CN108778403B - 提供交感神经调制治疗的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于提供交感神经调制治疗的系统，系统的示例包括包括远端电极部分的引线。远端电极部分被配置为至少部分地环绕腰部区域或胸部区域中的交感神经链。当远端电极部分至少部分地环绕交感神经链时，远端电极部分包括朝向交感链取向的至少一个电极。远端部分包括至少一个锚固位点，其被配置用于将远端电极部分机械地固定到邻近交感神经链的组织。引线可以具有邻近远端电极部分的应力释放部。

Description

提供交感神经调制治疗的系统

要求优先权

此申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2015年12月22日提交的美国临时专利申请序列号62/271,094的优先权，通过整体引用将其并入本文。

技术领域

此申请一般涉及医学系统和方法，并且更具体地，涉及提供交感神经调制治疗的系统和方法。

背景技术

神经调制已被提议作为许多病症的治疗。通常，神经调制和神经刺激可以被可互换地使用以描述引起动作电位以及抑制和其他效果的兴奋性刺激。神经调制的示例包括脊髓刺激(SCS)，深部脑刺激(DBS)，周围神经刺激(PNS)和功能性电刺激(FES)。作为示例而非限制，SCS已被用于治疗慢性疼痛综合征。一些神经靶标可能是具有不同类型神经纤维的复杂结构。这种复杂结构的一个例子是SCS靶向的脊髓内和周围的神经元元素。

已经提出SCS和背根神经节(DRG)刺激来减轻疼痛。常规SCS编程的治疗目标是使对背柱纤维的刺激(即，募集)最大化。

在许多情况下，神经性疼痛患者可能无法从药物、或者甚至脊髓刺激(SCS)中体验足够的疼痛缓解。造成该问题的原因是疼痛信号经由缓慢移动的无髓鞘的C型纤维进行通信。SCS和DRG刺激都不能实现这些纤维的最大覆盖。与有髓髓鞘的纤维相比，无髓鞘的纤维需要更高幅度的刺激来诱导动作电位。然而，当在该区域中调制其他神经元元素时，从硬膜外腔作为SCS的部分递送的或邻近DRG递送的高幅度刺激的递送可能是不耐受的。

发明内容

系统的示例(例如“示例1”)可以包括包括远端电极部分的引线。远端电极部分可以被配置为至少部分地环绕腰部区域或胸部区域中的交感神经链。当该远端电极部分至少部分地环绕交感神经链或紧邻交感神经链时，该远端电极部分可以包括朝向交感神经链取向的包括至少一个电极。远端部分可以包括至少一个锚固位点，其被配置用于将远端电极部分机械地固定到邻近交感神经链的组织。引线可以具有邻近远端电极部分的应力释放部。

在示例2中，示例1的主题可以可选地被配置为使得至少一个锚固位点被配置用于缝合或钉合到腰肌腱或腰肌，或者到腰部区域或胸部区域中的椎体的侧向部分。

在示例3中，示例1-2中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得引线包括邻近远端电极部分的盘绕部分以提供应力释放部，或者邻近远端电极部分的Z字部分以提供应力释放部。

在示例4中，示例1-3中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括远端电极缠绕件，其被配置为至少180°地缠绕在腰部区域中的交感神经链周围。

在示例5中，示例1-4中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括形状记忆，其将远端电极部分影响到自然缠绕状态，远端电极部分被配置为以缠绕状态环绕交感神经链。

在示例6中，示例5的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括绝缘材料，并且在该绝缘材料内还包括额外的材料以提供形状记忆。

在示例7中，示例5的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括用于接收导线以维持远端电极部分处于非缠绕状态的通道，其中，导线的移除允许远端电极部分变成自然缠绕状态。

在示例8中，示例1-8中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分被配置为缠绕在与所述引线的远端部分大致平行的轴的周围，或者被配置为缠绕在与所述引线的远端部分大致垂直的轴的周围。

在示例9中，示例1-4中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括可延伸的钩，其被配置为从引线主体延伸以放置在交感神经链的至少一部分的周围，并且朝向引线主体缩回以将交感神经链固定在钩和鞘套之间。

在示例10中，示例1-4中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括钩和可移动扣钩，其被配置为在用于放置为部分地环绕交感神经链的缩回位置与使交感神经链固定在钩和可移动扣钩之间的延伸位置之间移动。

在示例11中，示例1-10中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括可植入调制设备，其被配置为连接到引线以将神经调制能量以至少1kHz的频率递送，以可逆地阻滞或调制交感神经链中的神经活动。

在示例12中，示例1-10中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括可植入调制设备，其被配置为连接到引线以将神经调制能量以10Hz至500Hz范围内的频率递送，以提供交感神经链中的神经递质耗尽阻滞。

在示例13中，示例1-12中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括可植入调制设备，其被配置为在小于一分钟的时间段以第一频率发起电调制，并且然后转变到小于第一频率的第二频率。

在示例14中，示例13中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得可植入调制设备被配置为接收命令并响应于该命令在编程的持续时间递送神经调制能量，并且在编程的持续时间之后自动停止神经调制能量的递送。

在示例15中，示例13-14中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括至少一个传感器，其被配置为指示交感神经系统活动或外周血管张力或灌注，该可植入调制设备包括控制电路，其可操作地连接到至少一个传感器并且被配置为基于感测到的交感神经系统活动、外周血管张力、灌注、血管阻力、温度或血糖的指示来控制所述神经调制能量。

方法的示例(例如“示例16”)可以包括：将套管针或空心针穿过入口点插入并朝向腰椎或胸椎的侧向部分前进；将引线穿过套管针或空心针插入，该引线包括具有至少一个电极的远端电极部分和邻近远端电极部分的应力释放部；使引线的远端电极部分朝向腰部区域中的交感神经链前进；在成像引导下使远端电极部分朝向交感神经链取向；并且将引线锚定就位以通过远端电极部分递送电能以产生调制场；以及将引线的近端部分电连接到可植入调制设备。

在示例17中，示例16的主题可以可选地被配置为使得入口点在髂嵴和脊柱的中线的上外侧处。

在示例18中，示例16-17中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得取向包括使远端电极部分取向为使电极远离腰肌。

在示例19中，示例16-18中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得锚固包括将引线锚固到腰肌腱或腰肌、或椎体的侧向部分。

在示例20中，示例16-19中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括将远端电极部分至少180度地缠绕在交感神经链周围。

在示例21中，示例16-20中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括形状记忆以缠绕在交感神经链周围，并且还包括用于接收导线以使远端电极部分维持在非缠绕状态的通道，该方法还包括移除导线以允许远端电极部分缠绕在交感神经链周围。

在示例22中，示例16-21中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括被配置为从引线主体延伸的可延伸的钩，该方法还包括使钩延伸并且将延伸的钩放置在交感神经链的至少一部分周围，并且使钩朝向引线主体缩回。

在示例23中，示例16-22中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得远端电极部分包括钩和可移动扣钩，其被配置在延伸位置和缩回位置之间移动，其中该方法还包括将钩放置为部分地环绕交感神经链。

在示例24中，示例16-23中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括将化学阻滞、电阻滞或冷冻治疗阻滞递送到腰部区域中的交感神经链，以在插入套管针并将引线穿过套管针插入之前测试功效并确定患者是否是交感神经调制治疗的候选者。

在示例25中，示例16-24中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括使用腹腔镜过程，其中该腹腔镜过程包括将腹腔镜和光引入到患者中以使远端电极和交感神经链可视化。

在示例26中，示例16-24中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括使用透视、超声或磁共振成像(MRI)来使引线的远端电极部分前进到交感神经链。

方法的示例(例如“示例27”)可以包括使用连接到所植入引线的可植入调制设备来对交感神经链中的神经活动进行电调制，所植入引线具有邻近腰部区域或胸部区域中的交感神经链可操作定位的远端电极部分。电调制可以包括以一定频率递送神经调制能量，以可逆地阻滞或减少交感神经链中的神经活动。系统可以被配置为实施该方法。该系统可以包括硬件、软件、固件或其任何组合以实施该方法。在实施该方法时，系统可以使用在计算机可访问的介质(多个介质)上所包含的能够引导处理器或其他控制器来执行该方法的至少一部分的指令集合(多个集合)。

在示例28中，示例27的主题可以可选地被配置为使得电调制包括递送神经调制能量以提供神经递质耗尽阻滞。

在示例29中，示例27-28中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得电调制包括递送神经调制能量以提供传导耗尽阻滞。

在示例30中，示例27-28中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得电调制包括在小于一分钟的时间段以第一频率发起电调制，并且然后转变到小于第一频率的第二频率。

在示例31中，示例27-28中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括接收患者命令以发起电调制，并且响应于患者命令或具有反馈的自动系统来递送神经调制能量。

在示例32中，示例27-31中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括在编程的持续时间之后自动停止神经调制能量的递送。

在示例33中，示例27-32中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得编程的持续时间包括编程的时间段、编程的所递送脉冲数量或编程的所递送电荷的量。

在示例34中，示例27-33中的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为包括感测至少一个生理参数以提供交感神经系统活动或外周血管张力或灌注的指示，并且基于交感神经系统活动或外周血管张力或灌注的指示来自动地控制神经调制能量。

