CN113329681A - 用于诊断和治疗椎间盘源性背痛的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于向椎间盘供应电流的装置。所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线。所述远端包括用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端以及安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上的电极。所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流。还提供了诊断和/或治疗椎间盘源性背痛的方法。
Description
背景技术
椎间盘源性背痛是一种棘手的脊柱病症，其中一个或多个椎间盘是疼痛的来源。据估计，每三个慢性下背痛患者中就有一个患有椎间盘源性背痛，并且约有百分之五的成年人患有这种病症。
脊柱由一系列被称为椎骨的互锁骨头构成，所述互锁骨头被椎间盘隔开。脊椎为身体质量的二分之一提供承重支撑，并保护脊柱的神经。椎间盘包含两部分：外环状结构的纤维环和神经盘间隙内部的凝胶状髓核。然而，纤维环的外三分之一含有神经纤维。椎间盘提供减震作用并且有助于脊椎弯曲。每个椎骨节段处椎骨和椎间盘的组合使得脊椎能够运动，特别是挠曲、旋转和伸展。脊椎以及与脊柱相关的许多互锁部位和神经的运动和支撑功能可能会导致背痛，如由于各种原因引起的椎间盘源性背痛。
椎间盘源性背痛可以包含椎间盘膨出、椎间盘突出或椎间盘破裂，这些会触发邻近神经的反应，从而引起疼痛感。即使在椎间盘突出愈合后，盘的解剖结构也可能不会恢复正常，并且可能继续引起疼痛。即使在盘没有突出的情况下，随着年龄的增长，慢性疼痛也可能会出现，因为纤维环开始腐烂，并且由此产生的壁上小裂缝被神经和血管渗透，从而引起压力和慢性疼痛。
诊断患有椎间盘源性背痛的患者的一种常见方式是使用被称为椎间盘造影术的诊断程序。在此程序期间，用注射无菌液体对选定的椎间盘加压，以在受影响的椎间盘中诱导疼痛。然而，此程序涉及环的全层穿透和造影剂的注射，使得程序具有一定的侵袭性，这会增加盘退变的风险。
一旦诊断出疼痛的盘，就可以通过各种手术或非手术方法治疗盘。然而，需要侵袭性比目前可用的标准程序小的诊断和治疗椎间盘源性背痛的装置和方法。
发明内容
提供了在诊断和治疗椎间盘源性背痛时允许较小侵袭性选项的装置和方法。在各个实施例中，提供了一种用于向椎间盘供应电流的装置。所述装置包括具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线的套管。所述远端包括用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端以及安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上的电极。电极被配置成向椎间盘的区域放出电流。
在一些实施例中，提供了一种诊断椎间盘源性背痛的方法。所述方法包括从装置向所述椎间盘的区域施用电流，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流。
在一些实施例中，提供了一种诊断和治疗椎间盘源性背痛的方法。所述方法包括从装置向所述椎间盘的区域施用电流，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流以诱发疼痛反应；以及向所述椎间盘施用有效量的神经毒素以减轻所述背痛。
各个实施例的另外的特征和优点将在以下说明中部分阐述，并且将部分地通过说明而显而易见，或者可以通过实践各个实施例进行了解。各个实施例的目的和其它优点将借助于具体地在说明和所附权利要求书中所指出的要素和组合来实现和获得。
附图说明
参考以下说明、所附权利要求书和附图，实施例的其它方面、特征、益处和优点将部分地显而易见，在附图中：
图1是用于向椎间盘供应电流以诊断椎间盘的积极疼痛反应的装置的透视图。在图像引导下，装置的斜面尖端指向背外侧纤维环。对于诊断阶段，尖端不会前进超过环的最外层。当平行于纤维环的片层旋转时，装置的尖端使得胶原纤维分离。来自附接到装置的电极的约2到约20mAMP的恒定电流脉冲被递送到纤维环。一致性疼痛，尤其是由低恒定脉冲或振幅电流诱发的疼痛，与将作为阳性诊断的神经末梢敏感和椎间盘源性疼痛一致。在一些实施例中，注射器可以附接到装置上的端口以将麻醉剂和/或神经毒素施用于疼痛的盘，其中装置是具有集成电极的单腔针。
图2是图1所示的装置的透视图，所述装置具有安置在近端处用于将电极连接到如发电机等电源的电线。
图2A是图2的装置的远端处的斜面尖端的放大图。
图2B是涂覆或分层放置在套管内或套管上的绝缘材料的横截面前视图。
图3是与注射器耦接用于通过套管的通道施用局部麻醉剂、抗炎药和/或神经毒素以治疗在诊断期间疼痛测试呈阳性的椎间盘的装置的透视图。
图4是图1的连接到电源的装置的透视图。示出了患者的脊椎，并且描绘了装置接近盘的背外侧环。
