用于刺激神经的装置和方法与流程
本申请是2014年10月17日提交的申请号为201480068404.2(国际申请号:pct/us2014/061209)、发明名称为用于刺激神经的装置和方法、申请人为费姆脉冲有限责任公司的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是2013年12月9日提交的美国申请第14/101336号的部分继续申请,美国申请第14/101336号是2013年10月17日提交的美国申请第14/056937号的部分继续申请,美国申请第14/056937号是2013年6月8日提交的美国申请第13/913390号的部分继续申请,美国申请第13/913390号是2013年3月15日提交的美国申请第13/844472号(现已授权)的部分继续申请,美国申请第13/844472号是2012年6月9日提交的美国申请第13/492855号(美国专利第8788040号现已于2014年7月22日公布)的部分继续申请,这些申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及用于刺激神经的装置和方法。
背景技术:
数以百万的女性遭受尿急、尿频、尿失禁、膀胱排空不完全和易激性膀胱的状况。有两种主要类型的尿失禁,急迫性尿失禁和应力性尿失禁,它们具有不同的生理原因和不同的治疗方案。很多女性患有混合的尿失禁,具有两种状况。
应力性尿失禁主要是变弱的韧带、骨盆底组织和阴道支持的结果,最终在腹内压增加情况下允许尿道下落打开。导致应力性尿失禁的过程主要是机械的,并且与远端阴道前壁下的支持组织相关。对于应力性尿失禁,加固骨盆底以及支持尿道和/或膀胱颈是安全且有效的治疗。
尿急、尿频、急迫性尿失禁、膀胱排空不完全和夜尿症呈现更加复杂的过程,主要是神经调节。尿急表现为很强的且通常不舒服的难以抑制的冲动无效。急迫性尿失禁定义为尿急病人中的尿液不自主漏。上述条件以及其它膀胱刺激条件可能产生于过早传输“充满”到中枢神经系统的自主膀胱神经的反常灵敏性。这些条件也可能产生于中枢神经系统中的错误神经功能,其允许膀胱在不适当时期排空。这些问题的潜在原因可能是多因素的。最终,自主神经系统沟通膀胱感觉、不适或“充满”,并且调节膀胱充盈和排空。
膀胱排空不完全或尿潴留可能产生于发信号到尿道和/或膀胱的不适当自主神经。某些医疗方法针对改变对于尿道的自主信号,从而降低了尿道的正常收缩性(tone)。其它的方法是通过激活膀胱中的自主神经受体导致膀胱收缩而增强膀胱肌肉张力。
很多刺激膀胱条件的治疗针对于改善膀胱和中枢神经系统之间发信号的神经。目标是影响传入到中枢神经系统的有关愤怒、紧急、压力或充满的信号和/或传出可引发膀胱压力上升、导致不适或泄漏的神经信号二者。自主神经传输这些信号。对于尿急、尿频、夜尿症和急迫性尿失禁的治疗是多方面的,试图影响神经发出动作、饮食、医疗和物理治疗的信号。
泌尿器急迫性尿失禁的药物治疗试图通过中断自主神经和尿路之间的信号而抑制膀胱收缩。这些药物对大部分患者不足够有效,并且也具有限制使用的显著的全身副作用。6个月的停用率超过50%,这是由于高成本、缺乏适当的效力和副作用。也有使用的禁忌征候,大部分是影响老年人口的情况,他们期望对于低尿路症状的治疗。
侵入性骨盆底物理治疗方案结合教育、生活方式和饮食变化以及骨盆底训练对某些患者可能是对尿急、尿频和急迫性尿失禁的适当有效治疗。单独训练对于控制尿急相关症状作用有多大并不清楚,因为从物理治疗获得的大部分有益效果是教育、认知行为技术、饮食和生活改变的结果。患者通常在短时期内不适应,因为治疗方案可能很贵、耗时和难以遵守时间。
大部分骨盆底训练的目标是加强骨盆底肌肉和提高神经“正常收缩性”。这些训练激活躯体神经以便导致骨盆底肌肉收缩。这主要用于应力性尿失禁的治疗。骨盆底肌肉收缩其次可通过脊髓反射弧而对膀胱影响自主神经。这些训练可阻止排尿信号或防止泄漏。他们不必防止更加普遍的膀胱过度活动症状,其发生在有时间执行收缩前,例如尿急或夜间醒来排空的自然感觉。已经显示,对于患者来说,单独的尿急而没有泄漏比单一的尿泄漏更加难以忍受。有效的治疗需要首先防止脊髓感觉到不适宜的感觉。
自主神经的神经调制变为低尿路症状的有用治疗方法,例如尿急、尿频、失禁、膀胱排空不完全、刺激性症状、膀胱排空不完全、便失禁和相关的条件。一项技术涉及在s3神经根上的植入刺激。这对于其它治疗无效的患者是成功的。
尽管在s3神经根上使用外科植入已经成功,但是治疗具有缺点。主要的缺点是该装置需要通过骶骨中孔的小电线以及在臀大肌之上的软组织内的刺激器装置的外科植入。植入通常需要两个外科手术,暴露于辐射,并且通常要求附加的外科手术以修正或去除部件。也已经报告超过25%的患者需要植入电池或导线的外科修复以处理并发症。另外,当前的外科植入通常需要对某些类型的mri进行去除。该装置也极其昂贵。通常,患者更喜欢缺乏有效的替代治疗法,因为他们通常不认为膀胱症状是有保证的外科手术或者他们对外科植入的意见感到不适。
传统外科植入的另一个缺点是刺激发生在神经根的位置,因此s3神经根中穿行的躯体纤维也在它们分成躯体神经前受到刺激。这些神经可能导致患者感到阴门、阴道、肛门和下部极端的肌肉收缩或兴奋。可植入的植入器的再一个限制是相同的一个或偶尔两个神经根是有用的且经受所有的刺激。结果,所述神经变得很少响应,因为习惯性使导线没那么有效或无效。这一现象已经明确确定。由于这些很多的缺点,包括手术的风险、与植入相关的并发症、成本、随着时间降低有效性和与植入的s3骶神经调节器相关的躯体症状,无论其效力如何该治疗尚且没有广泛采用。
现有的非外科电刺激治疗方案包括设置在阴道中的装置,因此避免了外科植入的某些缺点。然而,这些装置常常效果差且具有它们自身的缺点。很多传统的设置在阴道中的装置引导电脉冲在下部或远侧阴道中和/或相邻于骨盆底。电信号通过阴道传送到阴道旁组织、瞄准邻近骨盆底肌肉或肌肉自身的神经。这些传统方法建议的目标通常为刺激相邻于骨盆底的神经且增强骨盆底张力。很多这些治疗方案试图治疗应力性尿失禁和/或刺激骨盆底训练。然而,膀胱充盈、空置和感觉由自主神经而不是躯体神经调节。本发明人认为,这些装置和治疗方案在治疗尿急、失禁、夜尿症、膀胱排空不完全或其它下尿路症状的有效性上常常不如植入骶神经调节器,因为它们不能充分隔离对自主神经的刺激。
用于治疗大部分刺激性尿路症状的这些阴道刺激装置的主要限制是不加选择地传送电脉冲到相邻于下部和中部阴道的躯体和某些远侧自主神经纤维。它们也常常将躯体神经列为目标,例如阴部神经及其远侧分支。躯体神经不直接控制膀胱充盈、排空或感觉。躯体神经的活化作用可能导致增强骨盆底张力、不适和与阴部神经活化相关的疼痛。这样的条件实际上可贡献于尿急、尿频和排尿功能障碍。躯体神经是相当敏感的,从而电脉冲可能感觉到,即使是很低的强度,因此限制了治疗方案的全部范围或者完全排除治疗方案。
因此,本发明人相信与现有神经调制治疗方法相关的问题在于它们要求外科植入、或者对于阴道插入装置、刺激尚未充分瞄准重要的自主神经结构而影响在下阴道中的躯体神经,从而对自主调整尿路症状提供很少有效治疗,并且导致不期望的副作用。此外,传统的植入骶神经根疗法刺激躯体神经(虽然在此位置附近还具有自主-副交感神经纤维)并且向神经的特定病灶部分提供治疗,从而有助于适应。这些因素可能提供不太有效的治疗用于自主介导的尿路症状并且带来不期望的副作用。因此,最佳的治疗应刺激自主神经,其介入尿路和中枢神经系统和/或末端器官之间的信号,同时避免骨盆底和相关躯体神经的激活。理想地,神经调制在尿路和脊髓之间的“通路”直接输送给自主神经,同时避免骨盆底肌肉和神经的激活。
本发明还涉及用于改变和改善(降低)交感神经张力的系统和方法。自主神经系统保持身体大部分器官的稳态和功能控制。系统的交感神经手臂介入与应激状态有关的“战斗或逃跑”反应,通常是通过去甲肾上腺素,否则称为“肾上腺素”。交感神经系统负责准备动物立即采取行动。副交感神经手臂维持器官功能静止。据推测,早期生物的生存相当依赖于迅速从静止(放牧)调整到极端的体力活动(逃离捕食者)的能力。这种转变需要许多器官、腺体和神经的直接协调,它们增加心输出量、优化呼吸功能、增加骨骼肌收缩力、改变血流分布、调节视觉深度感知且触发速射思考。当交感神经张力很高时,器官处在极端能力运行,这随着时间是不健康的。
急性应激之外,生物体需要保持交感神经和副交感神经张力之间的精密平衡。在现代,人类没有经常处于逃离威胁生命的危险。然而,我们往往生活在紧张的慢性状态。当然,交感神经输出在慢性应激状态下上调。慢性应激导致持续升高的交感神经张力,这对身体的大多数器官具有有害作用。例如,心脏对循环肾上腺素的甚至适度增加非常敏感。长期暴露于增加的肾上腺素水平导致血压和心脏速率的上升,这可以导致许多形式的心脏疾病,包括心律失常、冠状动脉疾病、心脏瓣膜功能障碍和心脏衰竭。源于应激(受交感神经系统影响)的脑血流量的改变会导致偏头痛。
通过皮质醇的增加释放,新陈代谢受到增加的交感神经张力很大影响。皮质醇是肾上腺激素,其改变葡萄糖、骨骼、肌肉、脂肪(脂)细胞及结缔组织的代谢。皮质醇局部地且系统地起作用,以调动代谢资源进行应激反应相关的行动。长期升高的循环皮质醇水平可以具有严重且有害的后果,包括胰岛素抵抗/糖尿病、降低骨形成(骨质疏松症)、抑制胶原蛋白产生(差的组织质量和伤口愈合)、降低蛋白质合成(萎缩)、增加胃酸分泌(溃疡和胃肠道出血)、改变肾功能(电解质失衡)、海马功能受损(学习能力下降和记忆提取受挫)以及连同血管中增加的肾上腺素敏感性(高血压)。皮质醇还通过抑制t细胞增殖来削弱免疫反应,这会导致易受感染和癌症。
应激和升高的交感神经张力还与循环炎症介质主要是白细胞介素-6的增加(其促进全身炎症)相关。炎症是造成影响体内几乎每个器官的自身免疫病症的原因。示例包括皮肤病(湿疹)、动脉粥样硬化(冠状动脉疾病和中风)、胃肠道(溃疡性结肠炎或克罗恩病)、狼疮、关节炎、过敏性反应、心包炎、肌炎、白内障、疼痛病症、间质性膀胱炎、血管炎、肾小球病、多发性硬化、虹膜炎、哮喘和癌症。疼痛与炎症和应激相关。增加的死亡率一直与长期暴露于增加的压激和白细胞介素-6水平有关。
很多人简单地维持升高的交感神经张力,无论他们的应激水平如何。例如,健康和放松的人的正常血压和心脏速率在正常范围内变化。向心性肥胖导致增加的交感神经输出,不管应激水平或心血管健康怎样。
导致心血管健康状况差以及导致心脏衰竭的植物神经失调越来越被认可。研究表明了在心脏衰竭患者中的升高的炎症,其中炎症与左心功能不全有关。差的自主神经张力与心律失常和增加的心脏速率有关。
递送自主调节的目前的方法基于植入设备。甚至用于记录不提供刺激的心脏节律的监测装置常植于皮肤之下,这需要一个过程。与此相反,本发明通过阴道插入和自我保持的系统和方法提供了既监测心脏节律(速率和波形)又递送自主神经调节,通过来自可充当控制器的用户的现有个人设备的数据的无线传输补充。
最终,降低交感神经张力可以改善特定疾病状态和整体健康。降低交感神经张力的目前的方法包括运动、减肥、放松技巧、冥想和认知行为疗法。这些方法并不总是有效的、可实现的或可持续的。
本发明涉及用于刺激神经的改进的系统和方法。本发明还具体地涉及用于改变交感神经张力的系统和方法。本发明允许大量医疗状况的监测和检测、诊断和/或治疗性治疗。
技术实现要素:
本发明提供瞄准自主神经而最小化对于骨盆底肌肉和非目标神经的刺激的传送的装置和方法,具体而言,非目标神经为相邻于下部或中部阴道的躯体神经。本发明定位为刺激在下尿路和脊髓之间的“通路”处的自主神经丛和自主神经,而避免骨盆底肌肉和神经激活。在特定的实施方式和方法中,本发明以下腹下丛(或骨盆丛)、左和右弗兰肯豪塞氏丛(或李氏丛)和膀胱丛为目标。这些丛当然可由其它的名字命名,例如李氏丛作为弗兰肯豪塞氏丛的另一个名字,而不脱离本发明。此外,弗兰肯豪塞氏丛是左和右弗兰肯豪塞氏丛的统称。除非另有规定,弗兰肯豪塞氏丛或丛的使用意味着二者。
在本发明的一个方面中,刺激神经的装置设置在阴道的上半部分中,并且在阴道穹窿中的特定实施方式中,用于目标神经的刺激不负面影响非目标躯体神经,例如阴部神经或其分支,相邻于阴道的远侧或下半部分。减少由于刺激躯体神经引起的副作用和可能的尿路症状因此在本发明中得以避免。
本发明治疗女性的泌尿、妇产、结肠直肠和疼痛状态,通过唯一的、自持的、留置的阴道装置输送的电刺激(和其它调制)对神经进行神经调制,所述阴道装置位于阴道的穹窿中(或者女性阴道的最上部分而不是子宫颈中),并且以特定的自主神经丛为目标,所述特定自主神经丛与穿行到或来自泌尿生殖和骨盆结构的神经相关。本发明的神经调制刺激神经丛以改变由所述神经丛传递到相关自主神经的信号。由这些自主神经提供的宽范围的功能允许本发明还解决交感神经张力、心血管功能、性功能障碍及其他疾病。同样地,到达自主神经的和来自于自主神经的宽范围的通信允许本发明远远超出泌尿生殖器和骨盆区域本身来影响器官。
参见图1,穿行到且来自膀胱、尿道、直肠、阴道、子宫、腹膜和其它骨盆结构的自主神经信号穿行通过下腹下丛ihp,在骨盆结构和脊髓之间传送信号。下腹下丛ihp是内脏(膀胱、妇产科、直肠)器官和中枢神经系统之间的通路。ihp是交感和副交感神经纤维二者的合并。交感纤维延伸在胸神经根(t10-l2)之间且进入上腹下丛中,然后通过左和右下腹丛lhn、rhn沿着子宫骶韧带usl朝着ihp行进。在某些情况下,交感纤维的一部分可通过子宫主韧带的下表面进入ihp。这些纤维便于膀胱存储。副交感神经从骶骨或骨盆内脏神经中的骶骨脊髓神经根(s2-4)或勃起神经朝着骨盆器官穿行,通常与骨盆神经相关。它们利于膀胱排空。交感和副交感纤维在上子宫颈的后表面和侧表面之上的ihp中接合,恰在阴道插件之上。
