刺激装置和方法_4

文档序号:9933905阅读:来源:国知局
个信号刺激时,泪液可在上眼睑(3720)下方产生并且可在患者眼睛组件的虹膜(3700)上流动。在其中微刺激器包括传感器的变形中,微刺激器可被配置为将接收自传感器的信息发送到控制器。
[0124]闭环刺激可通过检测提供与泪液产生的要求有关的信息的条件(检测湿度的表面阻抗)和产生条件信号来工作。微刺激器(或控制器)然后可以响应于该条件信号调制其输出以修改泪液产生输出。条件检测可以包括测量一个或多个变量。用于闭环刺激的测量变量可以包括泪液导电性、泪液量和腺导电性中的一者或多者。传感元件可以是可植入微刺激器的一部分,或者可以与植入的微刺激器分离(例如,在接触透镜中提供,控制器的一部分等)。刺激输出的调节可基于算法。
[0125]控制器
[0126]如上所述,此处描述的刺激系统可以包括控制器,该控制器与此处描述的刺激装置进行通信,以发送和/或接收电力、信息等。控制器和微刺激器的部件可被实现为单个装置或分离的装置。控制器可以无线地和/或通过有线连接与微刺激器进行通信。控制器可被配置为植入身体内,或者可被配置为保留在身体以外。控制器是可丢弃的,可重复使用的,或者可部分地重复使用。在一些实例中,微刺激器的一个或多个部件可重复使用,但是其它部件是可丢弃的。在一些实例中,控制器可再充电。
[0127]当控制器被配置为保留在体外时,控制器可被配置为至少暂时附着到患者。例如,控制器可被配置为粘性附着在患者皮肤上,可被磁性地附着在患者皮肤上(例如,通过一个或多个位于患者头部的磁体),可以并入在一副眼镜内,可被配置为戴在耳朵上或者以其它方式附着在耳朵上,可以并入在腕表或手镯内或以其它方式连接到腕表或手镯等等。控制器可被配置为挨着任何适当的皮肤表面放置,例如太阳穴、前额、眉、耳、颈等,可以适当地将控制器置于植入的刺激器附近。在其它变形中,控制器可以包括一个或多个手持设备,例如钥匙扣(key fob)。
[0128]在一些变形中,控制器可以包括贴片(patch)或类似的结构,这些结构可被配置为至少暂时将控制器附着在患者身上。图16A示出这样一个刺激系统变形(1600),该刺激系统包括被配置为附着在患者(1606)的皮肤(1604)上的控制器(1602)。如此处所示,控制器(1600)可以包括具有一个或多个粘合层(未示出)的贴片(1608),这些粘合层可暂时将贴片(1608)连接到患者(1606)。控制器(1602)可通过无线信号(1612)与微刺激器(1610)通信,如下面更详细地描述的那样。微刺激器(1610)接着可以提供输出信号(1614)以刺激患者的一个或多个解剖目标,如本文通篇中描述的那样。
[0129]图16B示出包括贴片(1622)的控制器变形(1620)的截面图。如此处所示,贴片(1622)可以包括基层(1624)、控制器电路(1626)、涂层(1628)、粘合层(1630)和释放衬里(release liner) (1632)。释放衬里(1632)可被剥离或以其它方式从粘合层(1630)去除,以及贴片(1622)可置于表面(例如,用户皮肤)上,以通过粘合层(1630)暂时将贴片(1622)附着在表面上。
[0130]尽管控制器电路(1626)在图16B中示出为与基层(1624)和涂层(1628)分离,但是应该理解,控制器电路可并入在贴片的任何部分中。例如,在一些实例中,控制器电路的至少一些部分可以并入在贴片的一个或多个层(例如,基层、涂层、粘合层、它们的组合等)中。在其中贴片包括基层的变形中,基层(或其它贴片层之一)可以包括一个或多个衬垫或织物层,这些衬垫或织物层可以在控制器附着在患者身上时提供更多的舒适性。额外地或备选地,基层可以包括印刷电路板,该印刷电路板并入有控制器电路的一个或多个部件。
[0131]尽管贴片(1622)在图16B中示出为具有涂层(1628),但是应该理解,贴片不需要具有任何涂层,或者可以具有多个涂层。在其中贴片包括一个或多个涂层的变形中,这些涂层可提供一个或多个有用功能。在一些实例中,涂层可以包括诸如硅酮(silicone)、乳胶、聚对二甲苯、一种或多种塑料等之类的材料(可以是软硬度材料),并且可被配置为保护一个或多个装置部件,例如控制器电路。在一些实例中,涂层可被配置为向患者提供附加的舒适性。在一些实施例中,涂层可被配置为防止意外移除贴片。额外地或备选地,贴片可以包括绝缘涂层(例如,由乳胶、聚对二甲苯等制成的层),它可以帮助维持贴片的密封性和/或使患者与装置内产生的电压绝缘。额外地或备选地,贴片可以包括能够增强或引导控制器产生的磁场的层,和/或可以减小涡流损耗的层。这些层可以包括一个或多个铁氧体、图案化的铁氧体等。
