针对通过阴部神经刺激的膀胱控制筛选患者的设备和方法与流程

针对通过阴部神经刺激的膀胱控制筛选患者的设备和方法
1.本技术是申请日为2017年02月13日，申请号为201780023043.3， 发明名称为“针对通过阴部神经刺激的膀胱控制筛选患者的设备和方法
”ꢀ
的申请的分案申请。
2.相关申请的交叉引用
3.本技术要求于2016年2月12日提交的美国临时申请号62/294,613的优 先权权益；本技术也是于2016年5月12日提交的美国专利申请号15/153,314 的部分继续申请；所述申请的全部内容通过引用整体并入本文。
4.本技术还涉及于2017年1月19日提交的美国专利申请序列号15/410,692， 该申请通过引用并入本文用于所有目的。
5.发明背景
6.发明领域。本发明涉及医疗设备和方法。更具体地，本发明涉及用于筛 选瘫痪和失禁患者以确定他们是否可从控制泌尿功能的阴部神经刺激获益的 系统和方法。
7.许多病症可能导致患者丧失自主控制膀胱功能的能力。最常见地，患有 脊髓损伤的患者可能不仅会丧失自主控制排尿的能力，还会丧失感受膀胱何 时充盈的能力。这些患者通常不得不依赖于长期使用泌尿引流(foley)导管， 该导管通过尿道放置并且具有驻留在膀胱中的远侧端头。这种foley导管存 在持续的感染风险，而该风险会因需要频繁将阻塞导管更换为新导管而加剧。 此外，foley导管通常会引流至袋中，患者在离开家或治疗设施时必须携带该 袋。对许多患者来说，需要携带引流袋是严重的负担。
8.为了至少部分地克服这些问题，已经提出了非常有希望的新系统，其允 许患者及其护理人员选择性地刺激阴部神经(pudendal nerve)以控制膀胱排 泄。这样的系统可以消除对foley导管的需要，并且于例如美国专利公开号 2014/0249595中有述，其全部公开内容通过引用并入本文。
9.虽然具有显著进步，但这种阴部神经刺激系统需要在阴部神经附近手术 植入刺激电极，并且该系统并不总会成功，因此可能需要二次手术来去除。
10.出于这些原因，希望提供通过刺激阴部神经来控制排尿的改进系统和方 法。特别希望提供允许测试患者以确定这种阴部神经刺激将会有效的可能性 以及植入手术被批准的可能性的设备和方法。
11.2.

背景技术：
。上文已经描述了us 2014/0249595。还参见us 2014/0058284； us 2014/0058588；和us 2014/0309550。


技术实现要素：

12.本发明的实施方式提供了用于在植入神经刺激设备之前测试患者的设备 和方法，所述神经刺激设备旨在控制无法自主控制排尿或自主控制排尿能力 以其他方式降低的患者的排尿。此类患者可以包括瘫痪患者或患有妨碍其自 主控制排尿的能力的泌尿功能障碍的任何患者。本发明的特定实施方式提供 了测试患者以确定其是否将会从此类允许患者控制膀胱排泄的植入式神经刺 激疗法获益的装置、系统和方法。旨在控制排尿的神经刺激疗法通常需要植 入刺激阴部神经的电极、控制器以及控制器与电极之间的电缆引
线或布线。 通过用高频电流和低频电流选择性地刺激阴部神经，膀胱可以收缩并且尿道 括约肌可以打开以允许控制排尿，而无需驻留在患者尿道中的foley导管。 然而，在植入此类装置之前，需要确定患者是否可能获益于阴部神经刺激。 本发明的各个实施方式允许使用暂时引入的尿道导管来模仿刺激方案，该尿 道导管可用于填充膀胱并通过向阴部神经施加刺激电流以唤起或产生一种或 多种涉及排尿过程的生理作用，如尿道括约肌松弛和膀胱收缩，从而测试控 制膀胱排泄的能力。本发明的实施方式对于以下方面特别有用：i)确定用于 经由阴部神经的电刺激来控制和/或优化排尿的选定系统和/或方案对于给定 患者的控制排尿将会是有效的；以及ii)调谐或以其他方式调整电刺激的一 个或多个特性，以优化或以其他方式增强由阴部神经疗法产生的和针对特定 患者的泌尿功能和/或控制。这样的特性可以包括所使用的电刺激的频率、电 流或电压以及此类刺激的波形中的一种或多种。
13.在第一方面，本发明提供了用于筛选患者以确定患者将会从阴部神经刺 激疗法获益的可能性的方法。将导管通过所述患者的尿道暂时引入，其中导 管的远端进入所述患者的膀胱。所述导管被用于用诸如水或盐水等流体填充 膀胱，并且所述导管上的至少一个电极被定位在尿道内的选定位置以将电流 递送至所述患者的阴部神经，通常是定位在所述患者的尿道括约肌内或附近。 使用电极将低频电流递送至阴部神经以便收缩所述患者的膀胱，并且将高频 电流递送至阴部神经以打开所述患者的尿道括约肌。如果所述低频电流和所 述高频电流的递送能够成功地收缩膀胱、打开尿道括约肌并允许已被引入膀 胱的流体响应于所递送的电流而排泄，则认为所述患者可能获益于阴部神经 疗法。在所述方法的某些方面，所述导管还将会包括第一压力传感器，从而 允许测量膀胱内的压力。通常，所述压力传感器将会在所述导管的远端处或 附近，并且将会位于膀胱内。定位于所述导管的远端处或附近的第一压力传 感器允许使用者在膀胱被填充时监测膀胱压力以及在递送电流之前填充至目 标压力以测试膀胱的排泄。
