BR112015017042B1

BR112015017042B1 - Dispositivo para tratar tremor

Info

Publication number: BR112015017042B1
Application number: BR112015017042-0A
Authority: BR
Inventors: Kathryn H. Rosenbluth; Scott Delp; John PADERI; Tahel Altman; Vijay RAJASEKHAR
Original assignee: Cala Health, Inc
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2022-03-03
Also published as: WO2014113813A1; BR112015017042A8; AU2014207265A1; US20180264263A1; JP6507099B2; JP2016511651A; EP2945691A4; CN105142714B; US20170014625A1; AU2017204831A1; JP2022168040A; CN108211110B; ES2889752T3; JP7138740B2; AU2019250222B2; JP2019130360A; EP3498332B1; BR112015017042A2; EP3912674A1; CN108211110A

Abstract

DISPOSITIVOS E MÉTODOS PARA CONTROLAR TREMOR. A presente invenção refere-se a um estimulador de nervo periférico que pode ser usado para estimular um nervo periférico para tratar tremor essencial, tremor de Parkinson, e outras formas de tremor. O estimulador de nervo periférico pode ser ou um estimulador de superfície não invasivo ou um estimulador implantado. A estimulação pode ser elétrica, mecânica, ou química. A estimulação pode ser dispensada usando ou um sistema de circuito aberto ou um sistema de circuito fechado com feedback

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório Norte- Americano No. 61/754.945, depositado em 21 de janeiro de 2013, ao Pedido Provisório Norte-Americano No. 61/786.549, depositado em 15 de março de 2013, ao Pedido Provisório Norte-Americano No. 61/815.919, depositado em 25 de abril de 2013, ao Pedido Provisório Norte-Americano No. 61/822.215, depositado em 10 de maio de 2013, e ao Pedido Provisório Norte-Americano No. 61/857.248, depositado em 23 de julho de 2013, cada um dos quais sendo aqui incorporado para referência em sua totalidade.

INCORPORAÇÃO PARA REFERÊNCIA

[002] Todas as publicações e pedidos de patente mencionados nesta especificação são aqui incorporadas para referência tal como se cada publicação ou pedido de patente individual fosse específica e individualmente indicado para ser incorporado para referência, CAMPO

[003] Concretizações da invenção se referem, em geral, a sistemas, dispositivos e métodos para tratar tremor, e, mais especificamente, a sistemas, dispositivos e métodos para tratar tremor por estimulação de um nervo periférico.

ANTECEDENTES

[004] Tremor essencial (TE) é o distúrbio do movimento mais comum, afetando 10 milhões de pacientes estimados nos Estados Unidos, com números crescentes devido ao envelhecimento da população. A prevalência de TE surge com a idade, aumentando de 6,3% da população acima de 65 para acima de 20% na população acima de 95. TE é caracterizado por um movimento oscilatório involuntário, tipicamente entre 4-12 Hz. Ele pode produzir oscilações na voz e movimentos indesejados da cabeça e dos membros. O tremor nas mãos e no antebraço é especialmente prevalente e problemático porque ele dificulta o escrever, o digitar, o comer e o beber. Diferentemente do tremor de Parkinson, que existe em repouso, o tremor essencial é postural e cinético, indicando que o tremor é induzido por manter um membro contra a gravidade ou durante o movimento, respectivamente.

[005] A inabilidade com TE é variável, e varia do constrangimento à incapacidade de viver independentemente quando tarefas, tais como escrever e se alimentar, não são possíveis devido aos movimentos descontrolados da mão e do braço. Apesar da alta prevalência e alta inabilidade em muitos pacientes com TE, há opções de tratamento insuficientes para endereçar o tremor.

[006] As drogas usadas para tratar o tremor (por exemplo, Propanolol e Primidona) foram consideradas como sendo eficazes em reduzir a amplitude do tremor em apenas 50% em apenas 60% dos pacientes. Estas drogas apresentam efeitos colaterais que podem ser graves e não tolerados por muitos pacientes com TE. Um tratamento alternativo é a implantação cirúrgica de um estimulador dentro do cérebro usando estimulação cerebral profunda (DBS), que pode ser eficaz em reduzir a amplitude do tremor em 90%, mas é um procedimento cirúrgico altamente invasivo que acarreta riscos significativos e que não pode ser tolerado por muitos pacientes com TE. Desse modo, há uma grande necessidade de tratamentos alternativos para pacientes com TE que reduzam os tremores sem os efeitos colaterais de drogas e sem os riscos da cirurgia cerebral.

[007] O tremor é também um problema significativo para pacientes com tremor ortostático, esclerose múltipla e Doença de Parkinson. Uma variedade de distúrbios neurológicos inclui o tremor, tal como o derrame cerebral, o alcoolismo, a abstinência do álcool, a neuropatia periférica, a doença de Wilson, a doença de Creutzfeldt-Jacob, a síndrome de Guillain-Barré e a síndrome X frágil, bem como tumores cerebrais, hipoglicemia, hipertireoidismo, hipoparatireoidismo, insulinoma, envelhecimento normal, e traumatismo cranioencefálico. A gagueira ou o gaguejo podem ser também uma forma de tremor. A etiologia subjacente do tremor, nestas condições, pode diferir do TE; contudo, opções de tratamento para algumas destas condições são também limitadas, sendo necessários tratamentos alternativos.

[008] TE é considerado como sendo causado por anormalidades na dinâmica de circuitos associada com a produção e o controle dos movimentos. Um trabalho anterior mostrou que esta dinâmica de circuitos pode ser temporariamente alterada por esfriamento, analgésicos tópicos e vibração. No trabalho anterior foi relatado que a estimulação elétrica usando neuroestimulação elétrica transcutânea (TENS) não aperfeiçoou o tremor (Munhoz 2003). Foi, portanto, surpreendente descobrir em nosso estudo clínico que a dinâmica de circuitos associada com TE pode ser alterada por estimulação de nervo periférico, resultando em uma redução substancial no tremor de indivíduos com TE.

[009] A presente invenção é um novo dispositivo de estimulação periférica para enviar sinais ao longo dos nervos sensoriais para o sistema nervoso central a fim de modificar a dinâmica da rede anormal. Ao longo do tempo, esta estimulação normaliza o disparo neural na rede anormal e reduz o tremor. Enquanto a DBS estimula o cérebro diretamente, nossa estimulação periférica influencia a dinâmica de circuitos cerebrais anormais com o envio de sinais ao longo dos nervos sensoriais que conectam a periferia ao cérebro. Esta abordagem é não invasiva e esperada para impedir riscos cirúrgicos da DBS e problemas associados com disartria de memória cognitiva, declarativa e espacial, ataxia ou disbasia. A estimulação de nervo periférico pode efetivamente tratar tremores defasando, neutralizando ou obscurecendo a dinâmica de circuitos cerebrais anormais. Neutralizar, obscurecer ou treinar o cérebro para ignorar a dinâmica de circuitos cerebrais anormais segue com base em hipótese para os mecanismos DBS tradicionais.

[0010] Talvez, a tecnologia mais estritamente relacionada à nossa abordagem é a neuroestimulação elétrica transcutânea (TENS). TENS de alta frequência (50 a 250 Hz) é comumente usada para tratar a dor, com a hipótese de que a excitação de grandes fibras proprioceptivas periféricas mielizinadas (A-beta) bloqueia a entrada de sinais de dor. Enquanto os resultados clínicos inconsistentes obtidos usando TENS para o controle da dor levaram a questionar seu uso para o tratamento da dor, está bem documentado que a estimulação elétrica de superfície excita os neurônios A-beta. Neurônios A-beta comunicam informação sensória proprioceptiva nos mesmos circuitos cerebrais que são anormais em doenças incluindo TE e a doença de Parkinson. Sem limitação por qualquer mecanismo de ação proposto, isto nos levou a propor que a neuroestimulação poderia ser usada para excitar nervos A-beta e assim aperfeiçoar o tremor. Esta proposta é particularmente surpreendente porque um estudo prévio de Munhoz et al. não conseguiu descobrir nenhum aperfeiçoamento significativo em qualquer dos parâmetros de tremor testados após a aplicação de TENS. Vide Acute Effect of Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation on Tremor, Movement Disorders, 18(2), 191-194 (2003), de Munhoz et al.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

[0011] A presente invenção refere-se a sistemas, dispositivos e métodos para tratar tremor, e, mais especificamente, a sistemas, dispositivos e métodos para tratar tremor por estimulação de um nervo periférico.

[0012] Em algumas concretizações, é provido um método de reduzir tremor em um paciente. O método inclui colocar um primeiro efetor de nervo periférico em uma primeira localização com relação a um primeiro nervo periférico, dispensar um primeiro estímulo no primeiro nervo periférico através do primeiro efetor de nervo periférico, e reduzir a amplitude do tremor com a modificação da dinâmica da rede neural do paciente.

[0013] Em algumas concretizações, a etapa de colocação compreende colocar o primeiro efetor de nervo periférico na pele do paciente, e o primeiro estímulo é um estímulo elétrico aplicado a uma superfície da pele.

[0014] Em algumas concretizações, o primeiro estímulo apresenta uma amplitude de cerca de 0,1 mA a cerca de 10 mA e uma frequência de cerca de 10 a 5000 Hz. Em algumas concretizações, o primeiro estímulo apresenta uma amplitude que é menor do que cerca de 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, ou 1 mA.

[0015] Em algumas concretizações, a etapa de colocação compreende implantar o primeiro efetor de nervo periférico no paciente, e o primeiro estímulo é um estímulo elétrico.

[0016] Em algumas concretizações, a etapa de implantação compreende injetar o primeiro efetor de nervo periférico no paciente. Em algumas concretizações, o primeiro estímulo apresenta uma amplitude menor do que cerca de 3 mA e uma frequência de cerca de 10 a 5000 Hz. Em algumas concretizações, o primeiro estímulo apresenta uma amplitude que é menor do que cerca de 5, 4, 3, 2 ou 1 mA.

[0017] Em algumas concretizações, o efetor de nervo periférico inclui uma fonte de energia.

[0018] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui a energização do primeiro efetor de nervo periférico sem fio através de uma fonte de energia externamente localizada.

[0019] Em algumas concretizações, o primeiro estímulo é vibrotátil.

[0020] Em algumas concretizações, o primeiro estímulo é químico.

[0021] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui detectar o movimento das extremidades do paciente usando uma unidade de medição para gerar dados de movimento, e determinar informação de tremor dos dados de movimento.

[0022] Em algumas concretizações, a etapa de dispensa compreende dispensar o primeiro estímulo com base na informação de tremor.

[0023] Em algumas concretizações, a informação de tremor compreende um desvio máximo de uma posição de repouso para as extremidades do paciente.

[0024] Em algumas concretizações, a informação de tremor compreende uma posição de repouso para as extremidades do paciente.

[0025] Em algumas concretizações, a informação de tremor compreende a frequência, a fase e a amplitude do tremor.

[0026] Em algumas concretizações, a etapa de dispensa do primeiro estímulo compreende dispensar uma pluralidade de rajadas de estimulação apresentando um retardo temporal variável entre as rajadas de estimulação.

[0027] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui colocar um segundo efetor de nervo periférico em uma segunda localização com relação a um segundo nervo periférico, e dispensar um segundo estímulo no segundo nervo periférico através do segundo efetor de nervo periférico.

[0028] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui determinar um período do tremor do paciente, onde a etapa de dispensar o segundo estímulo compreende deslocar a dispensa do segundo estímulo da dispensa do primeiro estímulo por uma fração predeterminada ou múltiplo de um período do tremor.

[0029] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui defasar a sincronicidade de uma rede neural no cérebro do paciente.

[0030] Em algumas concretizações, a primeira localização e a segunda localização são localizadas em dedos adjacentes.

[0031] Em algumas concretizações, o primeiro nervo periférico e o segundo nervo periférico são nervos adjacentes.

[0032] Em algumas concretizações, o primeiro nervo periférico é o nervo mediano e o segundo nervo periférico é o nervo ulnar ou radial.

[0033] Em algumas concretizações, o primeiro nervo periférico e o segundo nervo periférico são somatotopicamente adjacentes.

[0034] Em algumas concretizações, o primeiro estímulo apresenta uma amplitude que está abaixo de um limiar sensorial.

[0035] Em algumas concretizações, o primeiro estímulo é maior do que 15 Hz.

[0036] Em algumas concretizações, o primeiro nervo periférico conduz informação proprioceptiva das extremidades do paciente.

[0037] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui determinar uma duração da eficácia do primeiro estímulo na redução da amplitude do tremor, e dispensar um segundo estímulo antes da expiração da duração da eficácia.

[0038] Em algumas concretizações, a etapa de determinação da duração do efeito compreende analisar múltiplas aplicações de estímulos aplicadas sobre um período de tempo predeterminado.

[0039] Em algumas concretizações, a etapa de determinação da duração da eficácia adicionalmente compreende determinar um perfil de atividade para o paciente.

[0040] Em algumas concretizações, a etapa de determinação da duração da eficácia adicionalmente compreende determinar um perfil do tremor.

[0041] Em algumas concretizações, o perfil de atividade inclui dados referentes ao consumo de cafeína e álcool.

[0042] Em algumas concretizações, o método adicionalmente inclui colocar um realçador de via de condução sobre o primeiro nervo periférico.

[0043] Em algumas concretizações, o realçador de via de condução é uma tatuagem condutiva.

[0044] Em algumas concretizações, o realçador de via de condução compreende uma ou mais tiras condutivas.

[0045] Em algumas concretizações, a primeira localização é selecionada do grupo que consiste em um pulso, um antebraço, um túnel do carpo, um dedo, e a parte de cima de um braço.

[0046] Em algumas concretizações, é provido um sistema para tratar tremor em um paciente. O dispositivo pode incluir uma unidade de decisão, e uma unidade de interface adaptada para dispensar estímulos elétricos em um nervo periférico, a unidade de interface compreendendo um primeiro efetor de nervo periférico em comunicação com a unidade de decisão, o primeiro efetor de nervo periférico compreendendo pelo menos um eletrodo; onde a unidade de decisão compreende um processador e uma memória que armazena instruções que, quando executadas pelo processador, fazem com que a unidade de decisão dispense um primeiro estímulo elétrico em um primeiro nervo periférico através do primeiro efetor de nervo periférico, o estímulo elétrico configurado pelo controlador para reduzir o tremor nas extremidades do paciente com a modificação da dinâmica da rede neural do paciente.

[0047] Em algumas concretizações, o primeiro estímulo elétrico apresenta uma amplitude menor do que cerca de 10 mA e uma frequência de cerca de 10 a 5000 Hz. Em algumas concretizações, a amplitude é menor do que cerca de 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 mA.

[0048] Em algumas concretizações, a unidade de interface adicionalmente compreende um segundo efetor de nervo periférico em comunicação com a unidade de decisão, o segundo efetor de nervo periférico compreendendo pelo menos um eletrodo, onde a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão dispense um segundo estímulo elétrico em um segundo nervo periférico nas extremidades do paciente através do efetor de nervo periférico.

[0049] Em algumas concretizações, as instruções, quando executadas pelo processador, fazem com que a unidade de decisão dispense o segundo estímulo elétrico deslocado no tempo do primeiro estímulo elétrico por uma fração predeterminada ou múltiplo de um período do tremor.

[0050] Em algumas concretizações, o primeiro efetor de nervo periférico é adaptado para ser colocado em um primeiro dedo e o segundo efetor de nervo periférico é adaptado para ser colocado em um segundo dedo.

[0051] Em algumas concretizações, o primeiro efetor de nervo periférico compreende uma pluralidade de eletrodos disposta em disposição linear. Em algumas concretizações, a pluralidade de eletrodos é espaçada em cerca de 1 a 100 mm entre si.

[0052] Em algumas concretizações, o primeiro efetor de nervo periférico compreende uma pluralidade de eletrodos disposta em uma disposição bidimensional.

[0053] Em algumas concretizações, a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão selecione um subconjunto da pluralidade de eletrodos com base em uma posição do primeiro efetor de nervo periférico nas extremidades do paciente, onde a seleção do subconjunto da pluralidade de eletrodos ocorre cada vez que o primeiro efetor de nervo periférico é posicionado ou reposicionado na extremidade.

[0054] Em algumas concretizações, a pluralidade de eletrodos é espaçada em cerca de 1 a 100 mm entre si ao longo de um primeiro eixo e em cerca de 1 a 100 mm entre si ao longo de um segundo eixo perpendicular ao primeiro eixo. Em algumas concretizações, alguns dos eletrodos são adjacentes entre si para formar uma tira. Em algumas concretizações, o espaçamento pode ser menor do que cerca de 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 4, 3, 2 ou 1 mm.

