利用电脉冲介入来治疗饮食紊乱的制作方法

文档序号:1222117阅读:253来源:国知局

专利名称::利用电脉冲介入来治疗饮食紊乱的制作方法
技术领域
:本发明涉及电脉冲向身体组织输出的用于治疗目的的领域,更特别涉及用于治疗患有一种或多种饮食紊乱,例如肥胖和/或病变导致的肥胖的患者的装置和方法。
背景技术
:近2000年来,电刺激用于医学健康状况治疗的用途已经被本领域所熟知。罗马医生被报道已经使用电鳗来治疗头痛和与痛风相关的疼痛。1760年,JohnWesley申请了原始低级的用于治疗目的的电气装置,莱顿瓶(theLeydenJar),希望用于电击患有麻痹、惊厥、癫痫发作、头痛、绞痛和坐骨神经痛的患者。直到1791,LuigiGalvani才以合乎科学的严格的方式作了在肌肉和神经上电作用的学科研究。1793年,AlessandroVolta进一步做了这项工作,他报道说当通电金属被置于运动神经附近时,强迫发生肌肉收缩,所述肌肉受所述神经支配。肌肉和神经之间关系的这种基本理解的一个最成功的现代应用是心脏起搏器。虽然其起源延伸至19世纪,但直到1950年才第一次实施,而且开发的是体外的笨重的起搏器。Dr.RuneElqvist在1957年开发了第一个确实起作用的、可佩带的起搏器。此后不久,在1960年,第一个完全植入式的起搏器被开发。5在这个时间附近,还发现可以通过静脉将电导线连接到心脏,其取消了打开胸腔和连接导线到心壁的需要。在1975年锂碘电池的引入把起搏器的电池寿命从几个月延长到了超过10年。现代起搏器可以治疗心肌中各种不同信号的病变,也可以作为心脏除颤器(见授权给Deno,etal.的美国专利6,738,667,其公开在此引入作为参考)。神经电刺激的另一个应用是通过刺激在脊髓底部的骶神经根来治疗在四肢下部的放射痛(见授权给Whitehurst等的美国专利6,871,099,其公开内容在此引入作为参考)。进一步的应用被公开于授权给Schuler等的名称为"Implantablemethodtoregulatebloodpressurebymeansofcodednervesignals"的美国专利6,957,106("'106,,)中,其在此全文引入作为参考。专利"06陈述了"从延髓脑桥区域经由迷走神经束发射出来的电对调节心血管血压的作用,,。因此,影响迷走神经束的电作用可以影响血压的调节,使迷走神经成为电刺激研究的进一步研究对象。人或动物体的大部分生命雉持控制是经由迷走神经的(或第十脑神经),其是从延髓发出。在延髓或颈水平麻瘠或切断两个迷走神经能迅速致命。这种神经实际上是传入和传出神经元的长神经束,其通过躯体内部到达大部分器官,包括胃。迷走神经从延髓的各个方向发射出来,并通过不同的路径到达相同的靶器官。例如,左迷走神经支配着胃的前上表面。支配胃的神经是右和左迷走神经的末端分支,前者被分配到背面,而后者被分配到器官的前面部分上。来自交感神经的腹腔神经丛的大量分支也被分配到它上面。神经丛被发现在粘膜下层中和在肠中时是在肌层之间。来自这些丛,小纤维被分配到肌肉组织和粘膜。6的部分,位于食管的末端和小肠的起点之间。胃存在两个开口、两个边缘或弯曲和两个表面。当胃处于收缩状况时,其表面是分别向上和向下的,但当内脏被扩张时,它们是向前和向后。因此,它们可以被称为前上的和后下的。关于前上表面,左半部分与隔膜相接触,隔膜把左半部分与左侧肺的底部、心包、和第七、第八和第九肋、和左侧的肋间隙分隔开。右半部分与肝的左叶和方叶、和与前腹壁相联系。当胃是空的时,横结肠可以位于这些表面的前部分之上。整个表面被腹膜覆盖。后下表面与膈膜、脾、左侧肾上腺、左侧肾的前面的上部、胰腺的前表面、左侧结肠曲和横结肠系膜的上层相联系。这些结构形成了浅床,胃床,内脏在其上休息。横结肠系膜把胃与十二指肠空肠曲和小肠分隔开。后下表面被腹膜覆盖,除了接近于贲门的一个小区域;这个区域被胃膈韧带的附着线所限制,位于与膈膜并列,且常常是与左侧肾上腺的上部并列。对于胃的构成部分,其被在图3A中说明,穿过胃小弯上的角切迹和胃大弯上相对的膨胀的左极限的平面把胃分隔为左部分或体部分和右或幽门部分。体的左部分被称为基底,被水平通过贲门的平面从体的剩余部分划分开。幽门部分被通过中间沟与这个部分长轴垂直的平面分开,这个平面的右部分是幽门窦。生理上,胃是作为食物消耗的门户,因此重量的增加,导致超重的症状和肥胖。许多人具有不满足的饮食欲望,因此吃得过多,导致超重症状和有时肥胖。如果人具有25或更大的体重指数(BMI)的计分,个体被认为是超重的,所述体重指数是被用于确定过度体重的测量工具。人的BMI计分是他以千克表示的体重与以米表示的身高的平方的比值(即,kg/m2)。具有30或更高BMI计分的人被认为是肥胖,7然而具有40或更高BMI计分的那些被认为是严重肥胖。到2002时止,仅在美国超重症状和肥胖被估计影响超过127000000成人和超过9000000儿童,在全世界有数亿人。