14.本发明的实施方式考虑到，多种电流递送方案可用于评估阴部神经刺激 在控制泌尿功能方面的有效性。通常，所述高频电流和所述低频电流将会同 时递送，但还考虑到非同时递送。可以同时启动电流递送；然而，在一个或 多个实施方式中，一个递送可以在另一个递送之前启动并且/或者一个递送可 以在另一个递送之前停止。例如，根据电流递送方案的一个实施方式，可以 首先递送所述高频电流以松弛尿道括约肌。然后，启动所述低频电流并维持 选定的时间段以使膀胱收缩和排泄。然后在选定的时间段后停止所述低频电 流，但继续所述高频率以保持尿道括约肌打开，从而允许尿液由于膀胱的任 何残余收缩而继续流动。最后，停止所述高频电流以关闭尿道括约肌。
15.膀胱压力、括约肌压力和观察到的尿流(定性和定量)中的一种、两种 或全部三种可用于评估所述疗法可能的有效性。在特定实施方式中，这些参 数中的一种、两种或全部三种还可用于确定最佳高频电流和最佳低频电流中 的任一者或两者，其可用于随后的疗法以产生选定的和/或最大的尿流量。例 如，在一个特定实施方式中，膀胱压力和尿流量中的一种或两种可用于预先 选择针对特定患者的治疗性低频和/或高频电流，即，将会由随后植入的治疗 装置使用的低频或高频。在另一实施方式中，尿流量和尿道括约肌压力中的 一种或两种可用于这样的预先选择。以这种方式，可以在每个患者具有任何 植入装置如电极、电线控制器等之前优化所植入的治疗装置的选择和/或设置， 以便为每个患者提供最
大的泌尿功能。
16.在本发明的其他实施方式中，至少两个电极将会被定位在所述导管上以 向阴部神经递送电流。第一个所述电极将会被配置成递送所述低频电流，而 第二个所述电极将会被配置成递送所述高频电流。
17.在本发明的其他实施方式中，可以测量由所述患者的尿道括约肌施加的 收缩压力。通常，通过所述导管上的第二压力传感器来测量收缩压力，并且 所述第二压力传感器以及第一刺激电极和可选的第二刺激电极将会通常被定 位在所述导管主体上，使得所述电极和所述压力传感器中的每一个在所述导 管存在于尿道中且远端处于膀胱内时将会位于尿道周围的尿道括约肌附近或 之内。进一步可选地，所述导管可以包括在其远端附近的球囊或其他锚固结 构，诸如foley导管上的球囊，使得可以通过缩回所述导管直到所述球囊或 其他锚固件落位成抵靠膀胱颈或落位于膀胱颈内来定位所述导管。通过选择 性地定位所述电极和所述第二压力传感器，这些元件将会在所述导管就位时 相对于尿道括约肌适当地定位。
18.在第二方面，本发明提供了导管，用于在阴部神经刺激治疗之前筛选患 者，即在植入治疗性阴部神经刺激装置之前针对阴部神经刺激疗法的有效性 筛选患者。所述导管包括导管主体，所述导管主体具有远端、近端和用于将 流体从所述近端递送到所述远端的内腔。所述导管主体通常包括被定位在所 述导管主体的远端处或远端附近的第一压力传感器，所述第一压力传感器通 常被定位成当所述导管在尿道内就位时测量膀胱内的压力。所述导管还将会 包括至少一个电极，所述至少一个电极被定位在所述导管主体上的在导管远 端的近侧的位置处。特别地，所述至少一个电极被定位在所述导管上，使得 当所述导管适当地置于尿道内时，所述电极位于尿道括约肌附近。以这种方 式，所述导管可用于通过所述导管内腔将流体递送至膀胱，使用所述第一压 力传感器测量膀胱内的压力，并通过由定位成将电流递送至阴部神经的通常 在尿道括约肌附近的电极适当地施加低频电流和/或高频电流来刺激膀胱以 引起收缩和/或打开尿道括约肌。
19.所述筛选导管将会通常同时地或几乎同时地施加高频和低频的刺激信号， 以模仿括约肌松弛并且膀胱同时收缩以引起排尿的实际治疗方案。在替代实 施方式中，可以首先递送所述高频电流以打开括约肌，然后在选定的时间段 之后递送所述低频电流以收缩膀胱。在其他替代实施方式中，可以首先递送 所述低频电流以收缩膀胱以产生更大的压力以便更完全地排泄，然后在选定 的时间段之后递送低频以打开尿道括约肌以允许开始排泄。
20.在某些实施方式中，本发明的导管还将会包括在所述导管主体上的至少 第二电极，其位于所述第一电极附近，通常从所述导管主体的远端向近侧间 隔开。在这些实施方式中，所述第一电极和所述第二电极将会通常被配置成 连接到能够递送收缩膀胱的低频电流以及打开尿道括约肌的高频电流的不同 电流源。用以实现膀胱收缩的合适的低频电流将会在约15hz至50hz的范 围内，安培数低于15ma，并且电压为40v至60v。在一个或多个实施方式 中，所述第一电极和所述第二电极还可以包括双极电极对，其可以间隔开选 定的距离，以便将电流递送到组织中的选定深度以刺激阴部神经，同时使对 周围组织的影响最小化。
21.在其他实施方式中，本发明的导管还可以包括在所述导管主体上的在所 述导管
主体远端的近侧的位置处的第二压力传感器。通常，所述第二压力传 感器将会位于所述第一电极和可选的第二电极附近，例如位于所述第一电极 与所述第二电极之间，使得所述第一电极和所述第二电极以及所述第二压力 传感器可以被定位成当所述导管的远端处于所述患者的膀胱内时位于邻近尿 道括约肌处或尿道括约肌内。