[0055] Em algumas concretizações, o sistema adicionalmente inclui uma unidade de medição, onde a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão meça o movimento das extremidades do paciente usando a unidade de medição para gerar dados de movimento, e determinar a frequência e a magnitude de um tremor com base na análise dos dados de movimento.

[0056] Em algumas concretizações, a análise dos dados de movimento compreende uma análise da frequência da energia espectral dos dados de movimento.

[0057] Em algumas concretizações, a análise da frequência é restrita a entre cerca de 4 a 12 Hz. Em algumas concretizações, a análise da frequência é restrita aproximadamente à faixa de frequência esperada do tremor ou tremores de preocupação.

[0058] Em algumas concretizações, a análise dos dados de movimento é feita em uma duração de tempo predeterminada dos dados de movimento.

[0059] Em algumas concretizações, a unidade de decisão é adicionalmente adaptada para determinar a informação de fase do tremor com base nos dados de movimento e para dispensar o primeiro estímulo elétrico com base na informação de fase do tremor.

[0060] Em algumas concretizações, a informação de fase de tremor compreende desvio de tremor de pico, a unidade de decisão sendo adicionalmente adaptada para dispensar o primeiro estímulo elétrico de uma vez correspondendo ao desvio de tremor de pico.

[0061] Em algumas concretizações, a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão dispense o primeiro estímulo elétrico como uma pluralidade de rajadas de estimulação elétrica apresentando um retardo temporal variável entre as rajadas de estimulação elétrica.

[0062] Em algumas concretizações, a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão ajuste os parâmetros do primeiro estímulo com base na frequência determinada do tremor.

[0063] Em algumas concretizações, a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão ajuste os parâmetros do primeiro estímulo elétrico com base na magnitude determinada do tremor.

[0064] Em algumas concretizações, a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador, adicionalmente fazem com que a unidade de decisão compare a magnitude determinada do tremor com um limiar predeterminado, e onde o primeiro estímulo elétrico será dispensado quando a magnitude de tremor exceder um limiar predeterminado.

[0065] Em algumas concretizações, o eletrodo é adaptado para dispensar o primeiro estímulo elétrico através da pele do usuário.

[0066] Em algumas concretizações, o eletrodo é adaptado para ser implantado e dispensar o primeiro estímulo elétrico. Em algumas concretizações, a unidade de decisão compreende uma interface de usuário adaptada para aceitar entrada de um usuário para ajustar um parâmetro do primeiro estímulo elétrico.

[0067] Em algumas concretizações, a memória adicionalmente armazena uma biblioteca de um ou mais protocolos de estimulação predeterminados.

[0068] Em algumas concretizações, a unidade de interface é integrada com a unidade de decisão.

[0069] Em algumas concretizações, a unidade de interface e a unidade de decisão são separadas entre si e apresentam alojamentos separados.

[0070] Em algumas concretizações, a unidade de decisão é configurada para prover sem fio energia para a unidade de interface, ou para se comunicar com a mesma.

[0071] Em algumas concretizações, o sistema adicionalmente inclui uma unidade de medição localizada na unidade de decisão.

[0072] Em algumas concretizações, o sistema adicionalmente inclui uma unidade de medição localizada na unidade de interface.

[0073] Em algumas concretizações, a unidade de decisão é um dispositivo de computação selecionado do grupo que consiste em um smartphone, um tablet e um laptop.

[0074] Em algumas concretizações, o sistema adicionalmente inclui um servidor em comunicação com o dispositivo de computação, o servidor configurado para receber do dispositivo de computação dados de movimento juntamente com um histórico dos estímulos elétricos dispensados para o paciente.

[0075] Em algumas concretizações, o servidor é programado para acrescentar os dados de movimento recebidos e o historio dos estímulos elétricos dispensados no paciente a um banco de dados que armazena dados de uma pluralidade de pacientes.

[0076] Em algumas concretizações, o servidor é programado para comparar os dados de movimento recebidos e o histórico dos estímulos elétricos dispensados no paciente aos dados armazenados no banco de dados, determinar um protocolo de estímulo elétrico modificado com base na comparação dos dados de movimento recebidos e do histórico dos estímulos elétricos dispensados no paciente aos dados armazenados no banco de dados, e transmitir o protocolo de estímulo elétrico modificado para o dispositivo de computação.

[0077] Em algumas concretizações, a eletrônica é flexível e é disposta em um substrato flexível, que pode ser uma luva, uma almofada, uma fita, ou outro alojamento.

[0078] Em algumas concretizações, é provido um sistema para monitorar tremor nas extremidades de um paciente. O sistema pode incluir uma unidade de interface apresentando uma unidade de movimento inercial para capturar dados de movimento, uma fonte de energia e um transmissor e um receptor sem fio, a unidade de interface adaptada para ser usada nas extremidades do paciente, e uma unidade de processamento em comunicação com a unidade de interface, a unidade de processamento configurada para receber os dados de movimento da unidade de interface, onde a unidade de processamento é programada para determinar a assinatura e o perfil de um tremor sobre um período de tempo predeterminado com base em uma análise dos dados de movimento.

[0079] Em algumas concretizações, a unidade de processamento é um telefone celular.

[0080] Em algumas concretizações, o sistema adicionalmente inclui um servidor em comunicação com o telefone móvel, o servidor configurado para receber dados de movimento do telefone móvel.

[0081] Em algumas concretizações, a unidade de processamento é adicionalmente programada para comparar a magnitude do tremor com um limiar predeterminado.

[0082] Em algumas concretizações, a unidade de processamento é adicionalmente programada para gerar um alerta quando a magnitude do tremor exceder o limiar predeterminado.

[0083] Em algumas concretizações, o limiar predeterminado é ajustável pelo paciente.

[0084] Em algumas concretizações, a unidade de processamento é programada para aprontar o paciente para introduzir dados de atividades, os dados de atividade incluindo uma descrição da atividade e a hora em que ocorreu a atividade.

[0085] Em algumas concretizações, a unidade de processamento é programada para correlacionar os dados de atividade com a frequência e a magnitude determinadas do tremor.

[0086] Em algumas concretizações, os dados de atividade compreendem o consumo de cafeína ou álcool.

[0087] Em algumas concretizações, os dados de atividade compreendem o consumo de uma droga.

[0088] Foi inventado um dispositivo e um método de estimulação de nervo periférico que efetivamente reduzem os tremores sem os efeitos colaterais das drogas e sem os riscos da cirurgia cerebral. Esta abordagem é segura, e, em algumas concretizações, não invasiva, e eficaz na redução de tremor. Em algumas concretizações, o dispositivo pode trabalhar com a alteração da dinâmica de circuitos neural associada com o tremor essencial, o tremor de Parkinson, e outros tremores. O dispositivo é simples de ser usado, confortável e ajustável para obter a melhor terapia para cada paciente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0089] As novas características da invenção são mostradas com particularidade nas reivindicações apresentadas a seguir. Um melhor entendimento das características e das vantagens da presente invenção será obtido com referência à seguinte descrição detalhada que mostra concretizações ilustrativas, nas quais são utilizados os princípios da invenção, e aos desenhos anexos dos quais:

[0090] A Figura 1 ilustra uma concretização de dispensar estimulação ao nervo mediano descoberta para reduzir tremor.

[0091] A Figura 2 ilustra o efeito de tratamento de uma concretização da estimulação de nervo periférico em um paciente com TE (A) suave, (B) moderado e (C) grave. Ela apresenta os resultados de um estudo clínico no qual um paciente com tremor essencial teve a amplitude do tremor reduzida com a configuração da estimulação em uma frequência de 150 Hz, 300us, e por 40 minutos de estimulação ativa. A redução do tremor, mostrada com a comparação da habilidade do paciente com TE em desenhar uma espiral, foi observada imediatamente após a estimulação ser desativada.

[0092] As Figuras 3A-3C ilustram a flexão-extensão do pulso calculada a partir de dados giroscópicos na pessoa B da Figura 2. A Figura 3A mostra o tremor antes do tratamento, a Figura 3B mostra a redução no tremor imediatamente após o tratamento, e a Figura 3C mostra que a redução do tremor é mantida vinte minutos após o tratamento.

[0093] A Figura 4 ilustra um exemplo de um tratamento ineficaz em um paciente com TE moderado.

[0094] A Figura 5 ilustra várias posições em um paciente onde o sistema de alteração de tremor pode ser localizado.

[0095] A Figura 6 ilustra os nervos principais que inervam a mão e suas ramificações distais.

[0096] As Figuras 7A a 7D são diagramas de bloco que ilustram várias concretizações de um sistema de alteração de tremor.

[0097] A Figura 8A ilustra uma concretização de um par de eletrodos usado para excitar nervos em dedos diferentes, nos quais ambos os eletrodos são posicionados no dedo. A Figura 8B ilustra um meio alternativo de excitar nervos em dedos diferentes, nos quais o segundo eletrodo é posicionado no pulso. A Figura 8C ilustra uma concretização da colocação de eletrodos no pulso para ter como alvo diferentes nervos subjacentes. A Figura 8D ilustra vários locais de estimulação.

[0098] A Figura 9A é um diagrama que mostra uma concretização de um esquema de excitação para defasar as regiões do cérebro que recebem entrada sensorial de dois dedos. A Figura 9B é um diagrama que mostra uma concretização de um esquema de excitação para defasar as regiões do cérebro que recebem entrada sensorial de quatro dedos.

[0099] As Figuras 10A a 10C ilustram uma concretização onde a posição da mão pode determinar o timing e o ciclo ativo de estimulação mais adequados.

[00100] A Figura 11 ilustra uma concretização de estimulação variável que muda a frequência ao longo do tempo.

[00101] A Figura 12 é um desenho que mostra uma concretização onde o estimulador é químico e duas substâncias químicas de neuromodulação podem ser misturadas para prover estimulação química configurada.

[00102] A Figura 13 ilustra várias formas de controles de usuário.

[00103] As Figuras 14A a 14L ilustram várias concretizações não invasivas ou invasivas do sistema de alteração de tremor. A Figura 14E é um desenho que mostra uma concretização na qual o estimulador é mecânico. A Figura 14H ilustra uma concretização de um dispositivo apresentando um fator de forma de um relógio de pulso. A Figura 14I ilustra a parte de trás do dispositivo mostrado na Figura 14H, mostrando os eletrodos que são a interface com o usuário. A Figura 14J ilustra uma concretização de uma interface de eletrodo descartável que se encaixa no lugar do fator de forma de relógio de pulso do alojamento de dispositivo. A Figura 14K ilustra uma concretização de uma característica de encaixe de autoalinhamento que permite que a interface de eletrodo descartável se encaixe no alojamento do dispositivo em um fator de forma de relógio de pulso. A Figura 15L é um desenho que mostra a colocação potencial de eletrodos ao longo da espinha dorsal em uma concretização do dispositivo onde o efetor é elétrico.

[00104] As Figuras 15A a 15C ilustram várias concretizações de uma disposição de eletrodos.

[00105] As Figuras 16A a 16D ilustram várias concretizações de tatuagens de tinta condutiva.

[00106] A Figura 17 é um diagrama que mostra uma concretização do posicionamento de um acelerômetro na mão ou no pulso para medir a atividade e o tremor do paciente.

[00107] A Figura 18 ilustra um exemplo de análise espectral de dados de movimento giroscópio para um paciente com um tremor centralizado em 6,5 Hz.

[00108] A Figura 19 ilustra a correlação de tremor postural com tremor cinético.

[00109] A Figura 20 ilustra uma concretização de um dispositivo de estimulação que pode registrar e transmitir dados, tais como as características de tremor e histórico de estimulação, para um dispositivo de portal de dados, tal como um smartphone, que transmite dados para um servidor baseado em nuvem.

[00110] A Figura 21 é um fluxograma que mostra o monitoramento, a integração, a análise e a exibição de dados usados para informar os usuários ou aperfeiçoar a estimulação.

[00111] A Figura 22 é um fluxograma que mostra a lógica de feedback.

[00112] A Figura 23 é um desenho que mostra uma concretização onde o estimulador é um eletrodo implantado pelo menos parcialmente de modo subcutâneo.

[00113] As Figuras 24A a 24D ilustram várias concretizações de dispositivos implantáveis e dispositivos de superfície da pele que permitem a energia e o controle sem fio.

[00114] As Figuras 25A a 25F ilustram várias geometrias de eletrodos para estimulação elétrica implantada.

[00115] As Figuras 26A a 26B ilustram duas concretizações preferidas do módulo de controles que é usado para interagir com o dispositivo. Um sistema de controle para o dispositivo de tremor utiliza feedback para modificar a estimulação. Ele é um circuito fechado no qual a estimulação é ajustada com base na medição da atividade e do tremor.

DESCRIÇÃO DETALHADA DEFINIÇÃO DE TERMOS

[00116] Conforme usados aqui, os termos "estimulante" e "estimulador" referem-se, em geral, à dispensa de um sinal, um estímulo, ou um impulso no tecido neural da região alvo. O efeito de tal estimulação sobre a atividade neuronial é denominado de "modulação"; contudo, para fins de simplicidades, os termos "estimulante" e "modulante", e variantes dos mesmos, são, às vezes, usados intercambiavelmente aqui. O efeito de dispensa do sinal no tecido neural pode ser excitatório ou inibitório e pode potencializar mudanças agudas e/ou de longo prazo na atividade neuronial. Por exemplo, o efeito de "estimular" ou "modular" um tecido neural pode compreender um ou mais dos seguintes efeitos: (a) despolarizar os neurônios de tal modo que os neurônios disparem potenciais de ação, (b) hiperpolarizar os neurônios para inibir os potenciais de ação, (c) esgotar os armazenamentos de íons de neurônios para inibir potenciais de ação de disparo, (d) alterar com entrada proprioceptiva, (e) influenciar contrações do músculo, (f) afetar mudanças na liberação ou captação de neurotransmissores, ou (g) inibir disparo. "Propriocepção" refere-se à sensação da relativa posição das partes do corpo de uma pessoa ou ao esforço que é empregado para mover a parte do corpo de uma pessoa. Propriocepção pode, de outro modo, ser referida como uma sensação somatossensorial, cinestésica ou háptica. Um "proprioceptor" é um receptor que provê informação proprioceptiva para o sistema nervoso e inclui receptores de estiramento em músculos, articulações, ligamentos, e tendões, bem como receptores para pressão, temperatura, luz e som. Um "efetor" é o mecanismo pelo qual o dispositivo modula o nervo alvo. Por exemplo, o "efetor" pode ser estimulação elétrica do nervo ou estimulação mecânica de proprioceptores.

[00117] "Estimulação elétrica" refere-se à aplicação de sinais elétricos ao tecido macio e nervos da área alvo. "Estimulação vibrotátil" refere-se à excitação dos proprioceptores, como pela aplicação de uma carga biomecânica ao tecido macio e nervos da área alvo. A aplicação de "estimulação térmica" refere-se ao esfriamento ou ao aquecimento induzido da área alvo. A aplicação de "estimulação química" refere-se à dispensa de substância química, droga ou agentes farmacêuticos capazes de estimular a atividade neuronial em um nervo ou em tecido neural exposto a tal agente. Isto inclui agentes anestésicos locais que afetam a liberação ou a captação de neurotransmissor em neurônios, células eletricamente excitáveis que processam e transmitem informação através de sinais elétricos ou químicos. A "nuvem" refere-se a uma rede de computadores que se comunica com o uso de protocolos de tempo real, tal como a internet, para analisar, exibir e interagir com os dados através de dispositivos distribuídos.

ESTUDO CLÍNICO

[00118] Foi avaliado o método de usar estimulação de nervo periférico para alterar a dinâmica de circuitos associada com TE em um estudo clínico. Um dispositivo 100 que dispensa neuroestimulação elétrica transcutânea (TENS) usando eletrodos de superfície 102 posicionados no lado palmar do pulso foi usado para estimular o nervo mediano 104 com ondas quadradas em uma frequência de 150 Hz com uma largura de pulso de 3000 microssegundos por 40 minutos, conforme ilustrado na Figura 1. Os fios 106 foram usados, nesta concretização, para conectar o dispositivo 100 aos eletrodos 102. Foi surpreendente descobrir que o tremor foi reduzido porque no trabalho anterior foi relatado que a estimulação de nervo periférico usando TENS não aperfeiçoou o tremor (Munhoz 2003, acima referenciado).

[00119] Esta estimulação elétrica efetivamente reduziu o tremor em pessoas com tremores variando em gravidade de suaves a graves. Tremores cinéticos foram avaliados usando uma medida amplamente usada de tremor cinético: a tarefa de desenhar a Espiral de Arquimedes do teste de Fahn, Tolosa e Marin. Tremores posturais foram avaliados com a medição da velocidade angular de giroscópios usados no verso da mão.

