相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2012年2月21日提交的相同標題的美國專利申請?zhí)?3/400,868的優(yōu)先權(quán)。

本發(fā)明大體涉及用于電刺激胃腸道的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及通過用電刺激直腸的粘膜下層、粘膜肌層或固有肌層或肛門括約肌來治療肛門功能障礙的方法和裝置。

背景

大便失禁指氣體或液體糞便的無意識喪失(輕度失禁)或者固體糞便的無意識喪失(中重度失禁)。調(diào)查表明，大便失禁影響普通人群的2％和7％之間，然而真實的發(fā)生率可能高得多，原因是很多人不愿與醫(yī)療服務(wù)提供者討論此問題。

輕度大便失禁同樣地影響男性和女性，但報告中重度失禁的女性幾乎是男性的兩倍。大便失禁在老年人中也更為常見。其在私人療養(yǎng)院的房客中特別常見，研究表明幾乎全部房客的一半是失禁的。大便失禁可損害自信、使焦慮并且導(dǎo)致社會隔絕；然而大便失禁是能治療的狀況。治療在大部分情況下可以減輕癥狀并且常常可以完全地治愈失禁。

自制需要下消化道和神經(jīng)系統(tǒng)兩者的正常功能。肛門括約肌連同圍繞消化道末端的骨盆肌確保消化道內(nèi)含物的受控性運動。這些是大便失禁的很多可能的原因。在大部分情況下，失禁由這些原因的某些組合造成。

三種類型的療法通常用于大便失禁：藥學(xué)療法、生物反饋以及外科手術(shù)。藥學(xué)療法包括可以減少失禁的頻率并且可以減少或消除糞漏發(fā)作的使糞變結(jié)實的藥物和某些措施。常常，基本措施將改善輕度失禁，但控制泄漏的頻率或劇烈的發(fā)作可能需要更積極的措施。促進大塊糞便的膨脹物質(zhì)可以通過增厚糞便幫助控制腹瀉。甲基纖維素(一種纖維的形式)是常用的膨脹物質(zhì)的一種類型。增加食用纖維也可以幫助使糞便凝聚成一團?？垢篂a的藥物比如洛哌丁胺和地芬諾酯減少糞便的頻率并且在治療大便失禁中是有益的。洛哌丁胺還可以增加肛門括約肌的張力(緊固度)。當飯前服用時，抗膽堿能藥物(比如處方藥莨菪堿)通過減少結(jié)腸的收縮可以減少某些人群在飯后發(fā)生的失禁。

生物反饋是再訓(xùn)練肌肉的安全且無創(chuàng)傷性的方法。在生物反饋訓(xùn)練期間，傳感器被用來幫助患者察覺并收縮幫助維持自制的肛門括約肌。這通常在醫(yī)療服務(wù)提供者或理療學(xué)家的診所完成。生物反饋可以是成功的，盡管結(jié)果可能是可變的。最可能得益于這種類型的療法的人群是可以收縮肛門括約肌并且當其需要進行排便時有某些感覺的那些。生物反饋的效果在初始訓(xùn)練之后的六個月可能開始下降并且再訓(xùn)練可能是有用的。

骶神經(jīng)電刺激可以消除40％至75％的肛門括約肌未受損傷的人群的泄漏。通過外科手術(shù)將電極插入靠近骶骨(腰部)中的神經(jīng)。不完全清楚骶神經(jīng)如何作用。此療法是創(chuàng)傷性的，需要外科植入。某些患者由于手術(shù)產(chǎn)生并發(fā)癥，包括疼痛、設(shè)備障礙、或感染，這些可能需要將設(shè)備移除或替換。目前，此療法通常對用其它療法未顯示出改善結(jié)果的具有未受損傷的或修復(fù)好的肛門括約肌的人群保留。

肛門括約肌的電刺激涉及利用輕微的電流來刺激肛門括約肌收縮，所述收縮可以隨著時間增強肌肉。利用小探針施加電流，患者將其插入直腸里面每天作用幾分鐘持續(xù)8至12周。對照試驗表明，電刺激僅有適度的好處，可能由于增加肛區(qū)中的感覺；然而，此療法不貴、非創(chuàng)傷性并且很少有副作用。然而，對于可被理解地可能不喜歡頻繁插入刺激設(shè)備的患者，其可能是不舒服的。

一些不同的外科手術(shù)可以幫助減輕大便失禁。手術(shù)修補可以減少或解決失禁，特別對于分娩期間在肛門外括約肌中產(chǎn)生撕裂的女性以及由于外科手術(shù)或其它原因具有括約肌的損傷的人群。外科手術(shù)治愈了80％的具有分娩相關(guān)的括約肌撕裂的女性的大便失禁。