重要的是,阴道终止于子宫颈的最上部周围的颈周环的位置,恰在子宫颈骶韧带usl插件之下。阴道围绕子宫颈的最接近或最上部表面的隐窝称为阴道穹窿vf。骨盆底pf围绕阴道靠近阴道口的下部,成为骨盆腔的“地板”。下腹下丛ihp是网状丛,相邻于后面和侧面子宫颈,位于输尿管膀胱连接点和子宫颈骶韧带usl插件的位置,恰在后阴道穹窿附近。。下腹下丛ihp纤维还覆盖远端子宫骶韧带,并且可能位于主韧带的底部或下部,恰在usl的前面。作为参考,ihp通常在文献中称为单一结构,但是解剖研究提出这些神经中枢的主要集中分布在两侧,如上所述。为了该描述和应用的目的,这里所用的ihp是指ihp和子宫颈周围或最接近阴道的外表的任何横向延伸。
自主神经纤维从子宫颈周围的ihp穿行到膀胱丛,与自主纤维通讯以支配膀胱。某些自主纤维从ihp穿行到子宫颈的后侧外表至右和左弗兰肯豪塞氏丛fp(也称为李氏丛或子宫阴道丛)。弗兰肯豪塞氏或李氏丛向上传送某些神经以支配子宫,并且某些次级神经支配阴道、子宫颈、尿道和阴蒂。这些从的二者在控制尿路功能方面是重要的。自主纤维穿行在ihp和中直肠丛之间以支配远侧直肠。
子宫颈的外壳切除可能导致下腹神经、ihp、弗兰肯豪塞氏丛和/或膀胱丛的伤害。这些结构常常术后很好地治愈且恢复功能。然而,它们可能持续长期的伤害,并且表现出慢性地功能改变,导致慢性尿路状况和其它形式的骨盆器官机能不全。
如上所述,自主神经和躯体神经具有不同的功能。自主神经控制内脏、内部器官的功能以及某些类型的疼痛。膀胱和尿道受自主神经的支配。躯体神经调节肌肉的活力、身体运动和躯体感觉。阴部神经pn及其远端分支调节骨盆底功能和某些远侧阴道、尿道、肛门和生殖的感觉。神经类型也具有不同的分布。例如,穿行到或来自骨盆器官的自主神经通过近侧和中间的路径进入,恰在后阴道的顶部之上,在骨盆腔的中心。躯体神经从下侧的路径穿行到骨盆底。现有技术的装置设置在阴道中的问题在于它们刺激、通常故意地刺激相邻于骨盆底的躯体神经,例如阴部神经及其分支。
自主神经用于发出脏器或腹膜疼痛的信号,例如,由子宫内膜异位、痛经、间质性膀胱炎、肠易激综合征、粘连或其它状况引起。自主神经还影响内脏如何响应躯体痛,并且可能是躯体分布中牵涉性痛的源头。自主感觉可通过自主(或内脏)感觉纤维传输,不必是交感或副交感纤维。
在一个实施方式中,本发明是留置的、可拆卸的、可编程的、刺激装置,设置在阴道的穹窿中,因此优选以骨盆器官的自主神经丛和下腹神经的远侧方面为目标。所述装置输送电刺激(且支持其它的治疗,例如磁场、药物或超声波的应用)骨盆器官和中枢神经系统之间的自主路径的丛和相关神经,主要在左和右腹下神经、下腹下丛、左和右弗兰肯豪塞氏丛、膀胱丛以及可能的中直肠丛。这些丛和远侧下腹丛的刺激改变了由这些丛和神经传送到它们相关输出和输入神经纤维的信号。
在该位置,神经调制信号比其分布为远离这些丛更加有效,例如现有的装置在阴道中刺激且位于其下部。采用更加远离刺激的装置,在刺激位置之上引起的某些异常神经信号可能传播在例如尿路和刺激位置之上的丛或下腹神经之间。相同的限制也可能阻碍现有装置在治疗妇产科、结肠直肠和疼痛状态的效果。另一方面,本发明的装置设置在阴道穹窿或者阴道的最上部,因此优化了对自主神经和丛的刺激以控制骨盆器官包括膀胱的感觉和功能。
在优选实施方式中,具有电极或数个电极的环状装置位于穹窿中,相邻于围绕子宫颈的丛。所述装置也可以以左和右腹下神经(其沿着子宫骶韧带穿行到或来自于ihp)和ihp之间的交界为目标。本发明的优点是定位装置在穹窿中允许用单一装置同时接近集丛(膀胱丛、下腹下丛和弗兰肯豪塞氏丛)以及下腹丛。
所述装置还可具有双侧成对电极:右前面和左前面、右前侧和左前侧、右后侧和左后侧以及右后引线和左后引线。任何单独电极或电极组可编程为与任何其它电极一起工作或单独工作,如下面的进一步详细描述。两侧对称允许较大的使用灵活性。每个患者具有各自的自主神经和神经丛的分布,并且某些可具有显性侧。右侧和左侧之间的选择对于任何给定的患者也可能是重要以减小习惯性。对每个患者可制定刺激的方式。
装置的位置对于刺激骨盆中目标自主神经丛的独特能力来说是本质上的。例如,后电极相邻于ihp,后侧电极相邻于左和右弗兰肯豪塞氏丛,前电极相邻于膀胱丛,并且前侧电极相邻于达到且离开膀胱丛的纤维。前侧电极和后侧电极可最终设置为分别相邻于膀胱丛或ihp,取决于各患者的神经和从的正态变异分布。如上所述,某些ihp或下腹神经纤维可沿着主韧带的下表面穿行,恰好在usl的前面。后面或后侧的成套电极可刺激ihp中的自主纤维或者离开或达到ihp的神经纤维,其影响与中直肠丛和/或自主直肠神经的通讯。它们也可在它们沿着子宫骶韧带usl的远端达到和离开ihp时影响左和右下腹丛发出信号。
有很多实施方式优化到达目标结构和/或与组织接触信号的方向。例如,在一个实施方式中,环具有向外展开和/或弯曲的外缘以增加电极与阴道壁和相邻神经的接触。另一个实施方式可具有从环延伸的凸起突出以保持位置和/或更加有效地直流电流到目标神经或神经丛。所述装置也可具有标志物或位置特征以便相对于中线保持适当的方位。也可有适合于优化电信号通过阴道壁传输的特征。
通过定向信号到围颈丛和神经,刺激定向到自主神经而最小化和可能消除躯体神经和骨盆底肌肉的刺激。这是本发明与现有装置的本质区别。因为所述装置位于某些女性的穹窿中阴道顶部的最上部分,所以很接近躯体感觉神经分布。这将允许患者佩戴该装置而没有知觉,从而使得连续的治疗方案变得可能。这样的连续治疗方案对于位于阴道下部的传统装置是困难的。使用的方便、隐蔽和舒服可能提高了适应性,并且因此提高了采用本发明的装置和方法的治疗成功性。
所描述的装置能够单侧地、双侧地、前面地、后面地和/或侧面地作为单一装置工作,其容易设置和去除。采用本发明的装置,刺激位置也可改变或旋转。例如,刺激方式可在ihp的外表或膀胱丛向右然后向左之间交替,或者右和左弗兰肯豪塞氏丛,或者右和左腹下神经和ihp之间的交汇处或交界。所述特征允许提高治疗方案的灵活性,使某些丛或神经休息而刺激其它的。
本发明的装置也可以瞄准更多的穿行至或来自于骨盆的自主信号。这可使其在治疗全局病态问题上更加有效,例如慢性骨盆痛。例如,具有严重骨盆痛的患者可能需要连续的周围刺激,而具有膀胱过度活动的患者可能仅需要以单一丛的治疗为目标。
这样,本发明的装置允许患者接受个性化的治疗方案。在最初的设置后,每个患者的症状可根据治疗方案和任何副作用进行监测。进程可基于对治疗方案的响应而客制化。所述装置可编程,并且患者能根据其希望调整其方式。电极的众多且偏侧允许各种的刺激时机。
例如,膀胱过度活动患者可很好地用相邻于ihp的电极每天刺激30分钟。对ihp发信号具有副作用,即便秘的患者可优选采用前面靠近膀胱丛的引线。如果患者在长时间使用后具有钝化响应,一个好的选择是可仅刺激右前引线一个星期,然后休息响应的神经,而在接下来的星期刺激膀胱丛的向左神经。间质性膀胱炎/膀胱疼痛综合征患者可能适合于刺激膀胱丛以及弗兰肯豪塞氏丛的一个或二者,同时治疗膀胱痛和尿急二者。
具有脊髓创伤的患者最好连续刺激ihp以控制高水平的异常信号。这可提供大小便失禁的治疗。另一个患者可能适合于活化弗兰肯豪塞氏以治疗障碍性尿潴留。
遭受痛经(月经疼痛)的女性可能仅需要后侧引线激活,以便刺激弗兰肯豪塞氏丛且避免抑制信号到直肠或膀胱以及来自直肠或膀胱。她可能一个月利用该装置五天。一个具有慢性骨盆痛的患者可能需要连续的周围刺激。另一个患者可能仅需要以一侧丛为目标的治疗,允许直肠和膀胱信号起相对侧上正常起作用。一个治疗目标是找到治疗每个患者所需的最小信号量。
实现找到合适治疗量的治疗目的经常基于监测和检测以及诊断功能。通过一组传感器来监测患者提供基准线数据、与该基准线的变化、与正常范围的比较、治疗方案的监测、以及各种其他数据分析功能。身体参数的这种监测和检测可以是诊断的基础,例如通过设备本身中的软件、与其通信的其它设备、治疗患者的临床医生、患者自己、或任何组合。治疗可以自动触发,这基于来自监测和诊断功能的数据、与这种数据相关的触发器、预先设定的软件程序、患者输入、临床医生输入、或任何组合。
以这种方式,基于关于患者病情的数据的监测和检测以及诊断,治疗可以是间歇性的、连续的、或根本不被输送。以灵活的方式将监测、诊断和治疗相结合的这种能力是在此描述的方法和装置的显著优势。
虽然上述讨论已经讨论了主要是通过基于电极的电能输送的治疗的示例,但这意味着仅作为示例。存在由本文所述的方法和装置支持的广泛范围的形式(也如上所述),特别是由于监测和检测以及诊断功能远远超出监测和诊断神经。广泛的物理、生物、化学和其他参数可被测量,并且提供输入到潜在治疗中用于用户及其医生。此外,该数据可以与来自其它设备的信息通信、比较、结合以及无线地三角测量,允许甚至更大的灵活性。
现在描述本发明的特定方面。所述装置具有神经刺激元件,其设置在主体的外表面用于与阴道的暴露表面或内表面接触。神经刺激元件可以以任何适当的方式刺激神经,包括提供一个或多个发射元件,其发出电能、超声波能、药物、电磁场或其它适当的刺激源。在特定的实施方式中,神经刺激元件可为一个或多个电极,其传递电能以刺激相邻的丛、神经和相关的自主神经纤维。神经刺激元件可包括一个或多个传感器来测量生理参数,或者可以与这些传感器通信。
如上所述,很多传统的装置引起了来自于刺激相邻于阴道的远侧或下半部分的躯体神经的负作用。这些装置也常常描述故意刺激骨盆肌肉和躯体神经。本发明避免与这些装置相关的缺点,提供了具有位于阴道的近侧一半中的所有神经刺激元件的装置,并且可使整个装置位于阴道的近侧一半中。为此,本发明提供的神经刺激元件设置为靠近目标丛。这些神经的走向靠近阴道的近端且具有分支,其典型地距阴道的暴露表面不超过2cm,并且例如所描述的优选实施方式其神经刺激元件距目标神经丛或神经不超过3cm。换句话讲,神经刺激元件可设置为距子宫骶韧带不超过3cm,其设置为相邻于目标丛。再换句话讲,神经刺激元件设置为刺激膀胱丛、左和右弗兰肯豪塞氏丛、左和右腹下神经和/或下腹下丛而不干预神经,并且特别是不干预躯体神经。还是换句话讲,神经刺激元件可设置为接触更靠近左或右腹下神经、膀胱丛、弗兰肯豪塞氏丛或下腹下丛而不是骨盆底的阴道的暴露表面。再次换句话讲,神经刺激元件(并且在某些实施方式中所有的神经刺激元件)设置在距阴道的近端3cm内,接近子宫颈的远端,或者接近阴道的近端和远端之间的中点。最后,整个装置可设置成接近阴道的近端和远端之间的中点,或者距阴道的近端5cm内。
所述装置也可包括多个神经刺激元件以同时或单独刺激目标神经丛和/或神经的左侧和右侧。在目标丛和神经的左侧和右侧提供单独的神经刺激元件允许为使用者和所处理的状况调整治疗。此外,治疗区域的侧重可周期性改变以减少成瘾,因此允许以不同的方式刺激相同的从。
装置的主体可形成具有中央开口的闭合回路,子宫颈位于中央开口中。尽管主体完全延伸在子宫颈周围,但是主体可仅部分地延伸在子宫颈周围。为此,主体可延伸为相对于子宫颈轴线在子宫颈周围至少120度甚或270度。例如,主体可为c形或u形。在本发明的另一个方面中,神经刺激元件(例如电极)相对于子宫颈轴线(或者在没有子宫颈时的中心轴线)分隔至少120度,甚或180度,从而如这里所描述的那样目标神经丛用子宫颈相对侧上的单一装置被单独地(或同时地)刺激。当然,神经刺激元件(一个或多个)可仅沿着阴道通道的后面一半或前面一半设置,用于这里描述的定向使用而不是在装置的周边分开。
本发明在刺激和改变自主神经功能上是有用的,用于治疗尿急、尿频、失禁、膀胱排空不完全、疼痛和其它骨盆内脏功能障碍,例如便失禁。所述装置和方法设计为输送治疗方案到特定的神经丛,一个示例是电刺激,以调整内脏骨盆器官和中枢神经系统之间的自主通信。所述装置也改变来自内脏疼痛神经的信号。
使用的适应症包括下面提及的那些。另外,自主神经信号的改变可用于治疗心血管状况,例如高血压、心搏徐缓、心动过速和其它节律障碍。所述治疗的有益效果可包括改变自主神经张力,因此治疗诸如胃炎的慢性压力相关状况、炎症状况(例如哮喘、炎性肠疾病、动脉硬化症和关节炎)、头痛、糖尿病和焦虑。监测、诊断和治疗的结合的示例是监测心脏速率和波形,以在必要时支持通过自主神经刺激/调制对心脏速率的控制。
本发明还涉及调制外围自主神经系统,以改变并最终减少全身交感神经张力。自主神经系统用作电路。调制围绕着阴道的最上面部分和子宫颈的自主神经丛(即下腹下丛(ihp)、弗兰肯豪塞氏丛(左和右)和膀胱丛(左和右))的信号可改变整个交感神经链的系统性交感神经放电。刺激上腹下丛(shp)可以具有类似的效果,并且可以包括在该组丛中。这些丛的刺激可以不同地影响各个器官的交感神经张力。可替代地,这种治疗可以在自主神经系统的控制下影响一些但不是所有器官的交感神经张力。在本发明的一个方面,至少三个所述丛根据本发明的方法和系统而被刺激。
目前本发明将减少交感神经张力,从而保护器官(比如心脏和血管系统)不受长期增加的交感神经刺激的有害影响(通过激素、神经传导物质、化学品)和/或减轻由交感神经流出比如炎症和免疫抑制影响的全身性疾病进程。
