BRPI0614572A2

BRPI0614572A2 - método de tratar um paciente tendo um distúrbio pancreático

Info

Publication number: BRPI0614572A2
Application number: BRPI0614572-8A
Authority: BR
Inventors: Albert W Guzman; Steven E Maschino; Steven M Parnis; William R Buras
Original assignee: Cyberonics Inc
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2012-11-27
Also published as: KR100990414B1; CN101272821A; WO2007018788A2; MX2008001180A; IL188994A0; CA2617035A1; AU2006276849A1; JP2009502313A; EP1915195A1; RU2008107304A; RU2491104C2; US20070027484A1; AU2006276849B2; KR20080031988A

Abstract

USO DE UM DISPOSITIVO NEURO-ESTIMULADOR. Um método para estimular uma porção de um nervo vago de um paciente aparelho de reprodução de áudio tratar um distúrbio pancreático provido. Pelo menos em eletrodo é acoplado a pelo menos uma porção de um nervo autónomo do paciente. A porção pode incluir um plexo celíaco, um plexo mesentério superior, e um esplâncnico torácico. Um sinal elétrico é aplicado à porção do nervo vago usando o eletrodo para tratar o distúrbio pancreático.

Description

"USO DE UM DISPOSITIVO NEURO-ESTIMULADOR" FTINnAMENTOS PA INVENÇÃO

1.CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se geralmente a dispositivos médicos implantáveis e, mais particularmente, a métodos, aparelho e sistemas para tratar distúrbio(s) pancreático(s) usando estimulação de nervo autônomo.

2.DESCRIÇÃO DA TÉCNICA CORRELATA

O sistema nervoso humano (HNS) inclui o cérebro e a medula espinhal, coletivamente conhecidos como o sistema nervoso central (CNS). O sistema nervoso central compreende fibras nervosas. A rede de nervos nas porções restantes do corpo humano forma o sistema nervoso periférico (PNS). Alguns nervos periféricos, conhecidos como nervos cranianos, se conectam diretamente ao cérebro para controlar várias funções cerebrais, como visão, movimento dos olhos, audição, movimento facial e tato. Um outro sistema dos nervos periféricos, conhecido como o sistema nervoso autônomo (ANS), controla o diâmetro de vaso sangüíneo, os movimentos intestinais e as ações de muitos órgãos internos. As funções autonômicas incluem a pressão sangüínea, temperatura do corpo, batimento cardíaco e, essencialmente, todas as atividades não conscientes que ocorrem sem controle voluntário.

Como o resto do sistema nervoso humano, os sinais nervosos viajam para cima e para baixo dos nervos periféricos. Tratos ou trilhas nervosos, no cérebro e nos nervos periféricos são embainhados em um revestimento chamado mielina. A bainha de mielina isola os pulsos elétricos que viajam ao longo dos nervos. Um feixe de nervos pode compreender até .100.000 ou mais fibras nervosas individuais de diferentes tipos, incluindo fibras A e B de diâmetro maior que compreendem uma bainha de mielina e fibras C que têm um diâmetro muito menor e são não mielinizadas. Diferentes tipos de fibras nervosas, entre outras coisas, compreendem diferentes tamanhos, velocidades de condução, limiares de estimulação e status de mielinização (ou seja, mielinizadas ou não mielinizadas).

O pâncreas é um órgão relativamente pequeno, longo aproximadamente 15,24 centímetros para uma pessoa média. O pâncreas fica posicionado próximo à região abdominal superior e é conectado à pequena região interior. O pâncreas fica localizado na parte posterior do corpo, próximo à espinha. A localização profunda do pâncreas torna os diagnósticos dos distúrbios relacionados ao pâncreas difíceis. Os pesquisadores estão buscando aperfeiçoamentos nos diagnóstico e tratamento de estado da técnica dos distúrbios relacionados ao pâncreas.

O pâncreas cria enzimas que assistem na digestão de gordura de proteína e de carboidratos antes que eles possam ser absorvidos pelo corpo através dos intestinos. Adicionalmente, o pâncreas gera regiões de células de endorfína que produzem insulina. A insulina geralmente regula o uso e armazenamento da fonte de energia principal do corpo, que é a glicose. Desse modo, o pâncreas representa dois papéis vitais no corpo: uma função exócrina e uma função endócrina.

O pâncreas aloja dois tipos de tecidos: uma pluralidade de grupos de células endócrinas e uma massa de tecido exócrino e dutos associados. Esses dutos produzem um fluido alcalino contendo enzimas digestivas que são despachadas para o intestino delgado para assistir no processo de digestão. Espalhados através de todo o tecido exócrino estão vários grupos de células endócrinas que produzem insulina, glicogênio, e vários hormônios. A insulina e o glicogênio são componentes críticos que servem como reguladores do nível de glicose do sangue. Por exemplo, a insulina é secretada primariamente em resposta a um nível elevado de glicose no sangue. A insulina, então, reage para reduzir o nível de glicose no sangue. Esse controle da insulina é provido pelo pâncreas para regular o nível de glicose. Um distúrbio associado à geração inadequada de níveis de insulina é o diabetes.

Outros distúrbios do pâncreas também podem ocorrer, inibindo a função apropriada da secreção exócrina. Entretanto, mais comum é o distúrbio associado à atividade endócrina do pâncreas, que conduz a distúrbios de nível de glicose no sangue. É estimado que milhões de pacientes sofrem de distúrbios de nível de glicose resultantes de distúrbios associados ao pâncreas. Distúrbios relacionados ao pâncreas são freqüentemente tratados usando várias drogas e/ou compostos biológicos, como hormônios, insulina artificial etc. Um problema associado ao tratamento de estado da técnica inclui a resistência que muitas pessoas desenvolvem contra as drogas que são usadas para tratar esses distúrbios. Adicionalmente, a terapia de hormônio e outros tratamentos podem causar vários efeitos colaterais que podem ser muito indesejáveis. Além disso, os tratamentos convencionais podem prover resultados limitados para determinados pacientes. Além do regime de droga, procedimentos médicos invasivos, e/ou terapia de hormônio, os tratamentos eficazes para essas doenças e distúrbios são razoavelmente limitados.

A presente invenção é direcionada para superar, ou pelo menos reduzir, os efeitos de um ou mais dos problemas apresentados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto, a presente invenção compreende um método para estimular um nervo autonômico de um paciente para tratar um distúrbio pancreático. Pelo menos um eletrodo é acoplado a pelo menos uma porção de um plexo celíaco. Um sinal elétrico é aplicado à porção do plexo celíaco usando o eletrodo para tratar o distúrbio pancreático.

Em um outro aspecto, um outro método de estimular uma porção de um nervo vago de um paciente para tratar um distúrbio pancreático é provido. Pelo menos um eletrodo é acoplado a pelo menos uma porção de um plexo celíaco do paciente. Um gerador de sinal elétrico é provido. O gerador de sinal é acoplado ao pelo menos um eletrodo. Um sinal elétrico é gerado usando o gerador de sinal elétrico. O sinal elétrico é aplicado ao eletrodo para tratar o distúrbio pancreático.

Em ainda um outro aspecto, um outro método de estimular uma porção de um nervo vago de um paciente para tratar um distúrbio pancreático é provido. Pelo menos um eletrodo é acoplado a pelo menos uma porção de um plexo celíaco do mencionado nervo vago, de um plexo mesentérico superior, ou de um esplâncnico torácico do paciente. Um sinal elétrico é aplicado a pelo menos um ramo do nervo vago usando o eletrodo para tratar o distúrbio pancreático.

BREVE DESCRIÇÃO PQS DESENHOS A invenção pode ser entendida pela referência à descrição a seguir tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais números de referência semelhantes identificam elementos semelhantes, e nos quais:

a Figura 1 é uma representação esquemática estilizada de um dispositivo medico implantável que estimula um nervo craniano para tratar um paciente com distúrbio pancreático, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 2 ilustra um modo de realização de um neuro- estimulador implantado no corpo de um paciente para estimular o nervo vago do paciente, com uma interface de usuário de programação externa, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 3A ilustra um diagrama estilizado do pâncreas, fígado do nervo vago, e dos nervos esplâncnicos;

a Figura 3B ilustra um diagrama estilizado do pâncreas, do nervo vago, do nervo esplâncnico torácico, dos ramos celíacos do nervo vago, e do plexo mesentérico superior;

a Figura 4A ilustra um exemplo de sinal elétrico de um neurônio de disparo como um gráfico de voltagem em uma dada localização em tempos particulares durante o disparo pelo neuro-estimulador da Figura 2, quando aplicando um sinal elétrico aos nervos cranianos, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 4B ilustra um exemplo de resposta de sinal elétrico a um neurônio de disparo como um gráfico de voltagem em uma dada localização em tempos particulares durante o disparo pelo neuro-estimulador da Figura 2, quando aplicando um pulso de despolarização de sub-limiar e estímulo adicional ao nervo vago, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 4C ilustra um exemplo de estímulo incluindo um pulso de despolarização de sub-limiar e estímulo adicional ao nervo vago para disparar um neurônio como um gráfico de voltagem em uma dada localização em tempos particulares pelo neuro-estimulador da Figura 2, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

as Figuras 5A, 5B e 5C ilustram exemplos de formas de onda para gerar os sinais elétricos para estimular o nervo vago para tratar um distúrbio pancreático, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 6 ilustra uma representação de diagrama de bloco estilizado do dispositivo médico implantável para tratar um distúrbio pancreático, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 7 ilustra uma representação de fluxograma de um método para tratar uma doença pancreática, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção;

a Figura 8 ilustra uma representação de fluxograma de um método alternativo para tratar uma doença pancreática, de acordo com um modo de realização ilustrativo alternativo da presente invenção;

a Figura 9 ilustra uma representação de fluxograma mais detalhada da etapa de realizar um processo de detecção da Figura 8, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção; e

a Figura 10 ilustra uma representação de fluxograma mais detalhada das etapas de determinar um tipo particular de estimulação com base nos dados relativos a um distúrbio pancreático descrito na Figura 8, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção.

Embora a invenção seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, modos de realização específicos da mesma foram mostrados a título de exemplo nos desenhos e são descritos aqui em detalhe. Deve ser entendido, entretanto, que a descrição aqui dos modos de realização específicos não é pretendida para limitar a invenção às formas particulares reveladas, mas, pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes, e alternativas recaindo dentro do espírito e do escopo da invenção como definida pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS MODOS DE REALIZAÇÃO

ESPECÍFICOS

Modos de realização ilustrativos da invenção são descritos aqui. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação de fato são descritas nesta especificação. No desenvolvimento de qualquer desses modos de realização de fato, numerosas decisões específicas de implementação devem ser tomadas para se conseguir as metas específicas de projeto, que variarão de uma implementação para outra. Será apreciado que esse esforço de desenvolvimento, embora possivelmente complexo e consumidor de tempo, seria, apesar disso, uma incumbência de rotina para pessoas experientes na técnica tendo o beneficio desta revelação.