在具有不可修復(fù)的括約肌損傷的人群中，肌肉可以從身體的其它區(qū)域通常是腿或臀部轉(zhuǎn)移，并且通過外科手術(shù)放置在肛管周圍。這些肌肉模擬被損傷的括約肌的行為。肌肉轉(zhuǎn)移手術(shù)可以修復(fù)最高達73％的具有其它方面的不可修復(fù)的損傷的人群的失禁。轉(zhuǎn)移的肌肉的替代物是可以被膨脹以抑制糞便或被縮小以允許排便的人造肛門套。然而，此類型的操作僅在專業(yè)化的中心進行。并發(fā)癥可能發(fā)生，即使當這些外科手術(shù)由專家進行。

結(jié)腸造口術(shù)是結(jié)腸在其中通過外科手術(shù)附至腹壁的外科手術(shù)。糞便被收集在緊密貼合皮膚的袋中。這消除糞便從直腸的泄漏。操作的變更可以允許人員控制腸排空。結(jié)腸造口術(shù)通常是在其他療法已失敗之后的最后一招。其也可以被視為用于對任何其它療法不是候選的具有非耐受癥狀的人群。

用于電刺激的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)和方法在統(tǒng)稱意義上處理肛門括約肌，并且不區(qū)分內(nèi)部和外部肛門括約肌刺激，這可能產(chǎn)生十分不同的生理學(xué)結(jié)果。肛門內(nèi)括約肌是緊張收縮的光滑的肌肉，不是自主控制的，并且是通過粘膜下層的神經(jīng)叢受神經(jīng)支配的。肛門內(nèi)括約肌維持括約肌的張力并且對疲勞有抵抗力。另一方面，肛門外括約肌是不是緊張收縮的骨骼肌，是自主控制的，并且是通過骶骨以及陰部神經(jīng)受神經(jīng)支配，提供自主控制給括約肌，其是非常易受疲勞影響的。靜止壓力主要通過肛門內(nèi)括約肌提供，然而擠壓壓力通過外括約肌提供。

這因此將有利于用不同的刺激算法(stimulationalgorithm)或歸因于其獨特的生理機能和功能的不同的引線配置區(qū)別地刺激兩種括約肌以阻止疲勞并且改善肌持久力。由于括約肌控制依靠多種機制，特別地關(guān)于能效、肌持久力以及疲勞問題，其有利于用不同的刺激算法刺激多種結(jié)構(gòu)。為了用電刺激兩種解剖結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)和方法將需要至少兩對刺激電極(即，至少兩個微型器件或至少四根引線)。由于解剖的局限性，其可能難以調(diào)節(jié)或精確地放置多根引線到肛門括約肌中。然而，其將有利于安置一個電極在每個單獨的結(jié)構(gòu)中，從而利用較少的引線和/或微型器件以實現(xiàn)期望的刺激方案。

因此，存在對不需創(chuàng)傷性外科手術(shù)，從長遠來看可以幫助減輕肛門失禁的癥狀的治療的安全且有效的方法的需要。此外，不僅有對基于用于肛門失禁的治療方法的電刺激的改良的設(shè)備的需要，也有對在身體中的任何預(yù)定位置能夠?qū)崿F(xiàn)這類設(shè)備的簡單且迅速的配置的安全且最小程度創(chuàng)傷的方法和系統(tǒng)的需要。當前可得的大部分設(shè)備可用于外科或腹腔鏡檢查植入并且經(jīng)受囊袋感染、引線移動或斷裂的常見問題。此外，還有對用于在直腸或肛管內(nèi)部植入微型器件的設(shè)備和方法的需要。

概述

在一個實施方案中，本說明書描述一種治療患者的肛門直腸功能障礙的方法，包括以下步驟：提供至少包括可操作地連接至刺激發(fā)生器的第一電極和第二電極的設(shè)備；在患者的肛門直腸組織中植入所述設(shè)備；在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)將所述第一電極設(shè)置成與第一靶向組織電連通；在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)將所述第二電極設(shè)置成與第二靶向組織電連通，其中所述第二靶向組織與所述第一靶向組織是有區(qū)別的且不同的；以及使所述刺激發(fā)生器產(chǎn)生第一刺激算法和第二刺激算法，其中所述第一刺激算法通過所述第一電極將第一電刺激發(fā)送至所述第一靶向組織，并且所述第二刺激算法通過所述第二電極將第二電刺激發(fā)送至所述第二靶向組織。

在一個實施方案中，所述第一靶向組織和所述第二靶向組織選自以下中的任何一個：直腸的縱肌、直腸的環(huán)肌、直腸的黏膜肌層、直腸的粘膜下層、陰部神經(jīng)或陰部神經(jīng)的分支、聯(lián)合縱肌、肛門外括約肌的淺部或深部、肛門內(nèi)括約肌、肛管的黏膜肌層、漿膜下叢、縱肌內(nèi)叢(longitudinalintramuscularplexus)、環(huán)肌內(nèi)叢(circularintramuscularplexus)、腺周叢、腸肌(auerbach)叢或肛門直腸的粘膜下(meissner)叢。