在示例35中，示例27-34的任何一个或任何组合的主题可任选地配置为使得递送神经调制能量以可逆地阻滞或减少交感神经链中的神经活动是治疗疼痛、高血压、心力衰竭、外周血管疾病、溃疡或糖尿病的治疗的一部分。

此发明内容是对本申请的教导中的一些的概述，并且并不旨在为本主题的排他性或穷举性处理。在详细的描述和所附权利要求中找到关于本主题的进一步细节。在阅读并理解以下详细描述并查看形成其一部分的附图时，其他方面对于本领域技术人员而言将是显而易见的，其他方面中的每个不应以限制意义来理解。本发明的范围由所附权利要求及其等价物来限定。

附图说明

图1示出了脊柱的一部分的透视图。

图2示出了没有骨解剖的脊髓的视图。

图3示出了脊髓的一部分以及在硬膜外区域中提供SCS的SCS电极、提供DRG刺激的DRG刺激电极以及(一个或多个)交感神经调制电极的图示。

作为示例而非限制，图4示出了确定患者是否是可植入调制设备的治疗候选者以提供交感神经调制治疗来治疗神经性疼痛的过程。

图5示出了诸如可以被用于在腰部区域提供交感神经调制治疗的可植入调制系统的实施例。

作为示例而非限制，图6示出了具有编程设备、可植入调制设备和电极的可植入调制系统。

图7示出了诸如可以在图6的神经调制系统中实施的调制设备的实施例。

图8示出了诸如可以被实施为图6的神经调制系统中的编程设备的编程设备的实施例。

图9示出了患者和仪器，该仪器根据各种实施例可以被用来执行手术过程以邻近交感神经链可操作地植入远端电极部分。

作为示例而非限制，图10示出了远端电极部分的一些实施例。

作为示例而非限制，图11示出了用于植入(一个或多个)引线的经皮过程的实施例，其中将一个或多个引线穿过交感神经链附近的皮肤、皮下组织和肌肉放置。

图12A和图12B示出了远端电极部分的示例。

图13A-图13B示出了具有形状记忆的远端电极部分的示例。

图14A-图14E示出了被配置为穿过导管递送的自成形引线的示例。

图15A-图15B示出了远端电极部分的示例，其中图15A是沿图15B中的线15A-15A的横截面视图。

图16A-图16E示出了其中每个具有远端电极部分的单独的引线主体在交感神经链周围被连接在一起的示例。

图17示出了远端电极部分的示例，其中引线的远端端部形成有互锁“齿”，其允许引线围绕脊柱链压在一起并维持围绕脊柱链的位置。

图18A-图18B示出了远端电极部分的弹簧扣实施例的示例。

图19A-图19F示出了远端电极部分的示例，其提供了相对于引线主体可移动的远端钩电极。

图20A-图20B示出了具有分段电极的远端电极部分的示例。

图21A-图21B示出了具有保形(conformal)形状的远端电极部分的示例，其中图21B示出了沿图21A中的线21B-21B的横截面。

图22A-图22D示出了具有部分圆柱形状的远端电极部分的示例，其可以在套管针、空心针或与交感神经链或其他神经结构相邻的其他递送设备的腔内递送。

图23A-图23C示出了系统的示例，其包括可植入调制设备、包括用于对交感神经链进行刺激的远端电极部分的引线2308、以及锚固设备，该锚固设备2381被配置为将引线2308附接到在远端电极部分附近的组织(例如腰肌腱或腰肌)。

具体实施方式

本主题的以下详细描述参照了附图，其通过说明示出了其中本主题可以被实践的特定方面和实施例。足够详细地描述了这些实施例，以使本领域技术人员能够实践本主题。可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本主题的范围的情况下进行结构、逻辑和电改变。在此公开中对“一”、“一个”、或“各种”实施例的提及不一定是针对同一实施例，并且这种提及考虑多于一个实施例。因此，下面的详细描述不应以限制性含义理解，并且该范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的法律等价物的全部范围来限定。

作为示例而非限制，本主题可以被用于提供疼痛治疗、治疗外周血管疾病并发症(例如不愈合的溃疡、皮肤变色、感觉异常)的治疗、治疗系统性高血压的治疗或治疗血管收缩的治疗。神经调制设备可以指示患有神经病(诸如化疗神经病或糖尿病性神经病)、外周血管疾病、高血压和心力衰竭的患者。疼痛治疗控制交感神经介导的疼痛。例如，癌症患者可能由于癌症本身、化疗治疗、放射治疗或其组合而经历疼痛。可以在腰部区域使用此治疗来治疗外周血管疾病。交感神经抑制导致血管舒张，并且因此增加下肢组织的灌注。对于下肢溃疡不愈合或愈合不良的患者，此治疗将通过增加组织的血管分布(vascularity)来促进愈合。神经调制设备可以适用于高血压和/或心力衰竭患者。交感神经调制或交感神经抑制通过远端脉管系统的血管舒张来增加对下肢血管供应，这增加了下肢中血液的外周汇集，并且进而将减少心脏回流(cardiac return)和对心脏的负荷。这将有助于降低心脏高血压，并且通过这种间接效果对心力衰竭患者也具有帮助。

存在两个交感神经链。治疗可以包括对这些交感神经链中的一个(右侧或左侧)或两者(右侧和左侧)的调制。例如，在右侧上调制右交感神经链中的交感神经活动的治疗可以被用于阻滞来自右腿的疼痛信号并且还引起右腿中的血管舒张。

图1示出了脊柱的一部分的透视图。如图所示，椎骨包括椎体101和附接到椎体102的椎板和棘突102。堆叠的椎骨提供保护脊髓103的椎管。脊髓是神经组织，其携带在大脑和身体的部分之间的神经信息。脊髓被硬脑膜物质包围，其容纳环绕脊髓的脊髓液。椎管的壁与硬脑膜之间的空间称为硬膜外腔104。背神经根105和腹神经根106分叉并接合，并且通过椎骨之间的空间在两侧作为脊神经107离开脊柱。图1还示出了在脊柱的每侧上的交感神经链108。交感神经链108是一对神经纤维束，在其之间具有从颅骨的基部延伸到尾骨并且形成自主神经系统(ANS)的一部分的神经节。交感神经链通过灰后支(gray rami)连接到每个脊神经107并且通过白后支(white rami)接收来自脊髓103的纤维，并且允许神经活动在脊神经107的不同水平之间行进。白后支具有有髓鞘纤维和无髓鞘纤维两者，并且提供来自脊髓的节前交感神经流出。灰后支包括交感神经系统的节后神经纤维。白后支和灰后支以109一般地示出。

图2示出了没有骨解剖的脊髓203的视图。脊髓203包括白质210和灰质211。灰质211包括细胞体、突触、树突和轴突末端。因此，突触位于灰质中。白质210包括连接灰质区域的有髓鞘轴突。脊髓的典型横截面包括灰质211的中心“蝴蝶”形中心区域，其基本上由白质210的椭圆形外部区域环绕。背柱(DC)210的白质主要包括大的有髓鞘轴突，其形成在轴向方向上延伸的传入纤维。还示出了脊神经207的示例，包括背根(DR)212、背根神经节213和腹根214。背根212主要将感觉信号携带到脊髓中，并且腹根214用作传出运动根。背根和腹根接合形成混合的脊神经207。图2还示出了交感神经链208，其具有神经节215和将交感神经链208连接到脊神经207的白后支和灰后支。

图3示出了脊髓的一部分以及在硬膜外区域中提供SCS的SCS电极316、提供DRG刺激的DRG刺激电极317以及(一个或多个)交感神经调制电极318的图示。SCS已被用于缓解疼痛。常规SCS编程的治疗目标是使白质中沿着脊髓的纵轴延伸的背柱纤维的刺激(即，募集)最大化并且使对垂直于脊髓的纵轴延伸的其他纤维(主要是背根纤维)的刺激最小化。背柱的白质主要包括形成传入纤维的大的有髓鞘轴突。虽然疼痛缓解的完整机制未被很好地理解，但相信的是疼痛信号的感知经由疼痛的门控制理论而被抑制，这表明经由电刺激的无害触觉或压力传入的增强的活动在释放抑制性神经递质(γ-氨基丁酸(GABA)，甘氨酸)的脊髓的背角内产生神经元间的活动，这进而减少宽动态范围(WDR)感觉神经元对从支配患者的疼痛区域的背根(DR)神经纤维传播的疼痛信号的有害传入输入的超敏反应，以及治疗一般的WDR异位。因此，已经以提供疼痛缓解的幅度的刺激来靶向背神经纤维的大的感觉传入。当前可植入神经调制系统通常包括邻近患者的脊髓的背柱(即，倚靠在硬膜附近或硬膜上)并且沿着患者的脊髓的纵轴植入的电极。大的感觉背神经纤维的激活也通常产生常常伴随常规SCS治疗的感觉异常感觉。尽管可替选的或人为的感觉(诸如感觉异常)相对于疼痛的感觉通常被容忍，但是患者有时报告这些感觉是不舒服的，并且因此在一些情况下，其可以被认为是对神经调制治疗的不利的副作用。背根神经节DRG的刺激是已被提议来提供疼痛治疗的另一技术。然而，DRG刺激也可能引起不适。