关于在美国的大约127000000超重成人,大约60000000被认为是肥胖,这些60000000中的9000000被认为是严重肥胖。按百分率,这意指64.5%的美国成人是超重的,30.5%是肥胖的和4.7%是严重肥胖的。疾病控制中心(CDC)把肥胖和超重症状称为是慢性疾病,其已经转变为流行病。超重,及扩展范围至肥胖,增加许多健康状况和疾病的风险,包括高血压、血脂障碍、2型糖尿病、冠心病、中风、胆囊疾病、骨关节炎、睡眠呼吸暂停、呼吸问题和甚至某些癌症(子宫内膜的、胸部和结肠的)。虽然进行了许多减少超重症状和肥胖流行的努力,数据显示超重和肥胖的成人和儿童的数目在增长。超重症状和肥胖也在增加政府和医学开支。在2003年,CDC推断纳税人支付了390亿美元与肥胖相关的医药费,涉及那一年750亿美元与肥胖相关医药费的大半部分。这个数目是通过医疗保险(Medicare)和医疗补助计划(Medicaid)来治疗肥胖相关的医学问题的数字。在美国,肥胖有关的支出账目占大约总医学支出的大约10%。每年,仅加利福尼亚州就花费大约77亿美元在肥胖有关的医学治疗上。当提到肥胖时,言论保持在它与我们的饮食有关。食物消耗向身体提供了能量,计算为,且被认为是,卡路里,其是身体发挥功能所需要的。身体的代谢转化卡路里为燃料,用于物理活动。依赖于相对于热消耗的物理活动水平,卡路里将被代谢作为燃料直接使用,或者存储为脂肪用于以后使用。当身体的用于直接使用的燃料变得不足时,食欲激素的释放能引起个体感到饥饿,因此吃东西。吃又释放触发饱8腹感的激素,其将导致个体停止吃东西。饱腹感、或发胀的感觉和进餐后食欲的消失,是通过下丘脑内腹内侧核调节的过程,被称为"饱腹中枢"。各种激素,首先是缩胆嚢肽,已经涉及到饱腹感向脑的传输。来普汀增加饱腹感,而当胃是空的时ghrelin增加。因此,饱腹感是指在饮食后心理上的满足感,而不是指被装满后的物理感觉,即,在吃了很大的餐后物理饱满的感觉。饱腹感直接影响在边缘系统形成的食欲感,由神经激素控制的饥饿感,尤其是在外侧下丘脑内的血清素。优选,饱腹感导致个体停止饮食。来普汀,与其他激素一起,被身体使用以控制食欲和代谢。更具体地说,来普汀是16kDa的蛋白质激素,其在调节能量摄取和能量消耗中扮演了关键角色。来普汀是由位于人第7染色体的0b(Lep)基因的表达产生的,通过脂肪组织(即,其释放自脂肪细胞)。脂肪组织是由脂肪细胞组成的疏松结締组织,其主要作用是以脂肪的形式储存能量,虽然它还緩冲和保温身体,并在产生激素例如来普汀、抵抗素和TNFoc中执行重要的内分泌功能。来普汀与六种类型的受体相互作用(LepRa-LepRf)。LepRb是唯一的包含活动胞内信号域的受体亚型,存在于许多下丘脑核中,在这里其发挥它的作用。重要地,来普汀结合到下丘脑的腹内侧核,或者如上所述的"饱腹中枢"。来普汀至这些核的结合向脑给出了信号身体已经吃的足够多了--饱腹感。人类的非常小的群体,主要是来自近交人群,是来普汀基因的变异体。这些人几乎不停顿的饮食,和在7岁以前可能超重大于100磅(45公斤)。来普汀发挥作用是通过抑制包含神经肽Y(NPY)和刺豚鼠相关肽(AgRP)的神经元的活性,和通过增加神经元表达ct-促黑素细胞激素(a-MSH)的活性。NPY神经元是食欲调节中的关键元素;小剂量的NPY注射入实验动物激发了摄食,而小鼠中NPY神经元的选择性破坏导致它们变得厌食。相反,oc-MSH是饱腹感的重要介质,和对于ct-MSH在脑中作用的受体基因内的差异是与人的肥胖相联系的。在夜间,来普汀也被褪黑激素调节(向下)。一旦来普汀结合到0b-Rb受体,它激活分子stat3,其是磷酸化的和移动到腹内侧核,所述腹内侧核是假定的,以影响基因表达的变化。在它们的许多其他功能中,在基因表达上的一个主要作用是内大麻素类表达的下调,其导致食欲增加。有其他胞内通道被来普汀激活,但关于它们怎么在这种系统中发挥作用很少是已知的。响应来普汀,受体神经元已经显示了改变自己的构型,改变施放到它们上的突触的数目和类型。来普汀通过脂肪细胞释放,在数量上反映了整体体脂肪储藏量。因此,循环中的来普汀水平向脑给予了能量储存的读数,用于调节食欲和代谢的目的。虽然来普汀是减少食欲的循环信号,通常,产生的来普汀的数量随着体重的增加而增加,因此肥胖的人具有显著高的来普汀循环浓度。来普汀水平的增加将产生增加的信号,用于身体摄入较少的食物。然而,超重和肥胖的人看来对通过来普汀输送的信号有抗性,促进了它们过度的食物摄取。某些肥胖的人据说以与有2型糖尿病的人抵抗胰岛素作用大致相同的方式,来对来普汀的作用有抗性。通常,当人们持续一段时间摄入超过他们使用的能量时产生肥胖。在来普汀抗性肥胖人群中,这种过度摄入食物不是由饥饿感信号驱动的,尽管有来自循环中来普汀的抗食欲信号也发生。来自扩大的脂肪储存的高来普汀持续浓度导致对来普汀起反应的细胞变得脱敏。过度热量摄入引起了过剩能量不平衡,其中卡路里的消耗量与卡路里的使用不成比例,例如通过物理活动。持续一段时间反复发生过剩能量不平衡是超重症状和肥胖的最终原因。