图5A描绘了从斯泼累格·多雷(Sprague Dawley)大鼠的腰脊髓中的尾椎盘5(尾部)诱发的复合动作电位的结果的图。在10mAMP电流脉冲进入到原始尾盘后，复合诱发电位到达脊髓，其中初始峰值对应于约8米/秒并且第二峰值对应于约5米/秒NCV。
图5B描绘了向大鼠施用10mAMP电流脉冲(图5A)之后将利多卡因(lidocaine)注射到斯泼累格·多雷大鼠的腰脊髓中的尾椎盘5中的结果的图。椎间盘内注射2％利多卡因(10μL)至少30分钟完全消除诱发电位。
图6A是描绘结果的图，所述结果示出将盘挠曲成位置变化可以降低诱发电位阈值。在将8mAMP电流脉冲施用于安置在中间位置的斯泼累格·多雷大鼠的尾盘后，在腰脊髓中未检测到诱发的化合物。
图6B是示出当斯泼累格·多雷大鼠的尾部弯曲以在尾椎盘5上施用混合压缩/拉伸应变时8mAMP脉冲确实产生可与噪声区分的混合电位的图。假设健康盘与有症状的盘在引发一致性疼痛所需的阈值电流或诱发电位方面的差异可能会因脊椎挠曲或伸展而被放大。
图7是展示根据本文所公开的教导的用于向椎间盘施用电流的设备的实施例的示意图；并且
图8示出了用于电流设备的电流施用装置和计算机控制系统。
应理解，附图不是按比例绘制的。进一步地，图中对象之间的关系可以不按比例，并且实际上关于尺寸可以具有相反关系。这些图旨在帮助理解和明晰每个所示对象的结构，并因此，为了说明一种结构的具体特征，可能放大一些特征。
具体实施方式
提供了在诊断和治疗椎间盘源性背痛时允许较小侵袭性选项的装置和方法。呈现以下说明以使本领域的任何技术人员能够制作和使用本公开。对具体实施例和应用的说明仅作为实例提供，并且各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
可以通过参考结合附图呈现的本公开的以下具体实施方式更容易地理解本公开，所述附图一起形成本公开的一部分。应理解，本公开不限于本文描述和/或示出的具体装置、方法、条件或参数，并且本文使用的术语仅用于通过实例描述特定实施例的目的，并非旨在限制要求保护的公开。
定义
如在说明书并且包含所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个(a)”，“一种(an)”和“所述(the)”包含复数，并且除非上下文另有明确规定，否则对特定数值的引用包含至少所述特定值。
范围在本文中可被表达为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一个特定值。在表达此范围时，另一个实施例包含从一个特定值和/或到另一个特定值。
类似地，在通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，应理解，所述特定值形成另一个实施例。还应理解，所有空间参考(例如水平、竖直、顶部、上部、下部、底部、左和右)仅用于说明目的，并且可在本公开的范围内变化。
出于本文所包含的说明的目的，关于本文所述的部件和部件的运动，“向前”或“远侧”(和其形式)意指向前、朝向或沿着本文所述的装置和/或装置的套管部分的向前、远端的方向，而“向后”或“近侧”(和其形式)意指向后或远离本文所述的装置和/或装置的套管部分的向前、远端的方向。然而，应理解，这些术语的这些使用是出于相对于本文的说明和附图进行参考和定向的目的，并不旨在限制权利要求的范围。
为了便于说明，使用如“下方”、“之下”、“较低”、“之上”、“较高”等空间相对术语来解释一个元件相对于第二元件的定位。除了与图中所描绘的朝向不同的朝向之外，这些术语还旨在涵盖装置的不同朝向。进一步地，如“第一”、“第二”等术语也用于描述各种元件、区域、区段等，并且也不旨在进行限制。贯穿说明书，相似的术语指代相似的元件。
如本文所使用的，术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是开放式术语，其指示所述元件或特征的存在，但不排除另外的元件或特征。
术语“椎间盘源性背痛”是指一个或多个椎间盘是疼痛来源的病症。椎间盘源性背痛可以包含椎间盘膨出、椎间盘突出或椎间盘破裂，这些会触发附近神经的反应，从而引起疼痛感。
以下标题并不意味着以任何方式限制本公开；任何一个标题下的实施例可与任何其它标题下的实施例结合使用。
现在将详细参照本发明的某些实施例，在附图中展示所述实施例的实例。尽管将结合所展示的实施例描述本发明，但应当理解，其并不旨在将本发明限制于那些实施例。相反，本发明旨在覆盖可以包含在由所附权利要求书限定的本发明内的所有替代方案、修改和等效物。
装置
如图1-4所示，提供了用于诊断和/或治疗椎间盘源性背痛的装置10。装置被配置成向椎间盘D1提供电流以诊断疼痛的盘。装置还被配置成通过施用局部麻醉剂和神经毒素使盘内的致敏神经末梢沉默来治疗椎间盘源性背痛。
装置包括具有近端14、远端16和安置在其间的纵向轴线XX的套管12。套管被设计成对患者的盘造成最小的身体创伤。可替代地，套管可以是针。在一些实施例中，管心针可以在放置期间封闭针的内腔，沿着纵向轴线XX的长度延伸，在施用治疗物质之前去除。