[00120] Três pacientes, representados como pessoa A, B e C na Figura 2, mostram espirais desenhadas pelas pessoas com TE suave, moderado e grave antes e após a estimulação. As reduções de tremor postural foram de 70%, 78% e 92%, respectivamente, nas pessoas com tremor suave, moderado e grave. O tremor postural poderia também ser reduzido com estimulação elétrica, e este efeito foi mantido até 45 minutos depois do término do tratamento. As Figuras 3A a 3C mostram o efeito sobre a flexão-extensão do pulso, conforme determinado a partir dos dados giroscópios na pessoa B da Figura 2 como um exemplo representativo. Quinze minutos de tratamento reduziram a amplitude do tremor de 0,9 graus (Figura 3A) para 0,2 graus (Figura 3B). Esta redução na amplitude do tremor foi mantida através de 40 minutos de tratamento. Uma medição tomada 20 minutos depois do tratamento mostrou que a amplitude do tremor continuou a ser reduzida e foi mantida em 0,2 graus (Figura 3C). A redução do tremor foi variável entre as pessoas. Algumas pessoas não responderam à terapia, conforme mostrado na Figura 4.

[00121] Grandes resultados terapêuticos foram obtidos com a redução do tremor em pessoas com TE através da aplicação de estimulação elétrica. A estimulação foi capaz de reduzir o tremor durante o tratamento, imediatamente após o tratamento, e até vinte minutos depois do tratamento. Para permitir o uso crônico e permitir que pacientes com TE integrem o tratamento em suas vidas, é importante tornar o sistema conveniente ao uso e eficaz sobre uma longa duração. As seguintes inovações e dispositivos atingem este objetivo.

LOCALIZAÇÃO DO DISPOSITIVO

[00122] O dispositivo estimula os nervos sensoriais a fim de modificar a dinâmica da rede anormal. Ao longo do tempo, esta estimulação normaliza o disparo neural na rede anormal e reduz o tremor. Preferencialmente, o nervo estimulado é um nervo que conduz informação proprioceptiva sensorial do membro afetado pelo tremor. O nervo pode ser modulado diretamente, tal como por estimulação elétrica, em qualquer lugar ao longo ou adjacente a um nervo que conduz informação proprioceptiva. Alternativamente, o nervo alvo pode ser modulado indiretamente, tal como por excitação dos proprioceptores que estimulam o nervo alvo. A Figura 5 mostra pontos de acesso para os nervos que conduzem informação proprioceptiva de um membro ou das cordas vocais ou da laringe. Estes pontos de acesso podem incluir, mas não são limitados aos dedos 510, à mão 520, ao pulso 530, à parte inferior do braço 540, ao cotovelo 550, à parte superior do braço 560, ao ombro 570, à espinha dorsal 580 ou ao pescoço 590, ao pé, ao tornozelo, à parte inferior da perna, ao joelho, ou à parte superior da perna. Nervos que afetam a propriocepção podem incluir, por exemplo, os nervos mediano, ulnar, radial ou outros nervos na mão, no braço, na área da espinha dorsal, ou ao longo dos músculos ou dentro das articulações. Estas regiões que têm como alvo os nervos podem incluir o plexo braquial, o nervo mediano, o nervo radial, e os nervos ulnar, cutâneo ou do espaço articular. Estas regiões podem também ter como alvo a musculatura incluindo os músculos do ombro, os músculos do braço, e os músculos do antebraço, da mão, ou dos dedos. Músculos do ombro podem incluir, por exemplo, não limitativo, o deltoide, o músculo redondo maior e o supraespinhal. Músculos do braço podem incluir o coracobraquial e o tríceps braquial. Músculos do antebraço podem incluir o extensor radial longo do carpo, o abdutor longo do polegar, o extensor ulnar do carpo, e o flexor ulnar do carpo.

[00123] Em uma localização preferida, o dispositivo fica em interface com a superfície cutânea das extremidades superiores trêmulas do usuário e aplica sinais neuromoduladores aos feixes de nervos selecionados do grupo que consiste em plexo braquial, nervos medianos, nervos radiais, e nervos ulnares ou nas estruturas excitáveis na musculatura das extremidades superiores na pele ou dentro de uma articulação.

[00124] Proprioceptores podem ser encontrados, por exemplo, em músculos, tendões, articulações, pele e no interior do ouvido. Critérios que definem os nervos candidatos para modulação direta incluem a localização do tremor a ser reduzido e a proximidade do nervo à superfície da pele, alta densidade das fibras proprioceptivas, e a distância de receptores de dor excitáveis ou músculos. O nervo mediano tendo como alvo o pulso e o nervo ulnar tendo como alvo o cotovelo estão no topo destes critérios. Os critérios que definem a localização candidata para a modulação proprioceptiva indireta incluem a densidade e o tipo de proprioceptores. Corpúsculos de Pacini proveem informação acerca do toque; fusos musculares proveem informação acerca de mudanças no comprimento do músculo com o disparo de potenciais de ação no nervo aferente do fuso muscular, quando canais de íons mecanicamente fechados se abrem devido ao estiramento do músculo; órgãos tendinosos de Golgi proveem informação acerca da tensão de músculo. Estas estruturas podem também ser estimuladas para alterar a dinâmica de circuitos e reduzir o tremor.

[00125] O dispositivo tem como alvo os nervos específicos que se unem em sinapse no circuito cerebral anormal. Esta sinapse pode ser ou direta, ou através de múltiplas sinapses de retransmissão. A Figura 6 mostra um conjunto de nervos representativos que transmitem informação proprioceptiva para a rede olivocerebelar, uma rede que é anormal em TE. Estes nervos incluem 610 as ramificações distais e as ramificações principais do nervo mediano 620 e do nervo ulnar 630, bem como 640 as ramificações distais e as ramificações principais do 650 nervo radial. Em concretizações preferidas, este dispositivo tem como alvo os nervos introduzindo informação proprioceptiva da mão, do pulso e do antebraço.

[00126] Em outra concretização, a combinação de quaisquer partes descritas aqui pode ser usada para afetar os nervos associados com o tremor de voz, incluindo, mas não limitados às ramificações do nervo vago, tal como o nervo laríngeo superior ou o nervo laríngeo recorrente. COMPONENTES DO DISPOSITIVO: VÁRIAS CONCRETIZAÇÕES

[00127] As Figuras 7A a 7D são diagramas conceituais que ilustram algumas concretizações de um sistema de alteração de tremor 700. O sistema 700 inclui um alojamento 720, um ou mais efetores 730, um ou mais controles 740 em comunicação elétrica com o efetor 730, e uma ou mais fontes de energia 750. O alojamento 720 pode, em algumas concretizações, incluir uma interface 760. A interface facilita o acoplamento do efetor ao paciente. Por exemplo, a interface pode prover uma conexão física, elétrica, química, térmica ou magnética entre o dispositivo e o nervo do paciente. O alojamento 720 pode também, em algumas concretizações, incluir um sensor 780 para detectar o tremor, a memória 770, o mostrador 790, e o processador 797. O dispositivo, nesta concretização, pode incluir um processador 797 acoplado ao efetor que poderia executar computações e controle de outros componentes. O dispositivo pode também incluir uma biblioteca digital armazenada no processador 797 ou na memória 770 que poderia conter protocolos de modulação pré-carregados. O dispositivo poderia incluir um módulo de controles 740 que se comunica com o processador 797 e poderia ser usado pelo usuário para controlar os parâmetros de estimulação. Os controles permitem que o usuário ajuste a operação do dispositivo. Por exemplo, os controles podem ser configurados para ligar o dispositivo, desligar o dispositivo, ajustar um parâmetro do efetor, tal como a intensidade. O dispositivo pode incluir um sensor 780 conectado ao processador 797 que pode detectar a informação de parâmetros predefinidos e transmite a dita informação de parâmetro para o processador 797. O dispositivo pode incluir uma unidade de armazenamento de dados 770 conectada ao sensor 780 e ao processador 797, e um suprimento de energia 750 pode ser conectado ao processador.

[00128] O dispositivo pode adicionalmente conter um mostrador ou indicadores 790 para se comunicar com o usuário e relatar o status do dispositivo. Indicadores são preferivelmente um diodo de emissão de luz (LED) ou algum indicador visual, mas podem ser alternativamente um indicador de áudio. A informação pode incluir a energia de bateria ou o status de estimulação.

[00129] O dispositivo poderia não apresentar um efetor 730. Ele pode ser um dispositivo diagnóstico não terapêutico. Em uma concretização preferida, a unidade de Interface 704 seria usada no membro com tremor para rastrear o tremor ao longo do tempo. A provisão de feedback para o usuário do dispositivo pode torná-lo ciente de seu tremor e permitir o monitoramento ao longo do tempo. Mesmo sem estimulação terapêutica, este biofeedback pode ajudar algumas pessoas a reduzir seu tremor. Alternativamente, o dispositivo poderia não apresentar um sensor 780. Ele pode ser um dispositivo terapêutico não diagnóstico.

[00130] A fim de tornar o dispositivo pequeno e simples, muitos destes componentes poderiam ser alojados em uma unidade separada. O processamento, o controle e possivelmente a detecção podem ser realizados remotamente em uma unidade de decisão 702, tornando a unidade de interface 704 que provê o contato terapêutico com o paciente compacta, simples e flexível para uma variedade de aplicações (Figuras 7B-7D). Esta unidade de decisão 702 pode ser um novo dispositivo projetado para esta aplicação, ou pode ser integrada em uma tecnologia existente, tal como um smartphone. Isto permitiria que o sistema fosse um fator de forma portátil robusto com um custo e um tamanho reduzidos.

[00131] Em uma concretização preferida mostrada na Figura 7B, a unidade de interface 704 é um implante; o efetor 730 provê estimulação elétrica dos nervos; o conjunto de instruções e a energia são transmitidos sem fio a partir de um dispositivo externo. Alternativamente, a unidade de interface implantada 704 pode ser energizada com uma bateria embutida. Alternativamente, a unidade de interface implantada 704 pode conter um sensor 780 para detecção direta do tremor ou da atividade neuromuscular detectados pela eletroneurografia (ENG) ou eletromiografia (EMG).

[00132] Na concretização preferida mostrada na Figura 7C, a unidade de interface 704 é usada na superfície do corpo; o efetor 730 provê estimulação elétrica dos nervos subjacentes ou estimulação vibrotátil de proprioceptores vizinhos. O sensor 780 poderia incluir sensores de movimento incluindo acelerômetros, giroscópios e magnetômetros.

[00133] Na concretização preferida mostrada na Figura 7D, uma ou mais unidades de sensor 780, que detectam o movimento, a temperatura, etc., podem ser usadas em diferentes localizações no corpo. O efetor 730 e a unidade de decisão 702 são uma entidade separada usada em uma localização diferente no corpo do que os sensores 780. Isto será útil, se a estimulação de um nervo ocorrer em uma localização onde o tremor não é tão facilmente ou precisamente medido. Por exemplo, um dispositivo de estimulação 700 colocado no lado inferior do pulso para reduzir o tremor da mão é altamente eficaz. Contudo, a medição do tremor da mão a partir do pulso usando acelerômetro ou giroscópios poderia se mostrar mais difícil; uma unidade de sensor colocada separadamente na palma ou no verso da mão em uma luva ou usada como um anel em um dos dígitos mostraria uma maior sensibilidade com respeito ao tremor da mão, uma vez que está localizado além da articulação do pulso.

EFETORES: PRINCÍPIO GERAL

[00134] O efetor pode funcionar para modular o tecido neural na região de extremidade superior na qual a estimulação é direcionada. Por exemplo, o efetor pode modificar sinais neuroniais nos nervos e/ou modificar o fluxo ou o conteúdo de informação proprioceptiva. Os efetores podem ser transcutânea ou subcutaneamente dispensados. Um ou mais efetores podem ser usados para influenciar os nervos. Em algumas concretizações, o efetor pode ser excitatório ao nervo. Em outras concretizações, o efetor pode ser inibitório ao nervo. Em algumas concretizações, o sistema pode ser usado para excitar o nervo durante algumas partes do tratamento e inibir o nervo durante outras partes do tratamento.

EFETOR: ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA

[00135] Em algumas concretizações, o efetor pode ser um estimulador elétrico. Os efetores elétricos podem incluir um eletrodo, um par de eletrodos, uma disposição de eletrodos ou qualquer dispositivo capaz de dispensar uma estimulação elétrica em uma localização desejada. A estimulação elétrica pode ser transcutânea ou subcutânea. Por exemplo, a estimulação elétrica transcutânea pode ser conseguida com eletrodos colocados na superfície da pele, enquanto que a estimulação elétrica subcutânea pode ser conseguida com um eletrodo implantado posicionado próximo a um nervo.

[00136] Os parâmetros de estimulação podem ser ajustados automaticamente, ou controlados pelo usuário. Os parâmetros de estimulação podem incluir ativado/desativado, tempo de duração, intensidade, taxa de pulso, largura de pulso, forma da forma de onda, e a rampa de ativação e desativação de pulso. Em uma concretização preferida, a taxa de pulso pode ser aproximadamente de 50 a 5000 Hz, e uma frequência preferida de cerca de 50 Hz a 300 Hz, ou 150 Hz. Uma largura de pulso preferida pode variar de 50 a 500 μs (microssegundos), e uma largura de pulso preferida pode ser de aproximadamente 300 μs. A intensidade da estimulação elétrica pode variar de 0 mA a 500 mA, e uma corrente preferida pode ser aproximadamente de 1 a 6 mA. Estes ajustes preferidos são derivados do estudo clínico descrito acima que proveu uma redução valiosa no tremor sustentado por um período de tempo. É notado que a estimulação elétrica pode ser ajustada em diferentes pacientes e com diferentes métodos de estimulação elétrica; portanto, estes ajustes preferidos são exemplos não limitativos. O incremento de ajuste de intensidade pode ser de 0,1 mA a 1,0 mA. Em uma concretização preferida, a estimulação pode durar por aproximadamente 10 minutos a 1 hora.

[00137] Em uma concretização preferida, os eletrodos podem estar em contato com o usuário na superfície da pele acima de um ou mais nervos que podem incluir os nervos mediano, radial e ulnar. O eletrodo pode estar na configuração onde há um par de eletrodos, no qual um eletrodo é proximal (mais perto do cotovelo) e o outro é distal (mais perto da mão). Os eletrodos podem estar em comunicação com o eletrodo oposto. O par de eletrodos pode ter uma polaridade de carga positiva ou negativa na qual a corrente elétrica passa.

[00138] O efetor pode incluir dois eletrodos, cada qual com polaridade positiva ou negativa, ou uma disposição de eletrodos pode incluir múltiplos pares de eletrodos, onde cada par é independentemente programado ou dependentemente programado em relação aos outros pares de eletrodos. Como um exemplo, o programa pode permitir a estimulação cíclica de diferentes nervos em diferentes momentos, tais como o ulnar, depois o mediano, depois o radial, ou qualquer combinação dos mesmos.

[00139] A estimulação elétrica pode ser projetada para suprimir tremores por meio da interferência com a entrada proprioceptiva, induzindo contrações de músculo compensatórias, ou por meio de uma combinação de ambos os métodos. Os eletrodos podem ser substituídos por qualquer material equivalente capaz de conduzir sinais elétricos através da interface do estimulador com a superfície cutânea da extremidade superior. Os eletrodos podem ser conectados a uma unidade de controle 740 que poderia aplicar estimulação elétrica via os eletrodos ao tecido macio e aos nervos na região onde os eletrodos são colocados e na região imediatamente circundante. Em outra variação da concretização, diversos eletrodos podem ser colocados em uma combinação de regiões de alvo.

[00140] Um gerador de função conectado ao processador e controlado pelo mesmo pode funcionar para modular parâmetros de estimulação elétrica. O gerador de função é preferivelmente um gerador de forma de onda arbitrário que usa técnicas de síntese digital direta para gerar qualquer forma de onda que possa ser descrita por uma tabela de amplitudes. Os parâmetros são selecionados de um grupo que inclui, mas que não é limitado à frequência, à intensidade, à largura de pulso ou à duração de pulso, e à duração total. As saídas preferivelmente apresentam um limite de potência ajustado pela tensão de saída máxima. Em uma concretização preferida, os protocolos digitalmente armazenados giram através de vários parâmetros de estimulação para impedir a aclimatação do paciente. A variação da estimulação elétrica é conseguida pelo gerador de função.

