用于生物系統(tǒng)的電刺激的裝置和植入系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 交叉引用
[0002] 本申請依賴于名稱為 "Device and Implantation System for Electrical Stimulation of Biological Systems"并且于2012年8月23日提交的美國臨時專利申請 第61/692, 555號請求優(yōu)先權(quán)。上文提到的申請通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本說明書大體上涉及用于生物系統(tǒng)的電刺激的方法和設(shè)備。更具體地，本說明書 涉及用于通過電刺激腸胃系統(tǒng)的一部分治療弛緩不能的方法和設(shè)備。
[0004] 背景
[0005] 弛緩不能是食管的能動性紊亂，其中，頻繁地高血壓的下食管括約?。↙ES)不能 夠完全地松弛，伴有管狀食管中的蠕動的缺乏。遭受弛緩不能的患者的主要的癥狀是吞咽 的困難（吞咽困難）。其他的普遍的癥狀包括被吞咽的固體和液體的停滯（郁積）、反胃、 重量損失、胸痛、夜咳、和繼發(fā)性呼吸并發(fā)癥。雖然弛緩不能的精確的原因是未知的，但是最 近的研宄已經(jīng)表明弛緩不能是由可能是病毒的某個損害，在基因上易于遭受該疾病的個人 中觸發(fā)的自體免疫性疾病。如果不被治療，弛緩不能可以惡化并且并發(fā)癥包括慢性的吸入 的繼發(fā)性的肺疾病、巨食管和癌癥。
[0006] 表現(xiàn)出弛緩不能的癥狀的個人經(jīng)常通過成像研宄（超聲和鋇食管造影）、測壓法、 食道、胃、十二指腸鏡檢查（EGD)、測壓法、和使用壓力測繪作圖的高分辨率測壓法（HRM)進 行診斷。在測壓法上的升高的LES壓力、食管的平滑肌的蠕動停止、和LES的不完全的松弛 是經(jīng)典的弛緩不能的最普遍的特征。弛緩不能被認為是胃食管反流?。℅ERD)的對照，因為 遭受弛緩不能的患者表現(xiàn)出升高的LES壓力和增加的LES緊張度，而患有GERD的那些患者 具有減少的LES壓力和減少的LES緊張度。然而，患有弛緩不能的患者有時經(jīng)歷返流癥狀， 這可能是由于酸性的食物內(nèi)容物的滯留或由于食管中產(chǎn)生的乳酸生成的細菌的過度生長。
[0007] 因為精確的原因不是已知的，所以當(dāng)前的對于弛緩不能的治療形態(tài)針對減輕癥 狀。這些治療包括藥理學(xué)的療法、內(nèi)窺鏡和手術(shù)。藥理學(xué)的療法起作用以通過經(jīng)由平滑肌 弛緩藥的使用減少LES壓力治療弛緩不能。普通的藥物治療包括鈣通道封阻劑、硝酸鹽和 磷酸二酯酶5抑制劑。這些在即將吃飯之前被攝取并且提供有限的LES松弛。不幸的是， 雖然有LES的松弛，患者仍然經(jīng)常地抱怨吞咽困難。此外，藥理學(xué)劑具有作用的短的持續(xù)時 間并且它們的使用與數(shù)量眾多的副作用相關(guān)聯(lián)。據(jù)此，藥理學(xué)的療法大部分地意圖用于具 有弛緩不能的新的發(fā)作的患者或用于正在等待更長期的治療的那些患者。
[0008] 在弛緩不能的治療中可用的內(nèi)窺鏡的療法包括LES的氣動的擴大和向LES中的肉 毒桿菌毒素注射。氣動的擴大涉及把可充氣的氣球傳遞到患者的口部中并且把其前探至 LES，在該點氣球被充氣，其中期望的結(jié)果是LES的中斷。氣動的擴大已經(jīng)被認為是弛緩不 能的最有效的非外科手術(shù)治療。然而，氣動的擴大冒食管穿孔的風(fēng)險并且研宄顯示出弛緩 不能的癥狀15年之后在約50%的患者中復(fù)發(fā)。