套管的远端包括斜面尖端18，如图2A所示，所述斜面尖端被配置成接触椎间盘的区域。椎间盘的区域可以是椎间盘的纤维环。当平行于纤维环的片层旋转时，斜面尖端有助于胶原纤维分离。斜面尖端可以是尖锐的并且包含约5度到约60度的角度α1。在一些实施例中，角度α1可以为约5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度或60度。在一些实施例中，斜面尖端和/或套管包括安置在套管内层中的气隙23，所述气隙用作绝缘以允许电流受控地递送到靶组织部位。在一些实施例中，装置的近端上的指示器可以标记斜面的方向。
电极26安置在套管的邻近远端的表面22内或上。在一些实施例中，电极可以是沿着针或套管延伸使得电极的尖端靠近针的顶部的电线。电流从尖端进入到组织中。
电极被配置成向椎间盘的区域放出电流以确定盘是否疼痛。在一些实施例中，可以使用具有放置在患者身体上的接地垫的单极电极。例如，当盘是引起患者疼痛的原因时，放出的电流会在患者体内产生积极疼痛反应。在一些实施例中，可以在套管内或套管表面上安置多于一个电极。在一些实施例中，可以在套管内或套管表面上安置1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个电极。电极可以双极排列布置，其中返回电极的远端靠近有源电极大约0.1-10mm。
在一些实施例中，有源电极放出约0.5到约50mAMP电流脉冲，或约2到约20mAMP电流脉冲。在一些实施例中，电极放出约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49到约50mAMP电流脉冲。
在一些实施例中，电流以脉冲形式施用于椎间盘的区域。在一些实施例中，在一段时间内施用电流，例如约1秒到约10秒。在一些实施例中，在1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、8秒、9秒到约10秒的时间段内施用电流。
近端被配置成通过电极26耦接到发电机24，如图4所示。发电机可以是电脉冲发生器。
在一些实施例中，套管的近端包括用于与具有柱塞32的注射器30接合的端口28。端口和注射器接合有助于通过套管内的通道42施用局部麻醉剂、抗炎药和/或神经毒素，以治疗在从装置向选定椎间盘放出电流期间疼痛测试呈阳性的椎间盘。
端口与纵向轴线XX对齐。可替代地，在一些实施例中，端口可以相对于纵向轴线XX成角度并且可以以相对于纵向轴线XX成5度到约90度的角度定位。在一些实施例中，角度可以为相对于纵向轴线XX约5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度到约90度。
在一些实施例中，端口的近端34包含限定螺纹36的内表面，所述螺纹被配置成与注射器的端部38上的螺纹40接合。在一些实施例中，注射器的端部可以是鲁尔锁(luerlock)配件。
注射器被配置成施用局部麻醉剂、抗炎药和/或神经毒素。在一些实施例中，局部麻醉剂是利多卡因、可乐定(clonidine)、布比卡因(bupivacaine)、罗哌卡因(ropivacaine)、甲哌卡因(mepivacaine)、依替卡因(etidocaine)、左布比卡因(levobupivacaine)、美索卡因(trimecaine)、卡替卡因(carticaine)、阿替卡因(articaine)或其组合。可替代地，可以施用麻醉性镇痛剂，如丁丙诺啡(buprenorphine)、布托啡诺(butorphanol)、右马拉胺(dextromoramide)、地佐辛(dezocine)、右旋丙氧芬(dextropropoxyphene)、海洛因(diamorphine)、芬太尼(fentanyl)、阿芬他尼(alfentanil)、舒芬太尼(sufentanil)、氢可酮(hydrocodone)、氢吗啡酮(hydromorphone)、凯托米酮(ketobemidone)、左醋美沙朵(levomethadyl)、左啡诺(levorphanol)、哌替啶(mepiridine)、美沙酮(methadone)、吗啡(morphine)、纳布啡(nalbuphine)、阿片(opium)、氧可酮(oxycodone)、阿片全碱(papaveretum)、喷他佐辛(pentazocine)、度冷丁(pethidine)、苯丙苯哌酯(phenoperidine)、哌腈米特(piritramide)、右旋丙氧芬(dextropropoxyphene)、瑞芬太尼(remifentanil)、舒芬太尼(sufentanil)、替利定(tilidine)、曲马朵、可待因(codeine)、二氢可待因(dihydrocodeine)、美普他酚(meptazinol)、地佐辛(dezocine)、依他佐辛(eptazocine)、氟吡汀(flupirtine)或其组合。