对于给定的个体,有许多影响这种能量不平衡动态的因素,包括个体的遗传、环境、饮食的选择性、物理活动的选择性、疾病和药物的使用。悲剧性地,许多超重和肥胖的人,虽然知道他们的问题,但认为它超出了他们的控制。存在许多控制食欲和增加物理活动,以努力控制体重增加和激发体重减轻的尝试。这些尝试包括用于抑制食欲的药物、饮食计划、危险的手术和催眠状态。尽管这些体重控制方法中的许多显示了初始的结果,一旦体重减轻到达平台期,个体经常恢复到早先的导致体重增加的4亍为。在本领域教导了许多电气装置和方法,用于尝试控制个体的食物摄入和/或消化过程的各个方面,以努力治疗饮食或消化紊乱。某些在先技术文献集中于食物的运动。Chen,etal.,美国专利号5,690,691,公开了植入在胃肠道内的胃起搏器,以传递分阶段的电刺激来协调蠕动,增强或促进通过胃管道的蠕动或减緩蠕动,来治疗这种饮食紊乱或腹泻症状。类似的,Terry,Jr.,etal.,美国专利号5,540,730,公开了治疗动力紊乱的装置和方法,通过选择性地激发患者的迷走神经,来调节神经的电活性,因此引起兴奋性或抑制性递质的选择性释放或抑制。一个具体方案采用了植入装置的手工或自动激发,用于选择性的调节。类似地,Cigaina,美国专利号5,423,872,公开了用于治疗肥胖和与胃动力紊乱相关的综合症的方法和装置,通过电刺激预防排空或减緩食物的经过来改变患者的固有胃动力。对Chen的美国专利申请20050222637,名称TachygastrialElectricalStimulation,其在此通过参考引入,公开了治疗肥胖是"借助于预置时段的电脉冲来人工改变患者固有胃动力,以阻止胃排空或减緩胃通过来增加饱腹感和/或促进肠通过来减少在肠道内的吸收时间。更具体地说,电刺激诱导胃动过速,其抑制胃动力,产生胃膨胀和延迟胃排空。胃或胃肠道的其他部分的胃动过速电刺激,包括相对长的脉冲宽度,有最高500毫秒的长度"。其他在先技术文献集中于摄食量的感觉方面。Zikria,美国专利号6,564,101,公开了利用电信号控制器用于控制患者食欲的系统,所述电信号控制器发送电信号到患者胃的底部,其中控制器产生基本上连续的低压刺激,有按个体特定的生理、解剖和/或心理来测定的变化的周期。Wernicke,etal,美国专利5,188,104(",104"),其在此通过参考引入,公开了利用迷走神经电刺激来治疗有强迫饮食症患者的方法和装置。,104专利提出"检测目标特定饮食紊乱的迫切需要治疗的预选事件指征,响应检测的预选事件的发生,向患者迷走神经应用预定的刺激信号适当的减轻目标饮食紊乱的作用"。'104指明,在强迫过度饮食的情况下,"刺激信号被预定以在患者中产生饱腹感"。然而,如果"紊乱是强迫拒绝饮食(神经性厌食),刺激信号被预定以产生饥饿感或抑制患者中的饱腹感"。在'104专利中,预选事件可以是,例如,"设定时间间隔内患者的特定摄食量水平,或根据患者的生理节律循环常规进餐时间的开始,或预置时间间隔的每个的阶段,或通过自愿开始应用刺激信号到迷走神经,患者自己认识到需要治疗"。"04专利建议"通过累计在设定的时间间隔内患者吞咽食物的数目"检测预选事件的发生。然而,上述装置没有足够有效治疗肥胖有关的饮食紊乱。因此,在本领域有对治疗促进过度食物消耗的肥胖介质的新产品和方法的需12求。发明概要本发明涉及用于调节影响摄食量的感受的产品和方法,作为对于患有一种或多种饮食紊乱,例如肥胖和/或导致肥胖的病变的患者的治疗,利用可以被应用到胃肠道和/或胃肠道神经的电信号,以暂时性刺激、增强、阻断和/或调节与饱腹感和/或饥饿感相关的神经信号。本发明包含对导致肥胖,常规和严重肥胖两者的病变的治疗,例如在有甲状腺病变的患者和患有药物治疗副作用或库兴氏病(Cushing'sdisease)的那些患者中。这种肥胖的治疗可以伴随有对其他健康状况的治疗,例如忧郁,其也可以在体重增加状况下发生。在第一具体方案中,本发明聚焦于调节影响摄食量和/或治疗饮食紊乱,主要是肥胖和/或导致肥胖的病变的感受的方法,利用电信号检测和传送装置(ESDD),其检测患者产生的与摄食量有关的信号,建模患者产生的信号,并传递一个或多个电脉冲至胃肠道和/或支配胃肠道的神经的至少一个选择的区域,以刺激、增强、阻断和/或调节与饱腹感和/或饥饿感有关的信号。方法还可以包括编程ESDD装置,以执行特定的感觉和信号功能。在第二具体方案中,本发明聚焦于电信号检测和传送装置,用于调节影响摄食量的感觉,例如饱腹感和/或饥饿感。装置包括可以检测与摄食量有关的患者形成信号(PGS)的传感器;可以模拟、刺激、增强和/或阻断患者形成信号的控制单元;向胃肠道和/或支配胃肠道的神经的至少一个选择区域传递一个或多个电脉冲的电脉冲发生器;用于感知PGS和/或传递电脉冲以刺激、增强、阻断和/或调节与摄食量相关的PGS的电极和/或导线;和电源。ESDD装置也可以包括接收器、或任选的收发机,用于在编程单元和控制单元之间通讯信息、设置、13数据等等。