Determinados termos são usados através de toda a descrição e reivindicações a seguir com referência aos componentes de sistema particulares. Como alguém experiente na técnica apreciará, os componentes podem ser referidos por diferentes nomes. Este documento não pretende distinguir entre componentes que diferem no nome mas não na função. No exame a seguir e nas reivindicações, os termos "incluindo" e "incluir" são usados de uma maneira de extremidade aberta, e, desse modo, devem ser interpretados para significar "incluindo, mas não limitado a". Além disso, o termo "acoplar" ou "acopla" é pretendido para significar para significar igualmente uma conexão elétrica direta ou uma indireta. Por exemplo, se um primeiro dispositivo se acopla a um segundo dispositivo, aquela conexão pode ser através de uma conexão elétrica direta ou através de uma conexão elétrica indireta via outros dispositivos, tecidos biológicos, ou campos magnéticos. "Contato direto", "anexação direta", ou prover um "acoplamento direto" indica que uma superfície de um primeiro elemento contata a superfície de um segundo elemento sem qualquer meio substancial de atenuação entre as mesmas. A presença de substâncias, como fluidos corporais, que não atenuam substancialmente as conexões elétricas não anulam o contato direto. A palavra "ou" é usada no sentido inclusivo (ou seja, "e/ou") a não ser que um uso específico para o contrário seja estabelecido explicitamente.

O modo de realização da presente invenção provê o tratamento do(s) distúrbio(s) pancreático(s) por meio da estimulação dos nervos autonômicos, como os ramos dos nervos vagos, do plexo mesentérico superior, e/ou do nervo esplâncnico torácico.

A estimulação de nervo craniano tem sido usada de modo bem sucedido para tratar uma quantidade de distúrbios do sistema nervoso, incluindo epilepsia e outros distúrbios do movimento, depressão e outros distúrbios neuropsiquiátricos, demência, coma, enxaqueca, obesidade, distúrbios alimentares, distúrbios do sono, distúrbios cardíacos (como falha cardíaca congestiva e fibrilação atrial), hipertensão, distúrbios endócrinos (como diabetes e hipoglicemia), e dor, entre outros. Ver, por exemplo, as Patentes U.S. 4.867.164; 5.299.569; 5.269.303; 5.571.150; 5.215.086;5.188.104;5.263.480;6.587.719;6.609.025;5.335.657;6.622.041; .5.916.239; 5.707.400; 5.231.988; e 5.330.515. Apesar do reconhecimento de que a estimulação do nervo craniano pode ser um tratamento apropriado para as condições anteriores, o fato de que caminhos neurais detalhados para muitos (se não todos os) nervos cranianos permanecem relativamente desconhecidos torna as predições de eficácia para qualquer distúrbio dado difíceis. Mesmo se esses caminhos forem conhecidos, além disso, os parâmetros de estimulação precisos que energizariam caminhos particulares que afetam o distúrbio particular da mesma maneira são difíceis de predizer. Conseqüentemente, a estimulação de nervo craniano e, particularmente, a estimulação de nervo vago, não foi até agora julgada apropriada para o uso no tratamento de distúrbios pancreáticos.

Em um modo de realização da presente invenção, métodos, aparelhos e sistemas estimulam um nervo autonômico, como um nervo craniano, por exemplo, um nervo vago, usando um sinal elétrico para um distúrbio pancreático. "Sinal elétrico" sobre o nervo se refere à atividade elétrica (ou seja, potenciais de ação aferente e/ou eferente) que não é gerada pelo corpo do paciente e ambiente, ao invés disso, é aplicada a partir de uma fonte artificial, por exemplo, um neuro-estimulador implantado. É revelado aqui um método para tratar um distúrbio pancreático usando estimulação do nervo vago (nervo craniano X). Uma forma geralmente adequada de neuro- estimulador para o uso no método e aparelho da presente invenção é revelada, por exemplo, na Patente U.S. 5.154.172, cedida ao mesmo cessionário do presente pedido. O neuro-estimulador pode ser referido como uma NeuroCybernetic Prosthesis (NCP®, Cyberonics, Inc., Houston, Texas, o cessionário do presente pedido). Determinados parâmetros dos estímulos elétricos gerados pelo neuro-estimulador são programáveis, como por meio de um programador externo de uma maneira convencional para dispositivos

médicos elétricos implantáveis.

Os modos de realização da presente invenção provêem uma ^

estimulação elétrica para uma porção de um nervo autonômico para tratar um ^ distúrbio associado ao pâncreas. Distúrbios como condições hipoglicêmicas, condições hiperglicêmicas, e/ou outros distúrbios relacionados a diabetes ou pâncreas podem ser tratados utilizando a estimulação elétrica provida por um dispositivo médico implantável.

Geralmente, o diabetes pode ser agrupado em duas categorias: diabetes Tipo 1 e diabetes Tipo 2. O diabetes Tipo 1 é um tipo de diabetes que é usualmente diagnosticado em crianças e jovens adultos. O diabetes Tipo 1 foi originalmente conhecido como diabetes terminal. No diabetes Tipo 1 o corpo não produz insulina. A insulina é necessária para o corpo ser capaz de usar o açúcar. Condições associadas ao diabetes Tipo 1 podem incluir hipoglicemia, hiperglicemia, cetoacidose, e/ou doença celíaca. Complicações resultantes do diabetes Tipo 1 podem incluir doença cardiovascular, retinopatia, dano neural, dano renal etc. O diabetes Tipo 2 é uma forma mais comum de diabetes. No diabetes Tipo 2, igualmente, o corpo não produz insulina suficiente ou as células ignoram a insulina. Danos aos olhos, rins e nervos e/ou coração podem ocorrer como um resultado. A estimulação elétrica provida pelos modos de realização da presente invenção que pode ser usada separadamente ou em combinação com estimulação química, biológica e/ou magnética para tratar distúrbio(s) associado(s) ao pâncreas.

Uma porção do nervo vago, como o plexo celíaco, pode ser estimulado para afetar a(s) função(ões) do pâncreas para tratar distúrbio(s) relacionado(s) ao pâncreas. Além disso, o nervo esplâncnico torácico e/ou o plexo mesentérico superior também podem ser estimulados para afetar a operação do pâncreas para tratar um distúrbio relacionado ao pâncreas. A estimulação da porção do nervo vago, que é um sistema de nervo parassimpático, pode ser usada para modificar a reação responsiva da operação endócrina, e/ou da operação exócrina do pâncreas.

A estimulação elétrica de um nervo simpático, como o nervo esplâncnico torácico, pode ser usada para prover uma estimulação do pâncreas para aumentar o nível de atividade relativo a uma porção do pâncreas. Esse tipo de estimulação pode ser usado para aumentar uma atividade endócrina e/ou exócrina do pâncreas para tratar distúrbio(s) relacionado(s) ao pâncreas. As regiões de formação de nervo que podem ser combinadas a partir de vários nervos, como vários ramos do nervo vago e/ou do nervo esplâncnico torácico, podem ser estimuladas para robustecer o pâncreas. Essa estimulação pode ser controlada para afetar o funcionamento do pâncreas de modo que o(s) distúrbio(s) relacionado(s) aos pâncreas possa(m) ser tratado(s). Adicionalmente, os modos de realização da presente invenção podem ser usados para realçar outros tratamentos, como um tratamento químico, um tratamento magnético, e/ou um tratamento biológico para tratar um distúrbio relacionado ao pâncreas.

Voltando agora à Figura I5 um dispositivo médico implantável (IMD) 100 é provido para estimular um nervo, como um nervo autonômico105 de um paciente para tratar um distúrbio pancreático usando a neuro- estimulação, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção. O termo "nervo autonômico" se refere a qualquer porção do tronco principal ou a qualquer ramo de um nervo craniano incluindo fibras nervosas cranianas, a um nervo craniano esquerdo e a um nervo craniano direito, e/ou a qualquer porção do sistema nervoso que seja relacionada à regulagem as vísceras do corpo humano. O IMD 100 pode despachar um sinal elétrico 115 para um ramo de nervo 120 do nervo autonômico 105 que viaja para o cérebro125 de um paciente. O ramo de nervo 120 provê o sinal elétrico 115 ao sistema pancreático de um paciente. O ramo de nervo 120 pode ser um ramo de nervo do ramo de nervo 120 que é associado ao controle parassimpático e/ou ao controle simpático da função pancreática.

O IMD 100 pode aplicar a neuro-estimulação despachando o sinal elétrico 115 para o ramo de nervo 120 via um condutor 135 acoplado a um ou mais eletrodos 140 (1-n). Por exemplo, o IMD 100 pode estimular o nervo autonômico 105 aplicando o sinal elétrico 115 ao ramo de nervo 120 que se acopla aos ramos celíacos do nervo vago, e/ou ao nervo esplâncnico torácico, usando o(s) eletrodo(s) 140 (n-1).

Consistente com um modo de realização da presente invenção, o IMD 100 pode ser um dispositivo neuro-estimulador capaz de tratar uma doença, um distúrbio ou uma condição relativos às funções pancreáticas de um paciente provendo terapia de neuro-estimulação elétrica a um paciente. A fim de concluir essa tarefa, o IMD 100 pode ser implantado no paciente em uma localização adequada. O IMD 100 pode aplicar o sinal elétrico 115, que pode compreender um sinal de pulso elétrico, ao nervo autonômico 105. O IMD 100 pode gerar o sinal elétrico 115 definido por uma ou mais características pancreáticas, tais como uma condição hipoglicêmica, uma condição hiperglicêmica, outras condições diabéticas, uma condição de desequilíbrio hormonal, e/ou outros distúrbios relacionados ao pâncreas do paciente. Essas características pancreáticas podem ser comparadas a um ou mais valores correspondentes dentro de uma variação predeterminada. O IMD100 pode aplicar o sinal elétrico 115 ao ramo de nervo120 ou a um fascículo de nervo dentro do nervo autonômico 105. Aplicando o sinal elétrico 115, o IMD 100 pode tratar ou controlar uma função pancreática em um paciente.

Dispositivos médicos implantáveis 100 que podem ser usados na presente invenção incluem qualquer um de uma variedade de dispositivos de estimulação elétrica, como um neuro-estimulador capaz de estimular uma estrutura neural em um paciente, especialmente para estimular um nervo autonômico do paciente, como um nervo vago. O IMD 100 é capaz de despachar um sinal de estimulação de corrente controlada. Embora o IMD100 seja descrito em termos de estimulação de nervo autonômico e, particularmente, de estimulação de nervo vago (VNS), alguém experiente na técnica reconheceria que a presente invenção não está limitada desse modo. Por exemplo, o IMD 100 pode ser aplicado à estimulação de outros nervos autonômicos, simpáticos ou parassimpáticos, aferente e/ou eferente, e/ou outro tecido neural, como uma ou mais estruturas cerebrais do paciente.