在一些实施例中，抗炎药包含但不限于他汀(statin)、舒林酸(sulindac)、柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine)、萘普生(naroxyn)、双氯芬酸(diclofenac)、吲哚美辛(indomethacin)、布洛芬(ibuprofen)、氟比洛芬(flurbiprofen)、酪洛芬(ketoprofen)、氯芬酸(aclofenac)、阿洛普令(aloxiprin)、阿普生(aproxen)、阿司匹林(aspirin)、二氟尼柳(diflunisal)、非诺洛芬(fenoprofen)、甲芬那酸(mefenamic acid)、萘普生(naproxen)、苯基丁氮酮(phenylbutazone)、吡罗昔康(piroxicam)、美洛昔康(meloxicam)、水杨酰胺(salicylamide)、水杨酸(salicylic acid)、脱氧舒林酸(desoxysulindac)、替诺昔康(tenoxicam)、酮洛酸(ketoralac)、可乐定(clonidine)、氟苯柳(flufenisal)、双水杨酯(salsalate)、三乙醇胺水杨酸盐(triethanolaminesalicylate)、氨基比林(aminopyrine)、安替比林(antipyrine)、羟布宗(oxyphenbutazone)、阿扎丙宗(apazone)、辛喷他宗(cintazone)、氟芬那酸(flufenamicacid)、氯尼舍林(clonixeril)、氯尼辛(clonixin)、甲氯芬那酸(meclofenamic acid)、氟尼辛(flunixin)、秋水仙碱(colchicine)、秋水仙胺(demecolcine)、别嘌呤醇(allopurinol)、羟嘌呤醇(oxypurinol)、盐酸苄达明(benzydamine hydrochloride)、二甲法登(dimefadane)、吲哚克索(indoxole)、吲四唑(intrazole)、盐酸米姆本(mimbanehydrochloride)、对二甲苯盐酸盐(paranylene hydrochloride)、四氢甲吲胺(tetrydamine)、苄吲吡林盐酸盐(benzindopyrine hydrochloride)、氟洛芬(fluprofen)、异丁芬酸(ibufenac)、萘普索(naproxol)、苯布芬(fenbufen)、辛可芬(cinchophen)、二氟米酮钠(diflumidone sodium)、非那莫(fenamole)、氟替阿嗪(flutiazin)、美他扎咪(metazamide)、盐酸乙胺恶嗪酮(letimide hydrochloride)、盐酸奈西利定(nexeridinehydrochloride)、奥他酰胺(octazamide)、咪康唑(molinazole)、新辛可芬(neocinchophen)、硝马佐(nimazole)、普罗沙唑柠檬酸盐(proxazole citrate)、替昔康(tesicam)、替昔米德(tesimide)、托美汀(tolmetin)、三氟米酯(triflumidate)、芬那酸类(fenamates，(甲芬那酸(mefenamic acid)、甲氯芬那酸(meclofenamic acid))、萘布美通(nabumetone)、塞来昔布(celecoxib)、依托度酸(etodolac)、尼美舒利(nimesulide)、阿扎丙宗(apazone)、金、替泊沙林(tepoxalin)、二硫代氨基甲酸酯，或其组合。抗炎剂还可以包含如类固醇等其它化合物，例如，氟轻松(fluocinolone)、皮质醇、可的松(可的松)、氢化可的松(hydrocortisone)、氟氢可的松(fludrocortisone)、泼尼松(prednisone)、泼尼松龙(prednisolone)、甲泼尼龙(methylprednisolone)、曲安西龙(triamcinolone)、倍他米松(betamethasone)、地塞米松(dexamethasone)、倍氯米松(beclomethasone)、氟替卡松白细胞介素-1受体拮抗剂、沙利度胺(thalidomide，TNF-α释放抑制剂)、沙利度胺类似物(减少巨噬细胞产生TNF-α)、骨形态发生蛋白(BMP)2型或BMP-4(胱天蛋白酶8抑制剂，TNF-α活化剂)、喹那普利(quinapril，血管紧张素II抑制剂，上调TNF-α)、如IL-11等干扰素(调节TNF-α受体表达)以及金黄三羧酸(抑制TNF-α)、胍基乙基二硫醚或其组合。
在一些实施例中，神经毒素可以包含但不限于钠通道抑制剂、靶向瞬时受体电位阳离子通道亚家族V成员1(TRPV1)的神经毒素、肉毒杆菌毒素或其组合。具体地，钠通道抑制剂包含但不限于石房蛤毒素(saxitoxin)、μ-芋螺毒素(μ-conotoxin)、河豚毒素(tetrodotoxin)、箭蛙毒素(batrachotoxin)、梫木毒素(grayanotoxin)、α-蝎毒素(例如，布卡毒素(bukatoxin))、β-蝎毒素和短裸甲藻毒素(brevetoxin)。在一些实施例中，对疼痛纤维特异性钠通道具有相对选择性的狼蛛毒素可以用于选择性沉默盘中的伤害感受。在一些实施例中，这包含Δ-theraphotoxin-Hm1a和Δ-theraphotoxin-Hm1b。