在许多情况下，神经性疼痛患者可能无法从药物、或者甚至SCS中体验到足够的疼痛缓解。造成该问题的原因是疼痛信号经由缓慢移动的无髓鞘的C型纤维进行通信。脊髓刺激和DRG刺激都不能实现这些纤维的最大覆盖。与有髓鞘纤维相比，诸如这些C纤维的无髓鞘纤维需要更高幅度的刺激以诱导动作电位、以抑制动作电位或另外调制神经活动。然而，当在该区域中调制其他神经元元素时，从硬膜外腔作为SCS的部分递送的或邻近DRG递送的高幅度刺激的递送可能是不可忍受的。

腰部区域具有远离其他脊神经的交感神经纤维。这些交感神经纤维是C型纤维并且是无髓鞘的，需要较高幅度刺激以诱导动作电位、以抑制动作电位或另外调制神经活动。由于腰部区域中的这些C型、交感神经纤维远离其他脊椎(有髓鞘的)神经而不是其他椎骨水平处的交感神经纤维，因此可以采用较高的幅度来实现治疗而没有由该区域中的其他纤维的不期望的调制而引起的副作用。要注意的是，对于胸部区域中的交感神经链而言，腰部区域中的交感神经链与在脊柱中和附近的神经元素的这种关系也存在。在此公开中引用腰部区域。然而，本主题的方面也可以被用于调制或阻滞胸部区域内的交感神经链中的交感神经活动。

如以下进一步描述的，本主题的各种实施例靶向腰部区域中的交感神经链以提高有助于疼痛症状的C型纤维的覆盖。各种实施例可以将电场施加到交感神经链以调制交感神经链的活性。例如，一些实施例可以将电场施加到交感神经链以提供可逆的神经阻滞，其产生类似于交感神经切除术的效果，但是是可逆的。对于神经递质耗尽阻滞，电刺激可以处于从约10Hz至500Hz的范围内的频率，或者对于传导阻滞，电刺激的频率可以处于高于1kHz的频率。要注意的是，相比其他纤维类型，c-纤维可以以更低的频率被耗尽。例如，10Hz至50Hz范围内的频率可以有效地耗尽c-纤维，并且诸如50-500Hz范围内的较高频率可以有效地耗尽其他类型的纤维。在于2015年1月14日提交的并且题为“Depletion Block to BlockNerve Communication”的美国专利申请号14/597,137中讨论了耗尽阻滞，通过以整体引用将该申请并入本文。耗尽阻滞小于引起传导阻滞的频率。可以使用脉冲串(例如，以稳定或变化的频率的脉冲串)来递送电场，或者在没有脉冲下使用脉冲猝发(其中猝发被时间分开)作为间歇性神经刺激。例如，猝发的频率可以是约100Hz，并且猝发内的脉冲的频率可以是约10kHz。

交感神经链是在下面一般讨论的ANS的一部分。ANS调节“无意识的(involuntary)”器官并维持正常的内部功能，并且与躯体神经系统一起发挥作用。ANS包括交感神经系统和副交感神经系统。交感神经系统与压力和对紧急情况的“战斗或逃跑反应”有关，并且副交感神经系统与放松和“休息和消化反应”有关。

ANS调节“无意识的”器官，而有意识的(voluntary)(骨骼的)肌肉的收缩受躯体运动神经控制。无意识的器官的示例包括呼吸和消化器官，并且还包括血管和心脏。通常，ANS以无意识的、反射性的方式发挥作用，例如，以调节腺体、调节皮肤、眼、胃、肠和膀胱中的肌肉，以及调节心肌和血管周围的肌肉。

ANS包括交感神经系统和副交感神经系统。交感神经系统与压力和对紧急情况的“战斗或逃跑反应”有关。除其他影响以外，“战斗或逃跑反应”增加血压和心率以增加骨骼肌血流，并减少消化以提供用于“战斗或逃跑”的能量。副交感神经系统与放松和“休息和消化反应”有关，除其他影响以外其降低血压和心率并增加消化以保存保存能量。ANS维持正常的内部功能并与躯体神经系统一起起作用。传入神经朝向神经中枢传递冲动，而传出神经从神经中枢向外传递冲动。

刺激或抑制交感神经系统或副交感神经系统可以引起心率、血压和其他生理反应。例如，刺激交感神经系统扩张瞳孔，减少唾液和粘液产生，使支气管肌肉放松，减少胃的无意识的收缩(蠕动)的连续波和胃的运动性，增加肝脏对糖原向葡萄糖的转化，减少肾脏的尿液分泌，以及使膀胱壁放松并闭合膀胱的括约肌。刺激副交感神经系统(抑制交感神经系统)收缩瞳孔，增加唾液和粘液产生，收缩支气管肌肉，增加胃和大肠的分泌和运动性，并且增加小肠的消化，增加尿液分泌，以及使膀胱壁收缩并使膀胱的括约肌放松。与交感神经系统和副交感神经系统关联的功能有很多，并且可以彼此复杂地结合。

作为示例而非限制，本主题的一些实施例，例如，对交感神经链中的神经活动进行调制以提供针对疼痛(例如神经病)的治疗或提供针对高血压、心力衰竭或外周血管疾病的治疗。根据各种实施例，由于交感神经活动的增加或副交感神经活动的减少导致各种心血管疾病的发展和进展，所以自主神经调制可以被用于对患者中的自主神经靶标进行刺激或抑制，以阻滞或抑制交感神经活动，诸如可以有助于治疗疼痛(例如神经性疼痛)、HF、高血压和心脏重塑。这类疾病或病症的示例包括HF、高血压和心脏重塑。下面简要地描述这些病症。在胸部区域中，调制交感神经活动具有对心脏的直接影响，而在腰部区域中，其更多是间接影响(通过对外周血管张力/血管阻力的调制，这具有对动脉搏动压力和心脏负荷的影响)。存在可以被治疗的许多疾病状态，诸如适用于交感神经切除术或交感神经阻滞的那些疾病状态，作为示例而非限制其包括CRPS I和CRPS II、多汗症、顽固性泌尿生殖道疼痛、截肢残端疼痛和幻痛、红斑性肢痛、手足发绀和战壕足。

HF是指其中心脏功能导致低于正常的心输出量的临床综合症，上述心输出量可以降到足以满足外周组织的代谢需求的水平以下。HF本身可以表现为由于伴随静脉和肺部充血而引起的充血性心力衰竭(CHF)。HF可以归因于各种病因，诸如缺血性心脏病。HF患者具有降低的自主平衡，这与LV功能障碍和增加的死亡率相关联。

高血压是心脏病和其他相关的心脏并存病的原因。当血管收缩时发生高血压。结果，心脏更努力地工作以维持在较高血压下的流动，这可能导致HF。高血压一般涉及高的血压，诸如全身动脉血压的暂时的或持续的升高到可能诱发心血管损伤或其他不利后果的水平。高血压已被定义为高于140mm Hg的收缩压或高于90mm Hg的舒张压。未控制的高血压的后果包括但不限于视网膜血管疾病和卒中、左心室肥大和衰竭、心肌梗死、壁间动脉瘤和肾血管疾病。普通人群中的大部分以及植入有起搏器或除颤器的患者中的大部分患有高血压。如果可以降低血压和高血压，那么可以改善这个群体的长期死亡率以及生活质量。

心脏重塑是指心室的复杂重塑过程，其涉及结构的、生化的、神经激素的和电生理的因素，其可能在心肌梗死(MI)或减少的心输出量的其他原因之后发生。心室重塑由生理代偿机制触发，该机制由于所谓的后向性衰竭所引起用于增加心输出量，后向性衰竭增加了心室的舒张充盈压，并且由此增加了所谓的预负荷(即，在心脏舒张期结束时心室中的血量使心室拉伸的程度)。在心脏收缩期期间，预负荷的增加导致搏出量增加，即称为Frank-Starling原理的现象。然而，当在一段时间内心室由于增加的预负荷而被拉伸时，心室变为扩张。在给定的收缩压下，心室容积的扩大导致增加的心室壁应力。连同由心室所做的增加的压力-容积功，这用作针对心室心肌肥大的刺激。扩张的不利之处是强加在正常的、残余的心肌上的额外工作负荷和壁张力的增加(Laplace定律)，其表示针对肥大的刺激。如果肥大不足以匹配增加的张力，则继而发生恶性循环，其导致进一步的和渐进性扩张。当心脏开始扩张时，传入压力感受器信号和心肺感受器信号被发送到血管舒缩中枢神经系统控制中心，其以激素分泌和交感神经放电作为响应。血液动力学、交感神经系统和激素改变(诸如存在或不存在血管紧张素转化酶(ACE)活性)的组合导致了在心室重塑时所涉及的细胞结构中的有害改变。引起肥大的持续应力诱发心肌细胞的凋亡(即，程序性细胞死亡)和最终的壁变薄，其引起心脏功能的进一步恶化。因此，尽管心室扩张和肥大最初可能是代偿性的并且增加心输出量，但该过程最终导致收缩功能障碍和舒张功能障碍两者。已示出的是心室重塑的程度与MI后和心力衰竭患者的增加的死亡率正相关。