22.在更进一步的实施方式中，本发明的导管可以包括被定位在所述导管的 远端附近的可展开锚固件，诸如与可见于常规foley导管上的球囊类似的球 囊。所述锚固件被定位在所述导管主体上，使得当所述锚固件在膀胱颈处展 开时，所述至少一个电极以及可选的所述第二电极和压力传感器将会位于邻 近阴部神经和尿道括约肌处。
23.在第三方面，本发明提供了系统，其包括与控制器组合的如上所述的导 管，所述控制器可操作地连接到所述电极以递送收缩所述患者的膀胱的低频 电流和打开所述患者的尿道括约肌的高频电流。通常，所述控制器将所述低 频电流递送至第一电极，并将所述高频电流递送至第二电极。所述控制器还 可以包括或可连接到一个或多个显示器或屏幕，所述显示器或屏幕被配置用 于呈现来自所述第一压力传感器的数据以指示膀胱压力和/或呈现来自所述 第二压力传感器的数据以指示括约肌压缩的压力或力。
24.本技术提供了以下内容：
25.1).一种针对阴部神经疗法筛选患者以治疗所述患者的泌尿功能障 碍的方法，所述方法包括：
26.将导管通过所述患者的尿道引入所述患者的膀胱中，所述导管包括至 少一个电极和至少一个内腔；
27.将所述导管上的所述至少一个电极定位在尿道中的一位置处，以将电 流递送至所述患者的阴部神经；
28.通过所述导管将流体递送至所述患者的膀胱中；
29.通过所述至少一个电极将电流递送至阴部神经，所述电流包括收缩所 述患者的膀胱的低频电流和打开所述患者的尿道括约肌的高频电流中的 至少一种；
30.测量关于响应于所递送的电流而产生的生理反应的信息；以及
31.利用所述关于所产生的生理反应的信息来评估所述患者对所递送的 电流的反应。
32.2).如1)所述的方法，其中所述至少一个电极包括第一电极和第二 电极，所述第一电极和所述第二电极被定位成将电流递送至阴部神经。
33.3).如2)所述的方法，其中所述第一电极递送所述低频电流，而所 述第二电极递送所述高频电流。
34.4).如3)所述的方法，其中所述导管被定位成使得所述第一电极和 所述第二电极中的每一个都被定位在尿道括约肌附近。
35.5).如1)所述的方法，其中所述导管包括至少两个内腔，第一内腔 用于填充膀胱，第二内腔用于在递送所述低频电流以收缩膀胱时从膀胱排 泄流体。
36.6).如1)所述的方法，其中膀胱被填充至目标压力。
37.7).如1)所述的方法，其中所述目标压力在约10mmhg至45mmhg 或约10mmhg至20mmhg的范围内。
38.8).如1)所述的方法，其中膀胱被填充至目标体积。
39.9).如8)所述的方法，其中所述目标体积在约50ml至200ml的范 围内。
40.10).如1)所述的方法，其中所述高频电流和所述低频电流几乎同 时递送。
41.11).如1)所述的方法，其中所述高频电流的递送在所述低频电流 的递送之前启动。
42.12).如1)所述的方法，其中所述低频电流在约15hz至50hz的 范围内。
43.13).如1)所述的方法，其中所述高频电流在约4khz至10khz的 范围内。
44.14).如1)所述的方法，其中所述导管被定位成阻挡所述患者的膀 胱的开口，使得当膀胱收缩时，排泄的流体基本上流过所述导管中的内腔。
45.15).如14)所述的方法，还包括测量流过所述导管的排泄流体的流 量。
46.16).如14)所述的方法，其中所述导管包括可膨胀的球囊或用于阻 挡所述患者的膀胱的开口的其他手段。
47.17).如1)所述的方法，其中通过所述导管流入或流出膀胱的流体 基本上不影响对关于所产生的生理反应的信息的测量。
48.18).如17)所述的方法，其中不受影响的所述信息包括膀胱压力、 尿道括约肌压力或尿流量中的至少一种。
49.19).如17)所述的方法，其中所述导管的内腔具有足够的径向刚性， 使得来自所述导管内的流体的压力的力基本上没有转移到所述导管外。
50.20).如1)所述的方法，其中所述关于所产生的生理反应的信息被 用于调整所述高频电流或所述低频电流的特性。
51.21).如20)所述的方法，其中所述特性是所述高频电流或所述低频 电流的频率、量级或波形。
52.22).如20)所述的方法，其中所述调整包括调谐或微调所述高频电 流或所述低频电流中的至少一种。
53.23).如22)所述的方法，其中所述微调包括将所述特性调整少于约 5％的量。
54.24).如22)所述的方法，其中所述调谐包括将所述特性调整约5％ 至约25％的量。
55.25).如22)所述的方法，其中所述高频电流或所述低频电流的特性 被用于实现或改善所述患者的泌尿功能。
56.26).如1)所述的方法，其中所述泌尿功能障碍是自主控制排尿的 能力降低。
57.27).如1)所述的方法，其中所测量的信息是膀胱压力。
58.28).如27)所述的方法，其中使用压力传感器测量所述膀胱压力。
59.29).如27)所述的方法，其中所测量的信息还包括尿道括约肌的收 缩压力。
60.30).如29)所述的方法，其中同时测量所述膀胱压力和所述尿道括 约肌收缩压力。
61.31).如28)所述的方法，其中膀胱压力传感器被定位在所述导管或 所述导管的远端上。
62.32).如28)所述的方法，其中推进所述导管以将所述压力传感器定 位在膀胱内。
63.33).如1)所述的方法，其中所测量的信息是尿道括约肌的收缩压 力。