[0009] 肉毒桿菌毒素注射涉及把少量的肉毒桿菌毒素注射入患病患者的LES的區(qū)域 中。神經(jīng)毒素封阻乙酰膽堿從興奮性神經(jīng)元的釋放，導(dǎo)致LES的松弛。例如，美國專利第 5437291號，被轉(zhuǎn)讓至Allergan公司，描述了"用于哺乳動物的平滑肌疾患的體內(nèi)治療的 方法，包括：把抑制來自神經(jīng)末梢的神經(jīng)遞質(zhì)釋放的神經(jīng)毒素的量直接地注射入哺乳動物 的平滑肌中。"。此外，美國專利第8025889號，被轉(zhuǎn)讓至Patricia S. Walker，描述了 "用于 治療需要其的患者中的病癥的方法，方法包括以下步驟：使用無針注射器把在療法上有效 的量的粉末形式的肉毒桿菌毒素局部地應(yīng)用于患者，其中所述病癥選自由以下組成的組： 痙攣性發(fā)音障礙、喉肌痙攣癥、嘴及下頷肌發(fā)聲困難（oromandibular dysphonia)、舌肌張 力障礙、頸肌張力障礙、手局部張力障礙、瞼痙攣、斜視、半面痙攣、眼瞼疾患、大腦性麻痹、 局灶性痙攣、痙攣性結(jié)腸炎、神經(jīng)性膀胱功能障礙、肛門痙攣、四肢痙攣、痙攣、手震、夜間磨 牙、肛裂、弛緩不能、纖維肌痛、吞咽困難、流淚、多汗癥、過度的流涎、過度的胃腸分泌、過度 的粘液分泌、來自肌肉痙攣的疼痛、頭痛、額皺紋和皮膚皺紋，藉此病癥的癥狀由此被在1 至7日內(nèi)緩和。"。
[0010] 雖然肉毒桿菌毒素注射已經(jīng)被顯示出是安全的，但是50%的患者在一年之后會有 癥狀的復(fù)發(fā)，并且?guī)缀跛械幕颊咴趦赡曛髸邪Y狀的復(fù)發(fā)。因此，重復(fù)的治療對于治療 癥狀經(jīng)常是必需的。
[0011] 用于治療弛緩不能的外科手術(shù)選項包括肌切開術(shù)和大部食管切除。穿孔是與LES 肌切開術(shù)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險，并且，雖然預(yù)后是在治療之后非常良好的，但是許多患者遭受手術(shù) 后的嚴重的GERD。因此，胃底折術(shù)被大多數(shù)的肌切開術(shù)程序包括。使用某個類型的胃底折 術(shù)的腹腔鏡Heller肌切開術(shù)已經(jīng)成為優(yōu)選的和最有效的外科手術(shù)療法。然而，某些患者繼 續(xù)經(jīng)歷GERD并且需要另外的抗返流療法。使用胃上拉的大部食管切除典型地為不響應(yīng)于 任何其他治療的患者保留。雖然是有效的，但是該過程是極端地侵入性的并且與手術(shù)后高 發(fā)病率相關(guān)聯(lián)。
[0012] 因此，存在對具有高長期效力的安全的微創(chuàng)的用于弛緩不能的療法的需要。也被 需要的是不與多種在現(xiàn)有技術(shù)療法遇到的副作用相關(guān)聯(lián)的對于弛緩不能的治療。
[0013] 食管裂孔疝形成和復(fù)發(fā)普遍地在遭受胃食管反流?。℅ERD)的患者中被遇到。食 管裂孔疝是胃的一個部分突出穿過隔膜并且向上進入胸部中?；加惺彻芰芽尊薜幕颊呓?jīng)歷 與胃內(nèi)容物的返流相關(guān)聯(lián)的不舒適性，因為食管裂孔疝損害下食管括約肌的機能。因此，存 在對也將防止食管裂孔疝的形成或復(fù)發(fā)的用于治療GERD的裝置和方法的需要。