本文所讨论的各种实施例一般涉及使用(一个或多个)脊髓链的神经调制来提供治疗外周疼痛和/或血管收缩的治疗，以阻滞或显著减少交感神经链中的神经交通(nervetraffic)。可以实施试验过程以确定如果交感神经链被阻滞，患者是否将对减少的疼痛症状作出积极响应。例如，可以递送化学阻滞或电阻滞或冷冻阻滞来暂时地阻滞(一个或多个)交感神经链中的神经活动。作为示例，可以使用局部麻醉剂(诸如利多卡因和罗哌卡因)来提供化学阻滞。可以在若干化学阻滞试验中暂时地阻滞若干位置以减少或完全阻滞交感神经链的一部分中的交感神经活动。如果患者没有从化学阻滞中得到显著的疼痛缓解，那么可以确定的是该患者不是用于调制(一个或多个)交感神经链的植入的神经调制器的可能候选者。然而，如果患者确实体验到显著的疼痛缓解和/或改善的外周灌注，那么该患者可以被考虑用于电神经调节器设备，该设备可以长期递送疼痛治疗以用于持久缓解，但仍然是与切断神经通路的交感神经切除术不同的可逆治疗。

作为示例而非限制，图4示出了确定患者是否是用于提供交感神经调制治疗来治疗神经性疼痛的可植入调制设备的治疗候选者的过程。如419处所示，患者表现出神经性疼痛，该患者保守治疗失败。在420处，注射420腰部交感神经阻滞并且在421处确定所注射腰部交感神经阻滞的功效，诸如可以通过评估灌注、疼痛和相关症状来识别。可以利用试验阻滞过程来测试许多不同椎骨水平以确定功效是否可能。该阻滞可以单侧或双侧地在一个或多个水平处。如果确定不存在功效，则确定该患者不是治疗候选者422。如果确定存在功效，则确定该患者是治疗候选者，并且可植入调制设备被植入以提供交感神经调制423。如果存在一些功效，则可以植入经皮试验引线，并且外部设备可以被连接到该经皮试验引线一段试验期(例如大约数周，诸如两周)，如在424处一般示出的那样。在425处确定试验的有效性。如果试验对疼痛和相关症状产生足够的功效，则可植入调制设备被植入以提供交感神经调制423。否则，如果试验产生不足或没有功效，则确定该患者不是治疗候选者422。

图5示出了诸如可以被用于在腰部区域提供交感神经调制治疗的可植入调制系统的实施例。所示系统包括电极526、调制设备527和外部系统528。电极526被配置为放置在患者中的交感神经链内的一个或多个神经靶标上或附近，或者在交感神经链内以用于双侧调制。调制设备527被配置为电连接到电极526并且通过电极526向一个或多个神经靶标递送神经调制能量(例如以电脉冲的形式)。通过使用多个调制参数来控制神经调制的传递，所述参数诸如指定电脉冲和电极(通过其来递送电脉冲中的每个)的选择的调制参数。在各种实施例中，多个调制参数的至少一些参数可由用户(诸如医师或其他护理人员)编程。外部系统528可以包括编程设备，其向用户提供对用户可编程参数的可访问性。

作为示例而非限制，图6示出了具有编程设备628、可植入调制设备627和电极626的可植入调制系统。在各种实施例中，编程设备被配置为经由有线或无线链路通信地耦合到调制设备。在各种实施例中，编程设备628包括图形用户界面(GUI)629，其允许用户设置和/或调整用户可编程调制参数的值，和/或允许用户向调制设备627提供命令以启动调制治疗的实例，诸如如果患者正经历外周四肢中的疼痛和/或不良循环则可以发生的治疗。一些实施例可以提供具有反馈的自动化系统。例如，一些实施例可以包括传感器，并且可以被配置为对值进行自调节以考虑温度或灌注的变化。

进入交感神经链的手术过程具有迎角，如下面将更详细描述的。来自被用于调制腰部区域中的交感神经链的神经调制电极的(一个或多个)引线从交感神经链沿着手术过程的迎角向外延伸到皮下空间。(一个或多个)引线可以皮下地隧穿到可植入调制设备。可植入调制设备可以被植入在腹部或臀部上方的手术制成的袋中，或者可以被植入在患者身体的其他位置中。(一个或多个)引线延伸部可以被用于便于在较远离(一个或多个)神经调制引线的出口点的位置中植入可植入调制设备。

图7示出了诸如可以在图6的神经调制系统中实施的调制设备727的实施例。所示调制设备727的实施例包括调制输出电路730和调制控制电路731。本领域普通技术人员将理解的是，神经调制系统可以包括额外的部件，例如用于患者监视和/或治疗的反馈控制的感测电路、遥测电路和电源。调制输出电路730产生并递送神经调制脉冲。调制控制电路731使用多个调制参数来控制神经调制脉冲的递送。引线系统726包括：一个或多个引线，每个引线被配置为电连接至调制设备727；以及多个电极726-1至726-N，其分布在使用一个或多个引线的电极布置中。每个引线可以具有由两个或更多个电极(其也可以被称为触点)组成的电极阵列。多个引线可以提供多个电极阵列以提供电极布置。引线可以被用于将多个椎骨水平靶向身体的其他区域。每个电极是提供用于调制输出电路730和患者的组织之间的电接口的单个导电触点，其中N≥2。每个神经调制脉冲通过选自电极726-1到726-N中的一组电极从调制输出电路730递送每个神经调制脉冲。引线的数量和每个引线上的电极的数量可以取决于例如神经调制的(一个或多个)靶标的分布和用于对每个靶标处的电场分布进行控制的需求。在一个实施例中，作为示例而非限制，引线系统包括两个引线，每个具有八个电极。

用于将电脉冲递送到靶向组织的电极的配置构成电极配置，其中电极能够被选择性地编程以充当阳极(正)、阴极(负)或不用(零)。换句话说，电极配置表示极性为正、负或零。可以被控制或改变的其他参数包括电脉冲的幅度、脉冲宽度、速率(或频率)、斜坡速度、占空比、脉冲形状和/或电脉冲的猝发。每个刺激猝发可以包括多个神经刺激脉冲，并且连续的神经刺激猝发可以在没有神经刺激脉冲的情况下被时间间隔开。神经刺激猝发串可以被称为间歇性神经刺激(INS)。神经刺激的时间过程可以在递送(一个或多个)脉冲时刺激为开启与在不递送脉冲时刺激为关闭的间隔之间交替。每个猝发包括猝发内的多个脉冲。刺激开启间隔的持续时间有时被称为刺激持续时间或猝发持续时间。连续NS事件之间的时间间隔是INS间隔，其有时被称为刺激周期或猝发周期。对于为间歇性神经刺激的施加来说，当神经刺激被施加时，刺激持续时间(即，ON间隔)必须小于刺激时段(即，INS间隔)。ON间隔相对于INS间隔的持续时间(例如，表示为比率)有时被称为INS的占空比。每个电极配置连同电脉冲参数可以被称为“调制参数集合”。每个调制参数集合可以被存储并组合成可以之后用于调制患者内的多个区域的调制程序，所述调制参数集合包括对电极的分数化的电流分布(作为百分比阴极电流、百分比阳极电流或断开)。

一旦引线被正确定位，就可以执行拟合过程(其可以被称为导航会话)以利用最佳解决疼痛部位和/或外周血管收缩的部位的调制参数集合来对外部控制设备和神经调制设备(如果适用的话)进行编程。因此，导航会话可以被用于精确定位激活量(VOA)或与疼痛相关的区域。在植入期间或者在植入之后如果引线逐渐地或意外地移动，则可以实施该过程以靶向组织，否则将会使调制能量远离靶标部位重新定位。通过对神经调制设备进行重新编程(诸如通过独立地改变电极上的调制能量)，VOA通常可以被移回到有效疼痛部位，而不必为了重新定位引线及其电极阵列而对患者重新操作。

图8示出了诸如可以被实施为图6的神经调制系统中的编程设备628的编程设备828的实施例。编程设备828包括存储设备832、编程控制电路833和GUI 829。编程控制电路833根据神经调制脉冲的模式生成多个调制参数，其控制神经调制脉冲的递送。在各种实施例中，GUI 829包括任何类型的呈现设备(诸如交互式或非交互式屏幕)以及允许用户对调制参数进行编程的任何类型的用户输入设备(诸如触摸屏、键盘、小键盘、触摸板、轨迹球、操纵杆和鼠标)。除了别的以外，存储设备832可以存储要被编程到调制设备中的调制参数。编程设备828可以将多个调制参数发送到调制设备。在一些实施例中，编程设备828可以向调制设备发送功率。编程控制电路833可以生成多个调制参数。在各种实施例中，编程控制电路833可以针对安全规则检查多个调制参数的值，以限制这些值在安全规则的约束内。

在各种实施例中，可以使用硬件、软件和固件的组合来实施包括此文档中所讨论的其各种实施例的神经调制的电路。例如，包括在此文档中讨论的其各种实施例的GUI的电路、调制控制电路和编程控制电路可以使用被构造为执行一个或多个特定功能的专用电路或被编程为执行(一个或多个)这种功能的通用电路来实施。这种通用电路包括但不限于微处理器或其一部分、微控制器或其一部分和可编程逻辑电路或其一部分。