在不同的优选具体方案中,脉冲是以阻断患者形成的饥饿感信号和/或模拟或增强患者形成的饱腹感信号的方式应用。在这方面,患者形成的饱腹感信号的模拟包括基本上复制患者自己的与特定感觉相关的信号和当合适或期望时将那些信号反馈给患者。这种模拟可以包括增强存在的信号,或在需要或期望它们时向它们不存在的位置提供信号。很显然,这种脉冲的活化,依赖于具体方案,可以由患有肥胖的患者或患者的保健服务人员,例如医生、护士或护理员自动或手动的控制。然而,本发明主要关心的是通过减少摄食量诱导体重减轻来治疗肥胖,本发明还应用于严重的厌食病例,其中通过增加摄食量来增加体重是合乎需要的。在期望体重增加的情况下,脉沖可以以模拟或增强患者形成的饥饿感信号和/或阻断患者形成的饱腹感信号的方式应用。通过安置导线在胃肠道和/或支配胃肠道的神经上,例如胃的底部区域,所述区域传递饥饿感和饱腹感,例如左和右迷走神经的末端分支,和来自交感神经腹腔神经丛的分支,可以检测患者形成的信号,并可以应用脉冲。导线可以被安置在近端或远端,以分别包括多或少的受信号影响的组织。还可以理解也可以使用本领域所知的无导线脉冲用于向目标区域施用脉冲。向胃肠道和/或胃肠道神经选定区域施用合适的脉冲的机制可以包括把电导线的末端固定在控制饥饿感和饱腹感的神经组织附近,其中导线与植入的或外部的电脉冲发生装置连接在一起。在导线的末端产生的电场创造了透入靶神经纤维的作用场,并引起至目标组织的信号的刺激、阻断和/或调节。14在下面的发明详述部分,并参考本文的附图和权利要求书将更加完整的描述电脉冲的应用,所述电脉冲的应用为或者至胃肠道或者至胃肠道神经以刺激、阻断和/或调节饥饿感或饱腹感。当联合附图和这里的
发明内容时,其他目的、特征、优点等等对本领域技术人员来说变得显而易见。为了说明本发明的各个方面,用图的形式显示了目前优选的方案,然而可以理解,本发明不被限制到显示的这些精确的数据、方法、布置和装置。图1是一个交感和副交感神经系统的示意图。图2是一个颈、胸和腹部选择部位的截面解剖图。图3A图解了胃和它的部分的简单视图。图3B图解了具有典型电信号检测和传送装置的胃的简单视图,所述装置连接到图1和2中显示的迷走神经。图4根据本发明的一个具体方案,图解了一个典型的用于刺激、阻断和/或调节脉冲的电压/电流分布图,所述脉冲被应用到胃肠道和/或支配胃肠道神经的一个或多个部分。图5A和5B分别图解了根据本发明使用的典型复合铜微线圏和其特写。15图6图解了本发明具体方案的典型执行过程的流程图。最佳实施方式用于图解说明的目的,在附图中显示了本发明优选的方式,当然本发明不被限制到显示的确切的布置或装置。参考图1,显示了交感和副交感神经系统的示意图。有趣地,现有文献中已经观察到神经系统会维持由交感神经和副交感神经传递的信号的平衡。从交感神经,胃被腹腔神经丛神经支配(显示来自左侧)。从副交感神经(显示在这里的III、VII、VIII、IX、x和骨盆的),除心、喉、气管、支气管、食管、腹部血液、肝&管、胰腺、小肠和大肠之外,迷走神经(即,x)被显示向下伸展至胃。关于图2,颈、胸和腹部选择部位的截面解剖图详细描绘了迷走神经。迷走神经由运动和感觉纤维组成。迷走神经离开头部,并与副神经包含于相同的硬膜鞘中。迷走神经在颈动脉鞘内沿颈向下传到颈根部。胃的副交感神经神经支配由迷走神经调节。迷走神经分布的分支包括,尤其是上心支、下心支、前支气管支和后支气管支。在右側,迷走神经沿气管下降到肺根后部,在这里其散布到心下支和后肺丛中。右侧的迷走神经支配窦房结。副交感神经的过度刺激诱发这些受影响的部位产生緩慢性心律失常。在左侧,迷走神经进入胸部,穿过主动脉弓的左侧,形成心上支,并在左肺根的后面下降,形成后肺丛。当过度刺激左侧迷走神经时诱发心脏产生房室(AV)阻滞。在哺乳动物中,在脑干中已经进化出两个迷走神经部分以控制周16围副交感神经的功能。背迷走神经复合体(DVC),由背运动核(DMNX)和其连接物組成,控制低于膈膜水平的副交感神经的功能,而腹迷走神经复合体(VVC),由疑核和面神经后核组成,控制膈膜上器官内的功能,例如心脏、胸腺和肺,以及颈和上胸部的其他腺体和组织,和特定的肌肉例如食管复合物的那些。迷走神经的副交感神经部分支配节神经元,所述节神经元位于或邻近于各个靶器官。所述腹迷走神经复合体看来仅存在于哺乳动物中,并联系到与兴奋状态相关的正向以及负向调节心率、支气管收缩、发声和面部肌肉的收缩。一般而言,所述迷走神经部分控制副交感神经的状态。肌张力(剩余肌肉紧张度)是肌肉连续的和被动的部分收缩。在警惕状态,所述腹迷走神经复合体的抑制被解除(关闭)。副交感神经张力部分地被交感神经支配平衡,其一般而言提供,例如在心脏和肺的情况下,趋于扩张心肌和松弛支气管肌肉的信号,因此分别不发生过度收缩和过度压抑感觉。迷走神经的兴奋(张力的上调),例如在休克中发生的,例如在心脏和肺的情况下,导致心率下降和导气管收缩。在本文中,上调是特定作用被增加的过程,而下调包括作用的降低。