[0132]在一些变形中,涂层可被置于控制器电路的不同部件之间。例如,图44示出一个此类贴片变形(4400)的分解图。如此处所示,贴片(4400)可以包括电路板(4402)、反射层(4404)和线圈(4406)。反射层(4404)可被置于电路板(4402)与线圈(4406)之间,并且可被配置为屏蔽电路板(4402)的部件,防止其受到在产生输出信号期间由线圈(4406)产生的磁场的影响。例如,反射层(4404)可以最小化可在电路板(4402)的电路部件中产生的涡流。此夕卜,反射层(4404)可以整形或以其它方式引导所产生磁场远离反射层(4404),这样可以增加到植入的微刺激器的功率传输。贴片(4400)可以包括一个或多个粘合层或其它层,如本文通篇中描述的那样。
[0133]应该理解,一个或多个贴片部件可以是挠性的和/或可被配置为至少部分地适应患者的轮廓。例如,控制器的电路可并入在挠性衬底或层(例如,挠性电路板)中。在其中贴片包括一个或多个衬垫或织物层的变形中,这些层是挠性的。贴片还可以由一种或多种半透明材料形成,或者可着色以匹配患者皮肤色调,这样可使贴片不太引人注意。
[0134]如上所述,贴片可以包括一个或多个粘合层,用于将控制器附着在表面上。在一些变形中,粘合层可以包括双面粘合剂,其中粘合剂的一面附着在一个或多个贴片部件(例如,织物层、印刷电路板等)上,粘合剂的另一面附着在皮肤上。粘合层可被配置为持续任何适当的时间。在一些变形中,粘合层可被配置为持续一个或多个小时(例如,一个小时、四个小时、八个小时等),一天或多天(例如,一天、两天、三天等)或一周或多周(例如,一周、两周等)。此处描述的贴片可以进一步包括释放衬里,但是也可不需要。在包括释放衬里的变形中,释放衬里可以包括暂时覆盖粘合层的涂敷蜡的纸或其它材料。释放衬里可以剥离或以其它方式去除以暴露粘合层表面,从而允许粘合层贴在皮肤上或另一希望的表面上。在一些变形中,控制器可被配置为使得通过去除释放衬里,激活装置的一个或多个功能。例如,在一些变形中,去除释放衬里可以启动定时输出信号的产生,如下面详细地描述的那样。
[0135]如上所述,在一些变形中,贴片可以包括多个粘合层。图16C示出此类控制器(1640)的实例,其包括具有第一粘合层(1644)和第二粘合层(1646)的贴片(1642)。此处另外示出被置于第一与第二粘合层之间的第一释放衬里(1648),和覆盖第二粘合层(1646)的第二释放衬里(1650)。在这些变形中,不同的粘合层可用于在不同的时期将贴片(1642)附着在患者身上。例如,第二释放衬里(1650)可被去除以暴露第二粘合层(1646),并且控制器可在第一时期内通过第二粘合层(1646)附着在患者身上或其它表面上。经过该时期,可以去除第一释放衬里(1648)以去除第二粘合层(1646)的剩余物并且暴露第一粘合层(1644)。控制器然后通过第一粘合层(1644)重新附着在患者身上或其它表面上。通过此方式,多个粘合层可允许即使在已使用一个或多个粘合层之后,也能持续使用控制器。例如,在一些变形中,控制器可以包括由各个释放衬里分离的多个粘合层。患者可以去除释放衬里并在治疗期间(例如,在夜晚患者睡眠时)使用暴露的粘合层来将控制器附着在患者身上。控制器可在治疗期结束后移除,每当患者希望重新附着控制器时,可以使用新的粘合层。在一些实例中,释放衬里的一个或多个部分可被标注,以指示在周几可以去除特定的粘合层。