Na classificação clínica geralmente aceita dos nervos cranianos, o décimo nervo craniano é o nervo vago, que se origina a partir do tronco cerebral 125. O nervo vago passa através dos forames do crânio para partes da cabeça, pescoço e tronco. O nervo vago se ramifica em ramos esquerdo e direito quando saindo do crânio. Os ramos esquerdo e direito do nervo vago incluem fibras nervosas tanto sensoriais quanto motoras. Os corpos de célula das firas nervosas sensoriais vagas são anexados aos neurônios localizados do lado de fora do cérebro 125 nos grupos de gânglios, e os corpos de célula das fibras nervosas motoras vagas são anexados aos neurônios 142 localizados dentro da matéria cinzenta do cérebro 125. O nervo vago é um nervo parassimpático, parte do sistema nervoso periférico (PNS). As fibras nervosas somáticas dos nervos cranianos estão envolvidas nas atividades conscientes e conectam o CNS à pele e músculos do esqueleto. Asa fibras nervosas autonômicas desses nervos estão envolvidas nas atividades não conscientes e conectam o CNS aos órgãos viscerais como o coração, os pulmões, o estômago, o fígado, o pâncreas, o baço e os intestinos. Conseqüentemente, para prover a estimulação de nervo vago (WS), pode ser estimulado unilateralmente ou bilateralmente um nervo vago do paciente no qual um sinal elétrico de estimulação é aplicado a um ou ambos os ramos do nervo vago, respectivamente. Por exemplo, acoplar os eletrodos 140 (n-1) compreende acoplar um eletrodo a pelo menos um nervo craniano selecionado a partir do grupo consistindo do nervo vago esquerdo e do nervo vago direito. O termo "acoplar' pode incluir a fixação de fato, localização próxima, e o equivalente. Os eletrodos 140 (1-n) podem ser acoplados a um ramo do nervo vago do paciente. O ramo de nervo 120 pode ser selecionado a partir do grupo consistindo do tronco principal vago esquerdo, do tronco principal vago direito, dos ramos celíacos do nervo vago, do plexo mesentérico superior, e/ou do nervo esplâncnico torácico.

Aplicar o sinal elétrico 115 a um nervo autonômico selecionado 105 pode compreender gerar uma resposta selecionada a partir do grupo consistindo de um potencial de ação aferente, um potencial de ação eferente, uma hiperpolarização aferente, e uma hiperpolarização eferente. O IMD 100 pode gerar um potencial de ação eferente para tratar um distúrbio pancreático.

O IMD 100 pode compreender um gerador de sinal elétrico150 e um controlador 155 operacionalmente acoplado ao mesmo para gerar o sinal elétrico 115 para causar a estimulação de nervo. O gerador de estímulo150 pode gerar o sinal elétrico 115. O controlador155 pode ser adaptado para aplicar o sinal elétrico 115 ao nervo autonômico 105 para prover a terapia de neuro-estimulação elétrica ao paciente para tratar um distúrbio pancreático. O controlador 155 pode direcionar o gerador de estímulo 150 para gerar o sinal elétrico 115 para estimular o nervo vago.

Para gerar o sinal elétrico 115, o IMD 100 pode incluir adicionalmente uma bateria 160, uma memória 165, e uma interface de comunicação 170. Mais especificamente, a bateria 160 pode compreender uma bateria de fonte de energia que pode ser recarregável. a bateria 160 provê energia para a operação do IMD 100, incluindo operações eletrônicas e a função de estimulação. A bateria 160, em um modo de realização, pode ser uma célula de cloreto de lítio/tionil ou, em um outro modo de realização, uma célula de mono-fluoreto de lítio/carbono. A memória 165, em um modo de realização, é capaz de armazenar vários dados, como dados de parâmetro de operação, dados de status, e o equivalente, bem como código de programa. A interface de comunicação 170 é capaz de prover a transmissão e recepção dos sinais eletrônicos para e a partir de uma unidade externa. A unidade externa pode ser um dispositivo que é capaz de programar o IMD 100. O IMD IOO5 que pode ser um dispositivo unitário ou um par de dispositivos, é implantado e acoplado eletricamente ao(s) condutor(es) 135, que é(sao), por sua vez, acoplado(s) ao(s) eletrodo(s) 140 implantado(s) sobre os ramos esquerdo e/ou direito do nervo vago, por exemplo. Em um modo de realização, o(s) eletrodo(s) 140 (1-n) pode(m) incluir um conjunto de eletrodos de estimulação separado de um conjunto de eletrodos de sensoreamento. Em um outro modo de realização, o mesmo eletrodo pode ser empregado para estimular e para sensorear. Um tipo particular ou uma combinação dos eletrodos pode ser selecionado como desejado para uma dada aplicação. Por exemplo, um eletrodo adequado para se acoplar a um nervo vago pode ser usado. Os eletrodos 140 podem compreender um par de eletrodos de estimulação bipolar. Aqueles experientes na técnica tendo o benefício da presente invenção apreciarão que muitos projetos de eletrodo poderiam ser usados na presente invenção.

Usando o(s) eletrodo(s) 140 (1-n), o gerador de estímulo 150 pode aplicar uma seqüência predeterminada de pulsos elétricos ao nervo autonômico selecionado 105 para prover neuro-estimulação terapêutica para o paciente com um distúrbio pancreático. Embora o nervo autonômico selecionado 105 possa ser o nervo vago, o(s) eletrodo(s) 140 (1-n) pode(m) compreender pelo menos um eletrodo de nervo para implantação sobre o nervo vago do paciente para a estimulação direta do mesmo. Alternativamente, um eletrodo de nervo pode ser implantado sobre, ou colocado próximo a um ramo do nervo vago do paciente para a estimulação direta do mesmo.

Um modo de realização particular do IMD 100 pode ser um gerador de sinal elétrico programável. Esse gerador de sinal elétrico programável pode ser capaz de definir de modo programável o sinal elétrico115. Usando-se pelo menos um parâmetro selecionado a partir do grupo consistindo de uma magnitude de corrente, de uma freqüência de pulso, e de uma largura de pulso, o IMD 100 pode tratar um distúrbio pancreático. O IMD 100 pode detectar um sintoma do distúrbio pancreático. Em resposta à detecção do sintoma, o IMD 100 pode iniciar a aplicação do sinal elétrico .115. Por exemplo, um sensor pode ser usado para detectar o sintoma de um distúrbio pancreático. Para tratar o distúrbio pancreático, o IMD 100 pode aplicar o sinal elétrico 115 durante um primeiro período de tratamento e aplicar adicionalmente um segundo sinal elétrico ao nervo autonômico 105 usando o eletrodo 140 durante um segundo período de tratamento.

Em um modo de realização, o método pode incluir adicionalmente detectar um sintoma do distúrbio pancreático, onde a aplicação do sinal elétrico 115 ao nervo autonômico 105 é iniciada em resposta à detecção do sintoma. Em um modo de realização adicional, a detecção do sintoma pode ser realizada pelo paciente, isso pode envolver uma observação subjetiva de que o paciente está experimentando um sintoma do distúrbio pancreático. Alternativamente, ou em adição, o sintoma pode ser detectado realizando-se um teste de distúrbio pancreático sobre o paciente.

O método pode ser realizado sob um regime de tratamento único ou sob regimes de tratamento múltiplos. "Regime de tratamento" aqui pode se referir a um parâmetro do sinal elétrico 115, uma duração para aplicar o sinal, e/ou um ciclo obrigatório do sinal, entre outros. Em um modo de realização, a aplicação do sinal elétrico 115 ao nervo autonômico 105 é realizada durante um primeiro período de tratamento, e pode incluir adicionalmente a etapa de aplicar um segundo sinal elétrico ao nervo craniano usando o eletrodo 140 durante um segundo período de tratamento. Em um modo de realização adicional, o método pode incluir detectar um sintoma do distúrbio pancreático, onde o segundo período de tratamento é iniciado quando da detecção do sintoma. O paciente pode se beneficiar recebendo um primeiro sinal elétrico durante um primeiro período de tratamento crônico e um segundo sinal elétrico durante um segundo período de tratamento agudo. Três ou mais períodos de tratamento podem ser usados, se julgados desejáveis por um médico.

Um modo de realização particular do IMD 100 mostrado na Figura 1 é ilustrado na Figura 2. Como mostrado aqui, uma montagem de eletrodo 225, que pode compreender uma pluralidade de eletrodos como os eletrodos 226, 228, pode ser acoplada ao nervo autonômico 105 como o nervo vago 235 de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção. O condutor 135 é acoplado à montagem de eletrodo 225 e preso, enquanto mantendo a capacidade de flexionar com o movimento do peito e do pescoço. O condutor 135 pode ser preso por uma conexão de sutura ao tecido próximo. A montagem de eletrodo 225 pode despachar o sinal elétrico 115 para o nervo autonômico 105 para causar a estimulação de nervo desejada para tratar um distúrbio pancreático. Usando o(s) eletrodo(s) 226, 228, o nervo craniano selecionado, como o nervo vago 235, pode ser estimulado dentro do corpo 200 de um paciente.

Embora a Figura 2 ilustre um sistema para estimular o nervo vago esquerdo 235 na área de pescoço (cervical), aqueles experientes na técnica tendo o benefício da presente revelação entenderão que o sinal elétrico 105 para a estimulação de nervo pode ser aplicado ao nervo vago cervical direito em adição, ou ao invés de ao nervo vago esquerdo, ou a qualquer nervo autonômico e permanecer dentro do escopo da presente invenção. Nesse modo de realização, as montagens de condutor 135 e de eletrodo 225, substancialmente, como examinado acima, podem ser acopladas ao mesmo ou a um gerador de sinal elétrico diferente.

Um a interface de usuário de programação externa 202 pode ser usada por um profissional de saúde para um paciente particular igualmente para programar inicialmente e/ou para re-programar mais tarde o IMD 100, como um neuro-estimulador 205. O neuro-estimulador 205 pode incluir o gerador de sinal elétrico 150, que pode ser programável. para capacitar a programação pelo médico dos parâmetros elétricos e de cronometragem de uma seqüência dos impulsos elétricos, um sistema de programação externo210 pode incluir um dispositivo de computação baseado em processador, como um computador, dispositivo de assistente digital pessoal (PDA), ou outro dispositivo de computação adequado.

Usando a interface de usuário de programação externa 202, um usuário do sistema de programação externo 210 pode programar o neuro- estimulador 205. As comunicações entre o neuro-estimulador 205 e o sistema de programação externo 210 podem ser concluídas usando qualquer uma de uma variedade de técnicas convencionais conhecidas na técnica. O neuro- estimulador 205 pode incluir um transceptor (como uma bobina) que permita aos sinais serem comunicados de modo sem fio entre a interface de usuário de programação externa 202, como um leitor ótico, e o neuro-estimulador 205.

O neuro-estimulador 205 tendo um estojo 215 com um conector eletricamente condutor sobre o tubo de comunicação 220 pode ser implantado no peito do paciente em um bolso ou cavidade formada pelo cirurgião que implanta logo abaixo da pele, aproximadamente como um gerador de pulso de marca-passo seria implantado, por exemplo. Uma montagem e eletrodo de nervo de estimulação 225, de preferência, compreendendo um par de eletrodos, é conectada condutivamente à extremidade distai de uma montagem de condutor eletricamente condutiva isolada 135, que, de preferência, compreende um par de fios de condutor e é anexada em sua extremidade proximal ao conector sobre o estojo 215. A montagem de eletrodo 225 é cirurgicamente acoplada a um nervo vago 235 no pescoço do paciente. A montagem de eletrodo 225 compreende, de preferência, um par de eletrodos de estimulação bipolar 226, 228, como o par de eletrodos descrito na Patente U.S. 4.573.481, emitida em 4 de março de1986, para Bullara, que é incorporada aqui pela referência em sua inteireza. Pessoas experientes na técnica apreciarão que muitos projetos de eletrodo poderiam ser usados na presente invenção. Os dois eletrodos 226, 228 são, de QD preferência, enrolados ao redor do nervo vago, e a montagem de eletrodo 225 presa ao nervo 235 por meio de uma amarração de ancoragem em espiral 230 como aquela revelada na Patente U.S. 4.979.511, emitida em 25 de dezembro de 1990, para Reese S. Terry Jr e cedida ao mesmo cessionário do presente pedido.