64.34).如33)所述的方法，其中使用压力传感器测量所述收缩压力。
65.35).如34)所述的方法，其中所述压力传感器被定位在邻近尿道括 约肌处。
66.36).如1)所述的方法，其中所测量的信息包括尿流量。
67.37).如36)所述的方法，其中调整所述高频电流或所述低频电流的 特性以达到目标尿流量。
68.38).如37)所述的方法，其中所述特性是所述高频电流或所述低频 电流的频率或量级。
69.39).如37)所述的方法，其中所述目标尿流量对于男性患者在每分 钟约9ml至21ml的范围内，而对于女性患者在每分钟15ml至18ml的 范围内。
70.40).一种针对阴部神经疗法筛选患者的导管，所述导管包括：
71.导管主体，其具有远端、近端和用于将流体从所述近端递送到所述远 端的第一内腔，所述内腔具有远侧开口；
72.第一压力传感器，其在所述导管主体的所述远端附近被定位在所述导 管主体上，以测量所述患者的膀胱压力；
73.第二压力传感器，其被定位在所述导管主体的所述远端的近侧的位置 处，以测量所述患者的尿道括约肌压力；以及
74.至少一个电极，其被定位在所述导管主体上的在所述导管远端的近侧 的位置处，以将电流递送至阴部神经，
75.其中所述导管主体被配置成推进通过所述患者的尿道，以将所述第一 压力传感器和所述内腔的所述远侧开口定位在所述患者的膀胱内；并且
76.其中当所述导管如此定位时，所述第一内腔被配置成允许流体流入所 述患者的膀胱，而不明显影响在同时由所述第一压力传感器或所述第二压 力传感器对所述患者的膀胱压力或尿道括约肌压力进行的测量。
77.41).如40)所述的导管，其中所述第一内腔具有足够的径向刚性或 环向强度，以使来自所述内腔内的流体压力的力向所述导管主体外的传递 最小化。
78.42).如41)所述的导管，其中所述第一内腔包括加强编织物，所述 加强编织物被配置成使来自所述内腔内的流体压力的力向所述导管主体 外的传递最小化。
79.43).如40)所述的导管，其中所述导管主体包括第二内腔，供流体 从膀胱流到所述患者体外。
80.44).如40)或43)中任一项所述的导管，其中所述第一内腔或所 述第二内腔的径向刚性在约50n/mm至100n/mm的范围内。
81.45).如40)所述的导管，其中所述导管适于定位在男性泌尿道中。
82.46).如45)所述的导管，其中所述第二传感器具有约2cm的长度， 并且被定位在距离所述导管的所述远端约2.5cm至3.5cm处。
83.47).如40)所述的导管，其中所述导管适于定位在女性泌尿道中。
84.48).如47)所述的导管，其中所述第二传感器具有约1.5cm的长 度，并且被定位在距离所述导管的所述远端约1.8cm至2.8cm处。
85.49).如40)所述的导管，其中所述导管主体包括弹性体、硅酮，或 聚氨酯、ptfe、聚乙烯或pet。
86.50).如40)所述的导管，其中所述至少一个电极包括双极电极对。
87.51).如50)所述的导管，其中所述双极电极对被定位成间隔选定的 距离，以便将
在组织中递送的电流的深度靶向到阴部神经。
88.52).如40)所述的导管，还包括被定位在所述远端的近侧的位置处 的在所述导管主体上的至少第二电极，其中所述第一电极和所述第二电极 被配置成连接到不同的电流源。
89.53).如52)所述的导管，其中所述第一电极和所述第二电极以及所 述第二压力传感器中的每一个被定位成使得它们在所述导管的所述远端 处于所述患者的膀胱内时将会位于所述患者的尿道括约肌内。
90.54).如40)所述的导管，还包括可展开的锚固件，其定位在所述导 管主体上，使得当所述锚固件在膀胱的颈部展开时，所述至少一个电极将 会位于邻近阴部神经处。
91.55).如54)所述的导管，其中所述可展开锚固件被定位在所述导管 主体的所述远端附近。
92.56).如54)所述的导管，其中所述可展开锚固件包括可膨胀球囊。
93.57).一种针对阴部神经疗法筛选患者以治疗所述患者的泌尿功能障 碍的系统，所述系统包括：
94.如52)所述的导管；以及
95.控制器，其可连接到所述第一电极和所述第二电极，以将收缩所述患 者的膀胱的低频电流递送到所述第一电极，并将打开所述患者的尿道括约 肌的高频电流递送到所述第二电极。
96.58).如57)所述的系统，其中所述控制器还包括压力显示器，所述 压力显示器可连接到所述第一压力传感器或所述第二压力传感器中的至 少一个，以显示膀胱压力或尿道括约肌收缩压力中的至少一种。
97.59).如57)所述的系统，其中所述控制器还被配置用于递送感觉异 常抑制电流以抑制或减少由所述低频电流或所述高频电流导致的感觉异 常。
98.60).如59)所述的系统，其中所述导管主体包括第三电极，用于递 送所述感觉异常抑制电流。
99.61).如59)所述的系统，其中所述感觉异常抑制电流具有在约3khz 至20khz范围内的频率。
100.下面参考附图更全面地描述本发明的这些和其他实施方式和方面的进一 步细节。
附图说明