OTMIZAÇÃO DA ESTIMULAÇÃO: DEFASAGEM

[00141] Em uma concretização preferida, a estimulação é projetada para defasar a sincronicidade no cérebro. O conceito de defasar o circuito anormal segue em recente trabalho que mostra que a reciclagem neural reduz a propensão da rede em falhar em um ritmo anormal. De forma interessante, os distúrbios do movimento são frequentemente associados com o disparo síncrono periódico anormal nos circuitos do cérebro. Na doença de Parkinson, este circuito está nos glânglios basais. Em TE, ele é o circuito olivocerebelar. Estas oscilações anômalas são consideradas como acionando o tremor, conforme sustentado pelos inúmeros estudos que mostram que o tremor observado nos músculos da mão e do antebraço é sincronizado com as descargas rítmicas patológicas no cérebro. Recentes estudos DBS mostraram que as rajadas deslocadas por fase de baixa tensão nos pares adjacentes de eletrodos (chamadas de Redefinição Coordenada) podem reduzir a sincronização em redes anormais do cérebro e que isto reduz os tremores do Parkinson. A aplicação da teoria de Redefinição Coordenada para tratar zumbido sustenta o conceito de usar excitação sináptica para reciclar redes neurais.

[00142] O dispositivo aqui descrito oferece diversas vantagens sobre a estimulação TENS de alta frequência, incluindo o uso de potência mais baixa (que resulta em uma vida prolongada da bateria, em menos desconforto proveniente de recrutamento motor e contração, em menos desconforto proveniente da excitação sensorial), menos supressão de disparo na atividade em nervos adjacentes (por depleção ou outros mecanismos), e a manutenção de efeitos duradouros, de tal modo que o dispositivo apenas precise ser usado intermitentemente para treinar ou manter o treinamento da dinâmica de circuitos neural. O dispositivo estimula conjuntos de nervos de tal modo que ele tenha como alvo subpopulações neurais para reduzir a sincronização da população. Por exemplo, isto pode ser conseguido com a estimulação de diferentes dedos na mão. A Figura 8A é um diagrama que mostra uma concretização preferida do dispositivo, no qual pares de eletrodos de ânodo 810 e cátodo 820 nos dedos são usados para excitar as ramificações dos nervos proprioceptivos (os nervos mediano, radial e ulnar) em cada dedo. Esta disposição de ânodo (distal) e cátodo (proximal é projetada para induzir um percurso de pulso de nervo para o cérebro. O padrão de estimulação único em cada dedo irá enviar um único sinal para uma subpopulação específica de neurônios no cérebro por causa da organização somatotópica do cérebro, na qual sinais de diferentes partes do corpo adjacentes ou próximas se unem em sinapse em localizações próximas no cérebro. Em uma concretização alternativa, a posição do ânodo e do cátodo pode ser invertida para impedir a passagem de impulsos sensoriais na direção do cérebro (colisão antidrômica). A Figura 8B mostra uma disposição alternativa, na qual há apenas 830 um único eletrodo no dedo e 840 o segundo eletrodo é posicionado no pulso. Será apreciado por aquele versado na técnica que os dedos representam apenas um possível conjunto de alvos e que diferentes localizações podem ser similarmente usadas para ter como alvo subpopulações adjacentes de neurônios. Na concretização alternativa mostrada na Figura 8C, os eletrodos são posicionados em diferentes localizações no pulso para ter como alvo os nervos 850 mediano, 860 ulnar e 870 radial. Será apreciado por aquele versado na técnica que a entrada pode ser também posicionada em outras localizações ou ramificações dos nervos que são introduzidos no circuito cerebral anormal. A localização pode ser no mesmo lado ou no lado oposto do membro com tremores. A localização pode ser na superfície da pele, cruzando a pele, ou implantada. A Figura 8D ilustra vários locais de estimulação que podem ser submetidos à estimulação que é retardada ou deslocada por uma fração ou múltiplo predeterminado do período de tremor, T, conforme mostrado, por exemplo, na Figura 9.

[00143] O dispositivo usa esquemas de estimulação projetados para defasar, neutralizar ou obscurecer a rede anormal. A Figura 9A é um diagrama conceitual que mostra um esquema de excitação de amostra para defasar as regiões do cérebro que recebem entradas sensoriais de dois locais. Por exemplo, os dois locais poderiam ser dois dos dedos mostrados nas Figuras 8A a 8D. A estimulação no local 2 é retardada após o local 1 pelo tempo T/2, onde T é o período do tremor nativo. Por exemplo, se o tremor for de 8 Hz, o período será de 125 ms e a estimulação do local 2 seria retardada em 62,5 ms. A estimulação é projetada para redefinir a fase do neurônio, que pode ser implementada usando estimulação de alta frequência (acima de 100 Hz) ou um pulso CC. A Figura 9B é um diagrama conceitual que mostra um esquema de excitação de amostra para defasar as regiões do cérebro que recebem entrada sensorial de quatro locais, com locais subsequentes retardados em T/4. Em outra concretização, a estimulação em diferentes localizações é variável em parâmetros que não o timing, tal como a frequência ou a largura de pulso, ou uma combinação destes. Estas variações são similarmente projetadas para reciclar o cérebro defasando, neutralizando ou obscurecendo dinâmica da rede anormal. Em ainda outra concretização, a estimulação pode ocorrer em uma única localização, mas variar em parâmetros ao longo do tempo. Por exemplo, ela pode variar em frequência em intervalos de poucos segundos ou ser ativada ou desativada. Em ainda outra concretização, a estimulação é constante e em uma única localização. Em concretizações preferidas destas, a localização é no nervo mediano próximo ao pulso.

OTIMIZAÇÃO DA ESTIMULAÇÃO: SUBSENSORIAL

[00144] A estimulação em intensidades abaixo do limiar sensorial irá impedir o desconforto (formigamento, dormência, dor) que pode ser associado com a estimulação de nervo periférico. Devido à exata posição do eletrodo, o tamanho e o contato de superfície têm um grande efeito sobre o nível de estimulação e as estruturas anatômicas que recebem a estimulação, o limiar sensorial pode precisar ser calibrado para cada paciente e mesmo para cada sessão. Esta calibração pode ser feita pelo usuário com o ajuste manual dos parâmetros de estimulação ou, de outro modo, com a indicação de seu limiar sensorial. Outro mecanismo possível é para que o dispositivo automaticamente varra uma faixa de parâmetros de estimulação e o paciente escolha o conjunto de valores de parâmetro mais confortável. Outro mecanismo possível é para que o paciente escolha dentre um conjunto de valores de parâmetro previamente escolhido que proveu estimulação efetiva e confortável. Em algumas concretizações, a almofada de eletrodos pode incluir um analgésico tópico, tal como Lidocaína, para reduzir o desconforto da estimulação, aumentando assim o limiar sensorial tolerado pelo paciente. Em algumas concretizações, o analgésico tópico pode ser dispensado usando uma formação de liberação controlada para prover alívio da dor durante o período em que a almofada de eletrodos deve ser usada, o que pode ser de dias, semanas ou meses. Tal método pode prover mais conforto ou um maior efeito terapêutico, devido a uma maior intensidade de estimulação e/ou efeitos sinergísticos com o analgésico tópico, o que pode reduzir o tremor em alguns pacientes.

OTIMIZAÇÃO DA ESTIMULAÇÃO: ALTA FREQUÊNCIA

[00145] Alternativa ou adicionalmente, a forma de onda de estimulação pode ser frequência muito alta, tipicamente em kHz e acima, de tal modo que a estimulação não seja sentida pelo usuário, ou seja sentida muito pouco. A estimulação de frequência muito alta é considerada como formando um bloqueio de condução. Entretanto, antes do bloqueio, há uma resposta inicial incluindo uma forte despolarização do nervo. Para efetivamente implementar estimulação de frequência muito alta sem causar desconforto para o paciente, seria preferível eliminar esta resposta inicial. Isto pode ser feito com o esfriamento do nervo durante a estimulação inicial. Nervos motores são geralmente excitados por estimulação em cerca de 15 Hz e abaixo, enquanto nervos sensoriais são geralmente excitados por estimulação em cerca de 50 Hz e acima. Em algumas concretizações, pode ser desejável especificamente estimular acima do limiar de 15 Hz de estimulação de neurônio motor para impedir a contração do músculo. OTIMIZAÇÃO DA ESTIMULAÇÃO: DISPARADA

[00146] Alternativa ou adicionalmente, o disparo da estimulação para a fase do tremor pode aperfeiçoar a eficácia. O objetivo de tal estimulação é a de romper o arrastamento rítmico de unidades motoras. Um tratamento mais eficaz pode permitir a estimulação em níveis mais baixos para obter benefícios terapêuticos similares com menos desconforto. O tremor essencial é essencialmente um problema de feedback em um circuito ressonante. A estimulação regulada fora de fase proveniente do tremor pode reduzir o tremor com a alteração da dinâmica de circuitos, por exemplo, com o deslocamento de ganhos no circuito de feedback.

[00147] Conforme mostrado na Figura 10B, rajadas de estimulação de alta frequência podem ser sincronizadas para ocorrer quando o pulso estiver em uma flexão ou extensão máxima (Figura 10A). No exemplo (Figura 10C), as rajadas foram deslocadas para uma fase aleatória. A posição da mão (Figura 10A) pode determinar o timing e o ciclo ativo de estimulação mais adequados, tal como (Figura 10B) a estimulação fora de ressonância com o desvio de tremor máximo ou (Figura 10C) usando rajadas de retardos temporais variáveis para impedir a ressonância com o tremor.

[00148] Alternativa ou adicionalmente, a estimulação pode ser caótica ou variável. O objetivo da estimulação caótica, aleatória ou variável é o de impedir a habituação e de reduzir a ressonância no circuito. Por exemplo, isto pode ser implementado com a variação da frequência de estimulação ao longo do tempo e/ou com a sobreposição de componentes de frequência mais alta ou mais baixa, conforme ilustrado na Figura 11.

[00149] Alternativa ou adicionalmente, a estimulação pode ser corrente alternada de alta frequência. Isto foi mostrado para bloquear potenciais de ação, visto que eles são transmitidos ao longo de axônios e poderiam ajustar a dinâmica de circuitos.

[00150] Em algumas concretizações, os parâmetros de estimulação, conforme descrito acima, podem ser girados de acordo com uma ordem predeterminada para determinar o parâmetro de estimulação ótima. Em algumas concretizações, a eficácia dos parâmetros de estimulação pode ser monitorada ao longo do tempo para determinar se um conjunto específico de parâmetros de estimulação está perdendo a eficácia. Em algumas concretizações, quando a eficácia de um conjunto de parâmetros de estimulação específico tiver sido reduzida em uma quantidade predeterminada, os parâmetros de estimulação poderão ser alterados ou girados de acordo com uma ordem predeterminada. Por exemplo, se a estimulação estiver sendo disparada na fase do tremor, a estimulação poderá ser dispensada com retardos temporais aleatórios ou variáveis, ou se a estimulação estiver usando uma amplitude e/ou frequência ajustada, a estimulação poderá ser mudada para uma modalidade caótica, aleatória ou variável para impedir ou romper a habituação. Em algumas concretizações, os parâmetros de estimulação do tipo aleatório ou variável podem ser utilizados de acordo com uma rotina predeterminada, tal como diariamente, por um número predeterminado de horas, ou semanalmente, por um número predeterminado de dias, ou em algum outro intervalo predeterminado incluindo a hora do dia.

EFETOR: ESTIMULAÇÃO VIBROTÁTIL

[00151] O efetor pode ser excitação mecânica dos proprioceptores por meios incluindo sensação vibrotátil ou háptica. A estimulação mecânica poderia incluir força, vibração e/ou movimento. O efetor induz potenciais de ação nos nervos alvos com a excitação dos órgãos tendinosos de Golgi (GTOs) ou dos corpúsculos de Pacini. Os efetores mecânicos podem incluir, por exemplo, pequenos motores, a piezelétrica, uma ou mais unidades vibrotáteis compreendidas de uma massa e de um efetor para mover a massa de tal modo que um estímulo vibratório seja aplicado ao corpo, uma massa excêntrica montada em um eixo, de tal modo que um estímulo vibratório seja produzido quando o eixo for girado, ou um motor ultrassônico, mas pode alternativamente ser um efetor de fluido magneto-reológico (MRF) ou efetor de polímero eletroativo (EAP).

[00152] O estímulo vibratório é otimamente de 250 Hz, correspondendo à ótima sensibilidade dos corpúsculos de Pacini (também conhecidos como corpúsculos lamelares). Os corpúsculos de Pacini são as terminações de nervo na pele que detectam o toque e a vibração. A deformação do corpúsculo abre os canais de íons de sódio sensíveis à pressão para produzir potenciais de ação. Alternativamente, a vibração pode estar abaixo de 50 Hz para excitar os corpúsculos de Meissner (também chamados de corpúsculos tácteis) nos dedos que são sensíveis a um leve toque.

[00153] Este estimulador do tipo mecânico pode funcionar para reduzir o tremor através de diversos métodos. Um método pode ser o de transmitir sinais proprioceptivos para o cérebro que obscurecem ou modificam o sinal proprioceptivo de acionamento transmitido dos músculos trêmulos. Outro método pode ser o controle da impedância. A impedância de articulação pode alterar a cocontração dos músculos através da neuroestimulação transcutânea, afetando a rigidez dos músculos e, consequentemente, as contrações do músculo. Outro método pode ser a geração de contrações de músculo compensatórias, através da neuroestimulação, que se opõem às contrações trêmulas. O estimulador é preferivelmente afixado firmemente contra a superfície cutânea, por exemplo, através de um elástico ou uma fita de Velcro. EFETORES: QUÍMICOS, TÉRMICOS & OUTROS

[00154] Os exemplos aqui contidos descreveram principalmente a estimulação como elétrica ou vibrotátil. Entretanto, a estimulação pode ser alternativamente conseguida usando outros efetores que podem oferecer benefício significativo em termos do conforto de paciente, portabilidade, segurança ou custo.

[00155] Em outra variação da concretização, o efetor pode ser uma substância química neuromoduladora que aumenta ou diminui os limiares de disparo de neurônios. A substância química usada na invenção pode ser um anestésico tópico incluindo, mas não limitado à família das "caínas". A família das "caínas" de anestésicos pode incluir, mas não é limitada à benzocaína, bupivacaína, butacaína, carbisocaína, cloroprocaína, ciprocaína, dibucaína, etidocaína, heptacaína, levobupivacaína, lidocaína, hidroloreto de lidocaína, mepivacaína, mesocaína, prilocaína, procaína, propanocaína, ropivacaína e tetracaína. Outras famílias de substâncias químicas podem incluir aquelas da família do mentol, ou alfa-hidroxi sanshool proveniente do grão de pimenta Sichuan, ou capsaicina, todas as quais sendo conhecidas como influenciado os nervos sensoriais periféricos.

[00156] A Figura 12 mostra um estimulador químico que pode dispensar estímulo químico transdermicamente através de um emplastro ou poderia ser dispensado por microinjeção. Os protocolos pré-carregados podem ser preferivelmente composições predeterminadas de uma ou mais substâncias químicas. O anestésico tópico, nesta invenção, pode ser conhecido para outras indicações, e doses recomendadas para estimulação foram testadas e aprovadas para o tratamento de outras indicações. Por exemplo, a lidocaína anestésica tópica pode ser administrada em 2 a 10% em peso. Alternativamente, a lidocaína pode ser administrada em conjunção com outro anestésico. Conforme visto na Figura 12, as duas substâncias químicas neuromoduladoras são misturadas para prover uma composição configurada. O estimulador químico pode ser administrado como uma composição compreendendo 2,5% de lidocaína e 2,5% de prilocaína em peso. Alternativamente, o estimulador químico poderia ser administrado como uma composição compreendendo 0,1 a 5% de lidocaína e 0,1 a 5% de prilocaína em peso.

[00157] O estimulador químico pode ser alfa-hidroxi sanshool proveniente do grão de pimenta Sichuan. O alfa-hidroxi sanshool pode estar contido em um excipiente ou condutor. O excipiente pode incluir géis, cremes, óleos, ou outro líquido. Se o método de dispensa for um emplastro transdérmico, a formulação do agente químico poderá ser preferivelmente um creme ou um gel. A composição pode ser selecionada pelo usuário através do módulo de controles 740 (da Figura 7). Se o método de dispensa for a microinjeção, a formulação poderá ser preferivelmente uma solução.