如上所述，腰部区域中的C型、交感神经纤维比其他椎骨水平处的交感神经纤维更远离其他脊髓(有髓鞘的)神经，使得可以采用较高的幅度来实现治疗而没有由该区域中的其他纤维的不期望的调制引起的副作用。本文公开了用于植入神经调制器以调制腰部区域中的(一个或多个)交感神经链的新颖手术技术和工具。这些技术可以被认为是微创过程。各种实施例引入用于邻近腰部区域中的交感神经链可操作地放置的(一个或多个)电极，以使来自(一个或多个)电极的电能量能够调制交感神经链中的神经活动。例如，内窥镜/胸腔镜方法利用镜(scope)内部或外部的器械来暴露交感神经链以允许操纵和电位递送。

图9示出了患者和仪器，该仪器根据各种实施例可以被用来执行手术过程以邻近交感神经链可操作地植入远端电极部分。例如，手术过程可以包括在髂嵴和脊柱的中线上外侧创建入口点。例如，该入口点可以高于髂嵴3至4cm，并且在到脊柱中线侧向几厘米处。自入口点的方向是朝向腰椎的侧向部分。如果该方向过于侧向且过深，则可能发生血管并发症。该仪器可以包括手术器械，诸如(一个或多个)套管针和可以穿过(一个或多个)套管针而被插入的其他工具、具有(一个或多个)远端电极部的(一个或多个)引线、外部神经调制系统和(一个或多个)传感器以测试(一个或多个)远端电极部的放置的功效。成像仪器(诸如超声、透视(x射线)或磁共振成像(MRI)腹腔镜成像)可以被用于辅助植入过程。使用手术机器人仪器可以促进引线递送。

作为示例，腹腔镜方法可以被用于经由镜提供直接可视化，以使外科医生能够在交感神经链上放置电极。腹腔镜术是其中制作插入腹腔镜的小切口的一种手术过程，该腹腔镜可以由医生使用以在连接到管的视频监视器上检查患者的内部，以提供交感神经链的直接可视化。可视化可以由数字式电荷耦合器件(CCD)(通常被称为CCD相机)来提供。然而，例如棒透镜系统的其他腹腔镜工具是可用的。可以制作其他小切口来插入器械以执行手术。腹腔镜手术可以用二氧化碳给腹部充气，以增加可用于手术器械的操纵的内部空间。二氧化碳可以通过套管针组件经由沿套管针组件一侧的气体导管/端口或使用针头而被递送到腹部中。套管针组件可以包括气密阀，以防止在器械被插入和移除时二氧化碳气体逸出。而且，作为示例，当插入不同直径的器械时，柔性硅树脂密封件可以被用于减少气体泄漏。可以使用其他腹腔镜手术技术和工具。

术语套管针不仅用于指刺穿尖端(例如触针)，并且还用于指整个组件。本主题涉及套管针组件，其指外部壳体组件、装配在该壳体组件内部的套筒以及从器械的下端突出的刺穿尖端。尖端可以被用于在腹部壁中创建开口。套筒可以被插入到孔中并固定就位。一旦穿过腹部壁插入，尖端(触针)可以通过套筒的中空中心而被移除。腹腔镜或其他手术器械(诸如剪刀和抓紧器)已被开发为穿过套管针。

一些实施例使用除腹腔镜以外的成像。例如，套管针组件可以在透视或超声下靶向标记地插入，在套管针上具有一个或多个有源电极。可以使用不同电极来递送刺激以确定何时电极处于靶向位置。例如，对于每个调制参数集合，可以监视外周中的反应(例如温度、灌注、血管阻力、肌肉交感神经活动(MSNA))以确定交感神经链中的期望位置是否已被调制。例如，该过程可以包括：将引线穿过套管针插入到靶向位置；使用第一电极组执行试验调制，确定刺激是否成功；改变到第二电极组并使用第二电极组执行试验调制，并且重复直到确定引线包括已被成功定位的(一个或多个)电极，如经由外周下肢传感器确认的那样。可以在找到成功位置时最终确定植入。引线可以直接或经由引线延长部而被附接到IMD。电极设备上的多个电极可以被放置在交感神经链上，以提供给系统如下能力：尝试作为调制参数集合的一部分的不同电极组合，以确定在不必物理地移动电极设备情况下提供最佳疼痛减少和/或灌注的改善的调制参数集合。

腹腔镜进入腰部区域中的交感神经链提供了“迎角”，但现有引线过于坚硬而无法缠绕在神经周围，针对这种神经靶标没有足够的远端端部固定机构，并且未设计有邻近神经靶标以在这种临床应用中充分发挥作用的适当的应力释放部。本文所讨论各种实施例提供了用于向腰部区域中的(一个或多个)交感神经链提供交感神经调制治疗的新颖的引线设计。

作为示例而非限制，图10示出了远端电极部分的一些实施例。在一个示例中，远端电极部分被配置为穿过镜或在镜旁边而缠绕在交感神经链1008的神经节周围，如1039处一般示出的。在另一示例中，远端电极部分被配置为将包含电极的材料片放置在神经节上或其周围，如1040处一般示出的。在一个示例中，远端电极部分被配置为将电极固定在神经节的任一侧上，如1041处一般示出的。可以靶向交感神经链的单个神经节或多个神经节。图10还示出了相机(诸如CCD相机)，其可以被并入在工具的远端部分处或附近，以允许医师直接可视远端电极部分的放置。单独的引线可以被间隔几mm/cm地放置在同一链上。一个引线的远端电极部分可以用作阴极，而另一个的远端电极部分可以用作阳极。这种定位可以有助于获得较大的神经捕捉区域，或者捕捉神经丛而不是神经的仅一个区段。(一个或多个)引线的近端端部可以被连接到单个设备。

作为示例而非限制，图11示出了用于植入(一个或多个)引线的经皮过程的实施例，其中将一个或多个引线穿过交感神经链附近的皮肤、皮下组织和肌肉放置。例如，可以在透视(X射线)、超声或MRI引导下使用腰椎标记将(一个或多个)套管针靠近交感神经放置。可以使用两个或更多个套管针，其中一个可以被用于刺激神经靶标而另一个可以被用于记录交感神经活动。额外地或可替选地，两个或更多个套管针可以被用于独立地或一起刺激以评估在各种椎骨水平处的治疗效果。如果使用一个套管针(或更多个)，则可以检测灌注、温度和出汗变化以确认远端电极部分的放置。在确认了远端电极部分的适当放置之后，可以通过套管针放置引线并执行刺激，并且可以植入具有引线和可植入调制设备的系统的其余部分。

在用于经皮地将引线可操作地放置在交感神经链附近的过程的示例中，将引线穿过交感神经链附近的皮肤、皮下组织和肌肉放置。可以使用腰椎的标记在X射线或超声下将套管针放置在交感神经链附近。可以通过套管针来放置(一个或多个)引线，并且可以在其上移除套管针。可以放置一个或多个引线并且可以执行刺激试验。在使用温度或灌注传感器、压力传感器或肌肉交感神经活动(MSNA)记录电极周向地检查哪个引线给出良好的物镜放置之后，例如，其他引线被移除。最佳的(一个或多个)引线被留在可植入调制设备中并且与其连接。

如以上提供的，进入交感神经链的手术过程遵循迎角以及(一个或多个)电极可以被植入并可操作地定位以调制该交感神经链。然而，迎角的取向和交感神经引线的取向和位置可能不对准。因此，用于插入调制电极的一些手术工具(诸如针或套管针)可以包括一种机构，该机构将引线从手术工具引导出，以致使电极以将引线和该引线上的(一个或多个)调制电极取向为可操作地定位供使用的(一个或多个)调制电极的方式将引线从针或套管针引导出，以调制交感神经链。例如，可以将引线从针或套管针引导出以位于交感神经链附近，或者可以将引线从针或套管针引导出以部分地环绕交感神经链。针或套管针的远端区域可包括开口，以在引线在与迎角不对准的方向上离开针或套管针时引导引线。作为示例而非限制，针或套管针的外部引线的取向与迎角和迎角之间的差可以在5和90度之间。在一个示例中，可以将可转向的内引导导管穿过针或套管针插入，并且引线可以在该导管内移动。可以对内引导导管的远端区域进行移动以离开针或套管针，并使其转向以以与手术过程的迎角不对准的角度来引导导管的端部开口。然后可以将引线从导管的端部开口送出。因此，引线可以被引导为位于交感神经链附近或部分环绕交感神经链。

一些实施例可以使用类似Seldinger的方法将引线放置在可操作位置中以调制交感神经链。Seldinger方法可以将导丝穿过针插入，并使导丝朝向交感神经链附近的靶向区域前进。可以使扩张器在导丝上前进以沿着导丝创建空间，并且然后可以移除扩张器且可以使导管在导丝上前进直到导管的端部开口靠近靶向区域为止。可以移除导丝，并且可以使具有(一个或多个)调制电极的引线前进穿过导管以将(一个或多个)调制电极放置在可操作位置中以调制交感神经链。