[0136]应该理解,在其中贴片包括多个粘合层的变形中,每个粘合层可以包括相同的粘合剂,或者不同的粘合层可以包括不同的粘合剂。额外地或备选地,每个粘合层可被配置为持续相同量的时间,或不同的粘合层可被配置为持续不同量的时间。此外,当控制器包括覆盖多个粘合层的多个释放衬里时,应该理解,去除一些或全部释放衬里可以激活控制器的一个或多个功能。在这些变形的一些中,去除每个释放衬里可以激活控制器的功能。例如,去除第一释放衬里可以启动产生第一定时输出信号,去除第二释放衬里可以启示产生第二定时输出信号。在其它变形中,去除一些释放衬里可以激活一个或多个控制器功能,而去除其它释放衬里不能改变控制器功能。例如,在一些变形中,去除第一释放衬里可以启动产生第一定时输出信号,但是去除后续的释放衬里不影响控制器的操作。
[0137]在此处描述的刺激系统的一些变形中,控制器可以并入在一副眼镜内。图17A和17B示出两个此类用于与此处描述的刺激系统结合使用的控制器变形。图17A示出刺激系统(1700),其包括嵌入一副眼镜(1704)的框架内的控制器(1702)。控制器(1702)可以产生由植入的微刺激器(1708)接收的输出信号(1706)。植入的微刺激器(1708)可以产生用于刺激解剖目标的刺激信号(1710),如下面更详细地描述的那样。控制器(1702)可嵌入眼镜的任何适当的部分内(例如,眼镜框、鼻托等)。
[0138]尽管控制器(1702)在图17A中示出为嵌入一副眼镜(1704)内,但是应该理解,在一些实例中,控制器可以附着在一副眼镜上。例如,图17B示出刺激系统的另一变形(1720),其包括附着在一副眼镜(1724)的框架上的控制器(1722)。控制器(1722)可以暂时或永久地附着在眼镜(1724)上,并且可以通过任何适当的方式附着。在一些变形中,控制器(1722)可通过一种或多种粘合剂附着在一副眼镜(1724)上。在其它变形中,控制器(1722)可被配置为夹在或以其它方式机械地连接到眼镜(1724)上。在一些实例中,控制器(1722)可被配置为在眼镜(1724)的一个或多个部分上滑动。在其中控制器可拆卸地附着在一副眼镜上的实例中,无需更换眼镜(1724)的部件便可更换控制器。此外,如果患者希望在不同的眼镜(例如,交替使用无色眼镜或太阳镜)间切换,则可拆卸地附着的控制器可以在不同的眼镜之间切换。控制器(1722)可以产生可由植入的微刺激器(1728)接收的输出信号(1726)。植入的微刺激器(1728)可以产生可用于刺激解剖目标的刺激信号(1730),如下面更详细地描述的那样。
[0139]在其它变形中,控制器可并入在可戴在用户耳朵上或耳朵后的装置内。例如,图18示出一个此类刺激系统(1800)的实例,其包括可戴在接近颞骨乳突区域(1804)的患者耳朵上的控制器(1802)。在一些实例中,控制器(1802)可以包括一种或多种粘合剂以帮助将控制器(1802)相对于耳朵固定在适当的位置。控制器(1802)可以产生可由植入的微刺激器(1808)接收的输出信号(1806)。植入的微刺激器(1808)可以产生用于刺激解剖目标的刺激信号(1810),如下面更详细地描述的那样。
[0140]在又一实施例中,控制器可以附着在耳朵本身的一部分上。例如,图19示出此类刺激系统变形(1900),其包括控制器(1902),控制器(1902)包括可附着在患者耳朵上的耳环(1904)。控制器(1902)可以产生由植入的微刺激器(1906)的一部分接收的输出信号(未示出)。植入的微刺激器(1906)可以产生用于刺激解剖目标的刺激信号(1908),如上面参考图7F描述的微刺激器(723)。
[0141 ] 在一些变形中,控制器可被配置为置于眼睑下的眼穹窿中。例如,图20示出刺激系统的一个变形(2000),其包括微刺激器(2002)和可植入微刺激器(2004)和被置于患者上眼睑(2008)下的穹窿中的控制器(2006)。控制器(2006)是挠性的和/或适应的,并且可以整形为匹配或适应眼球和/或穹窿的曲率。在一些变形中,控制器(2006)可再充电。在一些变形中,控制器(2006)可丢弃。尽管微刺激器(2002)在图20中示出为被置于泪腺(2010)上,但是应该理解,基于穹窿的控制器可与被置于任何适当位置的微刺激器结合使用。在一些变形中,基于穹窿的控制器可被附着在或并入在患者佩戴的接触透镜上。还应该理解,一个或多个微刺激器可被配置为被置于穹窿中。
