音障碍中，同时刺激RLN或迷走神经并且激活声门闭合反射可以是有益的。例如，RLN或迷走神经可刺激开启肌肉，而声门闭合反射激活闭合肌肉。同时运行两个系统可允许更好地控制对抗信号。另外，机械刺激声门闭合反射和电刺激RLN或迷走神经可能有利，以便避免两种电刺激信号的干扰。然而，可使用对声门闭合反射和RLN两者的电刺激，这是因为刺激的位置是隔开的。在任一种情况下，都可使用两种刺激器，例如一种用于电刺激(例如，刺激电极)，一种用于机械刺激(例如，机械致动器)。
[0039]在一些实施例中，该系统和方法还可包括感测电极，其被配置成感测喉和/或咽中的发声肌肉收缩的电活动，并且基于所感测的活动，刺激支配发声肌肉的RLN或迷走神经，或者激活声门闭合反射。在该情况下，声门被激活电感测/刺激、或电感测和电/机械刺激所闭合，以便提高声音的质量。作为比较，采用美国专利N0.5，111，814以刺激开启声门的肌肉，以便增加吸入的空气量。类似地，出于相同原因，采用通过引用并入本文的Zealear的美国专利公开N0.2006/282127以开启声褶。因而，本方法和装置的实施例涉及感测发声肌肉收缩的活动，而非呼吸肌肉收缩的活动，如Zealear的美国专利公开N0.2006/282127中所述的。
[0040]在一些实施例中，可使用手动激活器，而非感测发声肌肉收缩的感测电极。手动激活器例如通过导致刺激参数经(一个或多个)刺激电极被发送至适当的位置，来激活RLN、迷走神经或声门闭合反射。手动刺激器允许刺激系统在将不需要发声的时间段期间，例如睡觉或吃饭期间失活，但是允许当期望发声时被手动激活。
[0041]在主动感测发声肌肉收缩或手动激活后，可使用各种刺激参数，以便利用外展肌(开启肌)和内收肌(闭合肌)之间、在激活阈值电压、收缩时间和纤维数目方面的差异。因而，刺激参数包括变化 的振幅、频率和/或阈值。例如，可选择所施加的电压和刺激频率，以便激活期望的肌肉。大体上，刺激电压应与阈值成正比，并且刺激频率应与收缩时间成反比。
[0042]本发明的实施例可使用如图1中所示的声带的频率相关运动。由于外展肌和内收肌之间的收缩时间差而发生这种运动。声带仅存的外展肌一环杓后(PCA)肌一的收缩时间明显比内收肌的收缩时间长。RLN包含到下列所有肌肉的、随机分布在整个神经上的神经纤维，该肌肉作用在声带上(除了受喉上神经(SLN)支配的环甲(CT)肌)。因此，电刺激产生的动作电位总是到达外展肌和内收肌两者。因而，由于内收肌更快，所以声门首先闭合，然后开启，最后是导致声带振动的松弛。
[0043]当被以约为声带外展肌的收缩时间的倒数的频率刺激时，当下一脉冲到达而内收肌将已经从最近激活松弛时，动作电位到达肌肉(如图中的零线之下示出的)。作为比较，当引入的下一收缩的启动导致它们的时域求和时，外展肌刚到达其最大收缩(在零线之上示出)。因此，结果是强直性外展肌张力克服较弱的单收缩的内收。
[0044]为了以约为声带内收肌的收缩时间的倒数的频率刺激，内收肌肌肉也到达强直收缩，并且由于它们数目更大(4:1)，所以声带闭合。
[0045]本发明的实施例可使用不同阈值，以选择性地激活支配外展肌和内收肌的神经。激活外展的阈值比内收的阈值高，这是因为PCA肌肉的收缩时间明显长于内收肌的收缩时间。因此，PCA肌受平均神经纤维直径更小的神经纤维支配，该神经纤维所具有的电激活阈值高于更大平均神经纤维直径的神经纤维，诸如支配内收肌的神经纤维。
[0046]当利用高于激活支配内收肌的神经纤维的阈值、但是低于激活支配外展肌的神经纤维的阈值的刺激电压刺激时，外展肌的纤维将不被激活，并且因此松弛。相反，支配内收肌纤维的神经纤维将被激活，导致内收肌的收缩，并且声带将闭合。当刺激电压高于激活外展肌和内收肌两者的各自阈值时，两组肌肉都将被刺激。与所选择的刺激频率无关地，刺激振幅(即，注入的电荷量)越大，外展肌和内收肌两者被激活地越强，假设刺激电压高于每个各自阈值。
[0047]本发明的实施例可使用对支配外展肌和内收肌的神经的电刺激导致的内收肌和外展肌的净力差。由于它们的数目更大(每一侧有4个内收肌，I个外展肌)，激活内收肌的净力高于激活外展肌的净力。
[0048]当利用高于激活支配内收肌的神经纤维的阈值、并且高于激活支配外展肌的神经纤维的阈值的刺激电压来刺激时，外展肌纤维的外展(声带开启)净力将低于内收肌纤维的内收(声带闭合)净力，合力导致声带闭合。