[0014] 食管前縮是在患有GERD的患者中看到的情況，在其中食管的長度縮短并且胃食 管連接部（GEJ)被簡短地向上拉動入胸部中。以類似于在食管裂孔疝看到的方式，食管 前縮通過干擾其完全關(guān)閉損害LES的機能。這導(dǎo)致胃食管阻擋層的減少的能力并且導(dǎo)致 GERD。食管前縮也被認為對瞬時的LES松弛（TLESR)部分地負責(zé)。TLESR是被LES緊張度 的損失導(dǎo)致的返流的簡短的事件。食管縮短可以導(dǎo)致GEJ的向胸部中的迀移并且，當(dāng)立即 被LES的松弛跟隨時，可以導(dǎo)致胃內(nèi)容物的返回入食管中的返流。因此，存在對也將防止食 管前縮的用于治療GERD的裝置和方法的需要。
[0015] 概述
[0016] 本說明書涉及用于治療患者的弛緩不能的方法，包括：切開所述患者的下食管括 約肌以消除所述下食管括約肌的緊張度；提供包括至少一個被可操作地連接于脈沖發(fā)生器 的電極和能量源的裝置，其中所述裝置適于把電刺激施加于目標(biāo)組織；把所述裝置植入在 所述患者的上胃腸道內(nèi)，其中所述至少一個電極被定位為緊鄰于所述患者的所述下食管括 約肌的一個部分；以及，操作所述裝置以把電刺激施加于所述下食管括約肌以調(diào)節(jié)所述下 食管括約肌的機能。
[0017] 本說明書還涉及用于治療患者的食管機能障礙的方法，包括：提供包括至少一個 被可操作地連接于脈沖發(fā)生器的電極和能量源的裝置，所述裝置適于把電刺激施加于目標(biāo) 組織；把所述裝置植入在所述患者的上胃腸道內(nèi)，其中所述至少一個電極被定位為緊鄰于 所述患者的食管組織的一個部分；以及，操作所述裝置以把電刺激施加于所述食管組織以 導(dǎo)致下食管括約肌（LES)靜息緊張度和壓力的減少。
[0018] 在一個實施方案中，被施加于所述食管組織的所述電刺激還導(dǎo)致所述食管體內(nèi)的 懦動活動的增加。
[0019] 在一個實施方案中，所述食管機能障礙包括弛緩不能、吞咽的疼痛、郁積、和/或 反胃中的任何一個或多個。在一個實施方案中，所述食管組織包括近端食管、中部食管、遠 端食管和/或LES中的任何一個或多個。
[0020] 在一個實施方案中，所述操作定義、使用或取決于決定向所述患者的食管組織的 電刺激的施加的多個刺激參數(shù)，并且其中所述刺激參數(shù)被選擇、推導(dǎo)、獲得、計算或測定以 至少部分地避免食管肌肉疲勞和耐受性。
[0021] 在另一個實施方案中，所述操作定義、使用或取決于決定向所述患者的食管組織 的電刺激的施加的多個刺激參數(shù)，并且其中所述刺激參數(shù)被選擇、推導(dǎo)、獲得、計算或測定 以至少部分地把所述患者的下食管括約肌的潛在的、被延遲的、被時間延遲的或未來的響 應(yīng)考慮在內(nèi)。
[0022] 在一個實施方案中，所述操作在預(yù)定義的時間點之前被啟動，其中所述預(yù)定義的 時間點與弛緩不能觸發(fā)事件相關(guān)聯(lián)，并且其中所述啟動在所述預(yù)定義的時間點之前的最小 時間段發(fā)生。在各種實施方案中，所述最小時間段是至少5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘、 1小時、2小時、3小時、12小時、24小時，或其中的任何時間增量。在一個實施方案中，電刺 激在所述預(yù)定義的時間點已經(jīng)過去之后被終結(jié)。在一個實施方案中，操作根據(jù)預(yù)設(shè)置的時 間段進行并且所述預(yù)設(shè)置的時間段不取決于患者的生理狀態(tài)、不被患者的生理狀態(tài)影響、 不被患者的生理狀態(tài)修改、不被患者的生理狀態(tài)增長