Em um modo de realização, o projeto helicoidal aberto da montagem de eletrodo 225 (descrito em detalhe na patente de Bullara citada acima), que é auto-dimensionável e flexível, minimiza o trauma mecânico ao nervo e permite o intercâmbio de fluido corporal com o nervo. A montagem de eletrodo 225 se conforma à forma do nervo, provendo um limiar de estimulação baixo por meio da permissão de uma área de contato de estimulação grande. Estruturalmente, a montagem de eletrodo 225 compreende duas fitas de eletrodo (não mostradas) de um material condutivo como platina, irídio, ligas de platina-irídio, e/ou óxidos dos anteriores. As fitas de eletrodo são ligadas individualmente a uma superfície interna da porção de corpo elastomérica dos dois eletrodos em espiral, que podem compreender dois laços em espiral de uma montagem helicoidal de três laços.

Em um modo de realização, a montagem de condutor 230 pode compreender dois fios de condutor distintos ou um cabo coaxial cujos dois elementos condutivos são acoplados, respectivamente, a uma das fitas de eletrodo condutivas. Um método adequado de acoplar os fios ou cabo de condutor aos eletrodos compreende uma montagem de espaçador como aquela ilustrada na Patente U.S. 5.531.778, emitida em 2 de julho de 1996, para Steven Maschino, et al., e cedida ao mesmo cessionário do presente pedido, embora outras técnicas de acoplamento conhecidas possam ser usadas. A porção de corpo elastomérica de cada laço é, de preferência, composta de borracha de silicone, e o terceiro laço atua como a amarração de ancoragem para a montagem de eletrodo 225. Em um modo de realização, o(s) eletrodo(s) 140 (1-n) do IMD100 (Figura 1) pode sensorear ou detectar qualquer parâmetro de sintoma alvo no corpo 200 do paciente. Por exemplo, um eletrodo 140 acoplado ao nervo vago do paciente pode detectar um fator associado a uma função pancreática.

Por exemplo, um sensor ou qualquer outro elemento capaz de prover um sinal de sensoreamento representativo de um parâmetro de corpo do paciente associado à atividade das funções pancreáticas pode ser empregado.

Em um modo de realização, o neuro-estimulador 205 pode ser programado para despachar um sinal de predisposição elétrico a intervalos de tempo programados (por exemplo, a cada cinco minutos). E um modo de realização alternativo, o neuro-estimulador 205 pode ser programado para iniciar um sinal de predisposição elétrico quando da detecção de um evento ou sob uma outra ocorrência para despachar a terapia. Com base nessa detecção, uma terapia programada pode ser determinada para o paciente em resposta ao(s) sinal(ais) recebidos a partir de um ou mais sensores indicativos dos parâmetros de paciente monitorados correspondentes.

O(s) eletrodo(s) 140 (1-n), como mostrado na Figura 1, pode(m) ser usados em alguns modos de realização da invenção para disparar a administração da terapia de estimulação elétrica ao nervo vago 235 via montagem de eletrodo 225. O uso desses sinais de corpo sensoreados para disparar ou iniciar a terapia de estimulação é referido aqui como modos de administração "ativo", "disparado", ou "de retroalimentação". Outros modos de realização da presente invenção utilizam um sinal de estímulo contínuo, periódico ou intermitente. Esses sinais podem ser aplicados ao nervo vago (cada um dos quais constitui uma forma de aplicação contínua do sinal) de acordo com um ciclo obrigatório de ligar/desligar programado. Sensores não podem ser usados para disparar o despacho de terapia. Esse tipo de despacho pode ser referido como um modo de terapia "passivo, ou "profilático". Os sinais de predisposição elétricos tanto ativo quanto passivo podem ser combinados ou despachados por um neuro-estimulador unitário de acordo Φ com a presente invenção.

O gerador de sinal elétrico 150 pode ser programado usando software de programação do tipo registrado pelo cessionário do presente pedido com o Register of Copyrights, Library of Congress, ou outro software adequado com base na descrição aqui. Um leitor ótico de programação (não mostrado) pode ser usado para facilitar a comunicação por radiofreqüência (RF) entre a interface de usuário de programação externa 202 e o gerador de sinal elétrico 150. O leitor ótico e o software permitem a comunicação não invasiva com o gerador de sinal elétrico 150 depois do neuro-estimulador 205 ser implantado. O leitor ótico pode ser energizado por baterias internas, e provido com uma luz de "energia ligada" para indicar energia suficiente para a comunicação. Uma outra luz de indicador pode ser provida para mostrar que a transmissão de dados está ocorrendo entre o leitor ótico e o neuro- estimulador 205.

O neuro-estimulador 205 pode prover terapia de estimulação de nervo vago (VNS) no ramo de nervo vago e/ou para qualquer porção do sistema nervoso autonômico. O neuro-estimulador 205 pode ser ativado manualmente ou automaticamente para despachar o sinal de predisposição para o nervo craniano selecionado através do(s) eletrodo(s) 226, 228. O neuro-estimulador 205 pode ser programado para despachar o sinal elétrico105 continuamente, periodicamente ou intermitentemente quando ativado.

Voltando agora às Figuras 3A e 3B, um diagrama estilizado do pâncreas, do fígado, do nervo vago direito, do nervo vago esquerdo, dos ramos celíacos do nervo vago, do plexo mesentérico superior e do nervo esplâncnico torácico é ilustrado. O IMD 100 pode ser utilizado para estimular uma porção de um nervo autonômico, como o nervo vago, incluindo uma porção do plexo celíaco. Adicionalmente, o IMD 100 pode ser usado para estimular uma porção do nervo esplâncnico torácico, que se ramifica a partir de uma porção do tronco simpático do corpo humano. Os diagramas ilustrados nas Figuras 3A e 3B foram simplificados por facilidade e clareza da descrição. Aqueles experientes na técnica apreciarão que vários detalhes foram simplificados em nome da clareza.

Com referência simultaneamente às Figuras 3A e 3B, o plexo celíaco robustece o pâncreas. O gânglio celíaco é um ponto de interseção entre várias porções do nervo vago e dos nervos esplâncnicos torácicos. Os nervos que emergem a partir do gânglio celíaco podem contatar diretamente o pâncreas. O gânglio celíaco e o plexo celíaco se referem aos locais de convergência das fibras de nervo autonômico simpático e/ou fibras de nervo vago que suprem nervos ao pâncreas. O nervo parassimpático, que inclui o nervo vago direito e o nervo vago esquerdo, pode ser estimulado para efetuar a operação das várias porções do pâncreas. Por exemplo, características parassimpáticas dos nervos vagos podem ser estimuladas de modo que o comportamento endócrino e/ou o comportamento exócrino possa ser afetado. Devido a um tipo parassimpático de estimulação, estimular os ramos do nervo vago pode fazer os distúrbios de tipo hiperativo associados ao pâncreas diminuírem. Por exemplo, as condições hipoglicêmicas podem ser tratadas por meio da estimulação dos ramos celíacos do nervo vago. Estimular esses nervos pode ter um efeito parassimpático para diminuir a atividade do pâncreas, controlando, desse modo, o nível de insulina, hormônios, enzimas digestivas, e/ou glicogênio produzidos pelo pâncreas. Isso pode resultar em um aumento desejável no nível de glicose no sangue. Portanto, a estimulação parassimpática do pâncreas pode ser realizada para tratar a hipoglicemia.

A estimulação das porções do nervo esplâncnico torácico além do gânglio celíaco pode ser realizada para "energizar" a operação do pâncreas. Por exemplo, as características simpáticas do nervo esplâncnico torácico podem estimular a operação endócrina do pâncreas para gerar insulina e glicogênio suficientes, e/ou vários tipos de hormônios. Por exemplo, a estimulação de um nervo simpático, como o nervo esplâncnico torácico, pode excitar o pâncreas suficientemente para estimular a produção de glicose, aumentando, desse modo, o nível de insulina no corpo para controlar uma condição de hiperglicemia. Adicionalmente, a estimulação do nervo esplâncnico torácico pode ser usada para promover outra atividade endócrina do pâncreas, como a geração de hormônios e/ou enzimas digestivas.

Além disso, distúrbios relativos à produção excessiva de hormônio podem ser tratados por meio da estimulação do plexo celíaco do nervo vago e usando o efeito parassimpático do nervo vago para abaixar a produção de hormônio para tratar esse(s) distúrbio(s). O tratamento do pâncreas usando a estimulação de nervo autonômico pode ser realizada de uma maneira eferente para afetar diretamente a operação do pâncreas, e/ou de uma maneira aferente para efetuar a operação do pâncreas usando o sistema de retroalimentação de sistema nervoso total no corpo humano. Em um modo de realização, a estimulação das fibras eferentes, bem como das fibras aferentes, pode ser realizada substancialmente simultaneamente ao tratamento dos distúrbios pancreáticos.

Os modos de realização da presente invenção provêem para acoplar operacionalmente um eletrodo sobre uma porção do nervo vago direito, do nervo vago esquerdo, e/ou de um nervo simpático, como o nervo esplâncnico torácico. O eletrodo pode ser acoplado operacionalmente às várias porções dos nervos descritos aqui. O termo "operacionalmente acoplado" pode incluir acoplar diretamente um eletrodo aos nervos, ou posicionar os eletrodos próximos aos nervos, de modo que um sinal elétrico despachado para o eletrodo possa ser direcionado para estimular os nervos descritos aqui.

O tratamento de estimulação elétrica descrito aqui pode ser usado para tratar distúrbios relacionados ao pâncreas separadamente, ou em combinação com um outro tipo de tratamento. Por exemplo, o tratamento de estimulação elétrica pode ser aplicado em combinação com um agente químico, como várias drogas, para tratar vários distúrbios relacionados ao pâncreas. Portanto, injeções ou tabletes de insulina ou outras drogas podem ser tomados por um paciente, onde os efeitos dessas drogas podem ser realçados provendo-se estimulação elétrica a várias porções dos nervos descritos aqui para tratar distúrbios relacionados ao pâncreas, como o diabetes. Além disso, a estimulação elétrica pode ser realizada em combinação com tratamento(s) relacionado(s) a um agente biológico, como hormônios. Portanto, a terapia de hormônio pode ser realçada pela aplicação da estimulação provida pelo IMD 100. O tratamento de estimulação elétrica também pode ser realizado em combinação com outros tipos de tratamento, como o tratamento de estimulação magnética e/ou tratamentos biológicos. Combinando a estimulação elétrica com tratamentos químicos, magnéticos e/ou biológicos, os efeitos colaterais associados a determinadas drogas e/ou agentes biológicos podem ser reduzidos.