101.图1图示了采取自美国专利公开号2014/0249595的用于选择性地刺激阴 部神经以控制排尿的现有技术系统，该专利公开的全部公开内容先前已通过 引用并入本文。特别地，图1描绘了用于刺激阴部神经或其分支的三通道系 统。脉冲发生器10被描绘为具有三个输出通道。导线12和导线13连接到电 极14和电极15，电极14和电极15被放置在阴部神经20周围。电极15显 示在电极14的远侧。在包括阻断eus和/或肛门括约肌并且刺激或抑制膀胱 和/或直肠收缩的方法的情况下，电极14将会被用于刺激或抑制膀胱和/或直 肠收缩，而电极15将会被用于阻断eus或肛门括约肌。导线16根据需要连 接到另一电极(图1中未示出)，所述另一电极放置在身体另一侧的阴部神 经周围，以阻断相对侧的阴部神经。脉冲发
生器10显示为被植入在皮肤40 下方。脉冲发生器10的输出参数可以通过有线接口控制，但优选地通过无线 传输来控制，该无线传输可以由任何合适的无线协议来承载，诸如射频、ieee 802.11a/b/g、bluetooth等。因此，外部控制器30被描绘为与脉冲发生器10 通信。外部控制器30被描绘为具有显示器32(诸如lcd、led或oled显 示器)和用于将数据输入外部控制器30的键盘34。外部控制器被描绘为将 无线传输36发送到脉冲发生器10，但在另一实施方式中，数据可以从外部 通信器30传输到脉冲发生器10且反之亦然，以允许监测脉冲发生器10的一 个或多个参数，包括但不限于输出信号特性(例如，如上所述的频率、振幅 等)和电池强度。脉冲发生器10和外部控制器30的活动通常是微处理器控 制的，并且安装在脉冲发生器10上的软件/固件和外部控制器30硬件可以用 于执行所述的任务，并且提供例如但不限于便于系统使用的用于显示器32的 gui(图形用户界面)。脉冲发生器10和外部控制器30都可以包括用于执 行这些活动的任何合适的电气和电子组件，包括微处理器、存储器(例如， ram、rom、闪速存储器等)、连接器、电池、电源变压器、放大器等。
102.图2图示了根据本发明的原理构造的测试导管的示例性实施方式。
103.图3图示了放置在患者尿道中的图2的测试导管，用于根据本发明的方 法执行测试方案。
104.图3a是图3的放大视图，图示了测试导管电极在患者尿道括约肌内的定 位，以刺激患者的阴部神经。
105.图4a和图4b图示了测试导管的实施方式，其具有供流体从膀胱流到患 者体外的第二内腔。
106.图5图示了双极电极的实施方式，其用作阴部神经刺激电极以供与测试 导管的实施方式一起使用。
具体实施方式
107.本发明的实施方式提供了装置、系统和方法，用于测试无法自主控制泌 尿功能和/或具有降低的自主控制泌尿功能的患者，以观察测试的患者是否将 会获益于允许患者控制膀胱排泄的阴部神经刺激疗法。此类患者可以包括因 脊髓损伤而瘫痪的患者和/或患有多发性硬化症或其他运动神经元疾病的患 者。本发明的特定实施方式提供了允许测试膀胱刺激方案的本发明的设备和 方法，该膀胱刺激方案模仿由某些用以提供膀胱控制的可植入装置提供的膀 胱刺激方案，诸如描述于美国专利公开号2014/0249595(先前通过引用并入 本文)和于2016年1月19日提交的共同未决且共同拥有的美国临时号 62/280,639(其全部公开内容通过引用并入本文)中的那些膀胱刺激方案。
108.现参考图2、图3a和图4a-图4b和图5，测试导管200的实施方式包括 导管主体202，导管主体202具有远端204和近端206以及至少两个电极228 和230，用于刺激阴部神经pn以唤起或者产生涉及排尿过程的生理反应，诸 如膀胱收缩和尿道括约肌松弛。导管主体可以由本领域已知的各种柔性生物 相容性聚合物制成，包括例如hdpe(高密度聚乙烯)、ldpe(低密度聚乙 烯)、聚合物、ptfe、硅酮、聚氨酯或导管领域中已知的其他弹性 体。在导管主体202的远端处具有端口208的内腔210可通过导管的近侧毂 224上的端口226流体连接到流体源212。如图4a和图4b中所示，在替代或 附加的实施方式中，测试导管200还可以包括第二内腔211，供流体从患者 的膀胱b流至体外以便于排泄并允许测量尿流量，
如下文更详细描述的。在 各个实施方式中，流体源212可以对应于压力控制泵、悬挂流体袋(例如， 预混合盐水溶液的袋)或者对应于可以在导管200的远端204存在于膀胱b 内时(如在下文描述的图3a中所示)通过内腔210将盐水、水或其他合适的 加压液体递送至患者的膀胱的任何其他常规流体源。
109.现参考图3a和图5，电极228和230可以包括各种生物相容性导电金属 以及医疗装置和电生理学领域中已知的其他导电材料。在各个实施方式中， 电极228和230可以对应于各种环形电极，并且可以具有可选择的宽度(例 如1mm至10mm)，该宽度被选择用以实现穿过尿道括约肌组织到达阴部 神经所需的穿透深度。理想地，选择电极228与电极230之间的间隔s以将 电极定位在尿道括约肌us的内侧上，如图3a中所示。