在一些实施例中，靶向TRPV1的神经毒素包含但不限于辣椒素和其类似物(高辣椒素、高二氢辣椒素、香草壬酰胺(nonivamide)、降二氢辣椒素、二氢辣椒素)、树胶脂毒素(resinferatoxin)或其组合。
在一些实施例中，靶向NAV1.7和/或TRPV1的替代策略可以包含针对这些疼痛纤维阳离子通道中的一者或两者施用单克隆抗体。在一些实施例中，可以施用肉毒杆菌毒素，包含但不限于肉毒杆菌毒素A和肉毒杆菌毒素B。在肉毒杆菌毒素的情况下，Nav1.7通道表达的阻遏可以抑制镇痛。乙酰胆碱神经递质释放的抑制与此指征无关。
在一些实施例中，神经毒素以1到约100μM的量施用于盘的选定区。在一些实施例中，神经毒素的施用量为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99到约100μM。
在一些实施例中，钠通道抑制剂的施用范围可以为约1到100μM每盘500μL最大推荐注射体积。在一些实施例中，当施用布卡毒素时，可以施用以总计500μL的微量注射递送的高达0.72mg/mL或高达0.36mg。在一些实施例中，在装置的尖端移动到环的不同区域以确保疼痛测试呈阳性的盘中所有致敏神经末梢充分暴露时，单次微量注射的范围可以为约10到约100μL。
在一些实施例中，对于如辣椒素等TRPV1激动剂，微量注射可以含有0.1％到10％的活性物质。在一些实施例中，最大推荐注射体积为500μL(其可以分为10到100μL的多次微量注射)，相当于0.5到50mg的剂量范围。
在一些实施例中，对于肉毒杆菌毒素A和B，可以施用50到约500IU或大约0.5到5.0ng蛋白质的总环内剂量。在一些实施例中，钠通道抑制剂和TRPV1激动剂的施用将不超过总注射体积中的500μL。
在一些实施例中，单克隆抗体的施用量可以为约1到约100nM。在一些实施例中，为了补偿在施用抗NaV1.7或TRPV1的IgG抗体溶液时的稀释，注射液的浓度可以为1到100μM。对于典型的IgG单克隆抗体，浓度大约为150ng/mL到15μg/mL。在一些实施例中，施用于纤维环的最大体积为每盘500μL，所述体积可以在纤维环的不同区分成多次微量注射。
在一些实施例中，预期上述大多数神经毒素的大肽结构在溶液或小颗粒悬浮液的微量注射后有助于包含在靶标盘内。这进而降低了迁移到临近神经结构或全身吸收和分布后脱靶效应的风险。
在一些实施例中，神经毒素或单克隆抗体可以以半固体储库形式递送，并且当作为溶液递送时，总剂量(mg)可以调整到比上述剂量高10倍。
在一些实施例中，将局部麻醉剂、抗炎药和/或神经毒素注射在如无菌水、注射用抑菌水(BWFI)、pH缓冲溶液(例如磷酸盐缓冲盐水)、无菌盐水溶液、林格氏(Ringer's)溶液或葡萄糖溶液等液体载体中。
在一些实施例中，套管可以包含绝缘材料44，所述绝缘材料如图2B所示可以涂覆或分层放置在装置内或上。在一些实施例中，绝缘材料未安置在套管的斜面尖端内或上。在一些实施例中，绝缘材料可以安置在电极周围。在一些实施例中，绝缘材料包含但不限于硅酮弹性体、聚氨酯、硅酮/聚氨酯、玻璃、瓷器、陶瓷、复合型聚合物、橡胶、气隙、耐热塑料或其组合。在一些实施例中，耐热塑料包含但不限于PMMA、PET、PEEK、PLA、PLGA、PVC和/或HDPE。在一些实施例中，橡胶包含但不限于硅酮、氟硅酮、异丁烯-异戊二烯共聚物、氯丁基、氟弹性体和/或聚氯丁二烯。
在一些实施例中，绝缘材料的涂层或层的厚度可以为约0.005到约4mm厚。在一些实施例中，厚度可以为约0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3到约4mm厚。
在一些实施例中，套管可以由以下材料制成：例如，聚氨酯、聚脲、聚醚(酰胺)、PEBA、热塑性弹性体烯烃、共聚酯和苯乙烯类热塑性弹性体、钢、铝、不锈钢、钛、非铁金属含量高且铁相对比例低的金属合金、碳纤维、玻璃纤维、塑料、陶瓷或其组合。
在一些实施例中，套管的gauge大于21gauge。在一些实施例中，套管的规格可以在21-34规格的范围内。在一些实施例中，套管的长度可以为约20到150mm。在一些实施例中，套管的尖端可以是锥形的。
在一些实施例中，套管或针头可以提供触觉型尖端，所述触觉型尖端被压平或钝化，使得用户能够更好地将尖端放置在脊椎中的期望靶组织部位处或附近。
在各个实施例中，套管可以包含可以通过超声、荧光透视、X射线或其它成像技术可视化的透明或半透明部分。在此类实施例中，透明或半透明部分可以包含相对于不存在材料或形貌增加套管的对比度的不透射线材料或超声响应形貌。
在一些实施例中，提供润滑剂来帮助将套管的尖端插入到纤维环的部分中。在一些实施例中，润滑剂可以是但不限于聚乙二醇(PEG)、透明质酸、玻尿酸、润滑素、聚乙二醇和其任何组合。在一些实施例中，可以将盐添加到润滑剂中来增加导电性并有助于电流通过环状神经末梢。盐可以包含氯化钙、氯化钠或其组合。
在各个实施例中，尖端被配置成与其它解剖组织形状相匹配以治疗其它疼痛病状。在某些实施例中，可以以特定深度引入尖端以局部地提供对椎间盘部位的一部分的诊断和治疗，同时避免损伤不打算诊断或治疗的其它区。