[0049]因而，应基于期望应用和选择性刺激来选择刺激参数。总而言之，当刺激电压低于激活内收肌的阈值时，与刺激频率或所使用的振幅无关地，不发生刺激。当刺激电压高于激活内收肌的阈值、但是低于激活外展肌的阈值时，声带闭合，与刺激频率或所使用的振幅无关，这应有益于外展肌痉挛性发音障碍。当刺激电压高于激活外展肌的阈值(并且因而也高于激活内收肌的阈值)时，由于刺激频率约为外展肌的刺激频率并且振幅低或高时，由于外展肌的强直收缩，声带可被打开或开启着，这应补偿内收肌痉挛性发音障碍。如果使用甚至更高振幅，以便使外展肌强直收缩的力小于内收肌的单次收缩，因为所施加的更高振幅克服了外展肌的强直收缩，所以声带可闭合着(虽然取决于刺激频率，可能存在波动或振动)。当刺激电压高于激活外展肌的阈值，并且刺激频率约为内收肌的刺激频率时，声带被闭合，与所使用的振幅无关，这应补偿外展肌痉挛性发音障碍。例如，取决于刺激参数，低振幅可低于约1.5mA，高振幅可能约为I至3mA，并且非常高的振幅可大于约2.5mA，对此脉冲持续时间约为0.5msο
[0050]因此，基于所使用的刺激参数(如上所述，以及其它组合)，可存在有益于选择性地激活发声肌肉的、对内收肌和外展肌的不同转换情况，以便锻炼或训练肌肉。例如，通过选择约等于外展肌的刺激频率的刺激频率、低振幅、和高于内收肌刺激电压的刺激电压，刺激电压可在低于外展肌的刺激电压的电压与高于外展肌的刺激电压的刺激电压之间转换，这导致声带在闭合和开启状态之间转换。类似地，通过选择约等于外展肌的刺激频率的刺激频率，以及高于外展肌的刺激电压的刺激电压，振幅可在低值和高值(或非常高的值)之间转换，这导致声带在被开启和开启着(或闭合着)状态之间转换。同样地，通过选择约等于外展肌的刺激频率的刺激频率以及低振幅，刺激频率可在外展肌和内收肌的刺激频率之间转换，这导致声带在被开启和被闭合状态之间转换。
[0051]本发明的实施例包括被配置成提供各种模拟电压、频率和/或振幅的(一个或多个)刺激电极，以便可实施各种刺激参数。
[0052] 在本发明的实施例中，直接或间接地(通过声门闭合反射)刺激RLN或迷走神经，并且不直接刺激肌肉，这是因为与激活肌肉本身相比，激活神经必需的功率小了超过10倍。另外，能够沿神经布置神经袖电极，远离移动的肌肉和组织，并且远离敏感的感受器，否则这将产生不良反应。
[0053]图2是声带的频率相关运动的图示图。以10至30Hz刺激导致声带的分级外展201。高于30Hz，发生分级声带内收202，通过双侧刺激，在IOOHz时全部空气通道闭塞203。
[0054]图3和3A是根据本发明一个实施例的刺激系统的图示。痉挛性发音障碍的刺激系统包括一个或更多刺激(传出)电极301，并且可包括一个或更多感测(传入)电极(不可见)，或者可由用户激活的手动激活器，例如开关或触发器，代替或补充感测电极。刺激系统也包括处理器303，处理器303可包括脉冲发生器。处理器303可被植入患者的胸部中，并且刺激电极301可连同电极引线304和保险圈305 —起，缠绕迷走神经或RLN302，或者被布置在迷走神经或RLN302附近，或与其接触。作为替换方式，刺激电极301可被间接用于通过下列方式刺激RLN或迷走神经，即通过刺激神经来激活声门闭合反射，神经诸如喉上神经，喉上神经内支或外支，和/或舌咽神经。刺激电极301可被用于通过下列方式刺激声门闭合反射，即刺激喉和/或咽的机械感受器和/或黏膜，或者通过slap反射。如上所述，刺激可能是电和/或机械或振动刺激。
[0055]本系统的实施例可被整体或部分地植入人类受试者体内。例如，刺激器可包括外壳，外壳能够非常小，植入体的所有电子组件都被容纳在耐用并且紧凑密闭密封的壳体内。可通过受试者的皮肤感应或者光学传播能量和必要的信息。这能够通过将电子电路封装在金属壳体内部，次级线圈被布置在壳体旁边或围绕壳体实现。类似地，这可通过将电子电路和次级线圈封装在电介质壳体内实现。
[0056]也参考图4，闭环系统的可选感测(传入)部分可包括一个或更多感测电极，其检测舌骨下肌的发音活动或被替换传感器记录的信号(步骤101)。例如，(一个或多个)感测电极可被配置成:检测发音肌肉的肌电图(EMG)活动，和/或检测与发音相关的运动。感测电极可以是检测与发音相关的声学信号的麦克风，检测与发音相关的阻抗变化的阻抗传感器，和/或检测与发音相关的压力变化的压力传感器。感测电极可响应已经检测出的活动产生第一信号。