110.如图5中所示，在替代或附加的实施方式中，阴部神经刺激电极228和 230可对应于双极电极240的单个对242。双极电极的每对242包括第一电极 243和第二电极244，交流电流或其他电流可在其间流动。可以选择双极对 240的每个单个电极243与244之间的距离或间隙245，以控制在它们之间流 动的刺激电流的穿透深度，从而选择性地靶向阴部神经，同时避开任何周围 组织。较长的距离倾向于产生更深的穿透，而较短的距离倾向于产生较少的 穿透。在各个实施方式中，间隙245的范围可以在约1mm至5mm之间，并 且可以考虑更大和更短的间隙。还可以根据电流是高频还是低频电流来选择 间隙，如本文所述。
111.根据一个或多个实施方式，导管主体202和/或内腔210或其他内腔211 可以是足够刚性的(例如，径向刚性或刚度)并且/或者可以具有足够的环向 强度以防止单个内腔中的流体压力明显地影响使用传感器214和232或另一 传感器通过导管200对膀胱压力和/或尿道括约肌的收缩压力进行的压力测量。 明显意指对压力的影响低于约10％，更优选低于约5％，进一步优选低于约 1％。更具体地，导管200的一个或多个内腔(这里也意指内腔壁)理想地是 足够刚性的，以便最小化或防止来自内腔内的流体压力的力传递到导管外部， 该力可能影响通过导管200进行的测量。理想地，所传递的力是小于0.2lb， 更理想地于0.05lb，进一步理想地低于0.01lb的力。类似地，内腔210、211 也足够刚性，以便最小化流体压力从内腔到另一内腔的传递，该传递可能影 响压力测量和/或收缩邻近内腔而明显影响通过邻近内腔的流量。换言之，内 腔足够刚性以防止一个内腔与下一内腔的流体静压力串扰，并防止一个内腔 中的压力使邻近的内腔收缩。内腔还足够刚性以维持其形状不受邻近内腔或 者当导管主体在定位于患者泌尿道中时弯曲时所施加的力的影响。然而，优 选地，导管200和导管主体201作为整体将会保持足够的柔顺性以便被推进 和操纵进入和穿过临床使用场景的预期患者解剖结构。在特定的实施方式中， 导管内腔210和211具有足够的刚度或环向应力，使得由邻近内腔中的压力 或压力变化导致的一个腔中的压力或流量的任何变化将会保持在或低于(优 选低于)约5％，优选2％，更优选低于1％。在各个实施方式中，这样的刚 度或环向强度可以通过以下任一项或多项来实现：(1)导管材料的选择，(2) 导管/内腔尺寸，(3)加强编织物的使用(在内腔的内部或外部)，和/或(4) 内部增强的内腔。在各个实施方式中，内腔210、211或导管200的其他内腔 中的任一个的径向刚性(本文也描述为径向刚度)可以在约1n/mm至约100 n/mm的范围内，更优选在约10n/mm至约100n/mm的范围内，进一步优 选在约50n/mm至约100n/mm的范围内，其中特定实施方式为5、10、20、 25、30、40、45、50、55、60、70、75、80、90和95n/mm；而环向强度可 以在约0.25lb至5lb，更优选约0.5lb至5lb，进一步优选约1lb至10lb的 范围内，其中特定实施方式为0、5、
1、2、2、5、3、4、5、6、7、8和9lb 的力。
112.在一个或多个实施方式中，导管200通常还会包括位于导管主体202的 远端204处或附近的第一压力传感器214，但是应当理解，还考虑压力传感 器在导管主体上的其他位置。第一压力传感器214通常会是适于测量膀胱内 的压力的固态压力传感器(例如，本领域已知的各种固态应变仪，包括基于 mems的应变仪)，该压力通常在0mmhg至50mmhg的范围内，但是也考 虑其他范围。正常膀胱压力在0mmhg至10mmhg或有时在0mmhg至20 mmhg的范围内，但是本发明的方法可依赖于递送和测量高于正常膀胱压力 的压力。由传感器214读取的膀胱压力可以显示在控制器216上的读出器218 上，或者可以使用或bluetooth或其他无线通信协议和/或无线 手段无线传输到外部显示器。读出器218可以是专用lcd、led或者其他数 字或模拟读出器，或者可以是显示屏的一部分，可选地是触摸屏显示器。导 管200可选地将会包括远侧锚固件，如可膨胀球囊220，其将会可定位在患 者的膀胱中以便稳定导管主体202并将电极228和230适当地定位在患者的 尿道括约肌处或附近，如下文将会参考图3a更详细描述的。通常将会在电极 228和230附近提供第二压力传感器232，以允许测量尿道括约肌的收缩压力。 压力传感器214和232以及电极228和230将会由穿过导管主体并将电子组 件连接到控制器216的电线或电缆238连接。它们还可以是被配置成通过 或其他无线协议与控制器216通信的无线装置。球囊220将会通 过通常与foley导管一起使用的类型的常规膨胀源222膨胀。由第二压力传 感器232测量的括约肌压力可以显示在控制器216上的第二显示元件234上， 或者还可以显示在控制器上的常规触摸屏或其他显示器上。控制器216通常 还会包括用户界面236。根据各个实施方式，用户界面236可以是触摸屏(其 可以是用以显示所有数据的同一触摸屏)、键盘、操纵杆或可以直接或无线 耦合至控制器的任何其他常规用户界面。
113.现参考图3，可以通过患者的尿道u引入图2的导管200，使得锚固球囊 220可以定位在患者的膀胱b内，使得其停留在膀胱颈bn之上或之内。可 以选择导管的尺寸，使得电极228和230以及第二压力传感器232将会通常 定位在患者的尿道括约肌us内以便刺激阴部神经ps，如图3a中最佳所示， 以便定位。