在一些实施例中，套管包含标记，例如深度指示器，所述深度指示器可以包含模拟物，例如具有角度数字指示器和/或数字显示器的刻度盘，例如，LED和/或LCD。刻度可以表示各种标记，例如数字、字母和/或特定条件/取向，如刺入纤维环的初始深度和/或最终深度。
在一些实施例中，监测装置可以耦接到包括传感器的装置，所述传感器可以接收和记录与套管尖端的密度、阻抗和位置相关的无线电波、微波、光谱等形式的数据。在不同实施例中，包括电池、电极、充电器、发射器、接收器、收发器、传感器、记录器、电容器、变压器、系统控制单元、编程器、地址/定位单元、深度传感器、压力传感器、压力调节器、机械发电机、光发生器、紫外线发生器、红外线发生器、光刺激器、激光器、射频发生器、磁场发生器、机械振动发生器、超声波发生器、电场发生器、辐射发生器或燃料电池的传感器可以耦接到所述装置。在一些实施例中，监测装置可以是放置在靶标盘头部(如在硬膜外腔中或在背根神经节中或附近)的记录电极。
在各个方面，装置还可以耦接到允许用户可视化或以其它方式鉴定椎间盘的成像设备，如超声、CT、荧光透视或MRI、架空3D立体定向系统(通过前置程序MRI和/或CT)。例如，可用于与本文所述的装置耦接的成像装置包含但不限于磁共振成像(MRI)、功能性磁共振成像(fMRI)、磁共振波谱(MRS)、弥散MRI(DWI)、弥散张量MRI(DTI)、脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)、核神经成像、正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、通过统计参数映射进行的发作间期SPECT分析(ISAS)、计算机断层扫描(CT)、X光、荧光透视、血管造影、超声检查、经颅磁刺激(TMS)、经颅直流电刺激(tDCS)、经颅电刺激(TES)、运动诱发电位(MEP)、体感诱发电位(SSEP)、体感诱发电位相位反转、诱发电位、脑皮层电图(ECoG)、直接皮层电刺激(DCES)、微电极记录(MER)或局部场电位记录(LFP)。
在一些实施例中，装置耦接到能够实时或回顾查看来自诊断程序期间使用的不同导航、监测和诊断工具的数据的软件。例如，在各个实施例中，监测装置可以采取多种不同的形式。在一些实施方案中，监测装置是采用各种传感器、逻辑元件和致动器的专用电路。在其它实施方案中，监测装置是包含可编程元件(如微控制器或微处理器)的基于计算机的系统，所述基于计算机的系统可以执行存储在对应的一个或多个存储器中的程序指令。这种基于计算机的系统可以采取多种形式，可以包含多个输入和输出装置，并且可以与其它系统功能(如监测装置、成像装置、计算机网络和通常在程序期间采用的其它装置)集成。例如，单个基于计算机的系统可以包含处理器，所述处理器执行指令以提供监测装置的功能；显示与程序相关的成像信息(例如，来自成像装置)；显示压力、温度、时间信息和尖端位置；并用作装置的整体接口。通常，各种类型的监测装置都是可能的和预期的，并且可以采用任何合适的监测装置。
在某些实施例中，装置可以包含用于由执业医师手动控制装置操作的开关。通过选择性地和可控地与发电机通信，开关可以提供如开/关、施用电流和施用电流的预定周期等功能。
在一些实施例中，装置可以可操作地连接到半转向或导航源以更容易地引导到椎间盘中。在各个实施例中，导航源可以与例如CT、MRI、PET扫描等前置程序耦接，使得可以在诊断和治疗期间鉴定和准确定位靶椎间盘。
在各个实施例中，装置可以包含放射照相标记以帮助指示成像程序(例如，CT扫描、X射线、荧光透视、PET扫描等)上的位置。这些可以安置在装置或装置的一部分上，并且包含但不限于钡、磷酸钙和/或金属珠。
在一些实施例中，装置还可以用于检测和治疗来自其它脊柱异常的疼痛，如压迫性骨折、部分缺损、椎骨不稳定、韧带、肌腱、肌肉、软骨结构、关节(例如，小关节、骶髂关节等)的软组织异常或由肿瘤、感染或其它浸润过程引起的异常。神经根病变(例如，邻近盘的压迫性病变、小关节肥大、小关节囊肿、硬件定位错误、骨孔侵占、脊椎前移、椎骨脱离、先天性短蒂、神经鞘瘤、肉芽组织和/或蛛网膜炎等)、脊神经压迫(例如，椎管狭窄)、周围神经病变、股神经病变、感觉异常性股痛、腓神经病变、不对称神经病变、下肢关节病变、血管病变、盘和关节退行性疾病等引起的疼痛。
图7展示了根据本文所公开的一些实施例的用于提供电流治疗的设备41的示意性流程图。图7示出了发生器/控制器与套管之间的界面，所述套管具有用于向脊椎盘58提供电流的电流电极52、返回电极56和无源电极54。发生器/控制器42包括控制电路50、电源44、函数发生器46和电脉冲放大器48。信号发生器电路允许在发生器/控制器42下产生和操作电流，这允许电流产生和电流控制的特定设置以及电能的期望脉冲、开/关或暂停控制。当装置接触椎间盘以监测组织电极界面处的疼痛反应时，具有传感器的设备(未示出)也可以测量组织阻抗。
应理解，虽然电流电极52、无源电极54和返回电极56被示出为单独的电极，所述电极可以在一个套管中也可以在不同的插管中。还应理解，在一些实施例中，无源电极或返回电极可以接收和传导远离靶组织部位(例如，椎间盘)的电流，然后控制电路可以使用所述电流来监测递送到组织的电流。
返回电极、无源电极和/或电流电极可以具有任何设计、大小或形状。返回电极、无源电极和/或电流电极可以与套管集成或与之分离。