在本发明的一个方面,电池操作的神经刺激装置(其包括手动编程和无线控制器)被设计定位在阴道中并且具体的是在阴道穹窿中。一个实施方式也可包括这样的版本,其中所述装置和控制器通过电缆连接而不脱离本发明的范围。控制器可记录有关先前的刺激方案、阻抗、患者对治疗的响应的信息和其它信息。由控制器存储的信息可传输到计算机或其它装置以观看和分析。控制器也可根据患者对过去治疗的响应推荐刺激方案或已知的治疗标准方案。
因此,基于独立地或与其他装置一起操作的设备的能力,信息的使用非常灵活。数据可以由装置本身上的传感器和/或通过与控制器和设备通信的其它医疗和计算装置提供。数据分析可以通过装置本身,通过控制器,和/或通过其他医疗和计算装置来完成。
所述装置和方法贡献于治疗中心骨盆中的自主神经丛目标,同时避免躯体神经、常规的阴道旁神经和骨盆底肌肉。与其它的阴道神经调制装置不同,电极设置在装置的最头部部分,从而优化在阴道拱顶之上的治疗分布。多个实施方式设计为保证神经丛的适当覆盖。例如,方案包括圆环形、截头棱锥和截头圆锥。变形包括具有或没有中央开口的装置,因为后者可有利于没有子宫颈的女性。
本发明的装置可成形为导致顶部阴道的加宽和提高,因此使阴道壁更靠近目标丛。装置的形状还引起阴道在装置表面周围隆起。阴道在神经刺激元件上的分层优化了这些元件和阴道壁之间的接触。这些实施方式导致阴道壁张力上的适当增加和阴道壁中的电阻的降低,因此在神经刺激元件(比如电极)和目标结构之间提供更加可预知的接合。
神经刺激元件通常与装置的轮廓一致,以保持与阴道壁的连续接近以及接触。所述特征可以保证全部丛和丛关联神经的治疗,丛关联神经行进到子宫颈的周边和/或阴道顶部。这也便于刺激行进到以及来自于在腹膜组织内或与腹膜相关联的相邻的内脏器官的内脏和自主疼痛神经二者。
本发明还可以提供表面特征,其设计为优化目标刺激。在一个实施方式中,装置表面可具有波纹外表面,其在波谷或凹陷之间具有波峰或凸起区域。凸起区域突入阴道壁以在凹陷之间建立密封。每个凹陷将包含至少一个神经刺激元件并且也可包括导电材料。
一个实施方式将提供外形配合、外部施加且可吸收的环状插件的变体。所述插件包括连接到基板的多个导电区域,该多个导电区域由非导电区域分开。基板可形成闭环,导电区域位于闭环上的分隔位置。基板可溶解在主体内,以在装置的主体中留下位于凹陷内的导电区域。导电区域可包括凝胶,例如水凝胶,或者多孔材料,其具有包含在孔中的可流动的导电材料(例如水凝胶或盐水)。多孔材料可为弹性泡沫元件或者任何其它适合的生物相容性多孔元件。基板也可包括弹性带,其将插件固定到装置。
一旦插件施加到装置,则导电区域位于凹陷内,并且暴露的基板覆盖装置的外表面,最终提供光滑的外部轮廓。
所述装置还可包括导电的、可流动性材料(例如水凝胶或盐水)的储槽(或多个储槽)。储槽是装置主体的一部分或者连接到装置主体,并且进一步地流体地连接到一个或多个凹陷。导电的、易流动性材料可自动地被抽吸到凹陷中。例如,凹陷可包括多孔元件,其自动地抽吸易流动性材料在储槽之外且在凹陷之中。作为替代,机械、化学、热、电或氢驱动装置可用于迫使可流动性材料在储槽之外。
插件和/或储槽还可以用来以受控的方式传输任何相容的物质或可流动的材料。例如,药物可以基于与由所述装置和/或与该装置进行无线通信的其它医疗或计算装置提供的其他数据相关的数据或者基于来自由控制器提供的信号的需求以时间-释放的方式被传送。显然,该装置的有利位置及其通信结合允许使用插件和储槽的很大的灵活性。
插件和储槽可以收集以及分配相容的物质和可流动的材料。当该装置定位在身体中时收集这种材料允许来自材料的数据包括在监测、检测和诊断功能的更广泛的数据中。易于移除装置、改变插件和重新插入装置允许所收集的来自材料的数据被很容易地以及从外部进行分析。
这里描述的装置的物理特性还可帮助保持适当的定位。如前所述,所述装置可包括凹陷,其形成峰和谷,这帮助装置保持相同的位置和有限的旋转。截头棱锥和截头圆锥形状可帮助在装置上以类似的方式遮盖阴道。圆环形状的实施方式设计为通过光滑的外部圆周防止错位。所述设计便于阴道与所述形状一致且包封该装置,从而当压力作用在上阴道时,阴道和装置作为一个单元移动。所述装置还可以警告使用者电池变弱。装置可与手持控制器通信,并且闪光和/或声音警报通知使用者。所述装置也可以是机械脉冲和/或发送刺激,从而使患者受到警告。
为了全面治疗周盆腔内脏丛,本发明的系统可以包括具有多个神经刺激元件的阴道定位装置,多个神经刺激元件可独立地操作以与植入物创建多个电位电路。阴道装置允许经由多个电流通路传送治疗通过不同丛,因为2个或更多个电极组(一个阴道装置和一个或多个植入物)进行三角治疗并提供目标丛及相关神经的选择性刺激。因此,被公开的系统提供了开路刺激(对于单个电极)和闭合电路以及选择性刺激,这可以由用户或健康护理提供者引导。
选择性刺激的优点是能够采用多个治疗途径和潜在方案,使得治疗可以个性化。例如,骨盆疼痛的用户可以通过弗兰肯豪塞氏丛而受益于调制神经信号。她或她的保健提供者可以激活阴道装置后面(弗兰肯豪塞氏丛附近)的阴道电极与一个或多个植入物之间的电路,这取决于她是否希望单侧或双侧治疗。具有显著尿急的患者可以受益于通过激活在阴道装置前面上的刺激元件而在膀胱丛和植入物之间创建电路。大便失禁或便急的病人可能有利于通过子宫骶骨植入物而简单地刺激ihp,具有或不具有来自阴道装置的输入。阴道装置允许使用灵活性的增加,使得治疗可以针对每个女人的症状和对治疗的反应。
阴道部件及其选择和控制能量传送通过不同组织和神经通路的能力的另一个优点是最小化并可能防止成瘾。阴道部件刺激元件提供右/左和前/后电极,如本文所讨论。针对特定的结构还避免了非预期目标的不必要刺激。此特征将最大限度地减少副作用。刺激尽量少的内脏和自主骨盆神经可以降低与盆腔神经丛、中间神经元和中枢神经系统刺激相关的成瘾。聚集疗法(focusedtherapy)将需要更少的电流和最终较少的能源使用,这有利于延长电池寿命。
阴道装置和/或控制器记录关于治疗方案的数据,包括开始和结束时间、所用的神经刺激元件、电阻、电流、频率、治疗的中断和对治疗方案的任何更改。在实际时间,用户将能够记录主观和客观信息,这将用于调节和调整针对她的特定需求的未来方案。例如,如果她对某一治疗方案具有良好的反响,则她可以在一天或预定评估周期的结束时注意到它。在这种情况下,治疗方案将得到维持或者她可以选择朝向有益的阈值来降低刺激强度。她还可以注意到她何时经历副作用。如果需要的话,她还可以记录与她的月经周期有关的信息并提醒排卵,以及她的最后一次月经周期,从而使得避免在黄体期进行治疗。
通过审查经历副作用的时间期间所使用的治疗方案(包括电流、刺激频率、有源电极和治疗的持续时间),她与她的医疗团队将能够改变刺激设置或共同地重新引导治疗至另一目标结构。用户可以通过针对定期疑问的自由文本响应或通过标准化的问卷调查和软件中可用的膀胱日记来记录体验。所有的数据将被记录并可以下载到电脑和便携式装置比如手机。用户的个人装置(比如电话)可以重新编程控制器并改变方案。如果患者期望和同意,则该客观的、主观的及方案的数据可被电子传送用于由医疗提供者远程评估或用于研究目的。
阴道定位装置的控制器还可以将指令发送给装置,比如选择刺激方案,包括那个电极是活动的、电流的量、脉冲特征以及治疗的持续时间。阴道装置的控制系统还将保持关于所采用的刺激方案的信息,电阻、电流、功率使用以及与刺激相关的其它信息。手持控制器还可记录来自用户的主观和客观的输入。
在本发明的另一方面,本发明的目的是调制外周自主神经系统,以改变并最终减少全身交感神经张力。自主神经系统用作电路。调制围绕阴道的最上面部分和子宫颈的自主神经丛,即下腹下丛(ihp)、上腹下丛(shp)、弗兰肯豪塞氏丛(左和右)和膀胱丛(左和右)的信号可能会改变整个交感神经链的全身交感神经放电。这些神经丛的刺激可以不同地影响各个器官的交感神经张力。可替代地,这种治疗可以在自主神经系统的控制下影响一些但不是所有器官的交感神经张力。在本发明的一个方面,至少三个所述丛根据本发明的方法和系统而被刺激。
目前本发明将减少交感神经张力,从而保护器官(比如心脏和血管系统)不受长期增加的交感神经刺激的有害影响(通过激素、神经传导物质、化学品)和/或减轻由交感神经流出比如炎症和免疫抑制影响的全身性疾病进程。
在本发明的另一方面,具有神经刺激元件的植入物被植入并优选地固定到子宫骶骨韧带。诸如阴道装置的植入物通过改变自主神经丛及其相关神经和神经末梢以及潜在的中间神经元和中枢神经系统神经的信号来调制神经的活动并治疗病症,并且经由一个或多个神经刺激植入物进行处理。所述植入物可以独立地使用、与其它植入物一起使用、或者与本发明的阴道定位装置组合。阴道装置还可以独立地刺激所述的解剖结构或者通过采用植入的电极创建电路刺激所述的解剖结构。在本发明的另一方面,至少两个植入物被固定到同一子宫骶骨韧带。
阴道装置可以包括控制器和电源,以输送治疗到下腹下丛(或骨盆丛)、左和右弗兰肯豪塞氏丛(或李氏丛)、膀胱丛(左和右)以及甚至上腹下丛。这些丛当然可由其它的名字命名,例如李氏丛作为弗兰肯豪塞氏丛的另一个名字,而不脱离本发明。此外,弗兰肯豪塞氏丛是左和右弗兰肯豪塞氏丛的统称。除非另有规定,弗兰肯豪塞氏丛的使用意味着二者。
本发明通过电刺激(和其他调制)(包括热、超声和药物)采用神经调制治疗女性泌尿病症、妇科病症、与性相应的病症、结肠直肠病症和疼痛病症。植入物和留置的阴道装置传送治疗至特定的自主神经丛,其与行进到或来自泌尿生殖和骨盆结构的神经通信。本发明的神经调制刺激神经丛,以改变由所述神经丛和骨盆器官与中枢神经系统之间的相关自主神经传递的信号。
在本发明的一个实施方式中,植入物具有神经刺激元件比如电极,其围绕和/或通过一个或两个子宫骶骨韧带定位,邻近于下腹下丛、弗兰肯豪塞丛或上腹下丛。植入物还可被固定到其他结构,例如耻骨宫颈筋膜或外部阴道壁,而不脱离本发明的范围。治疗被设计成还治疗围绕颈周和尖阴道筋膜/结缔组织穿行至盆腔内脏器官和膀胱丛的自主神经。
在一个实施方式中,植入物的形状大致为圆柱形,具有锥形端部。植入物可以包括通孔以容纳子宫骶骨韧带。神经刺激元件可以是0.5至5.0厘米长和最多2厘米宽。每个植入物的外表面由神经刺激元件所连接到的生物相容和绝缘材料制成。植入物具有电源,比如电池,其对植入物供电。如本领域中已知的,电池可以是可再充电的并且可以通过组织远程再充电。例如,充电器可定位在阴道中,特别是定位在阴道穹窿vf内。
装置的尺寸和形状被设计成提供最佳的表面积用于自主神经及相关神经的刺激。当治疗躯体神经或神经结比如背神经神经节时,神经刺激元件可以是相对小的微刺激器。另一方面,自主神经丛是更宽的,因此神经更广泛地聚结从而可能有必要需要较大的神经刺激器。治疗的更广泛分布可能对于治疗成功是重要的。
在本发明的另一方面,神经刺激元件刺穿韧带。子宫骶韧带含有自主神经,因为他们往返来自内脏盆腔器官的丛。植入物可以具有与子宫骶骨韧带接触并且沿韧带相继定位的两个或更多个神经刺激元件(比如电极)。当植入物被固定到每个子宫骶骨韧带时,植入物可在双侧子宫骶骨韧带植入物之间发送电流,由此增加提供给ihp的治疗的量并且扩大治疗的分布。
阴道定位装置的控制系统可以与植入物的控制系统进行通信以协调刺激(比如同时的或独立的刺激)。控制系统可以通过使用神经刺激元件彼此通信来发送和接收穿过组织的电脉冲。可替代地,控制系统可产生射频信号,其由植入物的控制系统接收。
阴道定位装置的控制器还可以用来经由阴道装置直接或间接地控制和发送刺激指令到植入物。控制器配置成将控制信息(比如持续时间和刺激强度)发送到阴道装置的控制系统。控制器可将刺激指令发送给设备,其然后将刺激指令发送给植入物。
本发明的装置、系统和方法刺激目标神经和丛,同时避免不利地影响非目标躯体神经,比如邻近阴道的远端或下半部的阴部神经或其分支。根据本发明减少了副作用,并且因此可以避免由于刺激躯体神经所引起的可能的尿路症状。
除了这里描述的其它治疗外,本发明可用于治疗下面状况的任何一个或多个:尿急、尿频、夜尿症、急迫性尿失禁、应力性尿失禁、没有感官意识的遗尿、溢出式失禁、膀胱痛、尿道痛、尿道综合征、尿道狭窄、排尿犹豫、拖延尿流、骨盆底协同失调、间质性膀胱炎、排尿困难、膀胱过度活动、膀胱排空不完全、尿潴留、迟疑、痛经、骨盆痛、盆腔静脉淤血综合征、子宫内膜异位、肠易激综合征、便秘、便急、便失禁、直肠痛、排便疼痛、肛门痛、性功能障碍、以及心脏节律异常。当然,本发明的很多方面可对不同的状况予以实施,而不脱离本发明的范围。
本发明一个或多个实施方式的细节阐述在附图和下面的描述中。本发明的其它特征、目标和优点通过该描述和附图以及权利要求可明显易懂。
附图说明
图1是从左侧观察的进入女性骨盆中矢状图。
图2是上阴道和子宫的放大图。
图3是妇科器官的后视图。
图4是上阴道和子宫的放大图,本发明的装置位于阴道穹窿中。
图5是妇科器官的后视图,所述装置位于阴道穹窿中。
图6示出了装置、充电器和控制器。
图7示出了装置从充电器取出。
图8是示出电极的装置的俯视图。
图9示出了电极的方位。
图10示出了电池、控制系统和榖,其使控制系统与电极互连。
图11是榖、电池和控制系统的分解图。
图12示出了连接到电池和控制系统的榖。
图13示出了施加在主体之上以使电池和控制系统密封在主体内的层。
图14a是主体的截面图。
图14b是带有可替代电极的主体的另一个截面图。
图15a是主体一端的透视图。
图15b是带有图14b的可替代电极的与图15a相同的主体端的透视图。
图16是主体端部的透视图,电池位于主体中。
图17是主体端部的透视图,控制系统位于主体中。