Em adição à estimulação de fibra eferente, pode ser provida estimulação adicional em combinação com o tipo de bloqueio de estimulação descrito acima. O bloqueio eferente pode ser realizado realçando-se a hiperpolarização de um sinal de estimulação, como descrito abaixo. Os modos de realização da presente invenção podem ser empregados para fazer o IMD100 realizar a estimulação em combinação com o bloqueio de sinal, a fim de tratar distúrbios pancreáticos. Usando a estimulação a partir do IMD 100, porções de nervo parassimpático são inibidas de modo que o bloqueio de estimulação seja conseguido, onde as várias porções do nervo parassimpático também podem ser estimuladas para afetar o mecanismo pancreático no corpo de um paciente. Desse modo, a estimulação aferente, bem como a eferente, pode ser realizada pelo IMD 100 para tratar vários distúrbios pancreáticos.

A Figura 4 provê uma ilustração estilizada de um exemplo de sinal elétrico de um neurônio de disparo como um gráfico de voltagem em uma dada localização em tempos particulares durante o disparo, de acordo com um modo de realização da presente invenção. Um neurônio típico tem um potencial de membrana de repouso de cerca de -70 mV, mantido por proteínas de canal de íon de transmembrana. Quando uma porção do neurônio alcança um limiar de disparo de cerca de -55 mV, as proteínas de canal de íon na localidade permitem o rápido ingresso de íons de sódio extracelulares, que despolarizam a membrana a cerca de +30 mV. A onda de despolarização, então, se propaga ao longo do neurônio. Depois da polarização em uma dada localização, canais de íon de potássio se abrem para permitir aos íons de potássio intracelulares saírem da célula, abaixando o potencial de membrana a cerca de -80 mV (hiperpolarização). Cerca de 1 milissegundo é exigido para que as proteínas de transmembrana retornem os íons de sódio e potássio a suas concentrações intra e extracelulares iniciais e permita a um potencial de ação subseqüente ocorrer. A presente invenção pode elevar ou abaixar o potencial de membrana de repouso, alcançando, desse modo, o limiar de disparo mais ou menos provável e subseqüentemente aumentando ou diminuindo a taxa de disparo de qualquer neurônio particular.

Com referência à Figura 4B „ é ilustrado um exemplo de resposta de sinal elétrico de um neurônio de disparo como um gráfico de voltagem em uma dada localização em tempos particulares durante o disparo pelo neuro-estimulador da Figura 2, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção. Como mostrado na Figura 4C, um exemplo de estímulo incluindo um pulso de despolarização de sub-limiar e estímulo adicional ao nervo craniano 105, como o nervo vago 235, podem ser aplicados para disparar um neurônio, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção. O estímulo ilustrado na Figura 4C ilustra um gráfico da voltagem em uma dada localização em tempos particulares pelo neuro-estimulador da Figura 2. O neuro-estimulador pode aplicar a voltagem de estímulo da Figura 4C ao nervo autonômico 105, que pode incluir fibras aferentes, fibras eferentes, ou ambas. Essa voltagem de estímulo causa a voltagem de resposta mostrada na Figura 4B. Fibras aferentes transmitem informação ao cérebro a partir das extremidades; fibras eferentes transmitem informação a partir do cérebro para as extremidades. O nervo vago 235 pode incluir tanto fibras aferentes quanto eferentes, e o neuro-estimulador 205 pode ser usado para estimular qualquer dos dois ou ambos.

O nervo autonômico 105 pode incluir fibras que transmitem informação no sistema nervoso simpático, no sistema nervoso parassimpático, ou em ambos. Induzir um potencial de ação no sistema nervoso simpático pode produzir um resultado semelhante àquele produzido bloqueando-se um potencial de ação no sistema nervoso parassimpático e vice versa.

Com referência de volta à Figura 2, o neuro-estimulador 205 pode gerar o sinal elétrico 115 de acordo com um ou mais parâmetros programados para a estimulação do nervo vago 235. Em um modo de realização, o parâmetro de estimulação pode ser selecionado a partir do grupo consistindo de uma magnitude de corrente, uma freqüência de pulso, uma largura de sinal, tempo ligado e tempo desligado. Um exemplo de tabela das variações de cada um desses parâmetros de estimulação é provida na Tabela .1. O parâmetro de estimulação pode ser de qualquer forma de onda adequada; exemplos de formas de onda de acordo com um modo de realização da presente invenção são mostrados nas Figuras 5A-5C. Especificamente, os exemplos de forma de onda ilustrados nas Figuras 5A-5C ilustram a geração do sinal elétrico 115 que pode ser definido por um fator relacionado a pelo menos dentre um nível de glicose no sangue baixo, nível de glicose no sangue alto, nível anormal de enzimas digestivas, flutuações de taxa cardíaca devido a desequilíbrio hormonal, hipoglicemia, hiperglicemia, diabetes Tipo 1, diabetes Tipo 2, cetoacidose, doença celíaca, e distúrbios renais do paciente, em relação a um valor dentro de uma variação definida.

De acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção, vários padrões de sinal elétrico podem ser empregados pelo neuro- estimulador 205. Esses sinais elétricos podem incluir uma pluralidade de tipos de pulsos, por exemplo, com amplitudes variáveis, polaridade, freqüência etc. Por exemplo, o exemplo de forma de onda 5A ilustra que o sinal elétrico 115 pode ser definido pela amplitude fixa, polaridade constante, largura de pulso e período de pulso. O exemplo de forma de onda 5B ilustra que o sinal elétrico .115 pode ser definido por uma amplitude variável, polaridade constante, largura de pulso, e período de pulso. O exemplo de forma de onda 5C ilustra que o sinal elétrico 115 pode ser definido por um pulso de amplitude fixo com uma magnitude de corrente de descarga relativamente lenta, largura de pulso, e período de pulso. Outros tipos de sinais também podem ser usados, como formas de onda senoidais etc. O sinal elétrico pode ser de sinais elétricos controlados.

Tabela 1

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Os parâmetros de tempo ligado e tempo desligado podem ser usados para definir um padrão intermitente no qual uma série de repetição pode ser gerada para estimular o nervo 105 durante o tempo ligado. Essa seqüência pode ser referida como uma "rajada de pulsos". Essa seqüência pode ser seguida por um período no qual nenhum sinal é gerado. Durante esse período, é permitido ao nervo se recuperar da estimulação durante a rajada de pulsos. O ciclo obrigatório de liga/desliga desses períodos alternantes de estimulação e períodos ociosos pode ter uma razão na qual o tempo desligado pode ser ajustado para zero, provendo estimulação contínua. Alternativamente, o tempo ocioso pode ser tão longo quanto um dia ou mais, caso no qual a estimulação é provida uma vez por dia ou em intervalos até mais longos. Tipicamente, entretanto, a razão de "tempo ligado" para "tempo desligado" pode variar de cerca de 0,5 a cerca de 10.

Em um modo de realização, a largura de cada sinal pode ser ajustada para um valor não maior do que cerca de 1 milissegundo, como cerca de 250-500 μ segundos, e a freqüência de repetição de sinal pode ser programada para ficar em uma variação de cerca 20-250 Hz. Em um modo de realização, uma freqüência de 150 Hz pode ser usada. Uma freqüência não uniforme também pode ser usada. A freqüência pode ser alterada durante uma rajada de pulsos por um ritmo de freqüência tanto a partir de uma baixa freqüência para uma alta freqüência, quanto vice versa. Alternativamente, a cronometragem entre sinais individuais adjacentes dentro de uma rajada pode ser mudada aleatoriamente de modo que dois sinais adjacentes possam ser gerados a qualquer freqüência dentro de uma variação de freqüências.

Em um modo de realização, a presente invenção pode incluir o acoplamento de pelo menos um eletrodo a cada um dos dois ou mais nervos cranianos. (Neste contexto, dois ou mais nervos cranianos significa dois ou mais nervos tendo nomes ou designações numéricas diferentes, e não se refere às versões esquerda e direita de um nervo particular). Em um modo de realização, pelo menos um eletrodo 140 pode ser acoplado a cada um dentre o nervo vago 235 e/ou um ramo do nervo vago. O eletrodo 140 pode ser operacionalmente acoplado ao tronco principal do nervo vago direito, do esquerdo, do plexo celíaco, do plexo mesentérico superior, e/ou do nervo esplâncnico torácico. O termo "operacionalmente" acoplado pode incluir acoplar diretamente ou indiretamente. Cada um dos nervos neste modo de realização ou em outros envolvendo dois ou mais nervos cranianos pode ser estimulado de acordo com modalidades de ativação particulares que podem ser independentes entre os dois nervos.

Uma outra modalidade de ativação para a estimulação é programar a saída do neuro-estimulador 205 para a amplitude máxima que o paciente pode tolerar. A estimulação pode ser cíclica ligada e desligada para um período predeterminado do tempo seguido por um intervalo relativamente longo sem estimulação. Onde o sistema de estimulação de nervo craniano é completamente externo ao corpo do paciente, amplitudes de corrente mais altas podem ser necessárias para superar a atenuação resultante da ausência do contato direto com o nervo vago 235 e da impedância adicional da pele do paciente. Embora os sistemas externos tipicamente exijam maior consumo de energia do que aqueles implantáveis, eles tem uma vantagem, pelo fato de que suas baterias podem ser substituídas sem cirurgia.

Outros tipos de estimulações indiretas podem ser realizadas em conjunto com os modos de realização da invenção. Em um modo de realização, a invenção inclui prover estimulação magnética transcraniana (TMS) não invasiva ao cérebro 125 do paciente junto com o IMD 100 da presente invenção para tratar o distúrbio pancreático. Os sistemas de TMS incluem aqueles revelados nas Patentes U.S. 5.769.778; 6.132.361; e .6.425.852. Onde a TMS é usada, ele pode ser usado em conjunto com a estimulação de nervo craniano como uma terapia adjuvante. Em um modo de realização, tanto a TMS quanto a estimulação de nervo craniano podem ser realizadas para tratar o distúrbio pancreático. Outros tipos de estimulação, como a estimulação química, para tratar distúrbios pancreáticos podem ser realizados em combinação com o IMD 100.

Voltando aos sistemas para prover estimulação de nervo autonômico, como aqueles mostrados nas Figuras 1 e 2, a estimulação pode ser provida em pelo menos duas modalidades diferentes. Onde a estimulação de nervo craniano é provida com base somente nos tempos desligado e tempos ligado, a estimulação pode ser referida como estimulação passiva, inativa, ou não de retroalimentação. Em contraste, a estimulação pode ser disparada por um ou mais laços de retroalimentação de acordo com as mudanças do corpo ou da mente do paciente. Essa estimulação pode ser referida como estimulação ativa ou não de retroalimentação. Em um modo de realização, a estimulação de laço de retroalimentação pode ser estimulação disparada manualmente, na qual o paciente causa manualmente a ativação de uma rajada de pulsos fora do ciclo de tempo ligado/tempo desligado programado. O paciente pode ativar manualmente o neuro-estimulador 205 para estimular o nervo autonômico 105 para tratar o episodio agudo de um distúrbio pancreático, como um nível de glicose no sangue excessivamente alto. Também pode ser permitido ao paciente alterar a intensidade dos sinais aplicados ao nervo autonômico dentro dos limites estabelecidos pelo médico. Por exemplo, pode ser permitido ao paciente alterar a freqüência de sinal, a corrente, o ciclo obrigatório, ou uma combinação dos mesmos. Em pelo menos alguns modos de realização, o neuro-estimulador 205 pode ser programado para gerar o estímulo por um período relativamente longo de tempo em resposta à ativação manual.