[00158] Em algumas concretizações, o efetor pode ser um efetor de temperatura 732 (da Figura 7) que induz o esfriamento ou o aquecimento. O efetor pode modular o disparo neural com o esfriamento direto do nervo ou com o esfriamento indireto do músculo adjacente, pele ou outro componente do braço. Um efetor de temperatura pode incluir, por exemplo, a piezelétrica (por exemplo, telhas de esfriamento Peltier), fluido circulante, gás expansível comprimido, material sólido esfriado ou aquecido ou material evaporativo. Um exemplo de um efetor de esfriamento pode ser conforme descrito na Publicação Norte- Americana No. 2010/0107657, que é aqui incorporada para referência. O aquecimento ou o esfriamento pode ser aplicado como um emplastro que adere à superfície cutânea por conexão para afixar o estimulador na superfície cutânea, tal como uma braçadeira, ou por um implante.

[00159] Em uma concretização com um estimulador térmico, os protocolos pré-carregados podem ser preferivelmente temperaturas predeterminadas de estimulação e durações de estimulação associadas. Preferivelmente, um protocolo pré-carregado pode exigir o esfriamento térmico durante 15 minutos e temperaturas de esfriamento na faixa de 15 a 25°C. A duração da estimulação pode ser pré- programada para (mas não é limitada a) aproximadamente 5 minutos a 30 minutos. A duração máxima da estimulação deve ser bem tolerada pelo usuário e não causar nenhum dano muscular ou neurológico. Os sensores de temperatura podem funcionar para detectar a temperatura de esfriamento efetiva em uma concretização onde o estimulador é um estimulador térmico. A temperatura de esfriamento ou de aquecimento eficaz pode ser a temperatura sentida pelo usuário, e esta não é necessariamente igual à temperatura aplicada. Se os sensores de temperatura determinarem que a temperatura efetiva alcança um limiar, o que pode variar de mais ou menos 5 °C da temperatura aplicada para um protocolo específico, o processador 797 (da Figura 7) poderá modificar o dito protocolo para esfriar ou aquecer mais do que originalmente programado para compensar a discrepância entre o esfriamento efetivo e pretendido.

[00160] A invenção pode alternativamente aplicar outros efetores incluindo o acústico (usando excitação ultrassônica para excitar nervos sensoriais nas pontas dos dedos), o vibratório, o tátil, o luminescente (por exemplo, exposição da luz em nervos optogeneticamente modificados), magneticamente (por exemplo, por comutação rápida dos campos RF) ou uma combinação de mecanismos.

FATORES DE FORMA: ESTIMULADOR USÁVEL COMUM

[00161] Com referência às Figuras 14A a E, o sistema 700 da Figura 7 pode ser não invasivo, totalmente implantável, ou parcialmente implantável. Por exemplo, uma concretização não invasiva pode incluir um alojamento não invasivo, tal como uma luva 1400, ou um emplastro 1410, ou uma luva. Em tais concretizações não invasivas, a interface do alojamento está em comunicação com uma parte externa do paciente. Em algumas concretizações, um ou mais dos componentes do sistema podem ser implantados 1420. Por exemplo, um efetor e/ou pelo menos uma porção da interface de alojamento pode ser implantada no paciente em um ponto de contato, enquanto que a fonte de energia é externa ao paciente.

[00162] Um alojamento de sistema não invasivo pode facilitar manter a interface e/ou o efetor em proximidade estreita ao paciente. A luva pode cobrir uma longa extensão do braço ou ser uma fita estreita. A luva pode cobrir pelo menos uma porção da circunferência de qualquer parte de um membro ou a luva pode cobrir toda a circunferência de qualquer parte do membro. A função da luva pode ser a de manter a posição do dispositivo externo com relação ao implante. A finalidade de manter a posição pode incluir obter uma boa transferência de energia, uma comunicação confiável ou outras finalidades.

[00163] O alojamento pode ser formado de qualquer material adequado para obter as propriedades desejadas. Por exemplo, o material do alojamento pode ser material flexível e/ou estirável, polímero ou tecido. O alojamento pode incluir prendedores, tal como Velcro, cordões, fechos e/ou laços para prender o dispositivo no paciente. O alojamento pode incluir múltiplas camadas e/ou receptáculos para reter vários componentes do sistema, conforme descrito aqui.

[00164] O sistema pode ser posicionado pelo paciente com ou sem a assistência de um cuidador. Em algumas concretizações, o sistema pode ter mecanismos de apoio para posicioná-lo no braço, tal como botões responsivos à pressão e/ou ímãs de autoalinhamento. Em algumas concretizações, tal como a luva 1400, o sistema pode ser deslizado (similar a uma luva esportiva) sobre a extremidade de um membro ou envolto em torno do braço ou envolto automaticamente em torno do braço (similar a uma faixa de botões). Em algumas concretizações, o alojamento pode se apresentar na forma de um emplastro 1410. Por exemplo, um emplastro de alojamento 1410 pode ser fixado na pele do paciente usando um adesivo removível ou degradável. O emplastro pode ser usado para uma variedade de momentos, incluindo, mas não limitado a emplastros usados apenas durante o perídio de estimulação e emplastros deixados no lugar por vários dias, semanas ou meses. O emplastro pode ser também fixado mecanicamente, quimicamente ou eletricamente. Tais concretizações incluem, mas não são limitadas a grampos, cordas ou ímãs que prendem o emplastro em um local desejado.

[00165] Em algumas concretizações, o sistema não invasivo pode incluir uma interface, que está em comunicação com o paciente, mas onde o alojamento não é conectado ao paciente. Por exemplo, o sistema pode ser um dispositivo externo com o qual o paciente interage. Por exemplo, o alojamento poderia ser uma estrutura aberta ou fechada na forma de tubo na qual o paciente pode colocar um membro. Conforme ilustrado na Figura 14D, outro exemplo inclui um dispositivo externo que se assemelha a um apoio 1430 ou a uma estrutura de suporte, tal como um apoio ou um suporte de pulso, sobre o qual um paciente pode colocar pelo menos uma parte de um membro.

[00166] Em uma concretização, o alojamento 1450 pode ter a configuração de um relógio de pulso, conforme mostrado nas Figuras 14H a K, usado no pulso ou no braço do usuário. O alojamento 1450 pode conter uma interface 1452 separada, parcialmente separada, ou conectada ao alojamento, e que pode interagir com o usuário. A interface 1452 pode ser conectada ao alojamento 1450 e ser descartável após o uso por um período de tempo. Os eletrodos 1454 da interface podem ser dispostos em tiras e podem ser dispostos em pares de ânodos/cátodos. Outras configurações de eletrodo, conforme descrito aqui, podem ser também usadas. O período de tempo pode ser após um único uso, ou depois de múltiplos usos sobre o período de minutos, horas, dias, semanas ou meses. A própria interface pode ser toda a porção que é a munhequeira ou pode ser uma porção da munhequeira ou ser conectada à munhequeira. A própria munhequeira pode ser parte da interface ou ser parte do alojamento, ou ambas. Em um exemplo, a munhequeira com ou sem a interface pode se encaixar em volta o pulso, com a inclusão de uma característica do material elástico que é ligeiramente curvado de modo que, quando movido, a munhequeira seja envolta em uma forma circular em torno do pulso. Em outro exemplo, há um material sensível à temperatura, como nitinol, que apresenta memória de forma, de modo que quando o dispositivo entre em contato com a pele, a munhequeira com ou sem a interface possa mudar a forma para ser envolta em torno do pulso do paciente. Em outro exemplo, a munhequeira com ou sem a interface apresenta um ou mais fios de metal dentro ou fora da munhequeira que retém uma nova forma, quando movida para permitir que o usuário coloque o dispositivo no pulso e acrescente força para moldar a munhequeira na anatomia exclusiva do usuário. Em outro exemplo, a munhequeira com ou sem a interface é envolta parcial ou completamente ao redor do pulso. Este envoltório pode ser no mesmo eixo, ou pode ser um envoltório espiral.

[00167] A interface descartável ou não descartável pode ser conectada ao alojamento em inúmeras maneiras diferentes, incluindo, mas não limitada às características de fecho, velcro, ajuste por pressão, ímãs, temperatura, adesivo, que podem ou não incluir características de autoalinhamento. A conexão pode ser em uma ou mais de múltiplas dimensões ou eixos. Como um exemplo, a Figura 14J e a Figura 14K mostram uma concretização potencial onde há uma peça de autoalinhamento, que pode ser um ímã, que conecta a interface ao corpo em 3 dimensões. A forma circular da peça de alinhamento pode permitir o primeiro alinhamento dimensional em um plano. A porção de forma de barra da peça de alinhamento, que pode ser deslocada da característica circular da peça de alinhamento, pode alinhar a interface na dimensão final, que, neste exemplo específico de concretização, é a profundidade. O alojamento pode ter uma característica de associação desta forma à qual a conexão pode ser conectada. É possível que a característica de conexão possa ser invertida e a peça de alinhamento possa ser colocada no alojamento, e a característica de associação de forma seja colocada na interface. Estas conexões da peça de alinhamento podem possivelmente ter ou não ímãs em um, em ambos ou em nenhum dos componentes do alojamento ou da interface.

[00168] Alternativamente, o dispositivo externo pode ser um objeto não usado no corpo. Por exemplo, ele pode ter o fator de forma de um telefone celular e o paciente carregaria o dispositivo em torno de seu bolso, bolsa, mão ou outras maneiras em que os telefones celulares são transportados e sustentados, tal como em um tampo de mesa. Ele pode ser projetado para ser assentado na superfície de uma mobília na localização onde o paciente deseja ter seu tremor controlado, tal como na mesa da sala de jantar, na cozinha, ou em seu quarto de vestir.

[00169] Conforme ilustrado na Figura 14L, outra concretização preferida da invenção pode compreender um dispositivo de estimulação com um ou mais eletrodos 1460 aplicados ao longo da espinha dorsal. O dispositivo de estimulação pode funcionar para estimular a liberação de neurotransmissores e reduzir o tremor através da neuromodulação dos nervos localizados ao longo da espinha dorsal. A estimulação pode afetar a liberação e a captação de neurotransmissores, afetando assim os nervos que inervam as regiões trêmulas. Os eletrodos são preferivelmente colocados na superfície cutânea na raiz da espinha cervical, preferivelmente de C1 a C8, mas, mais preferivelmente, entre a C5 e a C8. Os eletrodos são preferivelmente eletrodos de emplastro. A unidade de operação é preferivelmente afixável ao usuário e os condutores que conectam os eletrodos à unidade de operação são preferivelmente magnetizados para uma fácil conexão. A unidade de operação pode ser conectada ao processador e controlada pelo mesmo. Uma vez que os eletrodos são preferivelmente colocados ao longo da espinha dorsal (traseiro do usuário), um módulo de controle desprendível e portável pode ser mais conveniente para um usuário operar.

[00170] Em uma concretização, os eletrodos podem ser colocados em cada lado da espinha dorsal em torno da região de C2 a C8 do pescoço e dos ombros. Os eletrodos podem ser colocados aproximadamente a 100 cm a 1 cm longe da espinha dorsal, e podem ser colocados 200 cm a 5 cm espaçados entre si. Os parâmetros de estimulação podem incluir uma duração de fase de entre 500 e 30 μs, que pode ser preferivelmente de 300-60 μs (microssegundos). A taxa de pulso pode variar de 10 Hz a 5000 Hz, e a faixa preferível pode ser de 50 Hz a 200 Hz, ou 150 Hz. O tempo de ciclo pode ser contínuo, ou pode variar de 5 segundos a 1 hora. O tempo de ciclo preferível pode ser de aproximadamente 5 segundos a 20 segundos, ou 10 segundos. A duração da estimulação elétrica pode variar de 5 minutos a 24 horas por dia. A faixa preferível pode incluir 30 minutos a 60 minutos repetidos aproximadamente 10 vezes por dia, ou a faixa preferível pode ser de aproximadamente 40 minutos a 1 hora por dia e repetida uma vez por semana a uma vez cada dia. A amplitude (que pode ser usada intercambiavelmente com intensidade) pode variar de 0,1 mA a 200 mA, e uma faixa preferível pode incluir de 1 mA a 10 mA. A duração do tempo em que o usuário pode usar o dispositivo antes de ter um efeito sobre o tremor do usuário pode ser de um dia a um mês, ou pode variar preferivelmente de 2 dias a 4 dias.

FATORES DE FORMA: PARA ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA

[00171] Dispositivos TENS convencionais são muitas vezes difíceis de serem posicionados, são volumosos e desconfortáveis. As inovações abaixo são soluções para facilitar a rápida aplicação, ajustar um estimulador para controlar TE e permitir que pacientes o usem de maneira discreta e confortável.

[00172] Com um dispositivo TENS convencional, é difícil adequadamente dimensionar e posicionar os eletrodos adesivos para mais adequadamente ter como alvo o nervo desejado. Eletrodos menores aumentam a densidade da corrente no nervo alvo, mas com almofadas menores é mais provável que eles venham a perder o nervo, e a densidade de corrente mais alta de eletrodos menores pode causar desconforto. Almofadas maiores são mais fáceis de serem posicionadas, mas precisam de mais potência e são mais propensas a estimular involuntariamente tecidos adjacentes. As seguintes inovações resolvem estes desafios e conseguem uma estimulação consistente, efetiva, confortável e segura.

[00173] Em vez de usar apenas um único eletrodo como o cátodo e um único eletrodo como o ânodo, o dispositivo pode conter uma disposição de eletrodos 1500, conforme ilustrado nas Figuras 15A a 15C. Embora os eletrodos sejam mostrados individualmente na pele do paciente para fins de clareza, na prática, a disposição de eletrodos pode ser integrada em uma luva, em uma almofada flexível ou em um substrato, ou outro fator de forma, conforme descrito aqui. Uma combinação apropriada de eletrodos seria selecionada cada vez que o dispositivo fosse reposicionado ou com base nas necessidades de estimulação detectadas. A estimulação pode usar eletrodos únicos como o ânodo e o cátodo, ou pode usar uma combinação de eletrodos para formar o campo de estimulação. A seleção de eletrodos pode ser automática com base no feedback de sensores no dispositivo (vide abaixo). Alternativamente, a seleção de eletrodos pode ser feita manualmente pelo usuário. Por exemplo, o usuário pode girar através das combinações de eletrodos até que ele encontre a combinação que provê uma ótima redução do tremor ou consiga um substituto para a colocação correta, tal como formigamento no 1° (índice) e no 2° dedo, como ocorre com estimulação sensorial de nervo mediano. A Figura 15A ilustra uma disposição bidimensional de eletrodos discretos 1500. Alternativamente, alguns dos eletrodos podem ser combinados em fileiras lineares, de tal modo que a disposição bidimensional seja formada de uma pluralidade de fileiras de eletrodos. A Figura 15B ilustra uma disposição linear de eletrodos 1500 que pode ser usada como fitas, conforme mostrado, ou emplastros, almofadas, luvas e semelhantes. A Figura 15C ilustra um alojamento 1502 que pode ser usado para reter a disposição de eletrodos 1500.

[00174] Alternativamente, a estimulação elétrica de um eletrodo pobremente posicionado pode ser redirecionada para o nervo alvo com a modificação da via de condução entre o eletrodo e o nervo alvo. Por exemplo, um realçador de via de condução 1600, que pode ser formado de um material condutivo, pode ser colocado na pele do paciente, embutido na pele, implantado, ou uma combinação dos acima, a fim de aperfeiçoar a condução do estímulo elétrico do eletrodo 1602 para o nervo alvo 1604, conforme ilustrado nas Figuras 16A a 16D. O realçador de via de condução pode ser colocado sobre o nervo e/ou através do nervo. Por exemplo, em uma concretização, uma tatuagem de tinta condutiva pode direcionar a estimulação fora do alvo para o nervo mediano. Uma tatuagem mais condutiva do que estruturas adjacentes (isto é, vasos sanguíneos, nervos) irá prover o percurso de menor resistência e redirecionar a corrente. Para colocar ou posicionar a tatuagem condutiva, o nervo alvo é primeiramente identificado de forma positiva. Depois, a tatuagem condutiva é colocada sobre o nervo alvo. Conforme ilustrado nas Figuras 16A a 16D, a tatuagem condutiva pode incluir uma pluralidade de tiras condutivas que cruzam o nervo. Em algumas concretizações, as tiras podem ser paralelas entre si e cruzar o nervo transversalmente. Em outras concretizações, as tiras podem ser formadas em um padrão de estrela ou reticulado com um centro localizado sobre o nervo. Em outras concretizações, uma tira pode ser também colocada sobre o nervo (não mostrado) e paralela a este.