图18示出了邻接电池的榖的一端。
图19示出了联接到控制系统的榖的另一端。
图20示出了根据本发明的另一个装置的俯视图。
图21示出了根据本发明的又一个装置。
图22示出了用于刺激神经的另一个装置。
图23示出了与图22的装置一起使用的用于刺激神经的另一个装置。
图24示出了用于刺激神经的另一个装置。
图25示出了用于刺激神经的另一个装置,神经刺激元件安装到装置主体上的活动元件。
图26示出了一起移动的图25的活动元件。
图27示出了第一盖和第二盖,用于覆盖这里描述装置的部分。
图28示出了用于刺激神经的另一个装置。
图29示出了图28的装置的截面。
图30示出了图28的装置的凹陷凹陷的放大图。
图31示出了填充有多孔材料的凹陷,其保持导电物质。
图32示出了刺激神经的另一个装置。
图33示出了刺激神经的又一个装置。
图34示出了图33的装置,其中凹陷填充有导电的、柔韧的材料。
图35示出了由导电材料覆盖的神经刺激元件。
图36示出了刺激神经的另一个装置,其包括具有导电和非导电区域插件。
图37是另一个装置的平面图。
图38是与图37的装置一起使用的插件的仰视图。
图39是图37的插件的俯视图。
图40是示出设置在凹陷中的神经刺激元件的局部截面简化图。
图41是示出设置在凹陷中的神经刺激元件的局部截面简化图,导电材料设置在神经刺激元件上。
图42示出了可溶解部分,其形成图37的装置主体的一部分。
图43是装置去除可溶解部分的平面图。
图44示出了具有圆环形外表面的装置,其中,壁位于中央开口附近。
图45示出了具有圆环形外表面的装置,其神经刺激元件设置在凹陷中。
图46是示出凹陷中包含图44的神经刺激元件的简化截面图。
图47是示出凹陷中包含图45的神经刺激元件的简化截面图。
图48是图47的可替代截面图。
图49示出了具有圆环形外表面的刺激神经的又一个装置,其凹陷形成圆齿的外观。
图50是示出凹陷中包含图44的神经刺激元件的简化截面图。
图51示出了可联接到这里描述的任何装置的插件。
图52示出了植入物。
图53示出了另一植入物。
图54示出了保持植入物的递送工具,其中植入物处于用于引入子宫骶骨韧带的打开位置。
图55示出了腹部和骨盆区域的横截面图。
图56示出了形成在腹膜的窗口。
图57示出了引入到腹部中的测量器(sizer),其中子宫骶骨韧带升高了。
图58示出了围绕韧带延伸来确定韧带大小的测量器。
图59示出了递送工具,其中植入物接近韧带。
图60示出了固定到韧带的植入物。
图61示出了递送工具被移除且植入物固定到韧带。
图62示出了固定到另一子宫骶骨韧带的另一植入物。
图63示出了形成在腹膜中的窗口的另一视图。
图64是示出了形成在腹膜中的开口的另一视图。
图65是被确定大小的韧带的另一视图。
图66是将植入物引入到腹部中的递送工具的另一视图。
图67示出了采用递送工具围绕韧带定位的植入物。
图68示出了固定到每个子宫骶骨韧带的植入物。
图69示出了与阴道穹窿和两个植入物定位的装置。
图70示出了固定到每个子宫骶骨韧带的两个植入物。
图71示出了另一植入物的分解图。
图72示出了图71的完全构造的植入物。
图73示出了另一装置,其可定位在阴道内来刺激神经。
图74示出了图73的装置连同用于该装置的控制器和电池充电器一起。
图75示出了用于对本发明的植入物的电源充电的装置。
图76示出了用于对本发明的植入物的电源充电的另一装置。
图77示出了图76的装置,其定位在阴道内来对每个都附连到子宫骶骨韧带的两个植入物的电源充电。
图78示出了用于定位在阴道内的另一装置。
图79是图81的装置的侧视图。
图80是图81的装置的内部组件的底部剖视图。
图81是图78-80的装置的另一侧视图。。
图82是示出了被手动弯曲用于引入和放置的主体的侧视图。
图83示出了被手动弯曲用于引入的装置和戴在手腕上的控制器。
具体实施方式
为了定义本发明的目的,现在参考图1-3限定这里所用的各种术语。首先,阴道v为纤维弹性组织的、肌肉的结构,形成具有可扩张的、柔韧的内层的通道(在下文中“阴道通道”vc)。这些柔韧内层的表面具有内部的或暴露的表面es。这里所限定的阴道和阴道通道具有在子宫颈近侧处终止的近端和在其连接外阴的阴道口处的远端。如果子宫颈c已经切除或者先天不存在,则阴道(和阴道通道)的近端简单地由阴道的最上部限定,也称为阴道断端(vaginalcuff)。
如这里所用,阴道通道vc的形状限定了中心轴线ca。子宫颈轴线cva延伸通过宫颈管cc且与其对齐。对于延伸通过子宫颈开口或宫颈管的子宫颈,解剖学上尽可能近地近似,子宫颈轴线cva也是对称轴线。阴道(或阴道通道)的近端和远端之间的中点这里采用中心轴线的中点决定。中心轴线ca当然可以具有相对复杂的形状,只要中心轴线ca总体上限定且遵循阴道通道vc的方向和形状。阴道(和阴道通道)的近端由阴道的最上部限定。例如,从阴道的近端延伸3cm的阴道或阴道通道的近端部分包括从最上端(近端)延伸3cm的阴道。
这里所用的阴道穹窿vf是指子宫颈和相邻的阴道壁之间的空间或凹陷。具体而言,该空间位于阴道通道vc的暴露表面es和子宫颈c的暴露表面之间,并且由垂直于子宫颈轴线cva延伸且通过子宫颈c远端的平面p进一步界定。阴道穹窿vf可想象为有些圆环形的空间,但是,当然患者与患者间不同。
现在参见图4-8。示出了根据本发明的装置2。装置2包括主体4,该主体具有数个位于主体4的外表面8上的神经刺激元件6,用于与阴道壁12的暴露的或内部的表面es接触。神经刺激元件6可以以很多不同的方式刺激神经,而不脱离本发明的各方面。例如,神经刺激元件6可包括一个或更数个发出元件14,其发出电能、超声波能、药物、磁场或对于目标神经的其它合适的刺激。
在特定的实施方式中,如下所述,神经刺激元件6可为一个或更多个电极16,其递送电能以刺激相邻神经。如这里所用,应理解这里所用的"电极"或"发出元件"与术语神经刺激元件可互换,如果适用的话,反之亦然。因此,本发明这里具体描述或所要求的与电极16或神经刺激元件6相关的各方面可等同地应用其它方面,并且这样的替代特别结合于此。此外,电刺激的应用足以改变下述目标神经和丛(plexus)的信号。这样,实现了目标神经的神经调制(neuromodulation)。
同样地,关于电极或神经刺激元件所描述或主张的本发明的各方面将包括传感电极和相关的检测元件,而不区分电极是否是发射电极或传感电极,也不区分传感器是否与神经刺激元件结合还是与之通信。为了确定是否、如何和/或何时传送神经调制或其他治疗,来自神经刺激元件本身以及来自传感器的这种信息将在下面进行更详细地描述。
电极16联接到控制系统18,进而联接到诸如电池20的电源19。装置2可包括电池充电器22,或者可经由皮肤充电,如本领域所知。当然,本发明的优点是装置2可容易地去除、充电和重新配置,这是用传统外科的手术放置的装置所不能实现的。装置2还可包括外部控制器24,当装置2就位时可遥控操作装置。电池充电器22还可以是控制器,用于编排根据这里描述的方法的装置2。美国专利nos.7729772、7813809和8165692描述了几个现有技术装置,描述了合适的控制系统、控制器和电池充电系统。控制器24(和充电器22)可控制这里描述的和上面结合的专利中的持续时间、频率、强度和刺激方案。控制器24还可以结合或施加到另一合适的个人电子设备,诸如蜂窝电话、可编程手表、平板、笔记本电脑、电子日历/记事簿或任何其它合适的个人可编程电子设备,而不脱离本发明的范围。如果控制器24结合到个人电子设备中,则可以下载和更新作为常规应用的必要控制软件。控制器24可以利用个人电子设备的能力来与装置2(以及下面描述的其他装置)进行无线通信。
装置2的主体4形成具有中央开口26的闭环,子宫颈c位于中央开口26中。主体4可基本上是圆形的,或者可基本上具有如图21所示的直的侧面28。当然,主体4可采用任何其它形状,如卵形、椭圆形、正方形甚或六边形。尽管主体4在子宫颈周围完全地延伸,但是主体4可在子宫颈周围仅部分地延伸。为此,主体4可相对于子宫颈轴线30(与装置的中心轴线ca相同)至少180度、或至少270度在子宫颈周围延伸,并且例如可以是c形、v形或u形。如这里所用,中央开口26不需要由主体4完全地围绕,只要主体4如这里所描述在子宫颈和开口26周围部分地延伸。因此,基本上c形或u形的主体仍包括中央开口26,其每个中央开口26限定主体4cab的中心轴线。神经刺激元件6(例如电极16)还相对于子宫颈轴线cva(或者当没有子宫颈时的下面进一步描述的主体cab的中心轴线)分隔至少120度甚或180度,从而各种神经丛可如这里所描述被刺激。当然,对于这里描述的目标应用,神经刺激元件(一个或多个)6可仅沿着阴道通道的后面一半或前面一半设置,而不脱离本发明的各方面。
本发明的装置2可部分地或完全地设置在阴道穹窿vf内。神经刺激元件6(以及在某些实施方式中全部的神经刺激元件6)接触阴道10的接近子宫颈的远端46的暴露表面。
主体4具有细长腔48(见图14a和14b),其中控制系统18和电池20设置为如图8所示。电池20和控制系统18直接联接在一起。电极16以电线52(或其它合适的导电元件)联接到控制系统18,电线52电联接到电极16的每一个。电线52延伸通过主体4的侧壁54且朝着榖56定向,榖56将电线52的每一个电连接到控制系统18。榖56设置在第一连接器58和第二连接器60之间。电线52的一半定向到第一和第二连接器58、60(在图8的优选实施方式中,八个电线52,用于连接器58、60的每一个)的每一个。电线52终止于电线触点62,电线触点62用于将电线52电连接到榖56,进而到如现在描述的控制系统18。参见图14a和15a、电极16可卷绕在周围,从径向外表面53到径向内侧55。可替代的电极57示出在图14b和15b中,其中电极57不卷绕至径向内侧59,因此潜在地最小化通过子宫颈传输的刺激。这里描述的所有特征、装置、实施方式和方法可采用电极16或电极57。
参见图10-19,榖56具有在每一端上的凸伸64,其配合在主体4中的腔体48内。电池20侧的凸伸64直接邻接电池20(见图16和18),并且另一个凸伸64邻接控制系统18(见图17和19)。凸伸64包括在径向外壁上的榖触点66,其与第一和第二连接器58、60的每一个上的电线触点62对齐且电连接。从榖触点66引出的电线(未示出)通过榖56引导到控制系统18。电线的每一个终止于电连接器70(图19),与控制系统18上的电连接器72接合(图17)。电连接器72可形成在榖56的第一延伸74上,与控制系统18中的凹陷76形成扣合连接。榖56的另一侧上的第二延伸77可与电池20形成扣合连接(图18)。当然,装置2可防止接近于电池20和控制系统18,而不提供扣合连接。例如,整个装置2可装入聚合物49中以去除空间和空隙且封闭所有的对榖56的连接,而留下电极16暴露,如图13所示。
现在参见图9,电极16可配对在一起以刺激特定的神经丛,并且甚至神经丛的特定侧,如现在所描述。装置2包括标记81以沿着中线83使装置2定向,中线83通常与使用者的中线83对应。相邻于标记80是左后电极对lpe1、lpe2以及右后电极对rpe1、rpe2。左和右后电极对设置为相邻于下腹下丛的左侧和右侧。左后侧电极对lplel、lple2和右后侧电极对rplel、rple2设置为分别相邻于左和右弗兰肯豪塞氏丛。最后,膀胱丛用左前侧电极对lale1、lale2和左前电极对lae1、lae2在左侧可被作为目标,而膀胱丛的右侧可用右前侧电极对ralel、rale2右前电极对rae1、rae2刺激。因此,本发明在从右侧和左侧同时地、独立地和/或在不同时间刺激相同丛是有用的。当然,如果治疗允许在一侧或另一侧上更好或更成功,使用者可仅促动左侧或右侧而不是交替刺激两侧。控制系统18可周期性地改变对一侧面的偏重,例如每隔几天。
尽管上面的描述呈现不同的电极16配对,但是应理解,任何电极16可通过控制系统18集合在一起用于产生神经刺激。例如,标记80的相对侧上的两个电极16可用于沿着中线82刺激下腹下丛,而不优选在左侧或右侧。在另一个示例中,左腹下神经(以及该神经和ihp的交界)可采用lpe2和lplel电极刺激,而右腹下神经(以及它和ihp的交界)可采用rpe2和rplel电极刺激。尽管已经相对于特定目标丛的中线的左右侧描述了相同丛的不同区域的单独刺激,但是该刺激可在相同丛的任何两个不同区域发生,而不是简单的左右侧,如下面进一步详细的描述。