在一個實施方案中，所述第一刺激算法和所述第二刺激算法是可編程的并且產(chǎn)生脈沖串，其中所述脈沖串在每脈沖串的脈沖數(shù)目、脈沖串中的脈沖的形狀、脈沖串重復(fù)之間的間隔、每個脈沖的持續(xù)時間、每個串中的脈沖的時序(timing)和振幅、將提供的期望的安培量或電勢量以及每個串的形狀方面是可變的，其中形狀選自以下中的任何一種：正方形、矩形、正弦曲線或鋸齒形。

在一個實施方案中，所述第一刺激算法與所述第二刺激算法是相同的。在另一實施方案中，所述第一刺激算法與所述第二刺激算法是不同的。

在一個實施方案中，其中第一和第二刺激算法是相同的，在一個電極起去極化電極的作用并且另一電極起超極化電極的作用時，相同的刺激算法被通過每個電極遞送。在一個實施方案中，當想要刺激肛門內(nèi)括約肌時，鄰近肛門內(nèi)括約肌的電極將是去極化的電極。在一個實施方案中，當想要刺激肛門外括約肌時，鄰近肛門外括約肌的電極將是去極化的電極并且可選的電極將是超極化的電極。

在一個實施方案中，其中第一刺激算法與第二刺激算法不同，第一刺激算法被設(shè)計為主要地調(diào)節(jié)肛門內(nèi)括約肌的功能，而第二刺激算法被設(shè)計為主要地調(diào)節(jié)肛門外括約肌的功能。在一個實施方案中，第一刺激算法被連續(xù)不斷地或以規(guī)律的間隔遞送，而第二刺激算法根據(jù)需要被間歇地遞送。在一個實施方案中，第一刺激算法被編程到設(shè)備中以自動地遞送至患者，而第二刺激算法利用外部輸入由患者遞送。

在一個實施方案中，所述設(shè)備還包括至少一個傳感器，其中所述傳感器探測至少一個參數(shù)，而且其中通過所述傳感器獲得的數(shù)據(jù)被用來修改所述第一刺激算法和/或所述第二刺激算法。在一個實施方案中，所述傳感器包括壓力傳感器、電活動傳感器、阻抗傳感器、加速計或測斜計。在另一實施方案中，傳感器包括內(nèi)部壓力傳感器，其中患者啟動肛門擠壓力，而且其中所述擠壓力通過所述內(nèi)部壓力傳感器被感測，導(dǎo)致所述設(shè)備遞送特定用于肛門外括約肌的刺激以提高肛門外括約肌的張力。

在一個實施方案中，所述設(shè)備還包括設(shè)計為由所述患者操作的外部控制器，其中患者能夠修改和激活所述第一刺激算法和/或所述第二算法。

在一個實施方案中，設(shè)備基于患者的臨床癥狀、直腸測壓數(shù)據(jù)或其它臨床或調(diào)查研究的數(shù)據(jù)被編程以為患者特定的刺激算法編制程序。

在一個實施方案中，說明書描述用于治療患者的肛門直腸功能障礙的設(shè)備，包括：包括用于通過電感耦合、射頻(rf)耦合、電耦合、磁耦合、光耦合或其它電磁耦合接收并且傳輸來自患者的身體外部的數(shù)據(jù)和/或功率的收發(fā)器的微控制器；用于解碼以及儲存多個刺激參數(shù)并且產(chǎn)生多個刺激脈沖的集成電路(ic)芯片；以及用于儲存數(shù)據(jù)集、刺激以及控制參數(shù)的可編程的存儲器；刺激發(fā)生器；電源；以及用于植入肛門直腸組織內(nèi)并刺激肛門直腸組織的至少兩個電極。

在一個實施方案中，用于治療患者肛門直腸功能障礙的設(shè)備還包括如上所述的至少一個傳感器。在一個實施方案中，設(shè)備還包括用來使設(shè)備固定在直腸或肛管中的至少一個錨固件。在一個實施方案中，設(shè)備還包括設(shè)計為由如上所述的所述患者操作的外部控制器。

在一個實施方案中，本說明書描述用于在肛門直腸中植入微型器件的導(dǎo)管設(shè)備，包括：具有近側(cè)開口端和遠側(cè)開口端的長形的護套；在所述護套內(nèi)可滑動地移動的包括近端和遠端的長形的推進器(pusher)；鄰近所述遠端的彎管(sharpbend)；以及用于在其遠端，在所述彎管的遠側(cè)附接所述微型器件的附接點。