在一些实施例中，返回电极56可以在电流电极52处接收、传导和放出电能。在一些实施例中，这是通过使电能分流或将电能引导到返回电极的开关构件来实现的。
在一些实施例中，用于提供电流治疗的设备包括用于提供电流治疗的装置和电连接组合件，所述电连接组合件被配置成将电流电极耦接到电源44，所述电源是可以将电能转化为适当电流的发生器/控制器42的一部分，在一些实施例中，其另外的细节在图8中描述。
图8示出了用于提供电流治疗的设备60的另一个实施例，其展示了图7中示意性描述的物理单元。图8示出了根据一些实施例的电流电极62、发生器/控制器61和返回电极66。电能被传导到电流电极62，并且电流通过连接器70从斜面尖端64放出，并且电能通过连接器68返回到返回电极66。在接触靶组织部位(例如，椎间盘)并监测到疼痛反应后，电能可以返回。在一些实施例中，返回电极可以包括用于记录电位的记录电极。
方法
本公开还提供了用于诊断和/或治疗椎间盘源性背痛的方法。椎间盘源性背痛的实例包含但不限于椎间盘膨出、椎间盘突出和/或椎间盘破裂。
在一些实施例中，提供了一种诊断椎间盘源性背痛的方法。所述方法包括从装置向所述椎间盘的区域施用电流，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流。应理解，所述装置是装置10，如这里所公开的。
在一些实施例中，所述方法进一步包括在施用电流时，通过检测来自患者的积极疼痛反应来鉴定椎间盘源性背痛。在一些实施例中，所述方法进一步包括向鉴定有疼痛反应的盘的选定区注射通过针施用的局部麻醉剂和神经毒素，以治疗具有积极疼痛反应的盘的选定区。
在一些实施例中，装置的近端被配置成耦接到包括电脉冲发生器的发电机。在一些实施例中，椎间盘的区域包括椎间盘的纤维环。
在一些实施例中，提供了一种诊断和治疗椎间盘源性背痛的方法。所述方法包括从装置向所述椎间盘的区域施用电流，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流以诱发疼痛反应；以及向椎间区域施用有效量的神经毒素以减轻所述背痛。应理解，所述装置是装置10，如本文所公开的。
在一些实施例中，所述方法进一步包括定位患者，使得在施用电流步骤之前患者挠曲脊椎。在一些实施例中，电流被施用于椎间盘的包括患者的健康第一盘的选定区的区域，并且所述方法进一步包括记录患者的第一盘的第一诱发动作电位阈值。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：用装置将电流施用于患者的第二盘的选定区；当电流被施用于第二盘的选定区时，通过检测来自患者的积极疼痛反应来鉴定椎间盘源性背痛；记录所述患者的所述第二盘的第二诱发动作电位阈值；以及将所述第一诱发动作电位阈值与所述第二诱发动作电位阈值进行比较以治疗所述背痛。
在若干实施例中，本文所公开的方法包含将装置可操作地耦接到导航能力源，使其能够更容易地插入和/或推动通过组织。在各个实施例中，本文所公开的方法可以包含前置程序步骤，其中装置可以耦接到CT或MRI机器，使得可以鉴定和准确定位盘。
试剂盒
在各个实施例中，提供了包括装置的试剂盒。试剂盒可以包含另外的部件以及组合在一起的装置，用于诊断和/或治疗椎间盘源性背痛。试剂盒可以包含第一隔室中的装置。第二隔室可以包含用于储存局部麻醉剂、抗炎药、神经毒素和/或手术所需的任何器械的小瓶和/或注射器。第三隔室可以包含手套、盖布、伤口敷料和用于保持诊断和/或治疗部位无菌的其它手术用品以及说明书，所述说明书可以包含显示如何实施装置的图表。第四隔室可以包含另外的针和/或缝合线。每个工具可以单独包装在消毒的塑料袋中。第五隔室可以包含用于放射照相成像的药剂。试剂盒的盖子可以包含诊断和/或治疗程序的说明，并且透明的塑料盖可以放置在隔室上以保持无菌。
通过考虑以下实例，将进一步理解本申请的这些和其它方面，所述实例旨在说明本申请的某些特定实施例，但不旨在限制由权利要求书所限定的范围。
实例
实例一：如图1所示，装置(例如，本文所述的装置10)的套管将在图像引导下指向椎间盘D1的背外侧纤维环。对于诊断阶段，针不会前进超过纤维环的最外层。当装置平行于纤维环的片层旋转时，具有集成电极的套管的斜面尖端有助于纤维环的胶原纤维的分离。2到约20mAMP范围内的恒定电流脉冲将被递送到外纤维环。一致性疼痛，尤其是在电流范围的下端诱发的疼痛，与神经末梢敏感和椎间盘源性疼痛(例如，阳性诊断)一致。然后，注射器可以与装置的端口接合以施用局部麻醉剂。然后，可以推进装置以递送治疗剂，如抗炎药和/或神经毒素，并且然后在诊断阶段以与最大灵敏度一致的方式重新定位。
实例二：当从装置10向部位发射电流时，对斯泼累格·多雷大鼠进行了从腰脊髓的尾椎盘5(尾部)诱发的复合动作电位测试。在10mAMP电流脉冲从装置发射到原始尾盘后，复合诱发电位到达脊髓，其中初始峰值对应于约8米/秒并且第二峰值对应于约5米/秒的神经传导速度(NCV)，如图5A所示。椎间盘内注射2％利多卡因(10μL)至少30分钟完全消除诱发电位，如图5B所示。