A ativação por paciente de um neuro-estimulador 205 pode envolver o uso de um magneto de controle externo para operar um comutador de lingüeta em um dispositivo implantado, por exemplo. Determinadas outras técnicas de ativação manual ou automática dos dispositivos médicos implantáveis são reveladas na Patente U.S. 5.304.206, de Baker Jr, et al, cedida ao mesmo cessionário do presente pedido ("a patente '206"). De acordo com a patente '206, meios para ativar ou desativar manualmente o gerador de sinal elétrico 150 podem incluir um sensor como um elemento piezoelétrico montado à superfície interna do estojo de gerador e adaptado para detectar as batidas leves pelo paciente sobre o local do implante. Uma ou mais batidas aplicadas em seqüência rápida à pele acima da localização do gerador de sinal elétrico 150 no corpo 200 do paciente podem ser programadas dentro do dispositivo médico implantável 100 como um sinal para a ativação do gerador de sinal elétrico 150. Duas batidas separadamente espaçadas por uma duração ligeiramente maior de tempo podem ser programadas dentro do IMD 100 para indicar um desejo de desativar o gerador de sinal elétrico 150, por exemplo. Pode ser dado ao paciente controle limitado sobre a operação do dispositivo para uma extensão que pode ser determinada pelo programa ditado ou inserido pelo médico atendente. O paciente também pode ativar o neuro-estimulador 205 usando outras técnicas ou aparelhos adequados.

Em alguns modos de realização, os sistemas de estimulação de retroalimentação diferentes da estimulação iniciada manualmente podem ser usados na presente invenção. Um sistema de estimulação de nervo autonômico pode incluir um condutor de sensoreamento acoplado em sua extremidade proximal a um tubo de comunicação junto com um condutor de estimulação e montagens de eletrodo. Um sensor pode ser acoplado à extremidade distai do condutor de sensoreamento. Um sensor pode ser acoplado à extremidade distai do condutor de sensoreamento. O sensor pode incluir um sensor de temperatura, um sensor de parâmetro respiratório, um sensor de parâmetro cardíaco, um sensor de parâmetro cerebral, ou um sensor para um outro parâmetro corporal. O sensor também pode incluir um sensor neural para sensorear atividade sobre um nervo, como um nervo craniano, como o nervo vago 235.

Em um modo de realização, o sensor pode sensorear um parâmetro corporal que corresponde a um sintoma do distúrbio pancreático. Se o sensor for usado para detectar um sintoma do distúrbio médico, um circuito de análise de sinal pode ser incorporado no neuro-estimulador 205 para processar e analisar os sinais provenientes do sensor. Quando da detecção do sintoma do distúrbio pancreático, o sinal digital processado pode ser suprido a um microprocessador no neuro-estimulador 205 para disparar a aplicação do sinal elétrico 115 ao nervo autonômico 105. Em um outro modo de realização, a detecção de um sintoma de interesse pode disparar um programa de estimulação incluindo parâmetros de estimulação diferentes a partir de um programa de estimulação passivo. Isso pode vincular prover um sinal de estimulação de corrente mais alta ou prover uma razão mais alta de tempo ligado para tempo desligado.

Em resposta aos potenciais de ação aferente, o comunicador de detecção pode detectar uma indicação de mudança na característica de sintoma. O comunicador de detecção pode prover retroalimentação para a indicação da mudança na característica de sintoma para modular o sinal elétrico 115. Em resposta a prover retroalimentação para a indicação, o gerador de sinal elétrico 150 pode ajustar os potenciais de ação aferente para realçar a eficácia de uma droga no paciente.

O neuro-estimulador 205 pode usar a memória 165 para armazenar dados de distúrbio e uma rotina para analisar esses dados. Os dados de distúrbio podem incluir parâmetros de corpo sensoreados ou sinais indicativos dos parâmetros sensoreados. A rotina pode compreender instruções de software e/ou firmware para analisar a atividade hormonal sensoreada para determinar se a neuro-estimulação elétrica seria desejável. Se a rotina determinar que a neuro-estimulação elétrica é desejada, então, o neuro-estimulador 205 pode prover um sinal elétrico apropriado para uma estrutura neural, como o nervo vago 235.

Em determinados modos de realização, o IMD 100 pode compreender um neuro-estimulador 205 tendo um estojo 215 como um corpo principal no qual os eletrônicos descritos nas Figuras 1-2 podem ser englobados e hermeticamente vedados. Acoplado ao corpo principal pode ficar o tubo de comunicação 220 projetado com conectores terminais para se conectar a uma extremidade proximal do(s) condutor(es) eletricamente condutivo(s) 135. O corpo principal pode compreender uma concha de titânio, e ο tubo de comunicação pode compreender um polímero de acrílico claro ou outro, duro, biocompatível, como policarbonato, ou qualquer material que possa ser implantável dentro de um corpo humano. O(s) condutor(es) 135 que se projeta(m) a partir da montagem de condutor eletricamente condutivo 230 do tubo de comunicação pode(m) ser acoplado(s) em uma extremidade distai aos eletrodos 140 (1-n). Os eletrodos 140 (1-n) podem ser acoplados à estrutura neural como o nervo vago 235, utilizando uma variedade de métodos para acoplar operacionalmente o(s) condutor(es) 135 ao tecido do nervo vago .235. Portanto, o fluxo de corrente pode tomar lugar a partir de um terminal do condutor 135 para um eletrodo como o eletrodo 226 (Figura 2) através do tecido proximal ao nervo vago 235, para um segundo eletrodo como o eletrodo 228 e um segundo terminal do condutor 135.

Voltando agora para a Figura 6, uma ilustração de diagrama de bloco do IMD 100, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção, é provida. O IMD 100 pode compreender um controlador .610 capaz de controlar vários aspectos da operação do IMD 100. O controlador 610 é capaz de receber dados internos e/ou dados externos e gerar e despachar um sinal de estímulação para mirar tecidos do corpo do paciente. Por exemplo, o controlador 610 pode receber instruções manuais a partir de um operador externamente, ou pode realizar a estimulação com base em cálculos e programação internos. O controlador 610 é capaz de afetar substancialmente todas as funções do IMD 100.

O controlador 610 pode compreender vários componentes, como um processador 615, uma memória 617 etc. O processador 615 pode compreender um ou mais micro-controladores, microprocessadores etc, que são capazes de realizar várias execuções dos componentes de software. A memória 617 pode compreender várias porções de memória onde um número de tipos de dados (por exemplo, dados internos, instruções de dados externos, códigos de software, dados de status, dados de diagnostico etc) podem ser armazenados. A memória 617 pode compreender memória de acesso aleatório (RAM), memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), memória somente de leitura programável eletricamente capaz de ser apagada (EEPROM), memória instantânea etc.

O IMD 100 também pode compreender uma unidade de estimulação 620. A unidade de estimulação 620 é capaz de gerar e despachar sinais de estimulação para um ou mais eletrodos via condutores. Um número de condutores 122, 134, 137 pode ser acoplado ao IMD 100. A terapia pode ser despachada para os condutores 122 pela unidade de estimulação 620 com base nas instruções a partir do controlador 610. A unidade de estimulação 620 pode compreender vários circuitos, como geradores de sinal de estimulação, circuitos de controle de impedância para controlar a impedância "vista" pelos condutores, e outros circuitos que recebem instruções relativas ao tipo de estimulação a ser realizada. A unidade de estimulação 620 é capaz de despachar um sinal de estimulação de corrente controlada sobre os condutores .122.

O IMD 100 também pode compreender um suprimento de energia 630. O suprimento de energia 630 pode compreender uma bateria, reguladores de voltagem, capacitores etc, para prover energia para a operação do IMD 100, incluindo despachar o sinal de estimulação. O suprimento de energia 630 compreende uma bateria de fonte de energia que, em alguns modos de realização, pode ser recarregável. Em outros modos de realização, uma bateria não recarregável pode ser usada. O suprimento de energia 630 provê energia para a operação do IMD 100, incluindo operações eletrônicas e a função de estimulação. O suprimento de energia 630, pode compreender uma célula de cloreto de lítio/tionil ou uma célula de mono-fluoreto de lítio/carbono. Outros tipos de bateria conhecidos na técnica dos dispositivos médicos implantáveis também podem ser usados.

O IMD 100 também compreende uma unidade de comunicação 660 capaz de facilitar as comunicações entre o IMD 100 e vários dispositivos. Em particular, a unidade de comunicação 660 é capaz de prover transmissão e recepção dos sinais eletrônicos para e a partir de uma unidade externa 670. a unidade externa 670 pode ser um dispositivo que é capaz de programar vários módulos e parâmetros de estimulação do IMD 100. Em um modo de realização, a unidade externa 670 é um sistema de computador que é capaz de executar um programa de aquisição de dados. A unidade externa 670 pode ser controlada um provedor de cuidados médicos, como um médico, em uma estação de base, por exemplo, em um consultório do médico. A unidade externa 670 pode ser um computador, de preferência, um computador portátil ou PDA, mas pode, alternativamente, compreender qualquer outro dispositivo que seja capaz de comunicações eletrônicas e programação. A unidade externa 670 pode descarregar vários parâmetros e software de programa para dentro do IMD 100 para programar a operação do dispositivo implantável. A unidade externa 670 também pode receber e fazer o carregamento de várias condições de status e outros dados a partir do IMD .100. A unidade de comunicação 660 pode ser hardware, software, firmware, e/ou qualquer combinação dos mesmos. As comunicações entre a unidade externa 670 e a unidade de comunicação 660 pode ocorrer via sem fio ou outro tipo de comunicação, ilustrada geralmente pela linha 675 na Figura 6.

O IMD 100 também compreende uma unidade de detecção .695 que é capaz de detectar várias condições e características da(s) função(ões) do pâncreas de um paciente. Por exemplo, a unidade de detecção .695 pode compreender hardware, software, e/ou firmware que são capazes de determinar um nível de glicose no sangue, nível(eis) de hormônio, ou outros tipos de indicações que podem prover discernimento para a operação endócrina e/ou para a operação exócrina do pâncreas. A unidade de detecção .695 pode compreender meios para decifrar os dados a partir dos vários sensores que são capazes de medir o nível de glicose, os níveis de hormônio etc. Adicionalmente, a unidade de detecção 695 pode decifrar os dados a partir de fontes externas. Entradas externas podem incluir dados como os resultados a partir da amostragem de hormônio, teste de sangue, testes de glicose no sangue, e/ou outros testes fisiológicos.

A unidade de detecção 695 também pode detectar uma entrada a partir do paciente ou de um operador indicando um começo de distúrbio relacionado ao pâncreas, como nível de glicose no sangue baixo, nível de glicose no sangue alto, nível anormal de enzimas digestivas, flutuações de taxa cardíaca devidas a desequilíbrio hormonal, hipoglicemia, hiperglicemia, diabetes Tipo 1, diabetes Tipo 2, cetoacidose, doença celíaca, distúrbios renais etc. Com base nos dados decifrados pela unidade de detecção 695, o IMD 100 pode despachar um sinal de estimulação para uma porção do nervo vago e/ou para o nervo esplâncnico para afetar as funções do pâncreas.