尽管仅一个电极16用在上述电路的每一侧上,但是两个或多个电极16可用于产生电路的任何一侧,而不是采用如上所述的仅一个用于每一侧。在本发明的另一个方面中,装置2可包括至少十二个电极16,并且在优选实施方式中十六个电极16。神经刺激元件6可由任何两个电极16(或电极16的组),并且因此,通过组合电极在一起、“跳过”一个或两个电极16(或更多个)以形成电极对而不是采用相邻电极16形成对,装置2可容易地具有由十六个电极16形成的至少十二个神经刺激元件。装置2至少二十个不同的神经刺激元件6的优点可提供较大的治疗灵活性,减少如这里描述的习惯性和在不同的时间以相同丛的不同侧为目标。跳过电极16以形成特殊的神经刺激元件6将增加电极16之间的间隔(与相邻电极对16相比),从而提供潜在地改变刺激的穿透深度的能力。控制系统18配置为独立地促动神经刺激元件6的每一个。这样,本发明的装置2可以以至少二十个不同的模式运行,其每个模式以这里描述的任何方式由唯一的电极组16形成的不同神经刺激元件6表示。因此,本发明不仅可用单一的装置瞄准很多丛,而且这些丛的每一个可以以不同的单独模式刺激。例如,ihp可用四个后电极16(lpe1、lpe2、rpe1、rpe2)以至少四个模式(或者所述另一种方式通过形成至少四个不同的神经刺激元件)刺激,从而刺激ihp。实际上,四个后电极16可形成至少八个不同模式(或者所述另一种方式通过形成至少八个不同的神经刺激元件6),以这里描述的方式(相邻对、跳过一个、跳过两个、在电路的一侧或在电路的两侧上组合两个或多个电极)通过简单组合电极16而刺激ihp。这样,可刺激相同丛的不同区域或部分。当然,所刺激的区域具有重叠部分,但是采用这里描述的不同电极16的构造产生不同的刺激样式和区域。尽管本发明的装置2可形成很多单独的神经刺激元件6,但是同时促动可产生较少的神经刺激元件6(例如采用十六个电极16时的八个),然而,对于这里描述的独立地促动,装置2仍可形成更多的神经刺激元件6。对于相同的神经刺激元件6仅功率、频率或其它参数的修改,还优选形成更多的神经刺激元件6。这样,神经刺激元件6的每一个可具有唯一的位置,其中对于所形成的神经刺激元件6的每一个,电极6分组、配对或以唯一的方式组织的其它形式。这样,所形成的每个神经刺激元件6具有唯一的位置,即使分组或配对共享一个或多个电极6,只要分组或接合不是相同的。每个位移的位置提供不同的焦点,不像单一神经刺激元件仅可改变功率、频率或某些其它特性,而刺激样式基本上相同。
尽管很多神经刺激元件6可用电极16形成以形成很多不同的神经刺激元件,但是在本发明的某些方面中,装置2可具有如上所述的至少四个或至少八个神经刺激元件6。神经刺激元件6的每一个可独立地促动(或者当然可同时促动)以刺激组织的不同区域(尽管这些区域可重叠)。在本发明的另一个方面中,神经刺激元件6有利地分布在主体4周围以独立地刺激各种目标丛。为此,装置2可包括至少三个神经刺激元件6,其相对于子宫颈轴线cva或主体4的中心轴线cab与相邻神经刺激元件有角度地分隔至少70度。如果以更多的区域为目标,装置2可包括至少四个神经刺激元件,其相对于子宫颈轴线cva或主体4的中心轴线与相邻神经刺激元件有角度地分隔至少50度。
尽管神经刺激元件6已经关于电极对16进行了描述,但是神经刺激元件6可由单一元件甚或单一电极16形成,而不脱离本发明的范围。例如,单一的压电元件可用于输送超声波能量,或者装置2可包括单一电极16,其另一个电极由另一个元件(甚至可植入元件)携带,而不脱离本发明的范围。
如上所述,很多引入阴道的传统装置具有缺点,它们常常刺激躯体神经,因为这些装置典型地设置在阴道的远侧(较低)的一半中。这些装置还常常旨在刺激骨盆肌肉,这可能导致这里描述的其它缺点。本发明通过设置装置2在阴道的近侧一半中而避免这些缺点,并且在某些实施方式中,可使所有的神经刺激元件6(或电极16)在阴道的近侧一半中。为此,本发明提供的神经刺激元件6设置为靠近目标丛:膀胱丛、左和右弗兰肯豪塞氏丛、下腹下丛以及下腹下丛与左和右腹下神经之间交界的交叉点。这些神经丛靠近阴道的近端穿行,如图1-3所示,并且典型地具有距阴道的暴露表面es1-2cm内的分支,这样,所描述的优选实施方式具有距目标神经丛不超过3cm的神经刺激元件6。所述的另一种方式,神经刺激元件6可设置为距子宫骶韧带不超过3cm,子宫骶韧带相邻于目标神经丛。所述的再一个方式是,神经刺激元件6设置为刺激膀胱丛、弗兰肯豪塞氏丛或下腹下丛,而不干预神经,且特别是不干预躯体神经。所述的再一个方式是,神经刺激元件6可设置为接触阴道的更靠近膀胱丛、左或右弗兰肯豪塞氏丛、左和右下腹丛或下腹下丛而不是骨盆底的暴露表面10。所述的再一个方式是,神经刺激元件6(且在某些实施方式中,所有的神经刺激元件6)设置为接触阴道通道的暴露表面es,其距阴道的近端在3cm内,或者接近子宫颈c的远端。整个装置2可接近阴道的近端和远端之间的中点设置。所述另一种方式,整个装置2可设置为距阴道的近端5cm内。所述的再一个方式是,神经刺激元件6全部接近阴道通道的近端和远端之间的中点设置。
电极16还定向且组织成使它们形成神经刺激元件6,其通常直接邻近地刺激。为此,电极16和神经刺激元件6组织成使近表面13相对于主体cab的中心轴线和子宫颈轴线ca在相同的纵向位置。尽管电极16和神经刺激元件优选以这样的方式定向,但是它们可纵向分开,而不脱离本发明的各方面。例如,电极6(并且在一个方面中,所有的电极16或神经刺激元件6)可纵向分开,从而电极6(以及由电极16形成的神经刺激元件6)的近表面13相对于主体cab的中心轴线或子宫颈轴线cva不超过1cm。
现在参见图20,所示的另一个装置2a包括主体4a,具有一个或数个突出34向外径向地相对于中央开口26a延伸。突出34可帮助将装置2a固定就位,并且在就位后保持装置2a所希望的方位。电极16可设置在突出34上,从而电极16设在主体4a的径向外表面上。
参见图21,再一个装置2b示出为具有延伸36从主体4向外径向地延伸。延伸36具有第一弯曲尖端38和第二弯曲尖端40,其帮助将装置2锚定到位且帮助保持所希望的方位。主体4b还可向外展开,这也可帮助保持力。主体4b向外展开,以随着主体4b在阴道中向远端延伸而变大。应理解,这里描述的所有装置2、2a、2b将合并采用其它装置2、2a、2b的所有方法,并且这样的采用对于这里描述的每个装置明确的合并。此外,所有装置2、2a、2b共享这里描述的相同的发明特征,并且这样的特征对于这里描述的所有装置也明确合并。例如,装置2的电极16的位置和使用适合于装置2a和装置2b的使用。
该装置也可用于刺激膀胱丛与弗兰肯豪塞氏丛或下腹下丛一起(或与二者一起)。膀胱丛可单独刺激或与另两个丛的一个或二者同时刺激。在另一个方面中,前侧可与后侧同时或单独刺激。
可理解,本发明能提供作为替代从不同位置瞄准超过一个从、以及可替代地、相同的从的能力。例如,数个神经刺激元件6设置为对于这里描述的每个丛刺激相同的丛。对不同刺激元件6的转换可减少习惯化和/或提供其它的治疗效果。此外,使用者可根据由使用者决定的功效简单选择,这些区域对于特定的治疗最有利。当然,计算机控制的算法也可用于确定特定的区域为目标,因为设定了参数或来自反馈的数据。控制系统18可控制装置2用第一神经刺激元件6刺激目标丛第一时间段,然后用第二神经刺激元件6刺激目标丛第二时间段,且独立于第一神经刺激元件6。这样,解决了习惯化,而不改变目标丛,而是通过改变神经刺激元件而改变了刺激位置。当然,目标丛(一个或多个)也可从这里描述的任何一个(或多个)目标丛变到另一个目标丛(一个或多个),以解决习惯化或所希望解决的其它问题。
在一个方面中,多个装置2c、2d、2e,例如至少三个,具有不同样式的刺激元件6,可提供为如图22-24所示。当然,可提供多个装置2c、2d、2e当中任何适当的丛方案。使用者可根据需要在装置2c、2d、2e(或者具有不同元件样式的其它装置)之间转换。采用装置2、2a、2b的所有方面和方法根据应用这里与多个装置2c、2d、2e结合使用。
参见图25和26,采用具有第一和第二活动元件50、61的装置2f也可提供选择刺激区域的能力。第一和第二活动元件50、61连接到支撑主体4f,为了设置在子宫颈周围其可延伸成至少270度的弧。活动元件50、61的每一个包括用于刺激神经的元件6f,并且这里结合装置2、2a、2b和2c-2e在这里描述的所有方面。第一和第二活动元件50、61允许使用者移动元件6f到所希望的位置以刺激目标丛。图25示出了活动元件50、61,其定位在子宫颈的相对侧(任何相对区域)时设置成刺激神经。图26示出了以其运动而形成一部分的活动元件50、61,其允许刺激这里讨论区域的一半,并且这样的使用特别结合于此。
参见图27,第一盖73和第二盖75提供为防止或减少使用这里讨论的装置2、2a-2f的任何一个刺激某些区域。第一和第二盖73、75可沿着主体移动以根据需要覆盖元件6。第一和第二盖73、75还可分隔用于形成窗口79,用于刺激窗口79内的组织。
在本发明的再一个方面中,装置2现在再一次参考图1-22。装置2自身可利用神经刺激元件6自身用于定向患者内的装置2。例如,当神经刺激元件6的一个发出能量时,神经刺激元件6的另一个可测量从发出元件6接收的能量。控制系统18监测其它神经刺激元件6接收的能量且记录有关所接收能量的数据。控制系统18可然后通过识别所接收能量的样式来识别装置2相对于子宫颈的方位。在另一个方面中,控制系统18可简单地测量两个或更多个神经刺激元件之间的阻抗。所形成的阻抗数据也可随后用于使装置2定向,其中控制系统18识别数据样式以定向装置2。所述的另一种方式,控制系统18可采用神经刺激元件的至少一个发出的能量和神经刺激元件的至少另一个测量所发出的能量用于定向该装置。控制系统18可保存参数样式且比较该样式与当前数据以关于子宫颈定向该装置。例如,rf能量或超声波能量可由一个或多个元件6发出且在另一个上接收,控制系统18监测且保存该数据。在另一个方面中,可利用神经刺激元件6之间的阻抗,控制系统18监测且保存该阻抗且匹配所保存的阻抗数据的样式以定向装置2、2a。装置2然后可根据控制系统18决定的方位采用神经刺激元件6改变刺激样式。当然,装置2在子宫颈周围的角位移可定向不同的元件6相邻于不同的目标,当然,本发明清楚地期待神经刺激元件6这样的位移和改变,并且因此用于刺激目标区域(神经丛)的特定元件6可变化。
测量和比较参数的这种能力提供了许多额外的好处。例如,测量阻抗的例子可以提供关于血液和组织的数据。一般来说,电极测量以及递送能量的能力可以提供关于在该装置的环境中的组织和流体的电性能的其他数据。获取在不同时间点测量的能力和装置2在超过植入装置的引线的空间中的进一步延伸的事实允许由装置对参数进行比较。装置2与身体内外的其他医疗和计算设备进行通信的能力扩展了所有的这些功能。装置2可将任何广泛的其它传感器结合到神经刺激元件中或者与该装置上的其他地方的或身体内或外的其它装置上的这样的传感器进行通信。因此,广泛的参数可以被检测和监测、诊断和治疗处理。内部佩戴的这种装置的数据集成在利用多个源和从检测延伸通过诊断来进行治疗方面是新颖的。
参见图28-51,示出了各种附加装置。与本申请中所有其它实施方式一样,这里所述用于一个实施方式的物理特征和所有使用方法同样可应用于所有其它实施方式。因此,对于图28-51的实施方式,这里涉及的刺激目标神经或神经丛的任何一个的所有方法或用于任何其它治疗应用结合于此。例如,这里描述的所有装置可包括刺激相邻于阴道的神经的第一神经刺激元件、设置为沿着子宫颈轴线观察在子宫颈的与第一神经刺激元件相对侧上刺激神经的第二神经刺激元件(单独或同时,而不移动装置)。类似地,所有其它的应用方法可特定地用于每个其它患者。此外,神经刺激元件的所有物理特性,例如尺寸、方位、数量和位置,也全部结合于此,且用于这里描述的所有实施方式。最后,尽管对于每个实施方式没有具体示出,但是每个装置包括诸如电池的电源以及这里描述的控制系统,并且每一个的特性可应用于所有的实施方式。
现在参见图28-31,示出了用于刺激神经的另一个装置2g,其中相同或类似的附图标记表示相同或类似的结构。如上所述,对应结构和方法的所有特征结合于此。例如,神经刺激元件6g,尽管与其它神经刺激元件相比形状独特,但是可结合上述神经刺激元件的任何特征,例如神经刺激元件6g可为电极16g。神经刺激元件6g设置在主体4g的外表面8g上。主体4g可形成具有中央开口90的封闭环88,子宫颈设置在中央开口90中。这里所用的术语"闭合环"或"闭合回路"是指与形状无关的任何的封闭形状,因此,这里描述的所有封闭形状构成封闭环或封闭回路。
主体4g的外表面8g形成截头棱锥,具有四个侧面92和圆形边缘。至少一个神经刺激元件(或至少两个)设置在每个侧面92上。作为替代,四个侧面92的至少三个的每一个可具有至少两个神经刺激元件6g。
主体4g包括凹陷80,其中设置神经刺激元件6g。主体4g可包括至少四个凹陷80和至少四个神经刺激元件6g,至少四个神经刺激元件6g的每一个设置在凹陷80的一个中。主体4g还可包括非导电壁82,延伸在凹陷80之间。壁82可被电绝缘(非导电)以彼此隔离神经刺激元件6g。壁82还可帮助容纳导电材料在凹陷80内,如下面进一步说明。主体4g还可具有另一个壁84,其延伸在开口90周围。壁84也可为非导电材料以帮助彼此隔离神经刺激元件6g(特别是在使用电极16时)且包含导电材料。壁84设置在设置在神经刺激元件6g和主体4g中中央开口的径向内边缘93(小端)之间。另一个壁91设置在中央开口90的径向外边缘107(开口的大端)。
主体4g还可包括储槽94,其包含易流动物质96,例如盐水或水凝胶。储槽94具有与凹陷80流体相通连接的内腔89和可渗透和/或多孔结构98(取决于应用),例如暴露且设置在凹陷80中的开孔泡沫。结构98具有孔隙100,其保持易流动物质96,其可为导电的(例如盐水或水凝胶)。易流动物质96可从结构98连续滴下,取决于结构98、内腔89和易流动物质96的物理特性,以使易流动物质96设置在相邻于神经刺激元件6g的凹陷80中。结构98可从储槽94自动地抽吸易流动物质96,因此根据需要自动地补充易流动物质96。当然,易流动物质96也可迫使来自于储槽94,而不脱离本发明的范围。易流动物质可为导电物质以增强神经刺激元件6g和组织之间的电接触。填充孔97可用于根据需要填充储槽94。储槽94的每一个可供应到单一的凹陷80,但是当然可供应到多个凹陷80,而不脱离本发明的范围。参见图31,易流动物质示出为填充凹陷80。凹陷80也可填充有渗透性材料99,渗透性材料99保持易流动物质96在这里的孔隙101中,如根据这里描述的其它实施方式所描述。