实例三：进行了一项测试，以评估在确定椎间盘源性疼痛的诊断过程中位置变化(如脊椎挠曲)是否有益。例如，假设当患者处于非中间位置时，在诊断期间挠曲脊椎可能潜在地放大健康盘与有症状的盘在诱发电位阈值方面的差异。
如图6A所示，将8mAMP电流脉冲施用于斯泼累格·多雷大鼠的中间位置的尾盘中。在腰脊髓中未检测到诱发的化合物。然而，如图6B所示，当大鼠的尾部随后弯曲以在尾椎盘5上施用混合的压迫性/拉伸应变时，8mAMP脉冲确实产生了可区别于噪声的混合电位。结果指示，健康盘与有症状的盘在引发一致性疼痛所需的阈值电流或诱发电位方面的差异可能会因脊椎挠曲或伸展而被放大。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本文教导的精神或范围的情况下，可以对本文所述的各个实施例进行各种修改和改变。因此，预期各个实施例覆盖本发明教导范围内的各个实施例的其它修改和改变。
Claims (20)
1.一种用于向椎间盘提供电流的装置，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述近端被配置成耦接到发电机。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述发电机是电脉冲发生器。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电极放出约0.5到约50mAMP的电流脉冲。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述电极放出约2到约20mAMP的电流脉冲。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述套管包括绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述套管包括用于与注射器接合的端口。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述注射器被配置成施用局部麻醉剂、抗炎药和/或神经毒素。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述神经毒素以1到约100μM的量施用于所述盘的选定区。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述神经毒素包括钠通道抑制剂、靶向瞬时受体电位阳离子通道亚家族V成员1(TRPV1)的神经毒素、肉毒杆菌毒素或其组合。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述椎间盘的所述区域包括所述椎间盘的纤维环。
12.一种诊断椎间盘源性背痛的方法，所述方法包括从装置向所述椎间盘的区域施用电流，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法进一步包括在施用所述电流时，通过检测来自患者的疼痛反应来鉴定所述椎间盘源性背痛。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法进一步包括向鉴定有所述疼痛反应的所述盘的选定区注射通过针施用的局部麻醉剂和神经毒素，以治疗具有所述疼痛反应的所述盘的选定区。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述近端被配置成耦接到包括电脉冲发生器的发电机。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述椎间盘的所述区域包括所述椎间盘的纤维环。
17.一种诊断和治疗椎间盘源性背痛的方法，所述方法包括：从装置向所述椎间盘的所述区域施用电流，所述装置包括套管，所述套管具有近端和远端以及位于其间的纵向轴线，所述远端包括：用于接触所述椎间盘的区域的斜面尖端；电极，所述电极安置在所述套管的邻近所述远端的表面内或上，所述电极被配置成向所述椎间盘的所述区域放出电流以诱发疼痛反应；以及向椎间区域施用有效量的神经毒素以减轻所述背痛。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法包括定位患者，使得在施用所述电流之前，所述患者挠曲脊椎。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述电流被施用于所述椎间盘的包括患者的健康第一盘的选定区的区域，并且所述方法进一步包括记录所述患者的所述第一盘的第一诱发动作电位阈值。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法进一步包括：用所述装置将电流施用于所述患者的第二盘的选定区；当所述电流被施用于所述第二盘的所述选定区时，通过检测来自所述患者的疼痛反应来鉴定所述椎间盘源性背痛；记录所述患者的所述第二盘的第二诱发动作电位阈值；以及将所述第一诱发动作电位阈值与所述第二诱发动作电位阈值进行比较以治疗所述背痛。
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