在细胞水平上,上调是细胞增加其对给定激素或神经递质受体的数目来改善其对这些分子敏感性的过程。受体的减少被称为下调。根据本发明的至少一个方面,在患有肥胖或超重的患者中,足够模拟、刺激、增强、阻断和/或调节胃肠道和/或支配胃肠道神经,例如迷走神经中的信号传递的电脉冲传送,将导致与饱腹感和/或饥饿感相关的调节。更特别地,这种电脉冲是可操作地刺激、增强、阻断和/或调节往返于组织和/或支配胃肠道神经的信号传递,以影响饥饿感、饱腹感、胃饱满感、胃空感和胃痛感。患者形成的感觉信号的模拟包括基本上复制患者自己的与胃肠道特定感觉相关的信号和当合适或期望时将那些信号反馈给患者。这种模拟可以包括增强存在的信号,或在需要或期望它们时向它们不存在的位置提供信号。这里描述的向胃肠道和/或支配胃肠道的神经的选择区域施用电脉冲的方法可以进一步细化,即至少一个区域可以包含至少一个源于患者第十对脑神经(迷走神经)的神经纤维,特别是,至少一个其前上和/或后下面支。同样地,至少一个区域可以包含至少一个发源自患者交感神经的神经纤维,特别是,腹腔神经丛。根据需要,脉冲可以被指向胃肠道和/或胃肠道神经区域,例如胃的底部区域和/或迷走神经,以模拟、刺激、增强、阻断和/或调节在胃肠道支中的信号。如同本领域技术人员所认识的,在已知具有电生理学问题的患者中使用前要仔细评估这个具体方案。关于图3A和3B,图3A图解了胃和它的部分的简单视图,然而图3B图解了具有典型电信号检测和传送装置300的胃,所述装置连接接近到显示在图1和2中的迷走神经200。电信号检测和传送(ESDD)装置300检测患者形成的在胃肠道组织和/或胃肠道神经中的信号(PGS)。这些患者形成的信号与一种或多种由患者辨识的关于患者胃肠道活动的感觉相关,例如饥饿感、饱腹感、胃的饱满感、胃空感和胃痛感。被检测的信号模型可以被储存和与它们的生理感觉相联系(例如,饥饿或饱腹感)。PGS可以被监视和周期地调节。为了通过减少摄食量诱导体重减轻,ESDD装置300可以阻断对于饥饿的PGS和模拟(例如,通过刺激和/或增强)对于饱腹的PGS。ESDD装置300可以包括电脉沖发生器310;与电脉沖发生器310连接在一起的电源320;与电脉冲发生器310相联系并与电源320连接在一起的控制单元330;和与电脉冲发生器310、电源320和/或控18制单元330连接在一起的电极350,用于通过导线340附着到胃肠道和/或胃肠道神经的一个或多个选择区域200A、200B,例如哺乳动物的迷走神经200。电源320可以通过电源连接325与电脉冲发生器310和控制单元330连接在一起。虽然ESDD300需要电源以发挥作用,但电源320可以包括可拆卸的电池或其他可分离的电源320S,其在制造或销售时可以不与ESDD300相伴。在使用ESDD300前,可分离的电源320S可以被连接到电源连接325。因此,本发明也涵盖具有电源连接325而没有电源320的ESD謂O。依赖于配置,电极350和导线340的每个都可以起到检测患者形成的信号、形成控制脉冲或同时两者的作用。如果使用导线340,优选保护电极350,以便电极350起到把导线340和ESDD300连接的导线的作用。在检测方面,电极350和导线340可以是传感器电极和感应拾波线圏。与控制单元330结合,传感器电极和/或感应拾波线圏可以起感应元件实例的作用。在调节方面,电极350和导线340可以是脉冲电极和感应脉冲线圏。与电脉冲发生器310和控制单元330结合,脉冲电极和/或感应脉冲线圏可以起信号发送元件实例的作用。如果期望的附着面积对于电极附着太精确,优选是线圏。'观'的程度,控制单元330转换电极350和/或导线340的功能,必要时在感知和发送信号之间交替。转换到感知功能,控制单元330接收来自电极350和/或导线340的输入。转换到发送信号功能,控制单元330调节电极350和/或导线340的信号输出。装置300可以是整装的,如所示,或由各种单独的、相互连接的单位组成。控制单元330可以控制电脉冲发生器310来产生适合刺激、19增强、调节和/或阻断PGS的信号,届时信号被通过电极350和/或导线340应用到胃肠道和/或胃肠道神经,例如迷走神经200。通过连接到电极350和导线340,控制单元330接收和釆集传感器信息。控制单元330也可以具有接收器360,通过它可接收来自用户380可操作的编程单元370的信息。接收器360可以包含外部能源驱动(360e),或替代的,内部能源驱动(360i),借此控制单元330可以包含完整的、独立的植入单元。接收器360可以包含收发机,能够传递信息回到编程单元370。编程单元370可以在体外且是可操作的以通讯设置、信息和数据往返于控制单元330。根据优选的具体方案,本发明的ESDD装置300以经皮方式或可以被个体再次使用的皮下植入方式来提供。对于经皮使用,ESDD装置300可被用户380(例如,患者或保健维护人员)用作外部用具,借此导线340和电极350可以被植入到患者,但具有连接端340E横贯皮肤用以与ESDD装置300连接。