参见图32,示出了用于刺激神经的另一个装置2h,其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的结构。装置2h包括渗透性和多孔结构98h,其围绕神经刺激元件6h。这样,易流动物质96直接提供到神经刺激元件6h周围的区域。易流动物质96从可渗透结构98滴下且包含在具有壁的凹陷80内,壁界定了凹陷80,从而帮助包含物质96。壁还提供非导电屏障以减小相邻元件6之间短路的可能性(特别是在采用电极时)。
参见图33-35,示出了用于刺激神经的另一个装置2j,其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的结构。装置2j具有在主体4j的外表面8j上的神经刺激元件6j。主体4j可具有截头四棱锥的形状,并且可包括上述与该形状相关的特征。
主体4j包括延伸在凹陷80j之间的壁82j。壁82j可被电绝缘(非导电)以彼此隔离神经刺激元件6j。壁82j也可帮助包含在凹陷80j内的导电材料105,如下面所进一步说明。主体4j还可具有另一个壁84j,其延伸在中央开口90j的小端101周围。壁84j还可为非导电材料以帮助彼此隔离神经刺激元件6j(特别是在采用电极16时)且包含导电材料。唇缘103形成另一个壁107,其延伸在中央开口90j的大端(向外径向地侧)周围,因此用壁82j、84j和壁107围绕每个凹陷80j。导电材料105设置在凹陷中。材料105可为软的、柔韧的、导电的结构,例如这里描述哪些的任何一个,包括多孔材料或物质(采用盐水或诸如水凝胶的凝胶)。这样,导电材料105可相当符合组织的形状,以增强与组织的接触和导电。
参见图35,神经刺激元件6j可由柔韧的导电材料109覆盖。导电材料109也可为柔韧的,从而导电材料109也与符合某些组织的形状。导电材料109可为渗透性的开孔泡沫元件111,诸如盐水的导电流体包含在元件111的孔隙中。
参见图36,示出了再一个神经刺激装置2k,其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的结构。神经刺激元件6k设置在具有外表面8k的主体4k上,外表面8k的形状类似于截头四棱锥,并且这里描述的该形状的所有特性结合于此。装置2k包括插件120,插件120可为单独装置,由使用者连接到主体4k。作为替代,插件120可集成在装置2k中,而不脱离本发明的范围。
插件120具有导电元件122,其设置在神经刺激元件6k上,可为柔韧的以符合组织,并且因此增强导电。多个导电元件122连接到非导电元件124且由其分开,非导电元件124也可为柔韧的。导电元件122可为凝胶,例如水凝胶,或者具有诸如盐水的易流动性材料的多孔材料126,易流动性材料包含在多孔材料126的孔隙中。为此,术语导电应包括多孔材料,该多孔材料不导电,但是在孔隙填充有导电材料时可导电。非导电元件124也可为材料的薄层,例如由非导电材料制作的封闭单元结构。作为替代,非导电元件125可简单地为诸如硅的非导电材料的柔韧层127。层127的柔韧性质可帮助适合组织,以在相邻神经刺激元件6k之间产生导电屏障。插件可包括主体129,其可简单地为在中央开口133的径向外部(大端)的弹性带131。带131可连接到非导电元件125和/或导电元件122之一或二者。
参见图37-43,示出了利用插件130的另一个装置21,其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的结构。装置21与装置2k基本上相同,并且装置2k的所有方面结合于此。插件130具有安装到主体133的分隔位置的导电元件132,可形成封闭回路145。导电元件132可为这里描述那些的任何一个,包括上述柔韧结构。主体132包括非导电元件135,例如薄层,设置在导电元件之间,从而导电元件132连接到非导电元件135且由其分开。主体132可包括可溶解部分142,其在常规条件(该应用中的阴道)下溶解在主体内。参见图41和43,可溶解部分142可包括非导电元件135,因此仅留下导电元件132。
参见图44-51,示出了装置2l、装置2m和装置2n,主体4l、4m、4n具有外表面8l、8m、8n,其每一个形成环面。如这里所用,“环面”应应用于环面状或总体上环面状的形状。装置2l、2m和2n还形成封闭环150,与上述其它实施方式类似。神经刺激元件6设置在凹陷80l、80m、80n中,如图46、47、48和50的截面图所示。装置2l的主体4l具有中央开口154。主体4l具有非导电壁156,其可为相邻于开口154的封闭回路158,并且设置在神经刺激元件6和环面的径向内侧170之间。凹陷80l、80m、80n和神经刺激元件6主要设置在环面的径向外侧164上。装置2n包括凹陷80n,其形成圆齿状的壁165延伸在中央开口174周围且设置在神经刺激元件6n和环面的径向内侧170之间。如各种截面图所示,环面的径向内侧170上的外表面8l、8m、8n可有些变平。
参见图51,示出了另一个插件190,其可应用于装置2l、2m和2n的任何一个。插件190可与装置2l、2m、2n集成,或者可为单独的、任意使用的装置,由使用者施加。插件190具有由非导电元件194分开的导电元件192,与上述其它插件类似且上面有关导电元件192和非导电元件194的全部讨论同样可应用且结合于此。非导电元件192例如可为诸如硅的非导电材料层193。插件190可包括主体204可简单地为弹性带199,在一端上延伸以固定插件190到装置2l、2m、2n上。主体190可形成封闭回路195(如这里宽泛的描述),弹性带199限定封闭回路195在中央开口209周围。非导电元件194还可形成相对于导电元件192的凸起壁。凸起壁还可为硅的薄层。插件190可包括开口197,神经刺激元件6通过其暴露。开口197设置为暴露神经刺激元件6,至少一个神经刺激元件6在每个开口197中。这里所用的术语"插件"用于描述可重复利用部分所用的可任意使用的装置,尽管插件实际上可不“插入”在该装置的任何部分中,并且如所示,实际上可简单地围绕其它可再利用装置。当然,有时插件引入另一个目标(例如凹陷)中,而这样的相互作用是不需要的。这里所用的术语“系统”是指集成的单一件装置,而不意味着或要求多个部分(而不是这些集成在一个系统中)。当然,系统仍可提供成单独的部件,例如分开的控制器、控制系统或电池在阴道之外,也不脱离本发明,因为系统仍可包括用无线或有线联接在一起的单独的部件。
下面参照图52,示出了根据本发明的植入物220。植入物220用于独立地刺激神经,结合其它植入物220或结合装置2、2a-2n中的任何一个。植入物220通过外科手术被放置和固定成邻近子宫骶骨韧带,使得第一神经刺激元件224a(联接到植入物本体226)定位成与子宫骶骨韧带接触。植入物本体226可被直接固定到子宫骶骨韧带,其中子宫骶骨韧带定位在延伸通过植入物本体226的通孔227a中。可替代地,植入物220可被固定到另一结构,其中神经刺激元件224a定位成与子宫骶骨韧带接触。第二神经刺激元件228可以定位在植入物本体226的外表面233上,使得其在放置之后与腹膜接触。第三神经刺激元件230(同样联接到植入物本体226)也可被设置和定位成与在通孔227a从第一神经刺激元件224a的相对端的子宫骶骨韧带接触。第四神经刺激元件232还可以与腹膜接触,并且与第二神经刺激元件228分隔开。为了限定本发明特别是权利要求的目的,与神经刺激元件和其它结构比如“第五神经刺激元件”相关的数值命名不得携带数值意义,其中引用“第五神经刺激元件”并不需要另外四个神经刺激元件且数值意义不应予以考虑。因此,根据权利要求书,“第五神经刺激元件”可以是在仅引用两个时的第二引用的神经刺激元件。事实上,对于特定的植入物来说,“第五神经刺激元件”的使用可以是第一(并且可能仅有此)神经刺激元件,但被使用是由于另一植入物引用(有时在随后的从属权利要求中)第二、第三和第四神经刺激元件。此处描述的神经刺激元件的所有方面均适用于植入物220的神经刺激元件,且所有的特征和特性在这里合并用于植入物220的神经刺激元件。
子宫骶骨韧带在被引入通孔227a时穿过狭槽234。植入物本体226可从打开位置移动到锁定位置,打开位置允许子宫骶骨韧带进入通孔227a,锁定位置防止子宫骶骨韧带移出通孔227a。锁定位置还可以以任何合适的方式设置有比如独立的结构,其包括如缝线、扣钩、肚带、夹具或狭槽234上的滑动门或闸门,而不脱离本发明的范围。
参照图54,植入物本体226还可以采用输送工具236被保持在打开位置。输送工具236具有可动夹爪235,使得输送工具236可以将植入物220保持在图54的打开位置,并且在需要时释放植入物220。植入物本体226被引入到处于打开位置的腹部,并且在子宫骶骨韧带定位在通孔227a中时被释放。植入物220可以自然地移动到锁定位置,其中输送工具236保持植入物220处于打开位置。可替代地,植入物本体226可以自然地偏置到打开位置并且由输送工具236关闭,以夹紧和固定植入物220到韧带。当然,夹紧力必须以受控的方式被施加,以防止子宫骶骨韧带上的压力过大,同时仍适当地固定植入物220。植入物220可以包括其它固定特征比如一个或多个孔眼来接收穿过子宫骶骨韧带的缝线,而不脱离本发明的范围。
植入物220还包括联接到植入物本体226的电源238,比如电池240。控制系统242(定位在植入物本体226内)以常规的方式联接到电源238和神经刺激元件。电池240可以是可再充电的(未示出),而不脱离本发明的范围,并且可以采用在与装置2相同位置的定位在阴道中的充电装置进行充电,如下面更详细地描述。
如上所述,第一和第三神经刺激元件224a、230a与子宫骶骨韧带接触,其本身通过各种组织路径物理地连接到如本文所述的目标丛。因此,子宫骶骨韧带用于将神经刺激发送给目标丛和神经,且子宫骶骨韧带相对于目标区域的解剖位置是有利的,如上所述。植入物220上的神经刺激元件还可以用于刺激其他神经丛,比如上腹下丛(shp),这对于使用装置2来刺激将是困难的。植入物220上的神经刺激元件还可以适用于输送刺激到中间直肠丛来治疗粪便冲动、直肠状况、和/或尿失禁。
参照图53,示出了另一植入物220a,其中相同或相似的附图标记指代相同或类似的结构。该植入物具有通孔227a、控制系统242以及第一、第二、第三和第四神经刺激元件224a、228a、230a、232a。通孔227a是锥形的,以适应韧带的锥形几何形状。当确定植入物220a尺寸时,该尺寸可以采取在两个位置,使得还可以在选择植入物220a的合适尺寸时考虑锥形几何形状。第一神经刺激元件224a具有穿刺元件250,其配置成在将第一神经刺激元件224a固定到子宫骶骨韧带时延伸进入且刺穿子宫骶骨韧带。为此,穿刺元件250可以是延伸到通孔227a中的倒刺、针、钉或销。当植入物220a围绕该韧带放置时,穿刺元件250自动地延伸进入并刺穿韧带。穿刺元件250可有助于防止植入物220a沿着韧带迁移(打滑),并且还可以通过改善第一神经刺激元件224a和子宫骶骨韧带及相关自主神经之间的接触来改善刺激。穿刺元件250优选地由导电材料制成,使得穿刺元件250形成一部分的第一神经刺激元件224a。要理解的是,每当描述到植入物220时,植入物220a都可以采用合并的所有特征和方法来被取代。
植入物220还可以足够小,使得两个植入物220可以定位成邻近(且甚至固定)于相同的子宫骶骨韧带。如果这些植入物220是分开的(一个在前面定位在子宫骶骨韧带上,另一个在后面定位(如图70所示)),则可能主要是一个植入物刺激ihp,而另一个刺激shp。
植入物220可以单独使用,连同其他的植入物220、220a一起或者与定位在本文所述且在图69中所示的阴道内的任何装置2、2a-2n结合。应当理解的是,当装置2被描述用于与植入物220组合即任何其它装置2a-2n可用作替代时,那些特征和使用方法(包括所有的权利要求)都明确地被合并。此外,定位在本文所述的阴道内的装置2、2a-2n的所有方面都可以与本发明的植入物220一起使用来刺激神经和神经丛,且对于装置2、2a-2n的神经刺激元件和方法的所有方面、用途和特征专门在此处合并,用于与本发明的植入物220相组合。
植入物220和装置2、2a-2n可以一起工作来刺激神经,以调节围绕阴道的最上面部分和子宫颈的自主神经丛(即下腹下丛(ihp)、弗兰肯豪塞氏丛(左和右)和膀胱丛(左和右))的信号。以这种方式,刺激可能会改变整个交感神经链的全身交感神经放电。在具体的方面,装置2可以具有两个神经刺激元件6。装置2上的两个神经刺激元件6和植入物220上的神经刺激元件一起刺激以下列表中的至少三个神经丛:shp、ihp、左膀胱丛、右膀胱丛、左弗兰肯豪塞氏丛和右弗兰肯豪塞氏丛。例如,植入物220可以刺激ihp(或shp),而装置2具有相对于中线83(参照图22)刺激弗兰肯豪塞氏丛(左和右)的一侧的神经刺激元件6和刺激弗兰肯豪塞氏丛的另一侧的另一神经刺激元件6中的至少一个。可替代地,神经刺激元件6可以定位成相对于中线83其中一个神经刺激元件6定位在膀胱丛的一侧上且另一神经刺激元件6定位在膀胱丛的另一侧上。如本文所用的丛的“另一侧”是指中线到另一神经刺激元件的相对侧上的任何位置,因此位于“另一侧”上的神经刺激元件不必是彼此相距180度。