[00175] Para adoção do usuário, um dispositivo usável deve ser discreto e confortável. Na concretização preferida mostrada nas Figuras 14B e 14F, por exemplo, o efetor é elétrico e o emplastro de pele apresenta um único eletrodo ou uma pluralidade de eletrônica de eletrodos impressa sobre um substrato flexível em um padrão predeterminado para formar uma "segunda pele", similar a um curativo tipo band-aid. Para um ótimo conforto e adesão à superfície, as características mecânicas, tais como a elasticidade e a rigidez, devem ser associadas à pele. Os circuitos e a fiação para estimulação elétrica de superfície podem ser impressos ou gravados em um material flexível, de tal modo que o dispositivo se conforme ao corpo ou ao tecido dentro do corpo. Por exemplo, pode ser cobre impresso em um substrato flexível, tal como plástico.

[00176] Em outra concretização, conforme ilustrado na Figura 14G, o dispositivo pode ser posicionado na superfície do corpo, mas contendo elementos penetrantes transcutâneos 1470 para aperfeiçoar a influência sobre os nervos. Estes elementos podem ser desprovidos de agulhas, usados para o aperfeiçoamento da estimulação e/ou dispensa de droga. Em algumas concretizações, os elementos penetrantes transcutâneos podem formar uma disposição de microeletrodos que é colocada na superfície da pele e que penetra através da pele. O microeletrodo pode funcionar como microagulhas, e pode tanto aperfeiçoar a transmissão de sinal do eletrodo para o nervo quanto aperfeiçoar a permeabilidade da pele para aperfeiçoar a dispensa de droga tópica.

SENSORES: TIPOS DE SENSORES

[00177] O dispositivo ou o sistema pode incluir sensores. Sensores para monitorar o tremor podem incluir uma combinação de acelerômetros, giroscópios, inclinômetros (para medir e corrigir mudanças no campo da gravidade resultantes de lentas mudanças na orientação do dispositivo), magnetômetros de um único eixo ou de múltiplos eixos; eletrogoniômetros de fibra óptica, rastreamento óptico ou rastreamento eletromagnético; eletromiografia (EMG) para detectar o disparo de músculo trêmulo; sinais de eletroneurograma (ENG); gravações corticais por técnicas, tais como a eletroencefalografia (EEG), ou gravações de nervo diretas em um implante em proximidade estreita ao nervo. A Figura 17 mostra posições representativas de sensores de movimento na mão 1710 ou no pulso 1720. Outras localizações de rastreamento podem incluir os dedos ou outras partes do corpo.

[00178] Os dados destes sensores de tremor são usados para medir a corrente do paciente e as características históricas do tremor, tais como a amplitude, a frequência e a fase. Estes sensores podem ser também usados para determinar atividades, tal como distinguir movimentos involuntários (por exemplo, tremor) de movimentos voluntários (por exemplo, beber, escrever), ou a presença ou a ausência do tremor com relação à hora do dia ou outras atividades detectadas, tais como ciclos de dormir/despertar.

[00179] O dispositivo pode também incluir sensores para prover aperfeiçoamento e dados de uso, incluindo o momento em que o dispositivo foi usado (por exemplo, sensores de temperatura), a localização do dispositivo (por exemplo, do GPS), o nível da bateria, ou a gravação de vídeo. Em outra concretização, o sensor é um sensor de temperatura para medir a temperatura de um membro esfriado. Em outra concretização, o sensor inclui gravação de vídeo. Em outra concretização, são usados sensores de hardware existente, tal como smartphone. Por exemplo, o tremor pode ser medido usando os acelerômetros em um smartphone ou engajando o paciente em uma tarefa de escrever indutora de tremor com a análise de uma linha traçada em uma tela de um smartphone.

SENSORES: ALGORITMOS PARA EXTRAIR TREMORES

[00180] Algoritmos serão usados para extrair informação acerca de tremores do fluxo de dados provido pelos sensores. O tremor pode ser identificado com base em seu sinal de domínio de tempo, sinal de domínio de frequência, amplitude, ou padrão de disparo (por exemplo, rajadas, picos). Por exemplo, na Figura 18, a análise da frequência da potência espectral de dados de movimento giroscópio indica que o tremor está centralizado em aproximadamente 6,5 Hz (vide a energia máxima no traço inferior).

[00181] Os dados de movimento podem ser assumidos como cada canal de sensor bruto ou com a fusão de sinais brutos de múltiplos sensores. Como um exemplo, os dados de acelerômetro de múltiplos eixos podem ser combinados em um único valor numérico para análise. O algoritmo irá extrair dados de movimento na faixa de 4 a 12 Hz para eliminar os movimentos que não são atribuíveis ao tremor. Isto pode ser feito com o uso de qualquer combinação de filtros corta-faixa, filtros de passagem de baixas frequências, combinadores lineares Fourier de frequência ponderada, ou filtros de pequenas ondas. Visto que cada paciente apresenta uma frequência de tremor dominante, esta faixa pode ser estreitada com base no conhecimento específico do tremor do paciente ou no histórico do tremor. Por exemplo, para um paciente com um tremor de 6 Hz, um algoritmo de análise pode extrair apenas dados de movimento na faixa de 5 a 7 Hz. Alternativamente, se um paciente for considerado como tendo um tremor que flexiona e estira o pulso em um máximo de 5 graus, então, um algoritmo de análise determinaria que um movimento medido de flexão de pulso de 45 graus é provável devido ao movimento bruto intencional do que o tremor. Alternativamente, o algoritmo irá amostrar os dados de movimento com a identificação de períodos de tempo provavelmente para corresponder a retenções posturais ou tarefas motoras finas cinéticas.

[00182] Uma vez que os dados de movimento apropriados tenham sido extraídos, o algoritmo irá analisar as características-chave do tremor incluindo a amplitude, a frequência central, a dispersão de frequência, a amplitude, a fase e a potência espectral.

[00183] Técnicas de fusão de sensor podem ser também usadas para analisar os diferentes aspectos do tremor. Por exemplo, um acelerômetro e um giroscópio de múltiplos eixos conectados no verso da mão poderiam ser combinados para reduzir o ruído e o desvio e determinar uma orientação precisa da mão no espaço. Se um segundo par de acelerômetros e giroscópios de múltiplos eixos fosse também usado no pulso, o ângulo da junção e a posição do pulso poderiam ser determinados durante o tremor. Isto poderia isolar que excitações de quais nervos estão causando o amortecimento dos diferentes grupos de músculos que controlam o tremor.

[00184] Pacientes com TE apresentam dois componentes de seu tremor. Os tremores cinéticos estão presentes durante o movimento involuntário e apresentam um maior impacto sobre a qualidade de vida porque eles atingem a habilidade de uma pessoa em realizar tarefas diárias como beber, comer, escrever e se vestir. Tremores posturais estão presentes durante posições estáticas mantidas contra a gravidade. Eles podem ser constrangedores, embora sejam menos impactantes sobre a qualidade de vida. Tremores posturais tipicamente se apresentam mais cedo no curso da doença e são considerados como acionando tremores cinéticos. Ambos os componentes estão tipicamente na faixa de 4 a 12 Hz, com pacientes mais idosos experimentando tremores de frequência mais baixa.

[00185] A detecção de tremores posturais e cinéticos é mais desafiadora do que a detecção de tremores de repouso. Os tremores de repouso estão presentes em outros distúrbios do movimento incluindo a doença de Parkinson e podem ser facilmente identificados com a análise dos tremores presentes apenas enquanto o membro está em repouso. A extração de tremores cinéticos dos dados de movimento é desafiafora porque é necessário separar o movimento devido ao tremor do movimento devido à tarefa.

[00186] A identificação de tremores posturais pode ser mais fácil do que o de tremores cinéticos, uma vez que os dados do acelerômetro/giroscópio durante tarefas cinéticas são corrompidos pelo movimento envolvido na tarefa. É considerado que tremores posturais podem acionar os tremores cinéticos porque as pessoas frequentemente apresentam tremores posturais mais cedo na vida do que os tremores cinéticos e eles têm aproximadamente a mesma frequência. A correlação de tremores posturais e cinéticos descoberta no estudo clínico, conforme ilustrado na Figura 19, suporta esta teoria de usar os dados de tremor postural para analisar ou tratar tremores cinéticos.

SENSORES: ARMAZENAMENTO & USO DE DADOS

[00187] Conforme mostrado na Figura 20, o dispositivo de estimulação 2000 pode conter hardware, software e firmware para registrar e transmitir dados, tais como as características do tremor, o histórico de estimulação, o desempenho, o uso e/ou o controle do dispositivo para um dispositivo de portal de dados 2002, tal como um smartphone, telefone celular, tablet, laptop, computador de mesa ou outro dispositivo eletrônico que usa um protocolo de comunicação sem fio, tal como Bluetooth.

[00188] Os dados registrados com o uso do dispositivo usado pelos pacientes com TE podem ser armazenados em um smartphone que os transmite para um servidor/banco de dados baseado em nuvem 2004, ou o dispositivo usado pelos pacientes com TE pode diretamente transmitir dados para um servidor/banco de dados baseado em nuvem 2004, permitindo muitas atividades que incluem o rastreamento de tremores, a otimização da estimulação, o compartilhamento com cuidadores e médicos, e a formação da comunidade. Os dados podem prover informação para o controlador, feedback em tempo real para o paciente, cuidadores e/ou médicos, ou pode armazenar os dados para prover dados do histórico para o paciente, cuidadores e médicos. Os dados armazenados na nuvem 2004 podem ser vistos em múltiplas plataformas 2006 por múltiplos usuários 2008. Além disso, os dados na nuvem 2004 podem ser compilados e analisados por um dispositivo de computação 2010.

[00189] Pacientes são geralmente monitorados quanto ao tremor em intervalos de poucos meses, ou talvez anualmente, quando eles vão a seu médico. Este monitoramento é tipicamente altamente subjetivo. Além disso, a severidade do tremor pode ser dramaticamente afetada por muitos fatores, incluindo padrões de sono, condição emocional, atividade física prévia, ingestão de cafeína, alimento, medicações, etc.

[00190] Tal monitoramento infrequente e impreciso limita a habilidade dos pacientes, seus cuidadores e médicos para entender a severidade e a progressão de TE de um paciente e os efeitos de vários tratamentos e comportamentos. Estes fatores podem interagir com os efeitos da estimulação provida pelo dispositivo, e pode ser difícil detectar estas interações. Estas interações poderiam ser identificadas para otimizar a terapia e ajudar os pacientes a melhor entender como seu comportamento afeta seu tremor.

[00191] Em uma concretização mostrada na Figura 21A, o tremor é 2100 monitorado usando sensores que podem ser IMUs, eletrodos, ou qualquer dos outros sensores previamente discutidos. O monitoramento pode ser contínuo ou durante períodos de tempo discretos. Os dados destes sensores são 2110 analisados para identificar mudanças nas características do tremor (amplitude, frequência, etc.) ao longo do tempo. Os resultados são registrados e 2120 exibidos para o usuário. A análise 2110 e/ou exibição 2120 podem ser realizadas no próprio dispositivo de estimulação ou com a comunicação dos dados brutos ou analisados em um dispositivo secundário, tal como um smartphone ou computador.

[00192] Em outra concretização, 2101 os dados comportamentais podem ser também coletados de tal modo que a análise possa examinar a relação entre o histórico do tremor e os comportamentos do usuário. Os dados comportamentais podem incluir o consumo de cafeína, álcool, medicações e níveis de ansiedade. O sistema pode então alertar o paciente das interações entre os comportamentos e o tremor.

[00193] Em outra concretização na qual o dispositivo é terapêutico (isto é, se ele apresentar um efetor), 2102 o histórico de estimulação poderá ser coletado de tal modo que a análise possa examinar a relação entre o histórico de estimulação e as características do tremor.

[00194] A concretização mostrada na Figura 21B acrescenta 2140 um upload à nuvem. A ordem 2140 do upload e 2110 da análise pode ser trocada de tal modo que a análise seja feita a bordo antes do upload (não mostrado). O uso da nuvem permite que os resultados sejam 2120 exibidos ao usuário em uma variedade de dispositivos em rede incluindo smartphone, tablets, laptops e computadores de mesa; a outros usuários, tais como 2150 médicos ou cuidadores; ou para 2160 a análise compilada através de múltiplos pacientes.

[00195] A Figura 21C mostra alguns dos usos potenciais dos dados compilados, incluindo 2170 conectar pacientes a pacientes similares com base nas características, tais como as características de tremor, geografia, idade e sexo, ou 2180 aperfeiçoando os algoritmos de estimulação.

[00196] A Figura 21D mostra como o monitoramento e a análise de dados mostrados nas Figuras 21A a C podem ser usados em um circuito fechado para ajustar os parâmetros de estimulação. Desta maneira, os algoritmos detectam interações entre as variáveis para otimizar a terapia.

[00197] O dispositivo pode conter controle de circuito fechado da estimulação para adaptativamente responder ao tremor detectado ou níveis de atividade. O dispositivo permite a sensação de tremor através de um sensor de atividades, gravação de dados e ajuste sistemático dos parâmetros de estimulação para conseguir uma ótima redução do tremor. A Figura 26A é um diagrama de controle que mostra os componentes básicos deste sistema de detecção e de resposta. O 2650 alvo define o perfil pretendido. Por exemplo, em paciente com TE, este perfil pode ser a ausência de tremor, e em um paciente com PD, este perfil pode ser a ausência de tremor ou rigidez. O 2670 erro entre o 2650 alvo e 2660 a detecção é alimentado no 2080 controlador, que modifica a 2690 saída. O 2680 controlador pode incluir um processador e uma memória. Além do erro e das medições, os 2680 algoritmos do controlador podem também introduzir o histórico de medições, estimulação e atividade em seus algoritmos. A saída 2690 modifica a estimulação. Se o efetor for elétrico, isto poderá incluir a modificação da forma de onda, da frequência, da fase, da localização e/ou da amplitude da estimulação. Na concretização preferida (Figura 15), o dispositivo contém uma disposição de pequenos eletrodos e a saída modifica a seleção de quais eletrodos usar como o ânodo e o cátodo. O efeito das modificações é então 2660 detectada pelo dispositivo de medição e o processo é repetido. A detecção 2660 e/ou 2690 a modificação de saída podem ocorrer continuamente em tempo real, com retardos periódicos entre tempos predefinidos (por exemplo, a cada hora ou diariamente), ou em resposta a um sinal gerado por usuário, tal como uma sequência pré-definida de movimentos ou ao pressionamento de um botão. Alternativamente, o controlador pode alertar o paciente a manualmente modificar os parâmetros de estimulação. Este circuito fechado pode ser usado para a autocalibração automática.

[00198] A Figura 26B ilustra um diagrama de controle que mostra os componentes básicos deste sistema de detecção e resposta, que é similar à descrição mostrada na Figura 26A, mas agora com componentes interna e externamente localizados.

[00199] O controle poderia também levar em conta outros padrões no comportamento, mais como um controlador de avanço 2640. Por exemplo, padrões típicos nos horários das refeições poderiam fazer com que o efetor fosse disparado mais ativamente em tempos específicos para reduzir o tremor para essas atividades. Também, a pessoa poderia indicar em um cronograma, com base em suas atividades diárias, se ela gostaria de um tratamento mais intenso em certos períodos de tempo, por exemplo, se ela tivesse que fazer um discurso ou outros eventos que causassem ansiedade. Este tipo de informação poderia ser também obtido e aprendido ao longo do tempo pela unidade de controle. Outros dados, tais como sono, ingestão de alimentos, consumo específico de álcool e de cafeína, histórico de exercícios, condição emocional, níveis específicos de ansiedade, e uso de medicação, coletados através de outras tecnologias e aplicações móveis, tais como Azumio, Jawbone, Fitbit, etc., podem ser integrados no banco de dados do paciente baseado em nuvem, conforme ilustrado nas Figuras 20 e 21. O usuário pode ser aprontado para introduzir tais dados, tal como tirando uma foto de uma refeição para determinar a ingestão de alimentos usando um aplicativo de processamento de imagens. O banco de dados irá combinar eventos discretos (por exemplo, hora e quantidade de ingestão de cafeína) com dados de série de tempo (por exemplo, medições de tremor). Algoritmos irão examinar a relação entre comportamentos de paciente, estimulação, e tremor. Estes irão otimizar a estimulação e alertar o paciente dos comportamentos que influenciam o tremor. Isto irá permitir o tratamento individualmente otimizado para tremor e o avanço no sistema.

[00200] Em algumas concretizações, o usuário pode ser aprontado em tempos predeterminados pelo dispositivo ou telefone celular para executar uma tarefa específica, que pode ser configurada para o tipo de tremor que aflige o paciente, tal como mantendo o braço fora de uma postura especifica para TE, ou colocando o braço em uma posição de repouso para Parkinson. Durante este tempo, os sensores podem registrar os tremores. Em algumas concretizações, o paciente pode adicional ou alternativamente ser instruído a consumir cafeína ou registrar o período de tempo decorrido desde que ele consumiu cafeína por último. Estes dados podem ser usados para determinar como a cafeína afeta o tremor, a eficácia do protocolo de tratamento e os parâmetros de estimulação, a duração da eficácia, e semelhantes. Em algumas concretizações, o paciente pode ser aprontado em uma quantidade predeterminada de tempo após a estimulação, tal como 10, 20, 30 e/ou 60 minutos após a estimulação. O tempo pode ser ajustado dependendo da duração medida da redução de tremor depois da estimulação.