在一個實施方案中，本說明書描述用于協(xié)助肛門直腸中植入微型器件的設(shè)備，包括：包括遠端和近端的圓錐形的遠側(cè)部分，其中所述遠端具有比所述近端小的直徑；用于捕捉肛門直腸組織的一部分的長方形槽；在所述遠端的開口；以及覆蓋在所述遠端處的所述開口的可移動的閥；包括遠端和近端的圓柱形的近側(cè)部分，其中所述遠端被附接至所述遠側(cè)部分的所述近端并且與所述遠側(cè)部分的所述近端敞開連通；以及手柄；用于在所述設(shè)備中產(chǎn)生真空的裝置，所述真空吸入肛門直腸組織的一部分穿過槽并且進入遠側(cè)部分；以及用于導(dǎo)管或針通過的延伸穿過所述近側(cè)部分并且進入所述遠側(cè)部分的通道。在一個實施方案中，用于產(chǎn)生真空的裝置包括插入到插入設(shè)備的近側(cè)部分的近端并且在插入設(shè)備的近側(cè)部分之中可滑動移動的柱塞。在另一實施方案中，用于產(chǎn)生真空的裝置包括應(yīng)用至插入設(shè)備的近側(cè)部分的近端的吸力。

在一個實施方案中，本說明書描述用于在患者的肛門直腸區(qū)中植入微型器件的方法，包括以下步驟：提供插入設(shè)備，所述插入設(shè)備包括：包括遠端和近端的圓錐形的遠側(cè)部分，其中所述遠端具有比所述近端小的直徑；用于捕獲肛門直腸組織的一部分的長方形槽；在所述遠端的開口；以及覆蓋在所述遠端處的所述開口的可移動的閥；包括遠端和近端的圓柱形的近側(cè)部分，其中所述遠端被附接至所述遠側(cè)部分的所述近端并且與所述遠側(cè)部分的所述近端敞開連通；以及手柄；用于在所述設(shè)備之中產(chǎn)生真空的裝置，所述真空吸入肛門直腸組織的一部分穿過槽并且進入遠側(cè)部分；以及用于導(dǎo)管或針通過的延伸穿過所述近側(cè)部分并且進入所述遠側(cè)部分的通道；提供導(dǎo)管，所述導(dǎo)管包括：具有近側(cè)開口端和遠側(cè)開口端的長形的護套；在所述護套內(nèi)可滑動移動的包括近端和遠端的長形的推進器；鄰近所述遠端的彎管；以及用于在其遠端，在所述彎管的遠側(cè)附接所述微型器件的附接點；將所述插入設(shè)備插入患者的直腸內(nèi)；利用所述產(chǎn)生真空的裝置在所述插入設(shè)備中產(chǎn)生真空并且吸入肛門直腸組織的一部分進入所述插入設(shè)備內(nèi)；將所述導(dǎo)管插入到所述插入設(shè)備的所述通道內(nèi)；延伸具有附接的微型器件的所述推進器越過所述護套的遠側(cè)開口端，使所述彎管部分地展開；將所述推進器拉回到所述護套內(nèi)，使所述微型器件與所述肛門直腸組織接合；將所述推進器完全地縮進所述護套內(nèi)，使所述微型器件脫離所述推進器并且保持在所述肛門直腸組織中；使所述真空裝置脫離以釋放真空并且釋放肛門直腸組織的所述部分；以及從患者的直腸移除所述插入設(shè)備。

在一個實施方案中，本說明書描述用于治療患者的肛門直腸功能障礙的系統(tǒng)，包括：至少一個電子醫(yī)療設(shè)備，所述電子醫(yī)療設(shè)備包括微控制器，所述微控制器包括用于通過電感耦合、射頻(rf)耦合、電耦合、磁耦合、光耦合或其它電磁耦合接收并且傳輸來自患者的身體外部的數(shù)據(jù)和/或功率的收發(fā)器；用于解碼以及儲存多個刺激參數(shù)并且產(chǎn)生多個刺激脈沖的集成電路(ic)芯片；以及用于儲存數(shù)據(jù)集、刺激以及控制參數(shù)的可編程的存儲器；刺激發(fā)生器；電源；以及用于肛門組織內(nèi)的植入以及肛門組織的刺激的至少兩個電極；用于植入所述電子醫(yī)療設(shè)備的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管包括：具有近側(cè)開口端和遠側(cè)開口端的長形的護套；在所述護套內(nèi)可滑動移動的包括近端和遠端的長形的推進器；鄰近所述遠端的彎管；以及用于在其遠端，在所述彎管的遠側(cè)附接所述微型器件的附接點；以及用于協(xié)助所述植入的插入設(shè)備，所述插入設(shè)備包括：包括遠端和近端的圓錐形的遠側(cè)部分，其中所述遠端具有比所述近端小的直徑；用于捕獲肛門直腸組織的一部分的長方形槽；在所述遠端處的開口；以及覆蓋在所述遠端處的所述開口的可移動的閥；包括遠端和近端的圓柱形的近側(cè)部分，其中所述遠端被附接至所述遠側(cè)部分的所述近端并且與所述遠側(cè)部分的所述近端敞開連通；以及手柄；用于在所述設(shè)備之中產(chǎn)生真空的裝置，所述真空吸入肛門直腸組織的一部分穿過槽并且進入遠側(cè)部分；以及用于導(dǎo)管或針通過的延伸穿過所述近側(cè)部分并且進入所述遠側(cè)部分的通道。