对于皮下应用,ESDD装置300可以是外科植入的,例如在腹部的皮下袋中。依赖于配置,ESDD装置300可以是从身体外部供电和/或充电或者可以具有自身的电源320。举例来说,ESDD装置300可以通过商业上购买。优选,ESDD装置300由医生程序员来编程,例如可以从Medtronic,Inc.荻得的型号7432。在肥胖患者中,一个或多个ESDD装置300可以被植入到胃肠道区域的一个或多个选择区域200A、200B。美国专利申请公开2005/0075701和2005/0075702,两者都是Shafer的,两者都在此引入作为参考,涉及刺激交感神经系统的神经元以弱化免疫反应,包括了可能适用于本发明的脉冲发生器的描述。装置的植入可以使用已知方法进行,例如在授权给Colliou等的美国专利7,020,531中描述的,其在此通过参考引入。Colliou,etal,教导了功能装置与胃壁的附着,例如提供胃壁电刺激的装置。在必要处,类似或不同的方法可以被用来连接装置到胃旁的其它位置。关于图4,根据本发明的具体方案,图解了典型的电压/电流分布图,说明应用到胃肠道和/或胃肠道神经的一个或多个部分的模拟、刺激、增强、阻断和/或调节电脉冲。参考图4,可以利用电脉沖发生器310实现一个合适的用于模拟、刺激、增强、阻断和/或调节脉冲410的电压/电流分布图400,所述脉沖410被应用到胃肠道和/或胃肠道神经的部分200A,例如迷走神经200。在一个优选的具体方案中,电脉冲发生器310可以与电源320和控制单元330结合,所述控制单元33Q具有,例如,处理器、时钟、存贮器等等,以向电极350产生脉冲串420,所述电极350经由导线340向神经200传递模拟、刺激、增强、阻断和/或调节脉冲410。调节信号400的参数优选是可编程的,例如频率、振幅、作业周期、脉冲宽度、脉冲波形等等。就植入的ESDD装置300来说,控制单元330的编程可以发生在植入之前或之后。例如,植入的ESDD装置300可以具有接收器360,用于在ESDD装置300和编程单元370之间通讯设置。编程单元370可以包括外部通讯装置,以改变ESDD装置300的编程来改善治疗。脉冲信号410优选具有被选择的影响治疗结果的频率、振幅、作业周期、脉冲宽度、脉冲波形等等,即模拟、刺激、增强、阻断和/或调节饱腹感和饥饿感的部分或全部感觉传递。调节信号可以具有被选择的影响治疗结果的脉冲宽度,例如大约20jjS或更大,例如大约20pS至大约1000luS。调节信号可以具有被选择的影响治疗结果的峰值电压振幅,例如大约lmV或更大,例如大约lmV至大约2V。根据另一个具体方案,本发明的ESDD装置300可以被以"起搏器"的类型提供,其中电脉冲410被ESDD装置300以周期方式产生到胃肠道和/或胃肠道神经的选择区域200A,例如底部区域和/或迷走神经200,以在患者中创造组织或神经的低反应性来上调信号,或以给予适当电脉冲来抑制组织或神经对刺激的反应性。然而,对永久植入的所有情况来说,植入外科医生应当改变由控制单元330调节的信号和电极350的特定位点,直到实现期望的结果,并应当监视这个作用的长期维持状况,以确保患者身体的适应机制不会抵消预期的效果。根据本发明的优选具体方案,电刺激治疗可以利用传感器线圏和治疗线圏来实现,其捕获和储存患者的天然信号(患者形成的信号,PGS)。微线圏通常被用于感知的用途。如上所述,依赖于治疗的环境,一个线圏可以被用来既感知又调节患者的天然信号,而在其他环境下,单独的治疗线圏或电极可以是优选的。如果感知和调节的作用将被同时执行,分别的感知和治疗线圏可以是优选的。对于植入,线圏优选是小的,如图SA和SB所示,且可以在植入级的硅树脂或其他材料中遮盖的柔韧的底物上。图5A和5B图解了根据本发明使用的典型复合铜微线圏500和其特写。如所示,每个典型的线圏500具有2.3mm(0.090")的总宽度和4."匪(0.167")的长度。每个线圏500具有44圏510。对于每个感应系统,例如电极350,总共有176圏,有4个线圏500层叠和串绕。图解的导体宽度520是12.5微米(0.0005"),和图解的导体之间的间隔530也是12.5微米。图解的导体高度540是7微米(0.0003")。4个铜导线层的每个可以被10微米(0.Q004")厚的聚酰亚胺层分隔。选择本发明传感器线圏500的精确详细线号、圏数和几何结构以能够感知从10-1000Hz和lfflV至2V的信号。在控制单元330中的微处理器可以使用模数转换(A/D)转换器来按2000采样/秒或更高的速率来数字化信号,和可以存储最高500秒的信号到存贮器(1MB存贮器)中。当需要时,这种信号能被以相同的速率从存贮器取出和送到数模转换(D/A)转换器,扩大和通过治疗线圏500和/或电极350应用到患者。其他的背景信息可以在美国专利6,564,101和美国专利申请20050222637中找到,如上所述的两者都通过参考引入(其副本被附上)。