[0142]图21示出可与此处描述的刺激系统结合使用的另一示例性外部控制器。如此处所示,刺激系统(2100)包括控制器(2102),该控制器包含手持装置(2104)。控制器(2102)可被置于植入的微刺激器(2106)附近,并且可以产生可由植入的微刺激器(2106)接收的输出信号(2108)。植入的微刺激器接着可以产生用于刺激解剖目标的刺激信号(2110),如下面更详细地描述的那样。手持装置可被配置为钥匙扣、腕表或另一适当的结构。
[0143]如上所述,此处描述的刺激系统的一些变形可以包括可植入的控制器。例如,图22示出刺激系统的一个变形(2200),其包括可植入的控制器(2202)和可植入的微刺激器(2204)。可植入的控制器(2202)可以产生由可植入的微刺激器(2204)接收的输出信号(2206)。可植入的微刺激器(2204)接着可以产生用于刺激解剖目标的刺激信号(2208)。在其中可植入的微刺激器(2204)被植入空间受限的目标位置的实例中,远离定位的可植入控制器(2202)可允许电路或其它部件被植入患者内,但不必位于目标位置上。尽管可植入控制器(2202)在图22中示出为被植入患者头部,但是应该理解,可植入控制器(2202)可位于身体的任何适当的位置上(例如,头部、颈部、躯干等)ο应该理解,在其中刺激系统(2200)包括可植入控制器(2202)的实例中,刺激系统(2200)可以包括一个或多个外部装置(例如一个或多个上面描述的控制器),这些外部装置可被配置为将编程指令提供给可植入控制器(2202)和/或可以在其中植入的控制器(2202)包括可再充电电源的变形中给植入的控制器(2202)再充电。
[0144]在又一变形中,一些或全部控制器部件可以并入在可植入刺激装置内。例如,在一些变形中,刺激装置可以包括具有内部电源的植入式脉冲产生器。图23A示出刺激系统的一个变形(2300),其包括可植入微刺激器(2302) ο如此处所示,可植入微刺激器(2302)可以包括与包含多个电极(2308)的引线(2306)相连的脉冲产生器(2304)。引线(2306)可被放置为使得电极(2308)可被置于泪腺(2310)附近或该泪腺中,但是应该理解,电极(2308)可被置于任何适当的组织附近,如下面更详细地描述的那样。脉冲产生器(2304)可以包括一个或多个电池或其它电源,并且可被配置为产生一个或多个刺激脉冲或其它信号,这些脉冲和信号可被施加到电极以刺激一个或多个所需的解剖目标。尽管在图23中示出为包括多电极引线(2306),但是在一些变形中,刺激装置可以包括一个或多个单电极引线。
[0145]当可植入刺激装置包括具有内部电源的可植入脉冲产生器时,脉冲产生器可被置于体内的任何适当的位置。例如,图23B示出其中脉冲产生器(2304)被置于患者锁骨附近的刺激系统(2300)。引线(2306)可以在患者体内从脉冲产生器(2304)延伸到目标位置(例如,泪腺)。在其它变形中,脉冲产生器(2304)可被置于头部或颈部内。应该理解,在其中微刺激器(2302)包括植入的脉冲产生器(2304)的实例中,刺激系统(2300)仍可包括一个或多个外部装置(如上面所述的外部装置),这些外部装置可被配置为将编程指令提供给脉冲产生器(2304)和/或可以在其中微刺激器(2302)包括可再充电电源的变形中给脉冲产生器(2304)再充电。
[0146]如上所述,控制器可被配置为将一个或多个信号发送到植入的微刺激器。在一些变形中,控制器产生的输出信号可将电力提供给微刺激器。例如,在其中刺激系统包括具有无源刺激电路(或不包括电池或内部电源的刺激电路)的微刺激器的变形中,控制器信号可以供电刺激装置。在其中刺激系统的微刺激器包括电源的变形中,控制器的信号可以暂时将电力提供给微刺激器以帮助微刺激器执行操作和/或给微刺激器的电源再充电。在其中刺激系统包括植入的控制器的变形中,外部控制器可以提供信号以执行再充电或供电植入的控制器。
[0147]在一些变形中,控制器产生的一个或多个信号可将信息发送到刺激系统的一个或多个部分。例如,在其中刺激系统包括具有可植入的脉冲产生器的微刺激器的变形中,控制器可将编程指令(例如,刺激参数、刺激时间等)提供给可植入脉冲产生器。类似地,在其中刺激系统包括植入的控制器的变形中,外部控制器可被配置为将一个或多个控制信号或其它信息提供给植入的控制器。在其中微刺激器包括可调部件的变形中,控制器的一个或多个输出信号可用于调节可调部件。