在一個實施方案中，本說明書涉及調(diào)節(jié)患者的肛門內(nèi)括約肌的功能的方法，包括以下步驟：提供至少包括可操作地連接至刺激發(fā)生器的第一電極和第二電極的設(shè)備；在患者的肛門直腸組織中植入所述設(shè)備；在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)將第一電極設(shè)置成與第一靶向組織電連通；在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)將第二電極設(shè)置成與第二靶向組織電連通，其中所述第二靶向組織是與所述第一靶向組織相同的或有區(qū)別的并且不同的；以及使所述刺激發(fā)生器產(chǎn)生刺激，其中所述刺激適合于調(diào)節(jié)持續(xù)到這種刺激的中斷之后的肛門內(nèi)括約肌的功能。在一個實施方案中，肛門內(nèi)括約肌的功能的調(diào)節(jié)在刺激的中斷之后持續(xù)至少5分鐘。

在一個實施方案中，本說明書涉及調(diào)節(jié)患者的肛門內(nèi)括約肌的功能的方法，包括以下步驟：提供至少包括可操作地連接至刺激發(fā)生器的第一電極和第二電極的設(shè)備；在患者的肛門直腸組織中植入所述設(shè)備；在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)將第一電極設(shè)置成與第一靶向組織電連通；在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)將第二電極設(shè)置成與第二靶向組織電連通，其中所述第二靶向組織是與所述第一靶向組織相同的或有區(qū)別的并且不同的；以及使所述刺激發(fā)生器產(chǎn)生刺激，其中所述刺激適合于調(diào)節(jié)肛門內(nèi)括約肌的功能并且其中肛門內(nèi)括約肌功能的這種調(diào)節(jié)通過直腸擴張進一步被調(diào)節(jié)。在一個實施方案中，通過直腸擴張進行的肛門內(nèi)括約肌功能的額外的調(diào)節(jié)導(dǎo)致由于刺激引起的所述功能的初始調(diào)節(jié)的至少10％的增加或減少。

在另一實施方案中，本發(fā)明公開治療患者的肛門直腸功能障礙的方法，包括以下步驟：在患者的肛門直腸組織中植入至少包括可操作地連接至電刺激發(fā)生器的第一電極和第二電極的設(shè)備，其中所述肛門直腸組織包括第一靶向組織和第二靶向組織并且其中所述第一靶向組織與所述第二靶向組織是有區(qū)別的且不同的；使所述刺激發(fā)生器通過所述第一電極遞送第一電脈沖至第一靶向組織；以及使所述刺激發(fā)生器通過所述第二電極遞送第二電脈沖至第二靶向組織。任選地，第一電極物理地接觸第一靶向組織并且其中第二電極物理地接觸第二靶向組織。

任選地，第一靶向組織和所述第二靶向組織是以下的至少一種：直腸的縱肌、直腸的環(huán)肌、直腸的黏膜肌層、直腸的粘膜下層、陰部神經(jīng)或陰部神經(jīng)的分支、聯(lián)合縱肌、肛門外括約肌的淺部或深部、肛門內(nèi)括約肌、肛管的黏膜肌層、漿膜下叢、縱內(nèi)肌叢、環(huán)內(nèi)肌叢、腺周叢、腸肌(auerbach)叢或肛門直腸的粘膜下(meissner)叢。任選地，刺激發(fā)生器能夠產(chǎn)生脈沖串并且其中以下參數(shù)的至少一個是可編程的：每脈沖串的脈沖數(shù)目、脈沖串之間的間隔、每個脈沖的持續(xù)時間、每個串中的脈沖的時序和振幅、脈沖中期望的安培量或電勢量或脈沖串中的脈沖的形狀，其中形狀選自以下中的任何一種：正方形、矩形、正弦曲線或鋸齒形。