本发明的感知方面可以利用已知的感知技术,例如在授权给Farailoni的美国专利5,861,014中描述的,其在此通过参考引入。Faniilcmi公开了可植入的与胃系统连接和具有传感器的脉冲发生器,用于感知在胃电活动中的异常,并检测平均值,用于检测异常例如胃无节律、胃动过緩、节律障碍、胃动过速、返流或分解。如果任何这些胃节律异常被检测到,则脉冲发生器发射刺激脉冲串至胃系统,来治疗检测到的胃节律异常。关于图6,图解了本发明具体方案的典型执行过程600的流程图。连接线是仅用于说明目的,而不是用于限制本发明的功能或暗示特定的事件顺序。许多行动能以很多顺序发生,且没有特定的顺序。考虑到患者的特征(性别、年龄、体重、身高、健康状态等等),ESDD装置300可以被植入到(行动610)患者的预期能获得最好可能结果的胃肠道区域。在ESDD装置300植入到患者后,用户380(患者、医生、保健维护人员等等)可以操作编程单元370,以编程(行动620)控制单元330。23依赖于ESDD装置的配置,用户380可以在事件发生时输入(行动622)各种数据点,包括进餐时间、进餐持续时间、类型和餐的大小、餐内容等等。另外,当患者感到影响摄食量的感觉时,用户3冗(如果不是患者,那么与患者一起)可以触发(行动624)编程单元370,以检测或感知患者感到的感觉,和可以输入(行动626)感受的类型和感知的感觉强度。感觉可以包括饥饿感、饱腹感、胃饱满感、胃空感和胃痛感。这些数据点包含各种特定感觉变量的患者感知,例如感觉类型、感觉时间、感觉持续时间和感觉强度。控制单元330可以记录患者的感知,例如用于建模信号。控制单元330也可以被预编程,以感觉患者形成的与这种感觉相关的信号(PGS),作为自动触发器。当触发时,ESDD装置300开始通过电极350和/或导线340来检测(行动630)PGS,并把信号形式存储(行动632)在控制单元330中。与用户380输入的关于感觉类型和强度的数据一起,控制单元330可以使输入的感觉类型和存储的PGS信号形式建立联系,作为建模(行动634)给定感觉和强度的PGS的一部分。基于预定编程模式或用户编程模式,控制单元330可以利用传感器元件来监测(行动640)胃肠道组织和/或胃肠道神经的电活性,以感知与影响摄食量的感觉相关的各种PGS。当与影响摄食量的感觉相关的PGS被控制单元330检测(行动642)到时,控制单元330可以应用(行动644)电脉冲以模拟、刺激、增强、阻断和/或调节PGS。当合适的时候,控制单元330不产生动作。例如,当在需要减轻体重的患者中检测到饥饿PGS时,控制单元330可以应用电脉冲来阻断或下调饥饿PGS,应用电脉冲来;f莫拟饱腹感PGS,或同时应用两者。应用电脉冲的强度、持续时间和定时可以是预先编程的,受用户编程影响,或同时两者。作为实施例,用户可以被提示是否将应用电脉沖;时间延迟可以被合并入编程中;和患者每天饮食的时间将被编程,以便合适时间的饥饿PGS不受影响。用户能以多种方式编程(行动628)控制单元330,例如调整饥饿相关或饱腹相关脉沖的应用和强度。例如,尽管在环境,例如在少量进餐后患者继续感觉饥饿的情况下,但用户可以编程控制单元330来应用模拟饱腹PGS(其将刺激或增强存在的信号)和/或阻断饥饿PGS的脉冲。相反,感觉太饱的患者可以编程控制单元330以应用电脉冲来阻断或下调饱腹PGS。根据进餐之间的间隔,控制单元330可以应用电脉冲来增强检测的PGS,在需要减轻体重的患者中维持饱腹感,或在需要增加体重的患者中促进饥饿。尽管装置配置限制将限于电脉冲的特征,特别是控制单元将能应用的频率和振幅,但装置配置限制也可以在适于患者治疗的脉冲范围之外,因此ESDD装置300可以具有预编程到控制单元330内的治疗限制,使得用户380不能超越。ESDD300也可以具有预编程的默认设置值,所述默认设置值可以被管理用户390(行动650),例如医师选择,以适于各种患者特征和植入配置。管理用户390可以行使管理权,例如,通过基于角色的至编程单元370的入口或通过管理单元,例如编程单元370可以连接的个人电脑。依赖于ESDD装置300的配置,随时地,此外管理用户390可以从控制单元330或编程单元370下载(行动652)数据,以监测患者的进展和用于回顾和修正治疗方案。如上,下载可以发生在编程单元370本身,允许管理用户390来直接在编程单元370上回顾数据,例如如果编程单元370是个人数据助理("PDA")的情况。替代地或另外地,下栽可以是到管理单元,例如用于存档的目的。同样地,视情况,管理用户390可以调整或拒绝(行动654)由用户380输入的各种编程25和数据。虽然本发明参照特定的具体方案已经进来了描述,可以理解这些具体方案仅仅用于说明本发明的原则和应用。因此可以理解,在不偏离通过权利要求定义的本发明精神和范围时,可以对说明性的具体方案作许多修改和可以设计其他方案。