[0057]在处理器303处接收第一信号(步骤102)。处理器303可包括脉冲发生器。处理器303从感测电极接收第一信号，并且产生基于第一信号的至少一个刺激参数(步骤103)。刺激参数或第二信号可能是双相电流脉冲，并且该双相电流脉冲可具有约0.0Olms至50ms的持续时间，在大多数受试者中为约0.1ms至5ms，并且振幅范围为约0.05mA至20mA，在大多数受试者中为约0.5mA至5mA。
[0058]来自处理器303的刺激参数被一个或更多刺激电极301接收(步骤104)，并且(一个或多个)刺激电极301根据刺激参数，直接刺激发音神经，诸如RLN或迷走神经(RLN发源的神经，并且其更易于手术处理)。作为替换方式，(一个或多个)刺激电极301可通过激活声门闭合反射间接刺激RLN或迷走神经(步骤105)，然后这激活RLN或迷走神经。根据本发明的实施例，刺激受限于发音或者吞咽或瓦氏动作的时间段。在这些动作之外，联动再支配的声褶被动松弛至正中旁位置。
[0059]刺激电极 和感测电极可为双极或三极的。类似地，一个电极可为双极的，一个电极可为三极的。电极引线304应有足够的耐损性。应以下列方式布置引线主体，即神经和刺激器受肌肉、颈和头的运动影响尽可能地少。
[0060]实施例能够用于通过刺激整体支配RLN，或作为替换方式，刺激RLN源自的迷走神经,激活患有痉挛性发音障碍的患者体内的声带内收。这种治疗对患有痉挛性发音障碍的患者有效，因为其基于肌肉特征，而非仅基于神经或肌肉/神经特征。
[0061]图5是例示根据本发明的一个实施例的人类受试者的训练治疗方法的流程图。感测人类受试者的发声肌肉(诸如舌骨下肌)的电活动(步骤110)，并且基于所感测的电活动，以电信号直接刺激受试者的发音神经(诸如RLN或迷走神经)。作为替换方式，在感测电活动后，可通过激活声门闭合反射间接地刺激RLN或迷走神经(步骤120)。刺激/激活参数可包括，以高于受试者的声带内收肌收缩时间的倒数值的刺激频率的电信号，刺激RLN或迷走神经。以电信号刺激受试者的发音神经可包括，以约为受试者的声带内收肌的收缩时间的倒数、并且高于受试者的声带外展肌的收缩时间的倒数的频率的电信号刺激神经。
[0062]图6是例示根据本发明一个实施例的、使用手动激活器对人类受试者的喉部活动起搏的方法的流程图。在步骤130手动激活刺激系统。手动激活器可将第一信号发送至处理器303，处理器303可包括脉冲发生器。处理器303从手动激活器接收第一信号，并且产生基于第一信号的至少一个刺激参数。然后基于刺激参数激活声门闭合反射(步骤140)，声门闭合反射又刺激受试者的RLN或迷走神经。刺激可能是电和/或机械或振动刺激。
[0063]处理器303的一些实施例可被实施为硬件、软件(例如，计算机程序产品)，或软件与硬件的组合。例如，实施例可被实施为和计算机系统一起使用的计算机程序产品。这种实施可包括一系列计算机指令或程序代码，这些计算机指令或程序代码被固定在有形媒体，诸如计算机可读媒体(例如，磁盘、CD-R0M、R0M或硬盘)上，或者可通过调制解调器或其它接口装置，诸如媒体上被连接至网络的网络适配器，传送至计算机系统。媒体可为有形媒体(例如，光学或模拟通信线路)，或者是以无线技术(例如，微波、红外或其它传输技术)实施的媒体。该一系列计算机指令可实现上文关于处理器所述的所有或部分功能性。本领域技术人员应明白，能够以和许多计算机架构或操作系统一起使用的许多编程语言，写出该计算机指令。此外，该指令可被存储在任何存储装置中，诸如半导体、磁性、光学或其它存储装置，并且可使用任何通信技术，诸如光学、红外、微波或其它传输技术传输。预期这种计算机程序产品可分布为具有附有印刷或电子文件的可移除媒体(例如，套装软件)，预加载有计算机系统(例如，在系统ROM或硬盘上)，或者在网络(例如，因特网或万维网)上从服务器或电子公告板分布。
[0064] 虽然已经结合其特定实施例描述了本发明，但是应理解，本发明能够有进一步变型。本申请意图涵盖本发明的任何变体、使用或改变，并且包括本发明所属领域的已知或惯例实践内的对本公开的偏离。
【权利要求】