[0148]图30示出适合于与此处描述的刺激系统结合使用的一个控制器变形(3000)电路的示意图。如此处所示,控制器(3000)可以包括电源(3002)、输入模块(3004)、控制器(3006)和发送部件(3008)。电源(3002)可将电压或电流提供给控制器控制器(3006)。所提供的电力可以是恒定电压或电流或交流电压或电流。
[0149]输入模块(3004)可基于从诸如患者、健康专家或其它外部源之类的用户处接收的输入,将一个或多个输入信号提供给控制器(3006)。例如,用户输入可以是按钮、沿着滑条的输入,或指示是否将刺激施加到一个或多个解剖多目标(例如泪腺)、施加何种类型刺激和/或应用哪些参数的一些其它输入。输入信号还可由在输入模块(3004)内部的逻辑产生。例如,输入模块(3004)可以包括周期对泪腺施加刺激的逻辑,这种刺激响应于检测到低泪液产生或减少的泪液产生的条件或者一些其它条件以斜坡的方式施加,连续地施加,或以图案化方式(patterned fash1n)施加。在一些变形中,刺激可以斜坡化以防止产生痛觉。
[0150]控制器(3006)可以从电源(3002)接收电力并从输入模块(3004)接收输入信号以产生输出信号。输出信号可以是被施加到发送元件(3008)的电压信号或电流信号。输出信号的频率、幅度、周期和/或相位可以基于从输入模块(3004)接收的输入和从控制器(3002)接收的电力而变化。发送元件(3008)可以是适合于将能量和/或信息传送到微刺激器(未示出)的任何元件,例如一个或多个线圈、超声产生器、光能产生器等。当输出信号被施加到包括线圈的发送元件(3008)时,该线圈可以产生具有基于输出信号和线圈的射频频率和幅度的磁波。在一些变形中,控制器(3006)可以检测微刺激器的一个或多个操作参数。
[0151]尽管控制器(3006)在图30中示出为具有输入部分,但是应该理解,控制器可以不需要输入部分。图45A示出控制器电路的另一变形(4500)的框图,该控制器电路包括电源(4502)、控制器(4504)和发送部(4506)。如上面更详细地描述的那样,电源(4502)可将电力提供给控制器(4504)。控制器(4504)可被编程为或以其它方式配置为产生一个或多个输出信号,这些信号可通过发送部(4506)被发送到微刺激器。
[0152]图45B示出控制器电路的一个变形(4510),该控制器电路包括电源(4512)、控制器(4514)和发送部(4516),如刚才描述的那样。如此处所示,电源(4512)可以包括与电容器(4520)并联的电池(4518 ),但是应该理解,电源(4512)可以包括任何适当的元件。在此变形中,电池(4518)可以连续给电容器(4520)充电,并且电容器(4520)可以在电池(4518)的电化学反应没有快到提供产生输出信号所需的电流量时在产生输出信号期间将电流提供给控制器(4514)。电源(4512)是或不是可再充电的。
[0153]电源(4512)可将电力提供给控制器(4514),该控制器可产生输出信号。在图45B所示的变形中,控制器可以包括脉冲产生器(4522)、第一晶体管(4526)和第二晶体管(4524)。脉冲产生器(4522)可连接到第一和第二晶体管,以便在脉冲产生器(4522)产生脉冲时,电流只能流过第一晶体管(4526),在脉冲产生器(4522)不产生脉冲时,电流只能流过第二晶体管(4524)。这样允许在发送部(4516)中产生交流。尽管在图45B中示出为具有与第一和第二晶体管相连的脉冲产生器(4522),但是应该理解,控制器可以包括与H桥(H-Bridge)、微控制器等相连的脉冲产生器。
[0154]控制器(4514)产生的输出信号可使用发送部(4516)被发送到微刺激器。发送部(4516)可以包括一个或多个可发送输出信号的线圈、超声产生器、光源等。例如,如图45B所示,发送部(4516)可以包括与线圈(4530)串联的调谐电容器(4528)。该电路可进行调谐,以便控制器(4514)产生的脉冲以特定的频率发送(例如,IMhz等)。
[0155]图46示出控制器电路的另一变形(4600)
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