114.在一个或多个实施方式中，可以针对患者的性别进行导管200及其组件 的长度和其他尺寸的调节。例如，在适用于男性泌尿道的导管200的情况下， 用于测量尿道收缩压力的第二传感器232可以定位在导管主体201上的在导 管远端204近侧大约2.5cm至3.5cm处并且延伸大约2.0cm的尿道长度。在 导管的女性版本中，传感器232位于导管远端204近侧大约1.8cm至3cm处， 并且延伸大约1.5cm的尿道长度。
115.在图3中所示的位置处，导管200可以用于首先将流体如水或盐水引入 膀胱b中，以便将膀胱填充并加压到期望的目标水平，该水平通常为约10 mmhg至约45mmhg，优选范围为约10mmhg至约20mmhg。在相关的实 施方式中，导管200可用于将膀胱填充至目标体积，例如在约50ml至200ml 的范围内。如本文所用，术语“约”意指在参数、测量值、尺寸、特性、物理 性质等的陈述值的
±
10％范围内。一旦膀胱b被填充到期望的压力和/或具有 期望体积的流体，可通过第一电极228施加通常具有约15hz至约50hz的 频率的低频膀胱收缩电流，以便刺激阴部神经pn以引起膀胱收缩。同时地 或接近同时地(例如，在这种情况下在约0.2秒内)，通过第二电极230施 加高频尿道括约肌松弛电流，以引起尿道括约肌的松弛和打开。在一些实施 方式中，可以在低频电流之前的选定时间段(例如，约0.2至2秒)启动高 频
电流，以便允许尿道括约肌在膀胱由于低频电流收缩之前松弛并完全打开， 使得在膀胱开始收缩之前尿道中对膀胱收缩的流体阻力最小化。通常，高频 电流具有高于4khz的频率，安培数低于约15ma，且电压在40v至60v 的范围内，高频电流的具体范围可以包括4khz至10khz、4khz至15khz 和4khz至20khz，还考虑其他范围。当施加高频电流和低频电流时，膀胱 的收缩和尿道括约肌的打开允许患者通过导管200周围的环形尿道空间排尿 (在本文中也称为排泄)。
116.在替代或附加的实施方式中，通常高于1khz的第二高频电流可通过导 管200递送至阴部神经，以便阻断或以其他方式减弱由通过电极228和230 递送至阴部神经的电流引起的任何刺痛、灼烧、麻木或相关感觉(称为感觉 异常)。该电流在本文中被描述为感觉异常抑制电流，可以通过电极228或 230中的任一者或两者递送，或者可以通过导管200上或其外部的第三电极 (未示出)递送。理想地，通过与用于产生前两种电流(例如，膀胱收缩电 流和括约肌松弛电流)的电流源不同的电流源产生感觉异常抑制电流。在各 个实施方式中，感觉异常抑制电流可以具有在1.5khz至100khz范围内，更 优选在约3khz至20khz范围内的频率。在一个或多个实施方式中，感觉异 常抑制电流的波形可对应于具有在10微秒至333微秒范围内并且更优选在约 30微秒至35微秒范围内的脉冲宽度的双相脉冲。振幅可以在约1ma至约4 ma之间变化，标称值为约2.5ma。可以基于来自患者对感知的感觉异常的 反馈和/或膀胱压力、尿道括约肌收缩压力和尿流量的测量中的一项或多项， 以与调整收缩膀胱和松弛尿道括约肌的电流类似的方式来调谐或微调或以其 他方式调整感觉异常抑制电流的这些和其他特性。以这种方式，本发明的实 施方式可用于在植入阴部神经刺激装置之前优化感觉异常抑制电流，使得相 比于用标准感觉异常抑制电流预先编程阴部神经刺激装置的情况，患者具有 更好的结果。
117.现参考图4a和图4b。在替代或附加的实施方式中，导管200可提供有附 加的内腔或其他通道211，以便于在导管200于患者泌尿道中的期望位置就 位时通过内腔211进行排泄或排尿。内腔211可以包括一个或多个远侧开口 211o，供流体从膀胱流入导管。理想地，开口211o被定位在导管远端214近 侧的选定距离处，使得开口211o位于膀胱颈和锚固装置220的略微上方，以 便于流体流入导管以及膀胱的完全排泄。同样，如本文所讨论的，内腔211 可以具有足够的径向刚度(例如，通过使用加强编织物)，使得当导管弯曲 和/或经受来自内腔210的流体压力时，内腔211保持其形状。在使用中，具 有供流体流出膀胱的专用内腔211的导管的实施方式便于更准确地测量当电 极230刺激阴部神经以唤起排尿时的尿流量，因为所有尿流都经过导管并且 可以测量流量或总体积。测量可以手动(通过定时和收集排泄的流体)或使 用流量传感器完成，该流量传感器可以是定位于导管上方或导管近端处的外 部传感器。根据一些实施方式，导管200可以包括其自身的流量传感器235， 流量传感器235可定位在内腔211或导管主体20内或周围。流量传感器235 还可以可操作地耦合至控制器216，以将关于尿流的信息传输到控制器。流 量传感器235可以对应于本领域已知的各种电磁传感器、光学传感器、风速 传感器和声流传感器，包括各种固态流量传感器。此外，在特定实施方式中， 所测量的尿流量可用于调整高频电流和低频电流的一个或多个特性，包括例 如幅度(电压和/或电流中的任一者的幅度)、频率、脉冲宽度，如本文所述。 表1中显示了对于男性和女性合适的目标尿流量。在各个实施方式中，在对 应于排尿期间典型的流量和膀胱压力的流量和膀胱压力下，内腔211中的流 体阻力(包括针对单个导管210的