任選地，刺激發(fā)生器按照第一刺激算法產(chǎn)生第一電脈沖并且所述刺激發(fā)生器按照第二刺激算法產(chǎn)生第二電脈沖。任選地，第一電極起去極化電極的作用并且所述第二電極起超極化電極的作用。任選地，去極化電極被放置在鄰近患者的肛門內(nèi)括約肌處，用于刺激所述肛門內(nèi)括約肌。

任選地，去極化電極被放置在鄰近患者的肛門外括約肌處以便刺激所述肛門外括約肌。任選地，第一刺激算法與所述第二刺激算法不同。任選地，第一刺激算法被配置為調(diào)節(jié)患者的肛門內(nèi)括約肌的功能并且所述第二刺激算法被配置為調(diào)節(jié)患者的肛門外括約肌的功能。

任選地，第一刺激算法使第一電脈沖被連續(xù)地或以規(guī)律的間隔遞送并且所述第二刺激算法使第二電脈沖以不規(guī)律的間隔或根據(jù)需要被遞送。任選地，第一刺激算法被編程到設(shè)備中使得第一電脈沖在沒有患者干預(yù)的情況下被遞送并且所述第二電脈沖通過外部輸入由患者手動遞送。

任選地，第一刺激算法基于患者的臨床癥狀或直腸測壓數(shù)據(jù)被編程并且保存于所述設(shè)備的存儲器中。任選地，設(shè)備還包括至少一個傳感器，其中所述傳感器探測至少一個參數(shù)，并且其中通過所述傳感器獲得的數(shù)據(jù)被用來修改所述第一刺激算法和/或所述第二刺激算法。

任選地，傳感器包括壓力傳感器、電活動傳感器、阻抗傳感器、加速計或測斜計中的至少一種。任選地，傳感器包括內(nèi)部壓力傳感器，內(nèi)部壓力傳感器被配置為使得當患者啟動肛門擠壓力時，所述擠壓力通過所述內(nèi)部壓力傳感器被感測并且使所述設(shè)備遞送電脈沖至患者的肛門外括約肌以提高肛門外括約肌的張力。任選地，設(shè)備還包括被配置為由所述患者操作的外部控制器并且其中外部控制器適合于修改或激活所述第一刺激算法或所述第二刺激算法中的至少一個。

在另一實施方案中，本說明書公開調(diào)節(jié)患者的肛門內(nèi)括約肌的功能的方法，包括以下步驟：植入刺激發(fā)生器，其中所述刺激發(fā)生器被可操作地連接至第一電極和第二電極；將所述第一電極植入在第一靶向組織內(nèi)部，其中所述第一靶向組織是患者的肛門直腸區(qū)的一部分；將所述第二電極植入在第二靶向組織內(nèi)部，其中所述第二靶向組織是患者的肛門直腸區(qū)的一部分；以及使所述刺激發(fā)生器產(chǎn)生刺激，其中所述刺激適合于調(diào)節(jié)肛門內(nèi)括約肌的功能。

任選地，調(diào)節(jié)適合于持續(xù)超出這種刺激的中斷。第二靶向組織與第一靶向組織是相同的或有區(qū)別的并且不同的。調(diào)節(jié)在刺激的中斷之后持續(xù)至少5分鐘。肛門內(nèi)括約肌功能的調(diào)節(jié)通過直腸擴張被進一步調(diào)節(jié)。通過直腸擴張進行的肛門內(nèi)括約肌功能的額外的調(diào)節(jié)導(dǎo)致因刺激引起的所述功能的調(diào)節(jié)的至少10％的增加或減少。

本說明書的上述的以及其它的實施方案將在附圖以及以下提供的詳細描述中被更深度地描述。

附圖說明

當結(jié)合以相同的參考數(shù)字表示全部的相應(yīng)部件的附圖閱讀時，本說明書的這些以及其它的目的和優(yōu)勢將從以下的詳細描述變得更加完全明顯。其中：

圖1是直腸以及肛管的橫截面圖；

圖2是下段直腸以及肛管的一側(cè)的肌肉系統(tǒng)的橫截面圖；

圖3是描述直腸以及肛管的壁中的神經(jīng)叢的下段結(jié)腸的剖面圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的示例性的可編程可植入的電子醫(yī)療微型器件的示意圖；