O IMD 100 também pode compreender uma unidade de alvo de estimulação 690 que é capaz de direcionar um sinal de estimulação para um ou mais eletrodos que estejam operacionalmente acoplados a várias porções dos nervos autonômicos. A unidade de alvo de estimulação 690 pode direcionar um sinal de estimulação para o plexo celíaco, plexo mesentérico superior, e/ou para o nervo esplâncnico torácico. Dessa maneira, a unidade de alvo de estimulação 690 é capaz de mirar uma porção predeterminada da região do pâncreas. Portanto, para um tipo particular de dados que é detectado pela unidade de detecção 695, a unidade de alvo de estimulação 690 pode selecionar uma porção particular do nervo autonômico para realizar uma estimulação aferente, eferente, ou de combinação aferente-eferente, para tratar um distúrbio relacionado ao pâncreas. Desse modo, quando de um começo do distúrbio relacionado ao pâncreas, como uma condição hipoglicêmica, níveis de enzimas digestivas, e/ou uma condição hiperglicêmica, ou sob um regime de tratamento predeterminado, o IMD 100 pode selecionar várias porções dos nervos autonômicos para estimular. Mais especificamente, o IMD 100 pode selecionar um ou mais dentre o plexo celíaco, plexo mesentérico superior, e/ou nervo esplâncnico torácico para estimulação para realizar uma estimulação eferente, aferente, e/ou de combinação eferente-aferente para tratar o distúrbio relacionado ao pâncreas.

Um ou mais blocos ilustrados no diagrama de bloco do IMD .100 na Figura 6 podem compreender unidades de hardware, unidades de software, unidades de firmware e/ou qualquer combinação das mesmas. Adicionalmente, um ou mais blocos ilustrados na Figura 6 podem ser combinados com outros blocos, que podem representar unidades de hardware de circuito, algoritmos de software etc. Adicionalmente, qualquer número de circuitos ou unidades de software associados aos vários blocos ilustrados na Figura 6 pode ser combinado dentro de um dispositivo programável, como um arranjo de porta programável de campo, um dispositivo de ASIC etc.

Voltando agora para a Figura 7, uma ilustração de fluxograma de um método para tratar um distúrbio pancreático, de acordo com um modo de realização ilustrativo da presente invenção, é provida. Um eletrodo pode ser acoplado a uma porção de um nervo autônomo para realizar uma função de estimulação e/ou uma função de bloqueio para tratar um distúrbio pancreático. Em um modo de realização, uma pluralidade de eletrodos pode ser posicionada em contato elétrico ou próxima a uma porção do nervo autonômico (bloco 710). O IMD 100 pode, então, gerar um sinal elétrico controlado, com base em uma ou mais características relacionadas a distúrbio(s) relacionado(s) ao pâncreas do paciente (bloco 720). Isso pode incluir um sinal elétrico predeterminado que é pré-programado com base em uma condição particular de um paciente, como níveis de glicose no sangue baixos, níveis de glicose no sangue altos, níveis de enzimas digestivas, um desequilíbrio hormonal etc. Por exemplo, um médico pode pré-programar o tipo de estimulação a prover (por exemplo, estimulação eferente, aferente, e/ou de combinação aferente-eferente) a fim de tratar o paciente com base no tipo de distúrbio relacionado ao pâncreas do paciente. O IMD 100 pode, então, gerar um sinal, como um sinal de pulso de corrente controlada, para afetar a operação de uma ou mais porções do sistema pancreático de um paciente.

O IMD 100 pode, então, despachar o sinal de estimulação para a porção do nervo autonômico, como determinado pelos fatores como níveis de glicose no sangue baixos, níveis de glicose no sangue altos, fatores de desequilíbrio hormonal, fatores relativos a enzimas digestivas etc (bloco 730). A aplicação do sinal elétrico pode ser despachada para o tronco principal do nervo vago direito e/ou esquerdo, o plexo celíaco, o plexo mesentérico superior, e/ou o nervo esplâncnico torácico. Em um modo de realização, a aplicação do sinal de estimulação pode ser projetada para promover um efeito eferente tanto para atenuar quanto para aumentar a atividade de uma função endócrina e/ou exócrina do pâncreas. Em um outro modo de realização, a aplicação do sinal de estimulação pode ser projetada para promover um efeito de bloqueio relativo a um sinal que está sendo enviado a partir do cérebro para as várias porções do sistema pancreático para tratar o distúrbio relacionado ao pâncreas. Por exemplo, a hiper-responsividade pode ser diminuída bloqueando-se vários sinais a partir do cérebro para as várias porções do pâncreas. Isso pode ser concluído despachando-se um tipo particular de sinal elétrico controlado, como um sinal de corrente controlada, para o nervo autonômico. Em ainda um outro modo de realização, as fibras eferentes também podem ser estimuladas em combinação com um bloqueio eferente para tratar um distúrbio pancreático.

Funções adicionais, como um processo de detecção, podem ser alternativamente empregadas com o modo de realização da presente invenção. O processo de detecção pode ser empregado de modo que uma detecção externa e/ou uma detecção interna de uma função corporal possam ser usadas para ajustar a operação do IMD 100. Voltando agora à Figura 8, uma ilustração de diagrama de bloco de um método de acordo com um modo de realização alternativo da presente invenção é ilustrada. O IMD 100 pode realizar um processo de detecção de banco de dados (bloco 810). O processo de detecção pode englobar detectar uma variedade de tipos de características da atividade pancreática, como níveis de glicose no sangue baixos, níveis de glicose no sangue altos, níveis de enzimas digestivas, flutuações de taxa cardíaca devido a fatores de desequilíbrio hormonal, níveis de cetona etc. Uma ilustração mais detalhada das etapas para realizar o processo de detecção é provida na Figura .9, e a descrição anexa abaixo. Quando da realização do processo de detecção, o IMD 100 pode determinar se um distúrbio detectado é suficientemente severo para tratar com base nas medições realizadas durante o processo de detecção (bloco 820). Por exemplo, o nível de glicose no sangue pode ser examinado para determinar se ele é mais alto do que um valor predeterminado, onde a intervenção por meio do IMD 100 é desejável. Sob a determinação de que o distúrbio é insuficiente para se tratar por meio do IMD .100, o processo de detecção é continuado (bloco 830).

Quando de uma determinação de que o distúrbio é suficiente para se tratar usando o IMD 100, é feita uma determinação para o tipo de estimulação com base nos dados relacionados ao distúrbio (bloco 840). O tipo de estimulação pode ser determinado em uma variedade de maneiras, como realizar uma consulta em uma tabela de consulta que pode ser armazenada na memória 617. Alternativamente, o tipo de estimulação pode ser determinado por uma entrada a partir de uma fonte externa, como a unidade externa 670, ou uma entrada a partir do paciente. Além disso, a determinação do tipo de estimulação também pode incluir determinar a localização para onde a estimulação deve ser despachada. Conseqüentemente, é feita a seleção dos eletrodos particulares, que podem ser usados para despachar o sinal de estimulação. Uma descrição mais detalhada da determinação do tipo de sinal de estimulação é provida na Figura 10 e na descrição anexa abaixo.

Quando da determinação do tipo de estimulação a ser despachada, o IMD 100 realiza a estimulação despachando o sinal elétrico para um ou mais eletrodos (bloco 850). Quando do despacho da estimulação, o IMD 100 pode monitorar, armazenar e/ou computar os resultados da estimulação (bloco 860). Por exemplo, com base no cálculo, pode ser feita uma determinação de que o(s) ajuste(s) do tipo de sinal a ser despachado para estimulação pode(m) ser realizado(s). além disso, os cálculos podem refletir a necessidade de despachar estimulação adicional. Adicionalmente, os dados relacionados aos resultados de uma estimulação podem ser armazenados na memória 617 para extração posterior e/ou análise adicional. Além disso, em um modo de realização, comunicações em tempo real ou em tempo próximo ao real podem ser providas para comunicar o resultado da estimulação e/ou o registro de estimulação para uma unidade externa 670.

Voltando agora para a Figura 9, uma ilustração de diagrama de bloco mais detalhada da etapa de realizar o processo de detecção do bloco 810 na Figura 8 é ilustrada. O sistema 100 pode monitorar um ou mais sinais vitais relacionados às funções pancreáticas do paciente (bloco 910). Por exemplo, os níveis de glicose no sangue baixos, níveis de glicose no sangue altos, um fator de desequilíbrio hormonal, fatores relacionados a enzimas digestivas, cetonas, níveis de glicose na urina etc, podem ser detectados. Essa detecção pode ser feita por meio de sensores residindo dentro do corpo humano, que podem ser operacionalmente acoplados ao IMD 100. Em um outro modo de realização, esses fatores podem ser realizados por meios externos e pode ser provido ao IMD 100 um dispositivo externo via sistema de comunicação 660.

Quando da aquisição dos vários sinais vitais, uma comparação pode ser realizada comparando-se os dados relacionados aos sinais vitais aos dados armazenados, predeterminados (bloco 920). Por exemplo, os níveis de glicose no sangue podem ser comparados a vários limiares predeterminados para determinar se a ação agressiva seria necessária, ou se simplesmente monitorar adicionalmente seria suficiente. Com base na comparação dos dados coletados com os limiares teóricos, armazenados, o IMD 100 pode determinar se existe um distúrbio (bloco 930). Por exemplo, vários sinais vitais podem ser adquiridos a fim de determinar as fibras de estimulação aferente e/ou eferente que devem ser estimuladas. Com base na determinação descrita na Figura 9, o IMD 100 pode continuar a determinar se o distúrbio é suficientemente significativo para realizar o tratamento, como descrito na

Figura 8.

Voltando agora à Figura 10, uma ilustração de fluxograma mais detalhada da etapa de determinar o tipo de estimulação indicada no bloco 840 da Figura 8 é ilustrada. O IMD 100 pode determinar um parâmetro quantificável de um distúrbio respiratório (bloco 1010). Esses parâmetros quantificáveis, por exemplo, podem incluir uma freqüência de ocorrência dos vários sintomas de um distúrbio, por exemplo, excesso de glicose na corrente sangüínea, a severidade do distúrbio, um tipo binário de análise de se um distúrbio ou um sintoma existem ou não, uma medição ou detecção fisiológica, ou outros resultados de teste, como um teste de nível hormonal. Com base nesses parâmetros quantificáveis, pode ser feita uma determinação de se uma resposta/estimulação parassimpática ou simpática é apropriada (bloco 1020). Por exemplo, como ilustrado na Tabela 2, uma matriz pode ser usada para determinar se uma resposta parassimpática ou simpática à estimulação é apropriada. Essa determinação pode ser superposta pela decisão dizendo respeito a se uma estimulação eferente, aferente ou de combinação eferente-aferente deveria ser realizada.

Tabela 2

<table>table see original document page 41</column></row><table> O exemplo ilustrado na Tabela 2 mostra que uma estimulação eferente parassimpática deve ser provida em combinação com uma estimulação de combinação eferente-aferente simpática para um tratamento particular. Pode ser feita uma determinação de que, para um tipo particular de parâmetro quantificável que é detectado, o tratamento adequado pode ser realizar um sinal de bloqueio parassimpático em combinação com um sinal não de bloqueio simpático. Outras combinações relacionadas à Tabela 2 podem ser implementadas para vários tipos de tratamentos. Várias combinações de matriz, como a matriz ilustrada na Tabela 2, podem ser armazenadas na memória para recuperação pelo IMD 100.