装置2还可以与植入物220进行通信,以协调刺激。例如,各种疗法可能需要同时刺激,而有些则需要独立刺激。通过使用装置2的神经刺激元件6和植入物220的神经刺激元件,装置2和植入物220可以通过简单地发送和接收通过组织的电信号来进行通信。为了本发明的目的,“通信”应需要信号或信息的发送或者接收,但不要求两者。装置2的控制器24可用于与装置2的控制系统18进行通信来控制例如刺激的持续时间和刺激的强度。控制器24还可配置成将用于植入物220的控制系统242的刺激指令发送给装置2,其然后将该指令发送给植入物220。当然,控制器24还可以配置成将指令直接发送给植入物220的控制系统。例如,控制器24(和/或植入物220)可以产生射频信号,从而以传统的方式相互通信。
一个以上的植入物220可被传送并固定到同一个子宫骶骨韧带。每个植入物220可以包括与本发明的植入物有关的所有特征。当使用一个以上的植入物220时,植入物220的控制系统242还可以彼此通信来协调刺激(比如同时刺激或独立刺激)。通过使用发送到神经刺激元件和来自于神经刺激元件的电信号以及穿过组织所发送的电信号,植入物220可以通信。可替代地,神经刺激元件(或单独的天线,未示出)可用于发射和接收射频信号。当然,植入物220之间的通信的任何其它合适的方法都在本发明的范围内,包括植入物220(比如细丝或金属丝)之间的物理连接,尽管无线通信是优选的。
下面参照图55-67,对输送植入物220的方法进行描述。可以通过使用传统的和/或机器人辅助的腹腔镜技术来放置植入物220。女性患者被置于全身麻醉,并定位成用于在如图55所示的背侧取石术和trendelenberg位置中的妇科医生腹腔镜检查。通过使用具有摄像机和辅助端口的腹腔镜和/或机器人技术,在子宫骶骨韧带的预定部分上的腹膜呈帐篷形,且开有开口或窗口以获得腹膜后的访问,如图56所示。然后采用抓紧器提升韧带且韧带居中运动,如图57所示。
引入韧带测量器225,且测量韧带的尺寸(周长、直径和/或厚度),如图58所示。当使用植入物220a时,至少进行两次测量以提供适当形状的锥形通孔227a。测量器225可以使用确定厚度的任何常规方法,例如使用磁性的、电磁的(未示出)物体来确定物体之间的间隔。递送工具236(装载有合适尺寸的植入物220)然后被引入腹部,如图59所示。递送工具236随后用于将韧带定位在植入物220的通孔227a内。递送工具236可以包括枢转保持器229,以便于围绕韧带定位植入物220。外科医生将致动可动夹爪235以在如果植入物220由递送工具236保持打开时简单地释放植入物220。可替代地,递送工具236可以通过使用可动夹爪235来将植入物220夹至韧带。图60示出了固定到韧带的植入物220,图61示出了关闭的腹膜。图62示出了固定到每个子宫骶骨韧带的一个植入物。图63-68示出了用于放置植入物220的上述过程的替代视图。
植入物220可以采用永久的单丝缝合线(未示出)被进一步固定到韧带。植入物220的暴露的纵向边缘的任一端还可以包括箭头状倒钩(未示出),其附连到固定长度的缝合线,缝合线经由内部机构突出到通孔227的相对侧上的接收开口中。箭头状倒钩可以相对较大,使得其被捕获并包含在植入物220内。近端和远端缝合线可被同时输送,具有固定的缝合线长度。正确安装的植入物220将呈现出在中间表面上的两个大约2-3毫米的暴露的缝合线。一个或多个缝合线可以穿过韧带,以进一步防止植入物220沿着韧带行进或打滑。然后植入物220采用可吸收的缝合线在手术上腹膜后化(retroperitonealize)。在腹膜后化的植入物成为腹膜内的情况下,缝合线特征和植入物220的轮廓设计成防止肠粘附。
参照图71和72,示出了另一植入物220b,其可以以与任何其他植入物220、220a(包括本文所述的任何装置2a-n的组合)相同的方式来使用,且所有这些使用在此处被明确合并。例如,植入物220b可以定位成子宫骶骨韧带定位在通孔227b中。植入物220b具有电源238b,其优选的是电容器239,但也可以是电池240(参照图52),而不脱离本发明的许多方面。电池供电的植入物(包括可再充电电池)具有若干个缺点。首先,电池寿命往往是植入物寿命的限制因素。由于对于许多植入物应用的尺寸约束,植入物在尺寸上也往往受到限制。不幸的是,较小的电池显然导致较短的电池寿命。可再充电电池可以延长常规植入物的寿命,然而可再充电电池在它们通常能承受的充电周期的数量上仍然受限。更换电池(或移除植入物)通常需要另一手术过程。最后,电池还包括潜在的有毒物质,使可植入医疗装置的设计、制造和管理任务复杂化。
电容器239可以由任何合适的电容器材料制成,最近开发的材料提供了可与电池相当的高能量密度。电容器239的另一优点是非常高的循环寿命。电容器239相对于可再充电电池的一个显著优点是,电容器239可以再充电数千次甚至数万次。用于电容器239的一个这样的材料是由多层石墨和聚合物247制成的。植入物220b包括印刷、蚀刻或以其他方式沉积或形成在第一柔性基板264上的感应元件260,比如感应线圈262。植入物220b具有四个感应元件260。控制系统242b形成在第二基板266上。电容器239、控制系统242b和植入物本体226形成到辊中,并且粘结在一起,夹在神经刺激元件6之间,以形成图72的植入物220b。在操作过程中,控制系统242b调节电容器239的放电来对植入物220b供电并产生神经刺激脉冲,如本文所述。控制系统242b可以包括开关(未示出),以在必要时将感应线圈262选择性地分离或联接至电容器239。在一种操作模式中,电容器239或被充电或从电容器239抽取能量来对植入物220b供电。感应线圈262分别联接到整流器267,其供给dc电流来对电容器239充电。
相比于传统的电池供电的植入物,电容器239还可以促进设计出更小的植入物220b,因为一些电容器材料可被再充电数万次,因此电容器239不需要高的存储容量,因为它能够可靠地再充电数千次(不像电池可以承受更加有限数量的再充电次数)。为此,电容器239的尺寸可被确定成在峰值运行条件下提供至少2天的功率,并且在峰值运行条件下可以不超过60天,从而保持小尺寸。相比于可比较的电池操作的植入物来说,以这种方式确定电容器239尺寸将促进设计出更小的植入物220b,同时还提供更长的植入物寿命,这是由于电容器239可再充电的次数比典型的可再充电电池多很多。
下面参照图73和74,示出了另一装置2p,其设计成定位在阴道(且特别是阴道穹窿)中。装置2p还可以用来对图71和72的植入物220b的电源238(比如电容器239)充电,但还可以与任何其它植入的医疗装置一起使用。装置2p类似于装置2、2a-n,且装置2、2a-n的所有用途和方面在此处合并。装置2p类似于装置2,不同之处在于两个神经刺激元件6分别被替换为磁场产生元件268。磁场产生元件268包括配置成产生磁场的一个或多个线圈269,磁场撞击植入物220b的感应线圈262来对电源238充电。装置2p还包括神经刺激元件6,其可以以在本文中描述的任何方式(包括与植入物220、220a、220b描述的所有组合)来使用。控制系统18p以常规方式调节通过线圈269的电流以在植入物220b的感应元件262提供波动式的、脉冲式的或以其它方式变化的磁场。感应元件262经由电容器239的前后两侧上的触头265电联接到电容器239。电容器239联接到植入物控制系统242b,其从电容器239汲取电能并且产生和输送神经刺激治疗。装置2p和控制系统18p可以以本文描述的任何方式操作。值得注意的是,所有的目标丛仍可以采用装置2p处理和确定目标,因为邻近的神经刺激元件6仍能刺激相邻于磁场产生元件268的目标位置。
植入物220、220a、220b还可以采用单独的设备来充电,而不是使用神经刺激装置2、2a-p。参照图75和76,示出了第一充电器302和第二充电器304。第一和第二充电器302、304分别包括围绕凹陷309延伸的磁场产生元件306。凹陷309可以是类似于装置2的通孔的一部分,或者凹陷309可以覆盖在凹陷309的端部,如图所示。第一充电器302具有带有致动器308的手柄307,以打开和关闭充电器。第二充电器304包括拉线311来帮助移除第二充电器304。第一和第二充电器302、304除了形状之外基本上是相同的,使用者的解剖结构可以规定哪个充电器302、304对于穿用者更舒适。图77示出了充电器306已就位来对植入物220的电源充电。
再次参照装置2、2a-p,下面讨论所涉及的方法和装置用于确认装置2、2a-p处于正确的方向,也就是装置2、2a-p还没有移动,使得神经刺激元件6已经改变位置。装置2、2a-2p最初由使用者定位在已知的开始方向上,使得神经刺激元件6位于邻近其预期目标来进行刺激。标记81(参照图9)在最初定位和定向装置2p时可能是有用的。装置2p(或任何其它装置2a-p)还可以包括确认装置2p已经保持起始或预期方向的过程。为了确认装置2p仍如预期定位,装置2p配置成评估装置2p的当前方向来确认该方向没有变化。控制系统18p可以周期性地评估装置2p的方向,或者用户可以通过使用控制器24p来将指令发送给装置2p,以评估装置2p是否已经从相对于子宫颈或cva的期望的方向移动。如果方向已经改变,则控制系统18p使用有关方向信息的改变来根据需要重新分配神经刺激元件(基于方向的改变),使得神经刺激元件再次定位成在已知的方向上相邻于预期的神经和/或丛。以这种方式,装置2p可以继续正常运行,而不需要像否则将是必要的那样重新定位装置2p。
如上所述,控制系统18p可以自动评估装置2p的当前方向,并且必要的话重新分配神经刺激元件6而无用户输入。在一个方面,装置2p可以包括传感器270,其联接到控制系统18p用于检测涉及装置2p方向的参数。控制系统18p可以周期性地采样相同的参数,以确认装置2p没有移动。如上所述,参数可以是在一个或多个神经刺激元件6接收的并且由另一个神经刺激元件6发射的电信号。可替代地,该参数可以是另一个电生理参数比如组织的阻抗,或者可以简单地是天然电活动的量度。取决于所选择的特定参数,控制系统18p还可以检测和存储与起始或期望的方向相关的参数,用于与对于当前方向检测的参数进行比较。
参照图74,传感器270安装在毂56p内且位于中线83(参照图9)或其附近。传感器270可以是如图所示的独立元件,或者可以是如本文所提到的一个或多个神经刺激元件6,而不脱离本发明的范围。在一个方面,传感器270可以配置成检测接近对象272(其可以是控制器24p的一部分或者可以独立于控制器24p)。传感器270可以是磁传感器,对象272可以产生磁场,传感器270可以远程检测该磁场。当然,传感器270可以以任何其他适当的方式进行操作,比如用于与是金属的对象272一起使用的金属传感器270、检测由对象272发射的uv光的紫外线传感器,或者传感器270可以是rf天线,其接收由对象272发射的rf信号。对象272可以任选地由用户佩戴,例如对象272可在预定位置被固定到衣服或配件(比如皮带)。当对象由用户佩戴或携带在预定位置时,装置2p可以自动地周期性评估方向。
对象272可以由控制器24p携带。控制器24p定位在相对于用户身体的预定位置,且控制系统18p用于将指令发送给装置2p来评估装置2p的当前方向。为此,用户将控制器24p简单地定位在预定位置,比如肚脐,然后控制器24p用于将指令发送给装置2p来评估装置2p的方向。传感器270(比如磁性传感器)检测对象272,并且基于所检测的数据来确定装置的方向。
传感器270可以是重力传感器。类似于上述其它方法,控制器24p通过使用控制器24p来开始评估装置方向,从而将指令发送给装置2p来评估装置2p的方向。在发送指令给装置2p之前,用户首先将自己定位在预定的身体位置,比如在她的背上平趴。然后,控制器24p用来发送信号以指示装置2p的控制系统18p来评估方向。此时,传感器270确定装置2p的当前方向。控制系统18p可以将用于当前方向的传感器270重力相关数据与和起始方向相关的数据(无论是存储的数据还是检测和保存的数据)进行比较。为此,控制系统18p可以以同样的方式存储与起始方向相关的数据。用户将假设预定的身体位置,比如躺下,然后使用控制器24p来指示装置2p使用传感器270,以获得与起始或预期的方向相关的传感器数据,用于与当前方向相关的传感器数据进行比较。传感器270和对象272还可以切换位置,其中传感器270安装至控制器24p,对象272安装到装置2p。例如,对象272可以仅是毂56p的金属部分,而传感器270可以是安装到控制器24p的金属传感器270。控制器24p从传感器270接收信息来评估装置2p的当前方向。控制系统18p将信号发送到装置2p,以在必要时根据装置2p的当前方向来重新分配神经刺激元件6。
评估装置2p的方向还可以通过使用本发明的一个或多个植入物220、220a、220b如内部标记或参考点来完成。当装置2p和植入物220b一起使用时,植入物220b可以发射由传感器270检测的信号来评估装置2p的方向。装置2p还可以使用两个或更多个传感器270来三角测量传感器数据。两个或更多个神经刺激元件6还可用于检测一个或多个植入物220b的电活动。装置2p可以检测与植入物220b的电活动相关的任何合适的参数。