权利要求1、一种方法,包括根据由患者提供的信息,定量一个或多个由患者识别的关于患者胃肠道的感觉;感知患者的胃肠道组织和胃肠道神经的至少一个的活性;把感知的胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性与患者识别的与患者胃肠道相关的感觉关联起来;存储患者识别的感觉、感知的活性和它们之间的关联;此后,基于进一步感知患者的胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性,测量一个或多个患者识别的与患者胃肠道相关的感受的存在;和应用至少一个电脉冲到患者胃肠道的一个或多个选择区域,以进行模拟、刺激、增强、阻断和调节患者胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性的至少一个,来改变患者感受的关于患者胃肠道的感觉。2、如权利要求l的方法,其中由患者感受的关于患者胃肠道的感受的改变是欲治疗饮食紊乱。3、如权利要求2所述的方法,其中饮食紊乱包括吃得过多、超重、肥胖和吃得太少的至少一个。4、如权利要求l的方法,其中由患者识别的感觉是取自由以下组成的组饥饿感、饱腹感、胃的饱满感、胃空感和胃痛感。5、如权利要求1所述的方法,其中患者胃肠道组织和/或胃肠道神经的感知活性是取自如下组成的組患者胃肠道的一个或多个肌肉、支配患者胃肠道的一个或多个神经、支配患者胃底的一个或多个神经、支配患者左和右迷走神经的末端分支的一个或多个神经、和支配患者腹腔神经丛的一个或多个分支的一个或多个神经。6、如权利要求l所述的方法,其中向患者胃肠道的一个或多个选择区域应用至少一个电脉冲是依据对存在的一个或多个患者识别的感受的测量来自动执行的。7、如权利要求6所述的方法,其中至少一个电脉冲的自动应用经受时间延迟和预定时间间隔的至少一个。8、如权利要求6所述的方法,其中至少一个电脉冲的自动应用经受患者的加强和拒绝的至少一个。9、一种系统,包括用于接收信息的输入元件,所述信息是根据由患者提供的信息来定量一个或多个由患者识别的关于患者胃肠道的感觉;感知元件,用于感知患者胃肠道组织和胃肠道神经的至少一个的活性;处理元件,用于把感知的胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性与患者识别的与患者胃肠道相关的感觉关联起来;记忆元件,用于存储患者识别的感觉、感知的活性和它们之间的关联;处理元件,用于随后基于进一步感知患者的胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性,测量一个或多个患者识别的与患者胃肠道相关的感受的存在;和驱动元件,用于应用至少一个电脉冲到患者胃肠道的一个或多个选择区域,以进行模拟、刺激、增强、阻断和调节患者胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性的至少一个,来改变患者感觉到的关于患者胃肠道的感觉。10、一种装置,包含电脉冲发生器;与电脉沖发生器连接在一起的电源;与电脉冲发生器相通信和与电源连接在一起的控制单元;与电脉冲发生器连接在一起的电极;和与电极连接在一起的电极导线或线圏,用于附着到患者胃肠道组织和胃肠道神经的至少一个的一个或多个选择区域;其中控制单元可操作为接收信息,所述信息是根据由患者提供的信息来定量一个或多个由患者识别的关于患者胃肠道的感觉;从电极导线和线圏,接收感知的患者的胃肠道组织和胃肠道神经的至少一个的活性;把感知的胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性与患者识别的与患者胃肠道相关的感觉关联起来;存储患者识别的感觉、感知的活性和它们之间的关联;随后,基于进一步感知患者的胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性,测量一个或多个患者识别的与患者胃肠道相关的感受的存在;和导致电脉冲发生器通过电极导线或线圏,来应用至少一个电脉冲到患者胃肠道的一个或多个选择区域,以进行模拟、刺激、增强、阻断和调节患者胃肠道组织和/或胃肠道神经的活性的至少一个,来改变患者感觉到的关于患者胃肠道的感觉。全文摘要通过调节影响摄食量的感觉,来治疗患有饮食紊乱,例如肥胖和/或引起肥胖的病变的患者的装置和方法。装置和方法可以促进适当的热量摄入,从而诱导体重减轻,这是通过模拟、刺激、增强、阻断和/或调节胃肠道(GI)和/或支配GI的神经内的信号,来操纵饥饿感和饱腹感,例如当检测到不同饥饿感时通过向胃肠道和/或胃肠道神经发信号来控制饥饿感。文档编号A61N1/00GK101500643SQ200780029220公开日2009年8月5日申请日期2007年5月30日优先权日2006年7月6日发明者J·P·艾里克,S·门德兹申请人:电子核心公司
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