流体阻力)可被预先测量并存储在与导管 一起运输并且被配置成可操作地耦合至控制器216的存储装置中。或者，可 以针对标准直径内腔211计算流体阻力并将其存储在控制器216中。然后， 可以使用这样的流体阻力将由唤起的膀胱排泄所导致的流过内腔211的流体 流量转换成在导管200未定位在患者泌尿道中的情况下流过尿道的预期速率。
118.如本文所讨论的，在这些和相关的实施方式中，第一内腔210(其包括内 腔壁210w)可以具有足够的径向刚性或以其他方式加强，使得当内腔210在 流体流动期间经受各种压力以填充膀胱时，不会引起其他内腔的直径的任何 明显的径向变形，进而不会使通过第二(尿液流出)内腔流出的尿流量降低 明显的量(例如，降低少于10％，更优选少于5％，进一步优选少于1％)。 另外，第二压力传感器232理想地被配置成测量括约肌松弛时尿道括约肌压 力的减小。对尿液穿过的观察/测量以及可选的括约肌压力的减小将会表明患 者对阴部神经刺激有利地响应，因此是完全植入手术的良好候选者。关于对 所递送的高频电流和低频电流或其他电流的生理反应的该信息和其他信息可 用作评估阴部疗法有效性的标准。
119.在一个或多个实施方式中，使用导管200或其他测量手段收集的与阴部 神经疗法产生的生理反应相关的各种信息可用作评估该疗法对于治疗患者泌 尿功能障碍的有效性的标准(例如，能够启动和控制排尿)。这样的信息还 可用于调整高频电流和低频电流的一个或多个特性，以便针对特定患者优化 阴部神经疗法。根据各个实施方式，这样的标准可以包括尿流量、尿道括约 肌压力降低和膀胱压力增加中的一种或多种。对于尿流量的情况，可以使用 在表1中所示值的0％至30％以内的最小流量。然而，在尿道括约肌压力的情 况下，可以使用约50％、60％、70％、75％、80％、90％或95％(也考虑其他 值)的压力降低。此外，对于膀胱压力的情况，可以使用约10％、20％、30％、 40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％(也考虑其他值)的量的增加。
120.表1：男性和女性按年龄的平均尿流量。
121.年龄范围男性女性8至1312ml/sec15ml/sec14至4521ml/sec18ml/sec46至6512ml/sec18ml/sec66至809ml/sec18ml/sec
122.在特定实施方式中，尿/排泄流量、尿道括约肌压力降低和膀胱压力增加 中的一者或全部三者可用于预先选择待用于随后植入的阴部治疗装置的高频 电流和低频电流。特别地，可以在观察或跟踪尿流量变化的同时“调谐”(粗 略调整)或“微调”(精细调整)高频和低频，以便鉴别产生选定和/或最大的 尿流量和/或最短排尿持续时间的那些设置。可以对高频电流和低频电流的一 个或多个特性(包括波的频率、电流或电压以及波的形状)进行特定调整。 特别地，可以对电流或电压的峰值幅度以及rms幅度进行调整。还可以采用 不同的波形，包括例如正弦波、方波和锯齿波。在一个或多个实施方式中， 波形还可以是具有可选脉冲宽度(例如1ms至100ms)的双相脉冲的形式。
123.粗略调整可以包括在约5％至约25％范围内的变化，而精细调整可以是小 于约5％的变化。例如，在一个特定实施方式中，膀胱压力和尿流量中的一者 或两者可以用于调谐和微调到达特定患者的低频电流以针对特定患者产生选 定和/或优化的尿流量和/或优
化的排尿顺序(例如，膀胱收缩和尿道括约肌松 弛的时间)。在另一实施方式中，尿流量和尿道括约肌压力中的一者或两者 可以用于调谐或微调高频电流以针对特定患者产生选定和/或优化的尿流量 和/或优化的排尿顺序(例如，膀胱收缩和尿道括约肌松弛的时间)。以这种 方式，不仅可以选择用于阴部神经刺激疗法以实现或改善泌尿功能的候选者， 而且还可以在每个患者具有任何植入装置(诸如电极、电线控制器等)之前 针对每个患者来优化通过阴部神经刺激疗法的实施方式实现的泌尿功能。这 进而改善了阴部神经刺激疗法的候选患者的最终临床结果，并且还降低了因 需要去除和/或重新植入电极和阴部神经刺激系统的其他组件而产生的发病 和死亡风险。
124.为了说明和描述的目的已经介绍了本发明的各个实施方案的前文描 述。这并不旨在将本发明限于所公开的确切形式。许多修改、改变和改进 对本领域中技术人员将是显而易见的。例如，装置的实施方案可将尺寸设 定为以及另外适用于各种儿科应用以及各种兽医应用。另外，本领域中技 术人员将会认识到或者能够仅使用常规实验而探知本文所述具体装置和 方法的许多等同物。此类等同物被视为落入本发明的保护范围内并由以下 所附权利要求覆盖。
125.来自一个实施方案的元件、特性或行动可以很容易地与来自其他实施 方案的一个或多个元件、特性或行动重新组合或由来自其他实施方案的一 个或多个元件、特性或行动所取代，以在本发明的保护范围内形成许多附 加的实施方案。此外，所示或所述的与其他元件组合的元件亦可在各个实 施方案中作为独立的元件而存在。因此，本发明的保护范围并不限于所述 实施方案的具体细节，而是仅由所附权利要求所限制。