[发明专利]利用非接触电极的神经调节的系统和方法

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2011年9月30日提交的美国临时申请No.61/541,651以及2012年6月8日提交的美国临时申请No.61/657,424的优先权权益，在此通过引用将其全文并入本文。

技术领域

本公开的实施例一般地涉及用于调节神经的设备和方法。更具体地，本公开的实施例涉及用于通过经由可植入的电调节器输送能量来调节神经的设备和方法。

背景技术

神经调节带来了通过与人体本身的天然神经过程的相互作用来治疗许多生理状况和失调的机会。神经调节包括在中央、外围或自主神经系统中对于活动的电或化学的抑制(例如阻滞(blockage))、刺激、更改、调整或治疗改变。通过调节神经系统的活动，例如，通过刺激神经或阻滞神经信号，可以实现数个不同的目标。可以在适当的时间刺激运动神经元以引起肌肉收缩。例如，可以阻滞感觉神经元以减轻疼痛，或者例如，刺激感觉神经元以提供信号给受治者(subject)。在其它示例中，自主神经系统的调节可被用于调整各种非意识的生理参数，诸如心率和血压。神经调节可以提供治疗一些疾病或生理状况的机会，在下面详细描述其若干示例。

可以应用神经调节的状况有阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。OSA是一种呼吸失调，特征为睡眠期间上气道的局部或完全阻塞的反复发作。在没有OSA的人的睡眠期间，在睡眠期间咽部肌肉放松并逐渐松垮，从而使气道变窄。气道变窄限制了睡眠者的呼吸的有效性，使得血液中CO₂水平上升。CO₂的增加导致咽部肌肉收缩以打开气道恢复正常呼吸。负责上气道扩张的咽部肌肉中最大的是颏舌肌，这是舌头上数个不同的肌肉中的一个。颏舌肌负责向前舌运动和前咽壁的硬化。在具有OSA的患者中，颏舌肌的神经肌肉活动相较于正常个体下降，造成了相较于正常个体的打开气道的不足的响应和收缩。这种响应缺乏促使部分或全部的气道阻塞，而这极大地限制了睡眠者的呼吸的有效性。在OSA患者中，在夜间经常存在一些气道阻塞事件。由于阻塞，血液中氧气水平逐渐减少(血氧不足)。血氧不足导致夜间唤醒，这可以通过EEG记录，表明从任何阶段的睡眠到短暂唤醒的大脑觉醒。在唤醒期间，存在有意识的呼吸或喘息，这解决了气道阻塞。通过释放诸如肾上腺素和去甲肾上腺素的激素来增加交感紧张活动速率也常作为对血氧不足的反应而发生。由于交感紧张的增加，心脏扩张以企图泵出更多的血液并增加血压和心率，进一步唤醒患者。在解决呼吸暂停事件之后，随着患者回到睡眠，气道再次松垮，导致进一步的唤醒。

这些重复的唤醒结合反复的血氧不足剥夺了患者的睡眠，导致白天嗜睡和恶化的认知功能。在严重的患者中这种循环每晚可以自身重复数百次。因此，夜间交感紧张的反复波动和升高血压的反复发作演变为整个白天的高血压。接着，高血压和增加的心率可能引起其他疾病。

为治疗OSA做出的努力包括持续气道正压通气(CPAP)治疗，这需要患者佩戴面罩，通过该面罩空气被吹入鼻孔以保持气道打开。其它治疗选择包括在软腭中植入硬性插入物以提供结构支撑、气管切开术、或组织切除。

可以应用神经调节的另一状况是发生偏头痛。头部的疼痛感觉经由枕骨神经、特别是枕大神经和三叉神经而发送到大脑。当受治者经历头部疼痛时，比如在偏头痛期间，对这些神经的抑制可以用于减少或消除疼痛感觉。

神经调节也可被应用于高血压。经由多个反馈机制控制身体中的血压。例如，颈动脉中的颈动脉体中的压力感受器对颈动脉内的血压变化敏感。当血压升高时，该压力感受器生成经由舌咽神经传导到大脑的信号，通知大脑激活人体的调节系统以降低血压，例如，通过改变心率和血管扩张/血管收缩。相反，在肾动脉上和周围的副交感神经纤维生成被运送到肾脏的信号以发起诸如盐潴留和释放血管紧缩素的升高血压的动作。调节这些神经可以提供对血压施加一些外部控制的能力。

以上只是神经调节可能有益的状况的几个示例，然而，此后描述的本发明的实施例不一定局限于仅治疗上述状况。

发明内容

根据一些实施例的配置用于植入受治者的身体内的植入单元可以包括配置为接收信号的天线。该植入单元还可以包括至少一对调节电极，配置为接近受治者的舌头而植入在舌下神经附近，该至少一对调节电极可以被配置为响应于由所述天线接收的信号而接收施加的电信号，并生成电场以从所述至少一对调节电极与所述舌下神经间隔开的位置调节所述舌下神经。