1.一种治疗患有痉挛性发音障碍的人类受试者的方法，所述方法包括: 提供感测电极，所述感测电极被配置成检测受试者的发音活动，并且产生第一信号； 响应接收所述第一信号，使用处理器产生至少一个刺激参数，所述刺激参数基于所述第一信号；和 响应接收所述刺激参数，激活声门闭合反射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激活包括电刺激、机械刺激、或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述感测电极被配置成检测发音肌肉的肌电图(EMG)活动。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述感测电极被配置成检测与发音相关的运动。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述感测电极是检测与发音相关的声学信号的麦克风。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述感测电极是检测与发音相关的阻抗变化的阻抗传感器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述感测电极是检测与发音相关的压力变化的压力传感器。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述激活包括提供电流脉冲，所述电流脉冲具有约0.01ms至20ms的持续时间，并且振幅范围为约0.05mA至20mA。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激频率，所述刺激频率约为所述受试者的声带内收肌的收缩时间的倒数。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激频率，所述刺激频率高于所述受试者的声带外展肌的收缩时间的倒数。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激电压，所述刺激电压高于激活所述受试者的声带外展肌的阈值。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激电压，所述刺激电压高于激活所述受试者的声带内收肌的阈值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激电压，所述刺激电压高于激活所述受试者的声带内收肌的阈值，并且低于激活所述受试者的声带外展肌的阈值。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激电压，所述刺激电压高于激活所述受试者的声带外展肌的阈值，并且高于激活所述受试者的声带内收肌的阈值。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述刺激参数包括刺激电压，使得激活内收肌的净力大于激活受试者的外展肌的净力。
16.根据权利要求1所述的方法，还包括: 确定所述发音活动何时达到预定水平，其中在达到所述预定水平时，所述感测电极通过产生所述第一信号来响应。
17.一种用于患有痉挛性发音障碍的人类受试者的起搏器系统，所述系统包括: 感测电极，所述 感测电极被配置成检测所述受试者的发音活动，并且产生第一信号； 处理器，所述处理器与所述感测电极通信，所述处理器具有程序代码，以接收所述第一信号，并且基于所述第一信号产生至少一个刺激参数，以便激活声门闭合反射，并且刺激所述受体的喉返神经或迷走神经；机械致动器，所述机械致动器被配置成接收所述刺激参数，并且基于所述刺激参数激活所述受试者的所述声门闭合反射；和 刺激电极，所述刺激电极被配置成接收所述刺激参数，并且基于所述刺激参数，激活所述受试者的喉返神经或迷走神经。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述刺激电极是神经袖电极、棒电极，或其组口
19.根据权利要 求17所述的系统，其中所述刺激电极被配置成提供刺激电压的范围。
【文档编号】A61N1/36GK103987424SQ201280060695
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2011年12月7日
【发明者】维尔纳·林德恩塔勒 申请人:Med-El电气医疗器械有限公司