参照图78-83,示出了另一装置400q,其定位在阴道内。装置400q包括主体4q和定位在主体4q的外表面8q上的神经刺激元件6。神经刺激元件6由控制系统18q控制并且由电池20供电,如参照图80的本文所述。控制系统18q以已知的方式联接到每个操作元件。
如本文所述,神经刺激元件6也可以是传感器(参见传感器270及有关描述)。例如,当神经刺激元件6包括传导电极时,神经刺激元件6可用于获取ecg数据。为此,在环的相对侧上电极可被选择。先前还已经描述了与本发明的装置有关的各种其它传感器,且这些传感器同样结合在此处。
各实施方式还将提供旨在优化数据检测和监测的特征,这进一步允许将数据检测与治疗的传送送结合。装置表面和神经刺激元件都可包含传感器和/或传感电极,用于测量变量如声学、压力、温度、流量、加速度和ph值。半导体和光纤技术比如拉伸的聚酯薄膜都可以使用。因此,传感器可以是压电纤维的,允许装置表面的部分或全部提供检测信息,不同的导电层测量不同的信号。电容式压力检测可以利用生物微机电系统(biomems)。
装置400q可以包括如现在所述的额外的传感器。血压传感器409在面对中央开口的一侧上沿着主体4q延伸。血压传感器409与控制系统18q通信。血压传感器409可以包括材料411,并且可以是材料413的细长条,其可产生所需的压力信息。例如,材料411在变形时可以产生电信号,或者可以产生类似于应变计的电阻的变化。压电材料和将振动转换成电信号的其它材料还可以像获得血压的任何其它已知的方法那样用于血压传感器409。血压传感器409联接到主体4q,并且可以嵌入主体4q的薄壁部。此外,如将在下面进一步说明,血压传感器409还可以与主体4q分开并且与控制系统18q进行无线通信。
装置400q还可以包括其它传感器。例如,化学传感器421(以虚线示意性示出)可以检测例如离子浓度、ph值或电导率。已知的微器件可被合并用于这些用途。这些用途中的每一个明确地合并用于化学传感器421。材料通过阀423被抽取,其防止材料在大气压下进入。化学传感器421可导致集合551,如下面进一步描述。
采用本文所述的任何传感器得到的传感器数据可以用来确定是否存在某种条件,其将触发来自装置400q的相应的治疗反应。例如,可以响应于被满足的条件来改变使用元件6的神经刺激步骤。如本文所用,术语传感器可以指直接测量和发送原始数据的装置或者指处理该数据并且执行额外的计算和/或估计以实现“传感器数据”的装置,而不背离本发明的范围或如本文所用的单词“传感器”或“传感器数据”的意义。传感器数据被评估来确定该条件是否存在以由控制系统18提供治疗反应。
传感器可被设置成与主体4q分开,并且在主体4q定位在阴道内时位于阴道外。例如,传感器425(其例如可以是血压传感器)可以将原始数据传送给控制系统18q,并且佩戴在手腕上,如图83所示。如在此所使用,这种关系仍然落在术语“控制器”内,因为血压传感器供给数据,其有时控制着控制系统18的操作。例如,参照图83,控制器424q可以缠绕戴在手腕上,尽管还可以使用任何其它合适的控制器,比如蜂窝电话。控制器424q可以以任何方式进行操作,并且采取任何形式的本文所描述的控制器。
控制器424q可以包括传感器423,比如血压传感器425,如本领域中已知的。控制器424q可以采用本文中所描述的任何形式,包括戴在肢体比如手臂且专门为腕部上的装置,并且可以通过仅加长条带427而缠绕戴在腰部。此外,控制器424q可用于以本文中所描述的任何方式控制刺激。控制器424q与控制系统18q无线通信。传感器425可联接到控制器424q和主体4q中的至少一个。当联接到控制器时,控制器424q在确定条件存在时与控制系统18q无线通信。如本文中所使用,将原始数据传送到控制系统18q应在数据最终满足确保治疗的条件时足够传送数据,因为数据仍“控制”控制系统18q的动作。
装置400q可以包括另外的传感器,比如麦克风431。磁性致动器433用于扩展主体4q,如下所述,而且还可以充当麦克风431以通过基本上监听或监测振动而收集数据。例如,麦克风431可以监听呼吸、心脏跳动、脉搏和其他合适的心血管参数。在进一步的具体示例中,可以评估心脏跳动来确定是否存在心律失常条件。该条件可能与心脏速率、血压、心脏速率变异或者与“涉及”该条件的每个因素的各因素的任何组合相关。
装置400q还可以包括光学传感器441,其包括发射器和接收器(未示出),以提供可如本领域中已知的那样从光学传感器中导出的其它已知的值之外的血流量、脉搏和心脏速率数据。温度传感器443(以小探针445的形式)还可以提供核心体温。其他前面提到的传感器比如加速度计也可在此使用并且这些使用明确地结合起来。
本发明的传感器可以确定定量值,或者可以用来评估和确定值的变化,而不是精确的量。为此,条件可以至少部分地基于基准线条件。此外,该条件还可以基于在先前时间所采取的测量。例如,可以采用由与先前时间的条件相关的相同传感器所采取的测量来确定条件。在另一具体示例中,传感器检测心脏跳动达一段时间以获得心跳数据。心脏跳动数据用来确定心脏跳动数据的心脏跳动变化是否满足条件。心脏跳动变化可以包括基准线,用于与在先前时间的先前计算心脏跳动变化进行比较。
在装置400q的另一方面,该装置可包括联接到主体4q的收集储槽551。收集储槽551配置成容纳和收集材料,包括来自阴道的目标材料,比如微生物。材料可以由装置400q本身进行评估。例如,装置400q可以使用化学传感器421,比如ph传感器。低压力源556(所处压力小于大气压)与收集储槽551流体连通,以协助将材料抽入材料储槽。调节阀555调节压力来控制材料进入收集储槽551。小阀门比如鸭嘴阀(未示出)防止材料在大气压下进入收集储槽。
在另一方面,还可以像现在所述的那样基于满足特定条件的传感器数据来输送治疗材料。治疗材料459可以联接到装置400q的主体4q并且保持在材料储槽461中。一旦治疗材料联接到主体4q,比如通过将治疗材料459输送进入材料储槽461(通过注射器等)或者在材料储槽461可移除且可更换时将材料储槽461联接到主体4q,通过将装置400q重新定位在阴道中,治疗材料459被输送到阴道。图82示出的模块465是可移动的且材料储槽461和其他组件比如电池和收集储槽551可以以这种方式形成为可移除和可更换的。材料储槽461可以是另一模块465的一部分。磁性致动器590迫使材料从材料储槽出来。磁性致动器590还可以用来振动主体4q。阀比如鸭嘴阀防止材料进入材料储槽。
主体4q包括第一可膨胀部分571,以增加在主体4q上的第一尺寸。主体4q具有中心轴线ca,其中第一可膨胀部分571在相对于中心轴线(或子宫颈轴线cva)的横向方向上增加第一尺寸。换句话说,沿着中心轴线ca观察时,第一可膨胀部分571增大了主体4q的周边长度。
主体4q还可以具有第二可膨胀部分573,其在膨胀时同样增加了第一尺寸,比如周边长度。可替代地,第二可膨胀部分可以在膨胀时减小中心开口426的尺寸。第三可膨胀部分575可以设置成平行于第二可膨胀部分573以增加所施加的力。此外,第二和第三可膨胀部分573、575可以径向向内或向外膨胀。
第一、第二和第三可膨胀部分571、573、575由如本领域中已知的磁性致动器驱动。磁性致动器每个都具有两个臂579,它们延伸到由这两个臂579支撑的公共交叉构件561。交叉构件561可以嵌入在主体4q的侧壁中。侧狭槽563允许第二和第三致动器573、575稍微凹陷以容纳相对的运动。可替代地,臂579可以包括伸缩元件(未示出),其允许所述臂延伸而不是提供侧狭槽563。可膨胀部分571、573、575可以用来拉伸阴道壁,这被认为具有治疗效果。
在本发明的另一方面,装置400q可用于输送治疗材料。含有治疗材料459的材料储槽461可联接到主体4q。本文中所描述的任一个传感器比如光学传感器可以用于获得传感器数据。传感器数据用于确定条件是否存在于在检测步骤中的数据。如果是这样,则可以输送治疗材料459。例如,传感器可以是ph传感器,其确定ph条件是否得到满足。控制系统可以以适当的量控制治疗材料的输送,例如基于由ph传感器进行的ph测量。对于本地(阴道内)药物输送的一种这样的临床应用将会涉及滴定阴道雌激素的剂量和输送至具有萎缩性阴道炎的绝经后妇女的阴道的ph值。在绝经前的妇女中,阴道是相对酸性的。健康的阴道菌群有丰富的雌激素反应乳酸杆菌。乳酸杆菌形成乳酸并保持阴道ph值约为3.8至4.5。在更年期,菌群变化,这是因为雌激素依赖性乳酸杆菌无法茁壮成长。其结果是,阴道ph值在更年期升高,通常高于5.0且潜在地达到7.5。40%的绝经后妇女遭受萎缩性阴道炎症状。阴道激素比如雌激素是一种有效的治疗方法。然而,很多女性出于对已知风险的考虑而不愿意使用甚至低剂量的雌激素。目前给药不是很个性化的,这是因为使用了标准剂量。描述的阴道装置可以定期评估阴道ph值并且调节雌激素剂量和输送,从而使得用户接收保持健康的阴道ph值所需的最低剂量的雌激素。以这种方式,阴道的ph值可以随治疗材料改变。
因此,现在简要地提供插件和/或储槽的众多应用中的一小部分。ph值可以通过传感器来测量,且ph值的上升采用剂量控制的雌激素处理。细胞学收集允许研究细胞生物学和应用治疗材料。阴道菌群(栖息阴道腔的部分微生物)的收集允许分析微生物和输送治疗材料,例如与感染有关。
在参数的闭环检测和处理的另一实施方式中,所描述的装置可以处理全身性参数。例如,装置可以检测血压(采用控制器或主体上的传感器测量的)、心脏速率或心脏速率节奏,并且分配适量的治疗材料来改变该参数。例如,治疗材料被选择成改变心脏速率和心脏节律中的至少一个。对治疗反应的参数将基于预定和编程的算法。该装置能检测和解释针对药物的参数响应,从而确保适当地滴定剂量以进行反应。
阴道壁通过扩散、细胞间紧密连接调节机制以及受体或膀胱运输机制是可渗透的。化学聚合物还可以有助于通过阴道壁的高分子输送。全身性药物的阴道输送的优势包括吸收壁,其比外部皮肤更可渗透,具有丰富的动脉和静脉血液供应并且避免了首关代谢(first-passmetabolism)。
装置2a-p基于测量的参数而利用传感器及其他装置来评估和自动调节方向的这种能力允许通过该设备更广泛地使用传感器来监测身体参数。如上所述,装置2a-p上的传感器可以是一个或多个神经刺激元件,或者可以是独立的元件。所使用的传感器可以包括上述讨论中提到的传感器中的一些,但还可以包括本领域中已知的任何其他传感器、生物传感器和换能器。这些传感器可以与装置2a-p本身上的其它传感器、与独立于或集成到如上所述的控制器(该控制器与用户的个人设备比如智能电话分开或者是其一部分)的对象上的传感器以及与其他的医疗和计算设备上的传感器通信。传感器可以包括换能器,在各种形式之间转换能量。
比较和通信传感器数据的这种能力提供了许多优势。在一方面,可以从阴道穹窿中的装置2a-p的位置访问一些重要的参数,但不能从外部装置比如用户佩戴的那些装置访问。换句话说,装置2a-p唯一地定位在主体的核心。因此,装置2a-p能够进行这些测量,比如核心体温,并且可以检测组织及其内部身体环境中的体液。在另一方面,存在由装置2a-p测量的其它参数,这还可以由位于身体内部或外部的其它装置测量。例如,用户可以佩戴具有传感器的装置,这可以通过皮肤从外部位置进行测量。这允许比较和三角测量来自装置2a-p的数据,以提供超出单独从外部磨损装置所能获取的信息。装置2a-p还可以利用其他历史数据。由装置2a-p检测的所有数据可以集成到补充的诊断和治疗功能中。
装置2、2a-2n的控制系统242、242b和/或手持控制器24可以记录关于治疗方案的数据,包括开始和结束时间、所使用的神经刺激元件、电阻、电流、频率、治疗的中断以及对方案所做的任何变化。用户也将能够记录主观和客观的信息,这将用于调节和调整未来的方案以满足她的特定需求。例如,如果她对某一治疗方案具有良好的反响,则她可能在一天或预定评估周期的结束时注意到它。在这种情况下,治疗方案将得到维持或者她可以选择朝向益处阈值来降低刺激强度。
用户还可能注意到她何时经历副作用。通过审查经历副作用期间所使用的治疗方案(包括电流、刺激频率、有源电极和治疗的持续时间),她与她的医疗团队将能够改变刺激设置或共同地重新引导治疗至另一目标结构。
用户可以通过使用控制器24或通过定期疑问或标准化的问卷调查和膀胱日记的自由文本响应来记录体验。所有的数据将被记录并可以下载到计算机和诸如手机的便携式装置。在一方面,用户的个人装置(即电话)可以重新编程控制器24并改变方案。如果患者期望和同意,则该客观的、主观的及方案的数据可被电子传送用于由医疗提供者远程评估或用于研究目的。
本发明可用于治疗很多不同的状况,例如尿急、尿频、夜尿症、急迫性尿失禁、应力性尿失禁、没有感官意识的遗尿、膀胱痛、尿道痛、尿道综合征、排尿犹豫、骨盆底协同失调、间质性膀胱炎、排尿困难、膀胱过度活动、尿潴留、迟疑、拖延尿流、痛经、骨盆痛、盆腔静脉淤血综合征、子宫内膜异位、肠易激综合征、便秘、便急、便失禁、直肠痛、排便疼痛和肛门痛。可被治疗的状况延伸到交感神经张力、心血管功能、性功能以及与自主神经有关的其他状况。当然,本发明的其它使用可以变得显而易见,而不脱离本发明的范围。
本发明已经结合优选实施方式进行了描述,但是应理解,在不脱离本发明范围的情况下对优选实施方式可进行多种修改。例如,主体可为v形,或者神经刺激元件可为线圈,电流通过该线圈从而引发磁场,而不脱离本发明的各方面。
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