圖5是植入肛門內(nèi)括約肌以及肛管的黏膜肌層中的微型器件的示例性的電極組的一個實施方案的圖示；

圖6是植入肛門外括約肌的淺部和深部以及植入肛門內(nèi)括約肌中的微型器件的示例性電極組的一個實施方案的圖示；

圖7是植入直腸的環(huán)肌、肛門內(nèi)括約肌中以及鄰近陰部神經(jīng)的分支的微型器件的示例性電極組的一個實施方案的圖示；

圖8是植入直腸的粘膜下層以及植入陰部神經(jīng)的分支中的微型器件的示例性電極組的一個實施方案的圖示；

圖9是植入直腸的環(huán)肌以及植入陰部神經(jīng)的分支中的微型器件的示例性電極組的一個實施方案的圖示；

圖10是植入直腸的環(huán)肌以及植入肛門外括約肌的淺部和深部中的微型器件的示例性電極組的一個實施方案的圖示；

圖11是植入直腸的環(huán)肌以及植入肛門內(nèi)括約肌中的微型器件的示例性電極組的一個實施方案的圖示；

圖12a是描述將插入設(shè)備的柱塞向下拉動以產(chǎn)生真空從而吸入肛門直腸組織的一部分的步驟的示例性插入設(shè)備的一個實施方案的圖示；

圖12b是描述吸入到設(shè)備中的肛門直腸組織的一部分的圖12a中的示例性插入設(shè)備的相同實施方案的自上而下的視圖(top-downview)圖示；

圖12c是描述將插入設(shè)備的柱塞向上推動以脫離肛門直腸組織的步驟的圖12a中的示例性插入設(shè)備的相同實施方案的圖示；

圖13a是帶推進器的植入導(dǎo)管以及在所述導(dǎo)管內(nèi)被布置為顯著的相互平行的附接的微型器件的示例性結(jié)構(gòu)的一個實施方案的圖示；

圖13b是描述利用推進器使微型器件被推出所述導(dǎo)管的圖13a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示；

圖13c是描述微型器件被完全推出所述導(dǎo)管的圖13a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示；

圖13d是描述推進器被拉回所述導(dǎo)管中的圖13a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示，；

圖13e描述推進器被完全地拉回所述導(dǎo)管內(nèi)從而脫離被植入在組織部位的微型器件的圖13a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示；

圖14a是描述放置在靠近患者的腸黏膜的所述導(dǎo)管的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的實施方案的圖示；

圖14b是描述微型器件被推出導(dǎo)管以便植入的步驟的圖14a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示；

圖14c是描述由于彎曲部分的筆直化，微型器件被配置在組織部位更深處的圖14a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示；

圖14d是描述在組織部位處釋放微型器件之后，導(dǎo)管被拉開的步驟的圖14a中的植入導(dǎo)管的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示；

圖15是用于微型器件遞送的被放置在患者的肛門直腸區(qū)中的示例性插入設(shè)備的一個實施方案的圖示；

圖16是植入在肛門直腸的粘膜下層的具有附接的電極組的微型器件的一個實施方案的圖示；

圖17是描述利用皮下針在女性患者中植入微型器件的方法的本說明書的一個實施方案的圖示；

圖18是根據(jù)本說明書的一個實施方案，描述通過肛門內(nèi)括約肌(ias)和肛門外括約肌(eas)的示例性選擇性刺激獲得的代表性的壓力曲線的圖；

圖19a是具有包括陽極和包括陰極的中心電極的端電極的微型器件的一個實施方案的圖示；

圖19b是具有包括陰極和包括陽極的中心電極的端電極的微型器件的一個實施方案的圖示；以及

圖19c是具有包括陽極和陰極以及包括沒有極性的中心電極的端電極的微型器件的一個實施方案的圖示。

具體實施方式

本說明書涉及用于治療包括大便失禁和便秘的各種肛門直腸的神經(jīng)肌肉紊亂的可編程的、可植入的電子醫(yī)療設(shè)備。本說明書的電子醫(yī)療設(shè)備采用以最小的創(chuàng)傷被植入在肛門直腸區(qū)中的可植入的微型刺激器或無需借助儀器看的刺激器(macrostimulator)。在一個實施方案中，每個微型刺激器包括用來遞送電刺激到至少兩個單獨的靶向組織的至少兩個電極。在一個實施方案中，電子醫(yī)療設(shè)備包括在中間的共用陽極或陰極以及在每一端的兩個單獨的電極，每一個具有與中心電極相反的極性。在另一實施方案中，設(shè)備僅具有兩個電極，其中刺激電極基于待刺激的期望的區(qū)被選擇。在各種實施方案中，電子醫(yī)療設(shè)備被植入粘膜、粘膜下層或肛門直腸區(qū)的固有肌層內(nèi)。優(yōu)選地，電子醫(yī)療設(shè)備被植入直腸的粘膜下層內(nèi)。直腸的粘膜下層是低阻抗的層并且是易于接近的，且所涉及的植入風(fēng)險和創(chuàng)傷最低。在電子醫(yī)療設(shè)備植入之后，電極在內(nèi)視鏡下或通過外科手術(shù)被傳往每個特定的靶向組織。在一個實施方案中，電極利用比如形狀記憶的技術(shù)被設(shè)計以允許適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)。電極的不同的長度、形狀或結(jié)構(gòu)將使得其更適合于鄰近期望的靶向組織。第一電極被植入第一靶向組織內(nèi)或鄰近第一靶向組織并且第二電極被植入第二靶向組織內(nèi)或鄰近第二靶向組織。在一個實施方案中，靶向組織包括在肛門直腸區(qū)中的肌肉和神經(jīng)。在各種實施方案中，靶向組織包括直腸的縱肌、直腸的環(huán)肌、直腸的黏膜肌層、直腸的粘膜下層、陰部神經(jīng)或陰部神經(jīng)的分支、聯(lián)合縱肌、肛門外括約肌的淺部或深部、肛門內(nèi)括約肌、肛管的黏膜肌層、漿膜下叢、縱內(nèi)肌叢、環(huán)內(nèi)肌叢、腺周叢、腸肌(auerbach)叢或肛門直腸的粘膜下(meissner)叢。肛門外括約肌的皮下部分位于鄰近皮膚的位置并且具有與覆蓋的皮膚重疊的神經(jīng)支配的神經(jīng)。因此，理想情況是肛門外括約肌的皮下部分的刺激被減到最少或避免使與刺激相關(guān)的感覺減到最少。