[00201] O dispositivo terá gravação de dados integrados e poderá transmitir esta informação para um dispositivo de portal de dados externo, tal como uma estação de carga & sincronização ativada pela internet ou smartphone. Esta transmissão pode ser sem fio ou direta. O dispositivo externo terá uma maior capacidade de armazenamento e permitirá a transmissão para um banco de dados na nuvem. O dispositivo externo pode analisar estes dados integrados e apresentar informação sobre uma tela ou usar indicadores, tais como luz de LED, ou dados podem ser mostrados no próprio dispositivo de estimulação.

[00202] Os dados na nuvem serão visíveis em múltiplas plataformas incluindo smartphones, tablets e computadores. Os dados serão visíveis por múltiplas pessoas incluindo o usuário, seu médico, cuidadores ou membros da família. Isto irá prover uma imagem muito mais compreensiva do tremor de um paciente e permitir a otimização do tratamento. Em algumas concretizações, os usuários que visualizam os dados podem também acrescentar comentários e notas aos dados, que podem ser identificados com a identidade do usuário que faz o comentário ou a nota, e a hora que o comentário ou a nota foi realizada. Em algumas concretizações, a habilidade em fazer anotações pode ser restrita aos provedores de cuidados médicos, tal como o médico do paciente, e o paciente.

[00203] Em algumas concretizações, o acesso aos dados é restrito a provedores de cuidados médicos e ao paciente. O acesso pode ser limitado por exigir que os usuários configurem um nome de usuário e uma senha segura para acessar os dados. Em algumas concretizações, o paciente poderá também prover outros, tais como família e amigos, com acesso aos dados.

ALGORITMOS PARA OTIMIZAÇÃO

[00204] Os dados indicam que a estimulação usando um dispositivo TENS é altamente eficaz em alguns pacientes, um tanto eficaz em outros pacientes, e ineficaz em outros. Entretanto, a otimização dos parâmetros de estimulação (intensidade, frequência, forma de onda, ciclo ativo, fase da estimulação, etc.) permite que o dispositivo obtenha a maior redução de tremor com o maior conforto em cada paciente e permite que o dispositivo seja ajustado ao longo do tempo em resposta a mudanças na dinâmica do circuito, no posicionamento do dispositivo, no estado do paciente, etc. A Figura 22 mostra um algoritmo de decisão/controlador para o dispositivo.

[00205] Em outra concretização, o algoritmo de otimização é iniciado com a inicialização de um ou mais parâmetros 2200, que podem incluir amplitude do estímulo, frequência esperada, duração de tempo ativo, duração de tempo inativo, e tempo de retardo de efeito de estimulação esperado. Em seguida, um sensor detecta 2202 e registra as características do tremor, incluindo a amplitude, a frequência, a fase do tremor e outras características descritas aqui. As características detectadas do tremor 2202 são comparadas com as características de tremor alvo desejadas 2204, que podem ser nenhum tremor ou um tremor reduzido. A etapa de comparação 2206 pode determinar o erro ou a diferença entre as características detectadas do tremor e as características alvo do tremor, e determinar se o tremor ou o tremor reduzido está presente 2208, ou em outras palavras, se o tremor detectado atende ou excede as condições alvo. Se nenhum tremor for detectado, ou em termos mais gerais, se uma condição de tremor alvo predeterminada não for excedida, o algoritmo saltará de volta para a etapa de detecção 2202. Se um tremor for detectado, ou em termos mais gerais, se uma condição de tremor alvo predeterminada for excedida, então, a estimulação poderá ser ativada 2210. Uma vez que a estimulação tiver excedido a duração de tempo ativo ajustada 2212, então, a estimulação será desativada 2214, e o algoritmo procederá de volta para a etapa de detecção 2202. Enquanto a estimulação está acionada, o dispositivo pode transferir os dados registrados 2218 na nuvem ou em outro dispositivo para processamento adicional. Uma vez que a estimulação tenha sido desativada 2214, o algoritmo pode monitorar a duração de tempo inativo 2216, e pode continuar o upload os dados 2218, uma vez que o de tempo inativo tenha decorrido. Alternativamente, os dados podem ser transferidos mesmo antes de o tempo inativo ter decorrido. Os eventos relatados pelo usuário 2220, que podem incluir a ingestão de cafeína ou álcool, sensações de ansiedade, e outros eventos que podem afetar o tremor, podem ser também introduzidos no sistema e enviados para a nuvem. Os dados podem ser processados por um controlador 2222 que pode otimizar os parâmetros de estimulação usando vários algoritmos, incluindo algoritmos de aprendizagem automática. Uma vez que os parâmetros são otimizados, os novos parâmetros de estimulação serão ajustados 2224. Um relatório 2226 pode ser também enviado para o paciente que pode realçar ou correlacionar vários comportamentos identificados nos eventos relatados pelo usuário com tremores medidos.

[00206] Em uma concretização, o algoritmo de estimulação é projetado para otimizar o tempo "ativo" terapêutico. O algoritmo de otimização pode encontrar a melhor solução para saídas incluindo, mas não limitadas a controlar o tremor durante tarefas específicas, em horas específicas do dia, em localização específica, ou simplesmente otimizar toda a minimização diária de tremor. O algoritmo pode ser autocalibrante para ajustar os parâmetros de estimulação, incluindo, mas não limitados à frequência, à amplitude, à largura de pulso, à seleção de eletrodo para cátodo e ânodo e/ou ao timing de acionar ou desativar a estimulação. O algoritmo pode responder à entrada de usuário ou pode ser inteiramente pré-programado. O algoritmo pode ser um algoritmo de aprendizagem para configurar a estimulação ao longo do tempo para se ajustar em tempo real ao tremor de um paciente ou às necessidades definidas pelo paciente. A estimulação pode ser disparada ou não em resposta às entradas incluindo, mas não limitadas à entrada de usuário (por exemplo, ligando ou desligando o dispositivo), ao timing desde o uso prévio, à hora do dia, à detecção do tremor (por exemplo, por acelerômetros), aos registros elétricos, ou aos algoritmos baseados em entradas previamente descritas ou em outras. Como um exemplo, o usuário pode usar ativação de voz para desligar o dispositivo para utilizar a janela terapêutica (isto é, a hora da redução do tremor depois da estimulação é desativada) para prover um intervalo de tempo de estabilidade necessária para movimentos intencionais. Em outro exemplo, o usuário morde ou usa o músculo da língua detectado por um dispositivo externo colocado dentro ou fora da cavidade oral, que irá sinalizar para desativar a estimulação e permitir que a estabilidade do braço do usuário ative a execução de ações intencionais com estabilidade. Em algumas concretizações, o sistema e o algoritmo podem detectar o tipo de tremor, tal como diferenciando entre um tremor postural e um tremor cinético, com base em uma análise dos parâmetros de tremor e da atividade medida do paciente. Em algumas concretizações, os parâmetros de estimulação podem ser determinados em parte com base no tipo de tremor detectado.

[00207] Em algumas concretizações, o sistema pode ser controlado por um disparo de evento. Disparadores de evento podem incluir movimentos definidos, temperatura, ativação de voz, localização de GPS, ou baseados em dados recebidos por um sensor ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, o dispositivo pode ser ligado ou desligado durante um movimento intencional, tal como antes de um tremor ter iniciado ou terminado, respectivamente. Em outro exemplo, o dispositivo será ligado ou desligado, quando uma temperatura específica for alcançada. O sistema poderá atuar para obter um perfil de supressão de tremor desejado. Por exemplo, o controle pode ativar o dispositivo durante um período de supressão de tremor desejado. Por exemplo, o controle pode ativar o dispositivo durante um período de supressão de tremor desejado; antes de um período de supressão de tremor desejado, com efeitos que duram além do uso do dispositivo e/ou em resposta à detecção do tremor.

OTIMIZAÇÃO BASEADA EM DADOS DA COMUNIDADE

[00208] Atualmente, o curso de tempo de tremores é pobremente entendido. Enquanto que a criação de um banco de dados para um único paciente irá aperfeiçoar a capacidade de reduzir tremor nesse paciente, a combinação de dados individuais do paciente em um banco de dados que inclui registros de muitos pacientes permite que métodos estatísticos mais potentes sejam aplicados para identificar ótimos parâmetros de estimulação. Em algumas concretizações, os dados de pacientes que sofrem do mesmo tipo de tremor podem ser combinados. Em algumas concretizações, os dados de tremor de cada paciente podem incluir metadados pesquisáveis e selecionáveis que permitem que a coleta de dados no banco de dados seja selecionada, pesquisada e/ou reorganizada sob demanda. Os metadados podem incluir o tipo de tremor (amplitude do tremor, frequência do tremor, presença temporal do tremor, etc.), nome, idade, raça, sexo, localização, hora, consumo de alimentos e bebidas (particularmente quanto à cafeína e ao álcool), histórico de atividade (exercício, sono, etc.), medicações, tratamentos passados, e tratamentos atuais.

[00209] Os sistemas descritos acima com relação às Figuras 20 e 21 podem ser adaptados a dados de muitos pacientes que entram em um banco de dados, e os algoritmos podem operar no conjunto maciço de dados.

FORMAÇÃO DA COMUNIDADE

[00210] Indivíduos com TE se sentem isolados pela impotência associada com seu tremor. Como resultado, eles são altamente motivados a encontrar pessoas com TE. Há um conjunto de grupos de suporte ativo e crescente que organiza reuniões e que permite que pacientes com TE falem sobre suas questões e discutam possíveis soluções. Participar destas reuniões pode ser desafiador porque alguns pacientes com TE têm dificuldade para dirigir. Também, os indivíduos dentro de uma localização física específica que participam de um grupo de suporte podem ter sintomas que são diferentes entre si, e eles carecem da capacidade de identificar outros pacientes que são semelhantes entre si.

[00211] Algoritmos podem ajudar os indivíduos a encontrar membros da comunidade TE que têm perfis similares. Por exemplo, os algoritmos podem caracterizar pacientes com base em sua idade, gravidade do tremor, características do tremor, sucesso com o tratamento, tipo de tratamento, tipo de medicação, localização (com base no endereço ou GPS), e outras características. Isto irá ajudá-los a se comunicar entre si e a compartilhar informação do website da comunidade central que é customizado para um indivíduo especifico com TE ou um cuidador. Por exemplo, o sistema pode identificar pacientes dentro de uma localização geográfica ou identificar outros pacientes dentro de uma distância predeterminada a partir de um paciente específico. Pacientes podem ter a opção de se juntar a uma comunidade com TE online e tornar sua localização pesquisável no sistema. O sistema pode identificar um paciente que existe em grupos de suporte da comunidade com TE dentro de uma distância predeterminada. OUTRO PROCESSADOR, BIBLIOTECA, ARMAZENAMENTO DE DADOS

[00212] O processador 797, conforme ilustrado nas Figuras 7A a 7D, pode, por exemplo, funcionar para operar em dados, executar computações, e controlar outros componentes do dispositivo de redução de tremor. Ele pode ser preferivelmente um microprocessador com periféricos ou um microcontrolador. Por exemplo, o processador poderia receber entrada do usuário via o módulo de controles 740 e poderia controlar a execução de estimulação, conforme selecionado pelo usuário. Em outra concretização, o processador 797 poderia executar os protocolos de estimulação predefinidos selecionados pelo usuário. Estes protocolos de estimulação poderiam ser encontrados na biblioteca digital de protocolos de estimulação 798, que podem ser carregados no processador 797 ou armazenados na memória externa, como uma EEPROM, um cartão SD, etc. O processador 797 pode também receber informação dos sensores 780 e processar essa informação integrada e ajustar a estimulação de acordo. A seleção do processador é determinada pelo grau de processamento de sinal que ele precisa fazer e pelo número e pelo tipo dos padrões bem conhecidos, tais como USB, UART, SPI, I2C/TWI, por exemplo. O processador pode também se comunicar sem fio com outros componentes do dispositivo usando Bluetooth, Wifi, etc.. O processador pode ser integrado no dispositivo, ou os dados do tremor podem ser transmitidos via um elo sem fio entre a unidade de processamento e a unidade de estimulação.

[00213] Em uma concretização com um estimulador elétrico 730, os protocolos pré-carregados 798 podem ser estimulação elétrica ou uma sequência de estimulações elétricas. Estimulação elétrica ou sinal elétrico referem-se a um pulso elétrico ou padrão de pulsos elétricos. A estimulação elétrica pode incluir parâmetros, tais como frequência de pulso, amplitude, fase, largura de pulso, ou duração de tempo de estimulação elétrica. Estes parâmetros podem ser predefinidos ou controlados pelo usuário.

[00214] A unidade de armazenamento de dados 770 pode funcionar para armazenar estatística operacional acerca do dispositivo e estatística de uso acerca do dispositivo, preferivelmente em memória flash NAND. A memória flash NAND é um dispositivo de armazenamento de dados que é não volátil, que não exige energia para reter a informação armazenada, e pode ser eletricamente apagada e regravada. Em alguns casos, pode ser benéfico ter esta memória removível na forma de um microcartão SD.

ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA:

[00215] O efetor pode ser eletricamente acoplado a uma ou mais fontes de energia, conforme ilustrado nas Figuras 7A a 7D, por exemplo, A fonte de energia 750 funciona para energizar o dispositivo. A fonte de energia 750 pode ser conectada ao processador 797 e prover energia para que o processador funcione. A fonte de energia pode ser preferivelmente recarregável e desprendível, visto que isto permite que o dispositivo seja reutilizado. A fonte de energia pode ser preferivelmente uma bateria. Várias combinações diferentes de substâncias químicas são comumente usadas, incluindo chumbo-ácido, níquel-cádmio (NiCd), níquel-hidreto metálico (NiMH), íon de lítio (Li- ion), e polímero de íon de lítio (polímero de Li-íon). Métodos de recarregamento da bateria são preferivelmente a conexão a um soquete de parede ou outro dispositivo energizado, energia solar, radiofrequência, e eletroquímicos. Uma fonte alternativa de energia são os ultracapacitores. Os ultracapacitores podem ser divididos em três famílias diferentes - capacitores de camada dupla, pseudocapacitores, e capacitores híbridos. Os ultracapacitores podem ser preferivelmente formados com material nanoporoso incluindo carvão ativado, grafeno, nanotubos de carbono, carbonos derivados de carbureto, aerogel de carbono, carbono ativado sólido, carbono nanoporoso sintonizável, e carbono com base em mineral. Os ultracapacitores proveem uma vantagem de um carregamento mais rápido do que as baterias bem como uma tolerância de mais ciclos de carga e de descarga. Baterias e ultracapacitores poderiam alternativamente ser usados em conjunção, visto que a tolerância de ultracapacitores a um grande número de ciclos de carga-descarga os torna bem adequados para conexões paralelas com baterias e podem aperfeiçoar o desempenho da bateria em termos de densidade de energia. Alternativamente, a fonte de energia pode utilizar energia do corpo. Em algumas concretizações, a energia pode ser utilizada por movimento cinético, por energia térmica, e/ou por som. A fonte de energia pode alternativamente incluir um plugue em uma fonte externa, tal como um aparelho comum.

[00216] Em uma concretização, uma estação de carregamento especial ou dongle poderia ser usado para recarregar o dispositivo. O benefício da estação de carregamento especial é o de que poderia também facilitar o upload dos dados do dispositivo para a web via Wifi ou outro protocolo de comunicação.

IMPLANTES

[00217] Em algumas concretizações, pelo menos uma parte do sistema é implantável. Um estimulador implantado pode oferecer um maior controle e conforto do que a estimulação de superfície porque ele está localizado mais próximo ao nervo e impede aferentes cutâneos excitantes.

[00218] O método de estimular nervos periféricos para controlar tremores da mão introduz requisitos específicos para um estimulador implantado apropriado. Primeiro, o implante deve ser pequeno para minimizar a invasão do procedimento usado para posicionar o implante e torná-lo apropriado para implantação. Segundo, pelo fato de a estimulação poder ser responsiva ao tremor detectado ou à entrada de usuário, o implante deve ser capaz de receber comunicação de um dispositivo externo. Terceiro, o dispositivo deve tolerar a variabilidade no posicionamento do dispositivo externo.