引线设计可以被配置为提供调制电极以与腰部区域中的交感神经链接合，并且被机械地固定就位以防止在植入之后电极迁移，以维持调制的功效并避免对交感神经链的神经损伤。机械固定的示例包括但不限于缝合、钉合、螺纹连接或胶合。各种引线实施例包括在靠近电极的引线的远端端部附近的应力释放部，以维持电极的位置。作为示例，一个应力释放部(可以是相对小的)可以位于电极和到腰肌或肌腱、或者到椎体的侧向部分的远端固定点之间。例如，如果腰肌收缩，则该应力释放部确保引线电极不会被从位置拉出。第二、较大的应力释放部可以邻近该固定点。可以包括这种较大的应力释放部以确保整个引线不被平移到足以使得其从远端固定点自由拉出。腰部区域中的交感神经链靠近腰肌，腰肌位于沿着脊柱的腰部区域的侧面。引线的一些实施例具有(一个或多个)定向电极以引导电流离开腰肌而朝向交感神经链。

引线的远端端部的形状可以具有形状记忆，以提供给远端端部用于至少部分地缠绕在神经周围的自成形(self-form)功能。可以通过本领域中已知的许多方法来保持形状。例如，绝缘构件(聚合物)可以被模塑或被另外制造(例如与相对于外层张紧的内层键合)，使得其自然状态处于成形的构造。该绝缘构件可以由供在可植入引线中使用的现在已知或以后开发的生物相容的电绝缘材料制成。作为示例而非限制，绝缘材料可包括硅橡胶、聚氨酯及其共聚物。在一些实施例中，形状可以由(一个或多个)导体和/或嵌入在绝缘构件内部的额外柔性弹性或超弹性生物相容性材料来保持。作为示例而非限制，该材料可以包括镍钛诺、Elgiloy或其他合适的生物相容性材料。不使用自缠绕(self-wrapping)设计，一些实施例使用线上(over-the-wire)设计，其中偏置(例如螺旋偏置)在被用于递送的线中。

在一些实施例中，远端端部不具有在神经周围自成形的形状记忆。例如，引线的远端端部可以是足够柔性的(例如，具有薄的硅树脂绝缘体和铂箔电极)，使得其可以在引线递送期间在神经周围成形/弯曲，并且然后被固定就位。

有些提供了被放置在神经旁边的经皮引线或者可以被缠绕在神经周围的引线，以避免在其他附近的神经纤维或肌肉纤维中的神经阻滞。当缠绕件被至少部分地缠绕在交感神经链周围时，各种实施例使用具有(一个或多个)电极的薄的柔性材料以使(一个或多个)电极邻近交感神经链定位。该材料可以包括硅树脂、聚氨酯、其共聚物或其他合适的生物相容性聚合物材料。缠绕件包括诸如可以被用于单极刺激的至少一个电极。缠绕件可以包括用于双极或多极刺激的多个电极。包括多个电极提供了额外的电位电极矢量以测试不同的调制场。所示实施例包括诸如可以被用于双极刺激的两个电极。在植入之后，可以在将缠绕件缠绕在神经周围之后将缠绕件缝合、钉合、胶合或另外机械地固定到其本身。

图12A和图12B示出了远端电极部分的示例。所示远端电极部分包括用作绝缘体的贴片状基板和在该基板的一侧上的至少一个电极。基板的一端能够被折叠到另一端上，以将(一个或多个)电极定位成与交感神经链1208接触或可操作地接近交感神经链1208。例如，电极的折叠侧可以具有小于5mm的间隔。贴片的端部可以彼此机械地固定(例如缝合、钉合、胶合或螺纹连接)，诸如图12B中的缝合1245所示。在一些实施例中，(一个或多个)电极可以包括诸如可以被用于提供用于电调制的阳极和阴极的两个或更多个线性成形的且平行的电极1246。所示实施例提供了相对简单的过程来植入用于双极调制的电极。可以使用不同数量的电极，并且可以使用不同的取向。这种设计使调制场朝向交感神经链汇聚，以阻止对脊柱中和附近的腰肌或神经元素的非有意的捕捉。而且，除连续的电极条以外，该条可以由较短的电极段来代替。电极段可以减小远端硬度，这对于缠绕在小的神经靶标周围而言是重要的。

各种实施例提供了具有远端电极部分的引线，所述远端电极部分具有致使其用作自缠绕引线的形状记忆，并且其他实施例不具有形状记忆。图12A-图12B中所示的示例可以在有或没有形状记忆的情况下来实施。远端电极缠绕件的一些实施例包括具有自然盘绕形状的超弹性支撑材料和中心通道，诸如管心针或导丝的线可以被插入到中心通道中以使缠绕件伸展并且可以被移除以允许缠绕件盘绕在神经周围。在一些实施例中，远端电极缠绕件被配置为被至少180°地缠绕在腰部区域中的交感神经链周围。

图13A-图13B示出了具有形状记忆的远端电极部分的示例。例如，图13A示出了其中已将线从中心通道移除以允许远端电极部分盘绕成其自然形状的视图，并且图13B示出了其中已将导线插入到中心通道1346中的视图。所示实施例是自定尺寸的，具有大约1-5mm内径。缝合线1348可以被附接到引线尖端。可以在远端电极部分周围拉动缝合线以进一步将电极固定在交感神经链周围的位置中和/或可以被用于将远端电极机械地附接到附近组织(诸如腰肌或腰肌腱)。所示引线包括柔性应力释放区域1349。可以使用多于一个的柔性应力释放区域。柔性应力释放区域的示例包括诸如螺旋形线圈的(一个或多个)线圈区域，或者诸如(一个或多个)Z字形的(一个或多个)柔性角。优选地，应力释放优选地靠近距电极的远端端部(例如小于10cm)。可以存在一些变化以适应肌肉解剖。一个消除件将被用在引线和腰肌之间，并且第二大的应力释放部将在IPG和腰肌之间。电极之间的间隔可以是1至10mm。可以存在诸如可以被用于单极刺激的一个电极。缠绕件可以包括用于双极或多极刺激的多个电极，并且提供额外的电位电极矢量以测试不同的调制场和/或跨越交感神经链上的较大区域(例如神经丛、多个神经节)。所示实施例包括两个电极。

图14A-图14E示出了被配置为穿过导管1451来递送的自成形引线1450的示例，其中该引线当其在导管内被馈送时相当直(例如图14B)，当将其推送穿过并离开导管时，形成为缠绕在交感神经链1408周围的形状或另一神经结构，图14C-图14D。导管可以被移除，留下缠绕在交感神经链周围的引线，如图14E中所示。该过程可以包括将引线插入到导管中。当导管尖端靠近交感神经链靶标时，使引线从导管中前进伸出。当引线继续从导管中推出时，其形状记忆使其缠绕在神经周围。该引线在远端电极部分附近可以具有应力释放部1449。例如，从电极触点的近端端部直到该应力释放部可以有约1-10cm。利用对引线的牵引使其保持就位，导管被移动。可以使用缝合线、U形钉、螺纹件、胶水或其他机械固定装置将引线邻近电极和应力释放部固定。

图15A-图15B示出了远端电极部分的示例，其中图15A是沿图15B中的线15A-15A的横截面视图。所示远端电极部分具有线圈形状，并且(一个或多个)电极在线圈的内部上。线圈可包括诸如硅的绝缘体1552、诸如镍钛诺的超弹性材料1553、到(一个或多个)远端电极1555的(一个或多个)导体1554以及光滑涂层。

可以使用致使远端电极部分在体温下进一步收紧的材料来制造自缠绕的远端电部分。外部绝缘(具有朝向神经的电极)降低了在刺激和/或非有意的神经捕捉(例如脊柱中或附近的神经的捕捉)期间肌肉捕捉(例如腰肌的捕捉)的风险。

一些实施例提供了包括至少两个远端电极部分的设计。两个远端电极部分可以在单独的引线上，或在具有单独的远端引线主体部分的引线(例如，分叉的引线)上。每个远端电极部分可以具有一个电极，其中远端电极部分中的一个具有阴极，而远端电极部分中的另一个具有阳极。在一些实施例中，每个远端电极部分可以具有阴极，并且阳极可以沿着引线主体或可植入模块的壳体被近端地定位。在一些实施例中，远端电极部分中的每个可以具有至少两个电极，包括至少一个阳极和大约2到10mm间隔开的至少一个阴极，以用于双极调制。

图16A-图16E示出了其中每个具有远端电极部分的单独的引线主体在交感神经链周围被连接在一起的示例1608。单独的引线主体1656A和1656B可以是单独的引线，如图16A中所示，每个具有其自身的近端部分，该近端部分可以被直接连接到可植入调制设备或经由引线延伸部而被间接地连接。图16B示出了分叉的引线1657，其具有一个近端部分1658和两个远端引线主体1659A和1659B，每个远端引线主体具有其自身的远端电极部分。可以使引线穿过套管针1660插入。可以使搭扣1661或其他连接器沿着引线朝向远端端部移动，诸如图16C-图16D中所示那样，其中可以使用抓紧器使搭扣闭合。如图16E中所示，搭扣1661向远端电极部分提供诸如孔或其他构造的锚固位点1662，以允许将搭扣缝合或钉合或另外机械地固定到附近的组织(诸如腰肌或腰肌腱)。