Adicionalmente, os dispositivos externos podem realizar esse cálculo e comunicar os resultados e/ou instruções anexas ao IMD 100. O IMD .100 também pode determinar o grupo específico do nervo a estimular (bloco .1030). Por exemplo, para um tipo particular de estimulação a ser realizada, a decisão pode ser tomada para estimular o tronco principal do nervo vago direito e/ou esquerdo, o plexo celíaco, o plexo mesentérico superior, e/ou o nervo esplâncnico torácico. O IMD 100 também pode indicar o tipo de tratamento a ser despachado. Por exemplo, um tratamento elétrico sozinho ou em combinação com um outro tipo de tratamento pode ser provido com base no(s) parâmetro(s) quantificável(eis) que é(são) detectado(s) (bloco 1040). Por exemplo, uma determinação pode ser tomada de que um sinal elétrico por si só deve ser despachado. Alternativamente, com base em um tipo particular de distúrbio, pode ser tomada uma determinação de que um sinal elétrico, em combinação com um sinal magnético, como uma estimulação magnética transcraniana (TMS), pode ser realizado.

Em adição à estimulação elétrica e/ou magnética, pode ser feita uma determinação de se despachar um tratamento químico, biológico e/ou de outro tipo em combinação com a estimulação elétrica provida pelo IMD 100. Em um exemplo, a estimulação elétrica pode ser usada para realçar a eficácia de um agente químico, como droga relacionada à insulina. Portanto5 várias drogas ou outros compostos podem ser despachados em combinação com uma estimulação elétrica ou uma estimulação magnética. Com base no tipo de estimulação a ser realizada, o IMD 100 despacha a estimulação para tratar vários distúrbios pancreáticos.

Utilizando os modos de realização da presente invenção, vários tipos de estimulação podem ser realizados para tratar distúrbios relacionados ao pâncreas, como o diabetes. Por exemplo, diabetes, condições hipoglicêmicas, condições hiperglicêmicas, distúrbios relacionados a hormônio etc, podem ser tratados realizando-se a estimulação de nervo autonômica. A estimulação de nervo autonômica dos modos de realização da presente invenção pode incluir a estimulação das porções de um nervo vago e/ou outros nervos simpáticos, como o nervo esplâncnico torácico. Os modos de realização da presente invenção provêem para realizar o despacho programado da estimulação e/ou realizar em tempo real tomada de decisão para despachar a estimulação controlada. Por exemplo, várias detecções de parâmetros, como níveis de açúcar no sangue, níveis de hormônio etc, podem ser usadas para determinar se uma estimulação é necessária e/ou o tipo de estimulação que deve ser despachada. O despacho parassimpático, simpático, de bloqueio, não de bloqueio, aferente e/ou eferente de estimulação pode ser realizado para tratar vários distúrbios relacionados ao pâncreas.

Todos os métodos e aparelhos revelados e reivindicados aqui podem ser feitos e executados sem experimentação indevida à luz da presente revelação. Embora os métodos e aparelhos desta invenção tenham sido descritos em termos de modos de realização particulares, ficará visível para aqueles experientes na técnica que variações podem ser aplicadas aos métodos e aparelhos e nas etapas ou na seqüência de etapas do método descrito aqui sem se afastar do conceito, espírito e escopo da invenção como definida pelas reivindicações anexas. Deveria ser especialmente visível que os princípios da invenção podem ser aplicados aos nervos cranianos selecionados diferentes do nervo vago para se conseguir resultados particulares.

Os modos de realização particulares revelados acima são ilustrativos somente, à medida que a invenção pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes, mas equivalentes, visíveis para aqueles experientes na técnica tendo o benefício dos ensinamentos aqui. Além do mais, nenhuma limitação é pretendida, para os detalhes da construção ou projeto mostrados aqui, diferente daquelas descritas nas reivindicações abaixo. É evidente, portanto, que os modos de realização particulares revelados acima podem ser alterados ou modificados e que todas essas variações são consideradas dentro do escopo e espírito da invenção. Conseqüentemente, a proteção visualizada aqui é como apresentada nas reivindicações abaixo.

Claims

1. Uso de um dispositivo neuro-estimulador, caracterizado pelo fato de ser configurado para tratar um paciente tendo um distúrbio pancreático, o dispositivo compreendendo pelo menos um eletrodo adequado para acoplar a pelo menos uma porção de um nervo autônomo do paciente, a pelo menos uma porção de nervo autônomo selecionado a partir de um grupo consistindo de um plexo celíaco do mencionado nervo vago, um plexo mesentérico superior, e um esplâncnico torácico; em que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é adicionalmente configurado para aplicar um sinal elétrico à mencionada pelo menos uma porção do mencionado nervo autônomo usando o mencionado eletrodo, para tratar o mencionado distúrbio pancreático.

2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um eletrodo é adequado para acoplar a pelo menos uma porção de um plexo celíaco do paciente e para aplicar um sinal elétrico à mencionada pelo menos uma porção do mencionado plexo celíaco para tratar o mencionado distúrbio pancreático.

3. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado distúrbio pancreático compreende pelo menos um dentre nível de glicose no sangue baixo, nível de glicose no sangue alto, nível anormal de enzimas digestivas, flutuações de taxa cardíaca devido a desequilíbrio hormonal, hipoglicemia, hiperglicemia, diabetes Tipo 1, diabetes Tipo 2, cetoacidose, distúrbio celíaco, e um distúrbio renal.

4. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo é configurado para aplicar um sinal elétrico à mencionada pelo menos uma porção do mencionado plexo celíaco para ajustar pelo menos um dentre um nível de insulina, um nível hormonal, um nível de enzimas digestivas, e um nível de glicogênio produzidos por um pâncreas.

5. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um eletrodo é adequado para acoplar a pelo menos uma porção do nervo selecionado a partir do grupo consistindo de um nervo esplâncnico torácico, do mencionado plexo celíaco do mencionado nervo vago, e de um plexo mesentérico superior.

6. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é ainda configurado para aplicar o sinal elétrico a dita pelo menos uma porção de mencionado nervo eficaz para gerar uma resposta fisiológica selecionada a partir do grupo consistindo de um potencial de ação aferente, de um potencial de ação eferente, de uma hiperpolarização aferente, de uma despolarização de sub- limiar e de uma hiperpolarização eferente.

7. Uso de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo é configurado para aplicar um sinal elétrico a dita pelo menos uma porção de mencionado nervo eficaz para gerar um potencial de ação eferente em combinação com um potencial de ação aferente.

8. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador adicionalmente compreende um gerador de sinal elétrico programável configurado para acoplar o mencionado pelo menos eletrodo e para gerar um sinal elétrico; e mencionado dispositivo adicionalmente configurado para aplicar o sinal elétrico ao mencionado pelo menos um eletrodo.

9. Uso de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o mencionado gerador de sinal elétrico programável é configurado para definir o sinal elétrico por pelo menos um parâmetro selecionado a partir do grupo consistindo de uma magnitude de corrente, uma freqüência de pulso, uma largura de pulso, tempo ligado e tempo desligado, onde o mencionado pelo menos um parâmetro é selecionado para tratar o distúrbio pancreático.

10. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é adicionalmente configurado para detectar um sintoma do distúrbio pancreático, e para iniciar a aplicação do sinal elétrico em resposta à detecção do mencionado sintoma.

11. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que detecção do mencionado sintoma compreende usar pelo menos dentre um nível de glicose no sangue, um nível de glicose no sangue alto, um fator de equilíbrio hormonal, fatores relacionando-se a uma enzima digestiva, um nível de cetona, e um nível de glicose na urina.

12. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é ainda configurado para aplicar o sinal elétrico durante um primeiro período de tratamento, para aplicar um segundo sinal elétrico ao nervo autônomo usando o mencionado pelo menos um eletrodo durante um segundo período de tratamento para tratar o distúrbio pancreático.

13. Uso de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é ainda configurado para detectar um sintoma do mencionado distúrbio pancreático, onde detectar o sintoma compreende usar pelo menos um dentre um fator de nível de glicose no sangue, um sensor de nível de glicose no sangue alto, um sensor de desequilíbrio hormonal, um sensor relacionando-se a um fator relacionando- se a uma enzima digestiva, um sensor de cetona, um sensor de nível de glicose na urina; e onde o segundo período de tratamento é iniciado em resposta à detecção de um sintoma do distúrbio pancreático.

14. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador compreende: pelo menos um eletrodo adequado para acoplar a pelo menos uma porção de um plexo celíaco; e um gerador de sinal elétrico configurado para acoplar pelo menos um eletrodo e configurado para gerar um sinal e para aplicar o sinal elétrico ao pelo menos um eletrodo para tratar o mencionado distúrbio pancreático.

15. Uso de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é adicionalmente configurado para detectar um sintoma do distúrbio pancreático e iniciar a aplicação do sinal elétrico ao eletrodo em resposta à detecção do mencionado sintoma.

16. Uso de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um eletrodo é adequado para acoplar o pelo menos um nervo esplâncnico torácico, um plexo mesentérico superior, e o mencionado plexo celíaco do mencionado nervo vago.

17. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador ainda compreende um gerador de sinal elétrico programável e mencionado dispositivo é adicionalmente configurado para acoplar o mencionado gerador de sinal ao mencionado pelo menos um eletrodo e para gerar um sinal elétrico com o mencionado gerador de sinal elétrico; e em que o mencionado gerador de sinal é adicionalmente configurado para aplicar o sinal elétrico ao mencionado pelo menos um eletrodo para aplicar o sinal elétrico à mencionada pelo menos uma porção de mencionado nervo autônomo.

18. Uso de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o mencionado gerador de sinal elétrico é configurado para definir o mencionado sinal elétrico por meio de uma pluralidade de parâmetros selecionados a partir do grupo consistindo de uma magnitude de corrente, uma largura de pulso, uma freqüência de pulso, tempo ligado e tempo desligado.

19. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é adicionalmente configurado para aplicar um primeiro sinal elétrico à mencionada porção do mencionado nervo autônomo durante um primeiro período de tratamento, para aplicar um segundo sinal elétrico ao pelo menos uma ramificação de um nervo vago durante um segundo período de tratamento.

20. Uso de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é adicionalmente configurado para aplicar um primeiro sinal elétrico durante um primeiro período de tratamento compreendendo um período variando de uma hora a seis meses, e é adicionalmente configurado para aplicar um segundo sinal elétrico durante o segundo período de tratamento compreendendo um período variando de um mês a 10 anos.

21. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um eletrodo é selecionado a partir de um grupo consistindo de um eletrodo em espiral e um eletrodo de palheta.

22. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo neuro-estimulador é adicionalmente configurado para aplicar um sinal elétrico à mencionada pelo menos uma ramificação do mencionado nervo vago usando o mencionado eletrodo realizando uma estimulação elétrica em combinação com a execução de pelo menos uma dentre uma estimulação magnética, uma estimulação química, e uma estimulação biológica do mencionado nervo vago.