[00219] Qualquer número dos componentes do sistema descritos aqui pode ser implantado. Em algumas concretizações, o alojamento, a interface, o efetor e a fonte de energia são implantados, e o controlador é externo ao paciente. Em tais concretizações, o controlador pode estar, por exemplo, em comunicação sem fio com o efetor. Em outras concretizações, a fonte de energia é externa do paciente.

[00220] O dispositivo pode ser implantado subcutaneamente, parcialmente implantado, ou pode ser transcutâneo (passando através da pele), pode estar na superfície da pele ou pode não estar em contato com o corpo. Ele pode ser uma montagem destes dispositivos, tal como um componente de superfície que se comunica com um componente de implante ou energiza o mesmo. Se ele for implantado, o dispositivo poderá ser implantado nos nervos, no músculo, no osso, nos ligamentos, ou em outros tecidos, ou em torno destes.

[00221] Em uma concretização, o implante é posicionado no túnel do carpo ou perto deste para influenciar os nervos que passam através do túnel do carpo. Em outra concretização, o implante é posicionando no ou perto do nervo mediano na parte superior do braço entre o bíceps. Em outra concretização, o implante é posicionado no ou perto do nervo mediano, radial ou ulnar no antebraço ou no pulso. Em outra concretização, o implante é posicionado no ou perto do plexo braquial para influenciar os nervos proprioceptivos que passam do braço para o sistema nervoso central.

[00222] As porções implantadas podem ser colocadas ou dispensadas intravascularmente para afetar os nervos na área dentro da faixa do efeito do implante. Em um exemplo, um dispositivo é colocado na ou através da artéria ou veia subclaviana para afetar os nervos do plexo braquial.

[00223] Conforme mostrado na Figura 23, uma concretização preferida de um dispositivo controlável para um usuário para reduzir o tremor essencial compreende eletrodos 2310 formados de materiais biocompatíveis implantados pelo menos parcialmente subcutaneamente para estimular nervos alvos, e uma unidade de operação externa 2320, que contém uma interface de controle de usuário, conectada por condutores ao eletrodo implantado 2310. O dispositivo pode conter elementos adicionais que podem incluir um processador 797 que executa computações e que controla outros componentes, um gerador de função controlada por processador, uma biblioteca digital 799 armazenada no processador ou na memória que contém protocolos de modulação pré-carregados, um sensor 780 conectado ao processador 797 ou em comunicação com o mesmo que detecta parâmetros predefinidos e transmite essa informação de parâmetro para o processador, uma unidade de armazenamento de dados 770 conectada ao sensor e ao processador, e um suprimento de energia 750.

[00224] Nesta concretização, os eletrodos implantados 2310 podem funcionar para prover a estimulação elétrica direta para os nervos alvos. Uma vez que os eletrodos são implantados pelo menos parcialmente no corpo e irão permanecer por um período prolongado de tempo (preferivelmente vários anos), os eletrodos poderão ser formados de material que apresenta propriedades elétricas adequadas e que é biocompatível. O material do eletrodo 2310 é preferivelmente selecionado de um grupo que inclui silicones, PTFE, parileno, poli-imida, poliesterimida, platina, cerâmica, e ouro, ou de materiais naturais, tal como colágeno ou ácido hialurônico. Os eletrodos 2310 podem ser de várias formas e tamanhos, mas, mais importante, entram em contado com os nervos de interesse. As formas do eletrodo incluem hastes planares, microfios uniformes simples, e sondas que se afunilam para uma ponta fina a partir de uma base mais larga. O eletrodo pode ter uma extremidade proximal e uma extremidade distal. A extremidade distal pode entrar em contato com os nervos e ser adaptada para dispensar pulsos de estimulação neurais para os nervos selecionados. A extremidade proximal do condutor pode ser adaptada para ser conectada à unidade de operação externa que funciona por um processador 797.

[00225] Em uma variação da concretização, pode haver múltiplos condutores conectados a diferentes feixes de nervos. Em outra variação, pode haver comunicação sem fio com o implante, conforme pode ser inserido próximo ao nervo com o uso de inserção de agulha. A agulha 2402 pode ser inserida no paciente junto ou perto do nervo alvo 2404, e então o implante pode ser ejetado da agulha. O implante 2400 pode estar em comunicação com um dispositivo externamente localizado 2046, transferir e receber dados com o mesmo, e ser energizado pelo mesmo, tal como uma unidade de decisão aqui descrita.

[00226] Em uma concretização, a interface pode ser um punho de nervo implantado. O punho pode total ou parcialmente circundar o nervo. O punho pode ser conectado ao nervo por meio do fechamento de eletrodos de braço em forma de borboleta. Em outra concretização, a interface pode ser um ponto de apoio de nervo. O ponto de apoio pode estar em proximidade estreita ao nervo ou pode ficar ao longo do nervo. A função do punho pode ser a de prover um bom contato ou proximidade estreita entre o dispositivo e o nervo. Em outra concretização, a interface pode ser fixada no nervo ou revestir o nervo. Por exemplo, o dispositivo pode ser envolto no nervo ou na bainha do nervo, atado aos mesmos, preso aos mesmos, amarrado com pequenas farpas aos mesmos ou quimicamente fundido nos mesmos. A função do punho, da bobina, do ponto de apoio ou da fixação é a de prover um bom contato ou uma proximidade estreita entre o dispositivo e o nervo. Algumas destas concretizações são representadas nas Figuras 25A a 25F.

[00227] Por exemplo, as Figuras 25A a 25C ilustram uma concretização de uma interface de eletrodo de bobina que pode ser um eletrodo de múltiplas bobinas, conforme mostrado, ou um eletrodo de bobina única. Em algumas concretizações, o eletrodo de bobina 2500 pode ser formado de um material de memória de forma, tal como nitinol, e pode ter uma configuração relaxada direta antes da inserção e da implantação, e uma configuração espiralada depois da exposição à temperatura do corpo. As Figuras 25D e 25E ilustram concretizações de eletrodos do tipo punho em forma de borboleta 2510, que podem circundar pelo menos parcialmente o nervo. Como em outras concretizações, a interface pode incluir eletrodos únicos ou múltiplos, e pode ser fabricada de um material de memória de forma para ter uma configuração aberta durante a dispensa e uma configuração fechada envolta ao redor do nervo depois da implantação A Figura 25F ilustra uma concretização de uma interface que apresenta uma disposição linear de eletrodos 2520 que pode se apoiar contra o nervo e que pode ficar ao longo do mesmo.

[00228] O método de inserir o implante pode envolver anestesia local ou geral. O implante pode ser dispensado através de uma ou mais punções na pele, tal como uma agulha ou sutura, ou pode ser uma incisão aberta formada na pele para acessar a área alvo, ou poderia incluir ambos os métodos. Em uma concretização, o dispositivo pode ser implantado roscando todo ou parte do dispositivo em torno do nervo e/ou tecido circundante, tais como vasos sanguíneos ou tendões.

[00229] Em uma concretização, o implante pode incluir dois eletrodos posicionados ao longo de um percurso vascular. O percurso pode ser ao longo do arco palmar, e os eletrodos podem ser posicionados nas artérias braquiais e axilares. A coluna de fluido entre os eletrodos pode conduzir eletricidade e estimular nervos adjacentes. Os eletrodos podem ser ou internos ao percurso vascular, como um stent, ou externos ao percurso vascular similar a um envoltório vascular. Em uma concretização, o dispositivo pode ser um implante capaz de comunicação de duas vias com um dispositivo externo. A concretização pode conter memória. O dispositivo "de escuta" externo pode ser também uma fonte de energia. O implante poderia comunicar informação, tais como suas reservas de energia ou histórico de uso para o dispositivo "de escuta". Em outra concretização, o dispositivo é um implante capaz de detectar a atividade no nervo ou nervos adjacentes e relatar esta informação ao dispositivo de escuta.

[00230] Em outra concretização, o dispositivo ou dispositivos usados para colocar o dispositivo podem usar ultrassom para orientação. Ultrassom pode ser usado para medir a proximidade aos vasos sanguíneos, nervos ou outros tecidos, ou para caracterizar o tipo e a localização de tecidos adjacentes.

[00231] Em outra concretização, os eletrodos para estimulação podem ser injetados como um líquido. Em outra concretização, os eletrodos podem ser flexíveis e dispensados em um meio viscoso como ácido hialurônico. Em outra concretização, os eletrodos podem ser formados de nitinol que assume sua forma em 37 graus Celsius. Isto permitiria a injeção ou a inserção dos eletrodos em uma configuração, tal como uma configuração alongada para ajustar em uma agulha, e depois assumiria sua forma, quando aquecido à temperatura do corpo. Alguns destes exemplos são representados na Figura 25.

[00232] O implante pode conter os componentes necessários para comunicação unidirecional ou bidirecional entre o implante, uma transmissão de energia externa, um sistema de comunicação, e/ou eletrônica para armazenar parâmetros de estimulação programável. O dispositivo pode conter um micromódulo sem fio que recebe comando e sinais de energia por acoplamento indutivo de radiofrequência de uma antena externa. Se o efetor for elétrico, o canal de comunicação de entrada poderá incluir informação incluindo a frequência, o retardo, a largura de pulso e intervalos on/off da estimulação.

[00233] O carregamento ou a alimentação transcutâneos reduzem o tamanho do implante com a eliminação da necessidade de uma fonte de energia grande (por exemplo, bateria) e elimina a necessidade de substituir a fonte de energia com cirurgias repetidas. Um componente externo pode ser usado para energizar em fio o componente interno, tal como por transferência de energia de radiofrequência (RF). Por exemplo, o dispositivo externo pode emitir energia RF que o componente interno recebe com uma bobina ressonante. A energia pode ser transmitida em uma variedade de comprimentos de onda, incluindo, mas não limitada à radiofrequência e a espectros de microondas, que variam de 3 kHz a 300 GHz. Alternativamente, o dispositivo interno pode conter uma bateria. O dispositivo externo pode ser usado ou conduzido no corpo, ou pode estar nos arredores, tal como em uma mesa ou uma parede próxima. Ele pode ser portátil ou fixo. O dispositivo pode conter um eletrodo de módulo de armazenamento de energia capacitiva que será estimulado quando for descarregado. A eletrônica pode ser significativamente simplificada, se a própria energização acionar o perfil de estimulação. O capacitor bloqueia a corrente direta enquanto permite que a corrente alternada passe. Quando o capacitor atingir sua ruptura dielétrica, ele será descarregado e liberará um pulso de estimulação.

[00234] O implante pode também detectar o tremor diretamente, tal como com o uso de sinais de eletroneurografia (ENG) ou de eletromiografia (EMG) ou um acelerômetro ou uma combinação destes. Neste caso, o implante pode incluir múltiplos eletrodos, uma vez que microeletrodos e macroeletrodos são preferíveis para detecção e estimulação, respectivamente. O dispositivo pode também incluir um canal de comunicação de saída para comunicar os eventos detectados.

[00235] Várias concretizações de um dispositivo de alteração de tremor e métodos para usá-lo foram descritos acima. Estas várias concretizações podem ser usadas sozinhas ou em combinação, e várias mudanças às características individuais das concretizações podem ser alteradas, sem se afastar do escopo da invenção. Por exemplo, a ordem das várias etapas do método pode, em alguns exemplos, ser mudada, e/ou uma ou mais características opcionais podem ser acrescentadas ou eliminadas de um dispositivo descrito. Por isso, a descrição das concretizações providas acima não deve ser interpretada como indevidamente limitando o escopo da invenção, como é apresentado nas reivindicações.

[00236] Certas características que são descritas nesta especificação no contexto de concretizações separadas podem também ser implementadas em combinação em uma única concretização. Contrariamente, várias características que são descritas no contexto de uma única concretização podem ser também implementadas em múltiplas concretizações separadamente ou em qualquer subcombinação adequada. Ademais, embora características possam ser descritas acima como atuando em certas combinações e mesmo inicialmente reivindicadas como tais, uma ou mais características de uma combinação reivindicada podem ser, em alguns casos, retiradas da combinação, e a combinação reivindicada pode ser dirigida a uma subcombinação ou variação de uma subcombinação.

Claims

1. Dispositivo (2000) para tratar tremor em um paciente, o dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de decisão (702); um primeiro efetor de nervo periférico (730) compreendendo pelo menos um eletrodo de estimulação transcutânea (102, 1500, 1602) configurado para ser posicionado para modular um percurso de nervo aferente; um segundo efetor de nervo periférico (730) em comunicação com a unidade de decisão (702), o segundo efetor de nervo periférico (730) compreendendo pelo menos um eletrodo de estimulação transcutânea (102, 1500, 1602); pelo menos um sensor biomecânico (780, 1710) configurado para medir o movimento da extremidade do paciente para definir uma ou mais características do tremor, as uma ou mais características do tremor selecionadas do grupo que consiste em frequência do tremor, período do tremor e magnitude do tremor; em que a unidade de decisão (702) compreende um processador (797) e uma memória (770) para armazenar instruções que, quando executadas pelo processador (797), fazem o dispositivo: definir um ou mais parâmetros de um primeiro estímulo elétrico com base na definição de uma ou mais características do tremor; liberar o primeiro estímulo elétrico em um primeiro nervo aferente através do primeiro efetor de nervo periférico (730) para reduzir o tremor na extremidade do paciente; definir o tempo de um segundo estímulo elétrico de modo que o segundo estímulo elétrico seja deslocado no tempo a partir do primeiro estímulo elétrico por uma fração calculada do período de tremor; e liberar o segundo estímulo elétrico a um segundo nervo aferente na extremidade do paciente através do segundo efetor de nervo periférico (730), o segundo estímulo elétrico deslocado no tempo a partir do primeiro estímulo elétrico pela fração calculada do período de tremor.

2. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro efetor de nervo periférico (730) compreende uma pluralidade de eletrodos (102, 1500, 1602) dispostos em disposição linear.

3. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma unidade de medição, em que a memória (770) armazena instruções que, quando executadas pelo processador (797), ainda fazem a unidade de decisão (702): medir o movimento das extremidades do paciente usando a unidade de medição para gerar os dados de movimento; e determinar uma ou mais dentre uma frequência do tremor, período do tremor e magnitude do tremor com base em uma análise dos dados de movimento.

4. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a análise dos dados de movimento compreende uma análise de frequência da potência espectral dos dados de movimento.

5. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a análise de frequência é restrita entre 4 Hz a 12 Hz.

6. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a memória (770) para armazenar instruções que, quando executadas pelo processador (797), ainda fazem a unidade de decisão (702) liberar o primeiro estímulo elétrico como uma pluralidade de rajadas de estimulação elétrica tendo um retardo temporal variável entre as rajadas de estimulação elétrica.

7. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a memória (770) armazena instruções que, quando executadas pelo processador (797), ainda fazem a unidade de decisão (702) definir os parâmetros do primeiro estímulo elétrico com base na frequência determinada do tremor.

8. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor biomecânico está localizado na unidade de decisão (702).

9. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro estímulo elétrico tem uma amplitude menor do que 10 mA e uma frequência de 10 a 5.000 Hz.

10. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro efetor de nervo periférico (730) compreende uma pluralidade de eletrodos (102, 1500, 1602) e em que a memória (770) armazena instruções que, quando executadas pelo processador (797), ainda fazem a unidade de decisão (702) selecionar um subconjunto da pluralidade de eletrodos (102, 1500, 1602) com base em uma posição do primeiro efetor de nervo periférico (730) na extremidade do paciente, em que a seleção do subconjunto da pluralidade de eletrodos (102, 1500, 1602) ocorre cada vez que o primeiro efetor de nervo periférico (730) está posicionado ou reposicionado na extremidade.

11. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a análise dos dados de movimento é feita em uma duração predeterminada de tempo dos dados de movimento.

12. Dispositivo (2000), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a memória (770) armazena instruções que, quando executadas pelo processador (797), ainda fazem a unidade de decisão (702) definir os parâmetros do primeiro estímulo elétrico com base na magnitude determinada do tremor.

13. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de decisão (702) está configurada para proporcionar energia sem fio para o primeiro efetor de nervo periférico (730) ou para se comunicar com o mesmo.

14. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fração calculada é selecionada a partir do grupo que consiste em metade, um quarto e três quartos do período de tremor.

15. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fração calculada é a metade do período de tremor.

16. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fração calculada é um quarto do período de tremor.

17. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fração calculada é um quarto do período de tremor.

18. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro estímulo elétrico compreende uma frequência de cerca de 50 Hz a cerca de 300 Hz.

19. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro estímulo elétrico compreende uma frequência de cerca de 150 Hz.

20. Dispositivo (2000), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro estímulo elétrico compreende um estímulo de rajada.