一些实施例可以使用搭扣、锁件或磁性闭合件。图17示出了远端电极部分的示例，其中引线的远端端部形成有互锁“齿”，其允许引线围绕脊柱链压在一起并维持围绕脊柱链的位置。在磁性实施例中，引线中的一个可以包括第一极性的磁体或者形成有第一极性的磁性，而另一个可以包括第二极性的磁体或者形成有第二极性的磁性。

图18A-图18B示出了远端电极部分的弹簧扣实施例的示例。虽然被描绘为抓紧器，但此图的近端端部可以是连接到IPG中的引线端子。弹簧扣1864可以包括具有钩1865的第一引线(例如J形的引线)和第二引线1866，第二引线1866在远端可以是相对平坦的并且用作钩1865的扣钩。弹簧扣1864可以被设计成允许平坦引线1866被拉回并锁定在弹簧加载或缩回位置中，如图18A中所示。可以使用来自弹簧的力来释放或平移平坦引线1866，以使进入到第一引线的钩中的开口闭合，如图18B中所示。因此，当平坦引线被锁定到弹簧加载位置中时，神经(例如交感神经链1808)可以被放置在由钩限定的空间中。平坦引线的平移环绕钩和平坦引线之间的神经。

图19A-图19F示出了远端电极部分的示例，其提供了相对于引线主体1968可移动的远端钩电极1967。引线主体可以包括靠近可以用作阳极的其远端部分的电极，并且钩可以包括可以用作阴极的电极1969。在一些实施例中，钩包括用作阳极的至少一个电极和用作阴极的至少另一个电极。如图19C中所示，临床医生可以使钩电极从引线主体延伸，并如图19D中所示，将延伸的钩电极至少部分地放置在神经周围(例如交感神经链1908)，并且然后使钩电极1967缩回以闭合由远端钩1967和导管1968限定的开口。一些实施例可包括机械止动件1970以防止对神经组织的机械损伤。机械止动件1970可以是可调节的，以适应不同的环尺寸。图19F示出了远端电极部分的示例，该远端电极部分包括环形电极1969和具有绝缘外部材料1971的钩，在钩的面向内表面上具有(一个或多个)电极1972。绝缘外部材料可以配置有嵌入的刚性或半刚性形状记忆材料，以给钩提供J形状。远端电极部分被配置为使钩相对于引线主体移动。一些实施例可以具有可选的锁定或接合特征1973。

图20A-图20B示出了具有分段电极2071的远端电极部分的示例。递送到每个分段电极的电能可以被单独地控制。例如，一些电极可以被选择为是关闭的，一些电极可以被选择为是活动的并且用作阳极，一些电极可以被选择为是活动的并且用作阴极，并且每个电极对整个调制场的分数贡献可以被单独地控制，以提供更多的选择性和刺激范例。用于植入电极的过程可以包括：使尖端电极延伸，使尖端电极的钩状端部在神经周围滑动，以及将尖端电极锁定在神经周围。分段电极2071可以在钩2072上，可以在扣钩2072上，或者可以在钩2072和扣钩2073两者上。此外，钩2072或扣钩2073任一个可以相对于另一个移动以提供开口，以允许钩部分地环绕交感神经链并且将远端电极部分定位在交感神经链2008或其他神经结构周围。

一些电极实施例提供具有引线主体的钩和位于引线主体下方的轨道(track)。引线主体可以包括环状边缘(例如U形边缘)，其配置为部分地环绕轨道的边缘以便接收轨道，但又仍然允许轨道相对于引线主体的环状边缘平移。轨道可以用作电极。电极(轨道)可以朝向远端环状端部移动以使围绕神经的环闭合。

图21A-图21B示出了具有保形形状的远端电极部分的示例，其中图21B示出了沿图21A中的线21B-21B的横截面。在所示示例中，远端电极部分可以具有类似于具有U形横截面的硬壳玉米卷饼形状的形状。保形电极可以由硅树脂和聚合物制成，以是半柔性的。(一个或多个)电触点可以沿着U形设备的内部、底部。沿顶部的倒钩2174可以被用于钉入到肌腱或其他组织中。襟翼2175可以被用于帮助将神经2108维持在通道2176中。

图22A-图22D示出了具有部分圆柱形状的远端电极部分2277的示例，其可以在套管针2278、空心针或与交感神经链2208或其他神经结构相邻的其他递送设备的腔内递送。该设备在其被定位在神经2208附近时具有弯曲的能力。该设计像袖口一样环绕在神经周围。可以使开口在神经2208周围向下束紧(例如缝合2279)以帮助将设备固定在神经周围。

各种实施例为远端电极部分提供了锚固位点，以允许远端电极部分被机械地固定到组织。例如，可以通过对远端电极部分的锚固位点进行钉合、缝合、胶合或螺纹连接而将远端电极部分附接到腰肌腱或腰肌。例如，硅橡胶贴片可以具有用于固定或钉住贴片的孔，并且由此将引线锚固在肌腱中。

图23A-图23C示出了系统的示例，其包括可植入调制设备2327、包括用于对交感神经链2308进行刺激的远端电极部分的引线2380、以及锚固设备2381，该锚固设备2381被配置为将引线2380附接到在远端电极部分2326附近的组织(例如腰肌腱2382或腰肌)。引线2380的近端端部可以被连接到引线延伸部2382以连接到可植入调制设备2327，或者引线2380的近端端部可以直接连接到可植入调制设备2327。此外，各种引线实施例设计了应力释放部2349，如在图13中讨论中所介绍的。

一些实施例不具有完全植入的神经刺激器，而是被配置为使用感应耦合以用于从外部设备传递到可植入调制设备和/或(一个或多个)电极的经皮能量传递。例如，引线可以被设计成缠绕在神经周围。远端电极部分或引线主体中的导线线圈可以被用于从外部设备拾取感应电流。无线环路在环路内部可以具有触点。

调制参数集合可以包括两相的且电荷平衡的波形。作为示例，可以使用具有大约30-100μs的脉冲宽度的矩形脉冲，其中脉冲宽度可以随着脉冲频率增加而减小。频率可以是神经递质耗尽阻滞(例如大于10Hz)或者阻滞交感神经链中的神经活动的高频率(例如大于1kHz)。脉冲频率可以是至少5kHz。在一些实施例中，频率可以是至少10kHz，或至少20kHz，或至少30kHz(例如50kHz)。

在一些实施例中，可以使用电流源来递送波形，以提供大约1-30mA的电流控制的波形。幅度可以随着频率的增加而增加。一些实施例可以包括针对每个活动电极的多个独立的电流控制的源，以提供分数化电流。例如，单独的电极可以被单独地控制，以提供阳极电流或阴极电流的一部分。

在一些实施例中，刺激被递送为脉冲串，或被间歇地递送为脉冲猝发串。例如，在ON时间期间，脉冲串可以以脉冲频率来递送。在OFF时间期间不递送脉冲。ON/OFF时间表可以是基于时间和/或基于脉冲计数的编程时间表。在示例中，刺激可以具有1：3比率的开/关循环(即30分钟开启，90分钟关闭)。这些时间可以是更短的。然而，由于具有高频模块的起始响应，可以期望使从“开”到“关”的切换最小化。

一些实施例响应于基于传感器输入和/或基于用户输入的命令而开启治疗。例如，一些实施例提供患者激活的治疗选项，以允许患者在该患者经历显著疼痛时开启调制。该系统可以被设计成在设定的一段时间之后、或在设定的脉冲数量之后、或者在一段时间期间设定的电荷剂量已被递送到组织之后自动关闭。自动关闭特征可以有效地避免对调制的习惯化。一些实施例可以允许患者修改他们自己的刺激参数以便增加/减少感知或功效。可以使用诸如遥控器的外部设备或者被配置为与可植入调制设备通信的其他设备(例如电话)来进行此修改。

患者可能在相对较低的频率下暂时感到不适，这被称为“起始反应”。一些实施例可以以患者未体验到不适的相对高的频率(例如，超过20kHz)和高于阻滞阈值的较高幅度发起治疗。预期此初始治疗持续短的一段时间(大约一秒或几秒的几分之一，诸如一秒或两秒)。针对刺激会话的持续时间，该系统然后可以使用仍保持高于阻滞阈值的同时降低的频率和幅度来继续进行刺激。

取决于功效，递送的交感神经调制阻滞可以是间歇性的或连续的。频率可以是10Hz至50kHz的双相波形。在超过神经纤维可以响应的频率的频率下，例如对于C-纤维而言大于10Hz并且在数百赫兹范围内，诸如在100-500Hz下，可以实现神经递质耗尽阻滞。在相对较高的频率(诸如1-50kHz)下，可以实现传导阻滞。作为示例，高频率治疗范围可以在1-10kHz范围内。

电流幅度可以是1至40mA，并且可以每6至24小时被递送10至30分钟或更长时间。在间歇性高频率阻滞之后可以是连续性或间歇性的较低频率阻滞，诸如在<10mA下100至2000Hz。刺激模式可以是动态的、随时间变化的，因此身体随着时间的推移不太能够适应和补偿。该模式可以是随机的或伪随机的。

一些实施例提供闭环治疗以控制可植入调制设备。两个或更多个生理参数的算法可以被用来提供闭环控制以提供更可靠的治疗，这是因为任何一个生理参数不可能与需要治疗的时间完美相关，特别是考虑到患者活动的广泛范围。例如，电传感器可以位于电极头部以评估传入阻滞，或者位于电极尾部以评估传出阻滞。化学传感器可以被用于监视神经递质。其他传感器包括外周血压传感器、外周灌注传感器、外周温度传感器、心率传感器、心率变化性、电性皮肤电阻(GSR)传感器和位置传感器。

例如，传感器可以被用于监视HRV以提供交感神经张力的测量。当SDNN(心室收缩之间的间隔(RR间隔)的标准偏差)或其他HRV测量(诸如RMSSD和SDNN/RMSSD)低于阈值时，调制可以是激活治疗。GSR可以通过检测汗腺的增加的分泌来提供交感神经张力的测量。当GSR高于阈值时，治疗可以被激活。皮肤温度(外周；下肢)可以提供测量，其提供血管收缩的指示，这是因为血管收缩导致降低的皮肤温度。当皮肤温度低于阈值时，治疗可以被激活。类似地，流量传感器或灌注传感器可以感测下肢中的外周血流。光电容积描记器(PPG)可以检测低流量或低灌注，其提供血管收缩的指示。当灌注或流量的测量值低于阈值时，治疗可以被激活。血压传感器可以被用于检测交感神经张力，这是因为增加的交感神经张力引起血管收缩和因此升高的外周中血压。可以响应于检测出的、升高的血压来激活治疗。神经传感器可以被用于检测和记录交感神经链中的动作电位。当神经活动超过阈值时，治疗可以被激活。额外地或可替选地，神经传感器可以在初始患者设置时使用，以确定针对(一个或多个)刺激参数(诸如幅度、频率和类似物)的特定于患者的阻滞阈值。例如，可以递送短暂的刺激量(例如5kHz，7mA)并且可以在刺激后监视动作电位，并且使用不同的调制参数集合重复动作电位直到观察到足够的抑制为止。姿势传感器(例如3轴加速度计)可以被用于确定患者是躺下还是站立，其可以被用作治疗的输入以在改变位置时调制血压波动。因此，例如，如果患者正在移动到站立位置，则可以允许血压增加以避免晕厥。可以植入或穿戴(一个或多个)传感器(例如贴片)。一些闭环系统基于可以使用(一个或多个)传感器检测到的症状的恶化来调制治疗。

神经调制设备可以适用于患有神经病(诸如化疗神经病或糖尿病性神经病、外周血管疾病、高血压和心力衰竭)的患者。神经调制设备可以适用于糖尿病，这是因为其可以辅助间接胰岛素调节。可以植入该设备以调制胸部区域而不是腰部区域中的交感神经活动。可以激活治疗以调制葡萄糖释放/胰岛素产生。葡萄糖传感器可以被用于实施治疗。

进行急性动物试验(n＝4)，其中在向交感神经链递送神经刺激的同时测量后肢血流。刺激以5kHz来递送，并且刺激被逐步增加至10mA的电流。对于在低水平电流下刺激的大约前10秒，观察到血流开始减少并且心率开始增加。在大约10秒之后，观察到甚至在刺激被关闭之后的一段时间(几分钟)内存在增加血流量的持续的反应。

另外，进行慢性动物试验(n＝3只动物)，其中评估刺激对非有意的肌肉捕捉、心率和血压的影响。观察到较低频率刺激(例如在10至120Hz之间)比较高频率刺激(例如在300至10,000Hz之间)耐受性低。例如，在120Hz下观察到轻微的肌肉张紧，在50Hz下观察到引线区域处的一些啃咬(nibbling)，并且在10Hz下观察到肌肉捕捉。因此，交感神经链的较高频率调制看起来对研究中的动物是可耐受的。

本领域普通技术人员将理解的是，可以使用软件，硬件以及软件和硬件的组合来实现这里示出和描述的模块和其他电路。如此，术语模块和电路例如旨在包含软件实施方式、硬件实施方式以及软件和硬件实施方式。

此公开中所示方法不旨在排除本主题范围内的其他方法。在阅读和理解此公开时，本领域普通技术人员将理解本主题范围内的其他方法。上述实施例和所示实施例的部分不一定是相互排斥的。可以组合这些实施例或其部分。系统可以被配置为实施该方法。该系统可以配置有硬件、软件、固件或其任何组合以实施该方法。在各种实施例中，使用有形介质中的计算机数据来实施所述方法，计算机数据表示指令序列，其在由一个或多个处理器执行时致使(一个或多个)处理器执行相应的方法或该方法的至少一部分。在各种实施例中，方法被实施为在计算机可访问的介质(多个介质)上所包含的能够引导处理器或其他控制器来执行相应的方法或该方法的至少一部分的指令集合(多个集合)。在各种实施例中，介质或多个介质包括磁性介质、电介质或光介质中的至少一个。

以上详细描述旨在是说明性的而非限制性的。在阅读和理解上面的描述时，其他实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，应参照所附权利要求以及这些权利要求赋予的等价物的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于提供交感神经调制治疗的系统，包括：

包括远端电极部分的引线，所述远端电极部分被配置为至少部分地环绕腰部区域或胸部区域中的交感神经链，其中：

当所述远端电极部分至少部分地环绕所述交感神经链或紧邻所述交感神经链时，所述远端电极部分包括朝向所述交感神经链取向的至少一个电极，

所述远端部分包括至少一个锚固位点，其被配置用于将所述远端电极部分机械地固定到邻近所述交感神经链的组织，以及

所述引线具有邻近所述远端电极部分的应力释放部；

其中，所述远端电极部分包括远端电极缠绕件，其被配置为至少180°地缠绕在所述腰部区域中的交感神经链周围，其中所述远端电极缠绕件包括绝缘材料，所述绝缘材料在被缠绕在所述交感神经链周围时形成面向所述交感神经链的内表面和背离所述交感神经链的外表面，并且其中所述至少一个电极包括在所述绝缘材料的内表面上的独立电极，使得在所述远端电极部分至少部分地环绕所述交感神经链时，所述独立电极取向为朝向所述交感神经链。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个锚固位点被配置用于被缝合或钉合到腰肌腱或腰肌、或者所述腰部区域或胸部区域中的椎体的侧向部分。

3.根据前述权利要求中的任意一项所述的系统，其中，所述引线包括邻近所述远端电极部分的盘绕部分以提供所述应力释放部，或者邻近所述远端电极部分的Z字部分以提供所述应力释放部。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远端电极部分包括形状记忆，其将所述远端电极部分影响到自然缠绕状态，所述远端电极部分被配置为以所述缠绕状态环绕所述交感神经链。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述远端电极部分包括绝缘材料，并且在所述绝缘材料内还包括额外的材料以提供所述形状记忆。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述远端电极部分包括用于接收导线以维持所述远端电极部分处于非缠绕状态的通道，其中，所述导线的移除允许所述远端电极部分变成所述自然缠绕状态。

7.根据权利要求1-2或4-6中的任意一项所述的系统，其中，所述远端电极部分被配置为缠绕在与所述引线的远端部分大致平行的轴的周围，或者被配置为缠绕在与所述引线的远端部分大致垂直的轴的周围。

8.根据权利要求1-2中的任意一项所述的系统，其中，所述远端电极部分包括可延伸的钩，其被配置为从引线主体延伸以放置在所述交感神经链的至少一部分的周围，并且朝向所述引线主体缩回以将所述交感神经链固定在所述钩和所述引线主体之间。

9.根据权利要求1-2中的任意一项所述的系统，其中，所述远端电极部分包括钩和可移动扣钩，其被配置为在用于放置为部分地环绕所述交感神经链的缩回位置与使所述交感神经链固定在所述钩和所述可移动扣钩之间的延伸位置之间移动。

10.根据权利要求1-2或4-6中的任意一项所述的系统，还包括可植入调制设备，其被配置为连接到所述引线以将神经调制能量以至少1kHz的频率递送，以可逆地阻滞或调制所述交感神经链中的神经活动。

11.根据权利要求1-2或4-6中的任意一项所述的系统，还包括可植入调制设备，其被配置为连接到所述引线以将神经调制能量以10Hz至500Hz范围内的频率递送，以提供所述交感神经链中的神经递质耗尽阻滞。

12.根据权利要求1-2或4-6中的任意一项所述的系统，还包括可植入调制设备，其被配置为在小于一分钟的时间段以第一频率发起电调制，并且然后转变到小于所述第一频率的第二频率。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述可植入调制设备被配置为接收命令并响应于所述命令在编程的持续时间内递送所述神经调制能量，并且在所述编程的持续时间之后自动停止所述神经调制能量的递送。

14.根据权利要求12所述的系统，还包括至少一个传感器，其被配置为指示交感神经系统活动或外周血管张力或灌注，所述可植入调制设备包括控制电路，所述控制电路可操作地连接到所述至少一个传感器并且被配置为基于感测到的交感神经系统活动、外周血管张力、灌注、血管阻力、温度或血糖的指示来控制所述神经调制能量。

Images