本說明書還涉及用于治療包括大便失禁和便秘的各種肛門直腸的神經(jīng)肌肉紊亂的刺激兩個單獨的肛門直腸組織的系統(tǒng)和方法。在各種實施方案中，兩個靶向組織利用相同的或不同的刺激算法同時地或在不同的時間被選擇性地刺激。

例如，在一個實施方案中，第一電極被植入肛門內(nèi)括約肌中并且第二電極被植入肛門外括約肌中。肛門內(nèi)括約肌具有被連續(xù)不斷地施加的第一刺激水平。同時，肛門外括約肌具有根據(jù)需要被施加的第二刺激水平。用相同的或不同的刺激算法刺激多個靶向組織改善肛門直腸的功能并且提高了能效，同時避免了在現(xiàn)有技術(shù)中遇到的疲勞和持久力問題。此外，由于單獨的靶向結(jié)構(gòu)可以通過不同的算法而不是從不同的電極和設(shè)備接收不同的刺激，因而需要較少的設(shè)備和電極。例如，短的持續(xù)時間(200微秒)、高頻(20hz)脈沖可以更適合于刺激肛門內(nèi)括約肌以增強張力，而長的持續(xù)時間(300毫秒)、低頻(5周/秒)脈沖可能更適合于刺激肛門外括約肌。因此，提供這些不同的脈沖在不同的時間穿過相同的電極可以實現(xiàn)維持自制的期望的臨床效應(yīng)。

本說明書還涉及用于植入電子醫(yī)療設(shè)備的導(dǎo)管。在一個實施方案中，導(dǎo)管包括護套和電子醫(yī)療設(shè)備被附接至其的推進器。推進器具有鄰近其遠端的彎管。推進器被延伸越過在護套的遠端的開口，允許彎管部分地展開并且暴露電子醫(yī)療設(shè)備。推進器然后被縮回到護套內(nèi)，將電子醫(yī)療設(shè)備推進肛門直腸組織內(nèi)。當推進器被完全地縮入護套內(nèi)時，電子醫(yī)療設(shè)備脫離其遠端。

本說明書還涉及用于協(xié)助導(dǎo)管的遞送以及電子醫(yī)療設(shè)備的植入的插入設(shè)備。在一個實施方案中，插入設(shè)備包括圓錐形的遠側(cè)部分和圓柱形的近側(cè)部分。在一個實施方案中，可移動的閥覆蓋在遠側(cè)部分的遠端處的開口。遠側(cè)部分包括用于捕獲肛門直腸組織的一部分的槽。在一個實施方案中，柱塞在近側(cè)部分內(nèi)是可滑動移動的并且被用來產(chǎn)生真空并且吸入肛門直腸組織的一部分穿過槽并且進入遠側(cè)部分。可選地，在另一實施方案中，施加利用泵的外部抽吸以接合肛門直腸組織。如上所述的導(dǎo)管然后被用來植入電子醫(yī)療設(shè)備。

本發(fā)明涉及多個實施方案。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，提供以下公開內(nèi)容。在此說明書中使用的語言不應(yīng)該理解為任一特定實施方案的一般否定或不應(yīng)該用來限制權(quán)利要求超出在其中使用的術(shù)語的意義。本文定義的一般原則可以適用于其他的實施方案和應(yīng)用，而并不背離本發(fā)明的精神和范圍。而且，所使用的術(shù)語和措辭是為了描述示例性實施方案的目的而不應(yīng)該被視為限制。因此，本發(fā)明將被給予與所公開的原則和特征一致的包含許多可選方案、修改以及等同物的最寬的范圍。為了清楚的目的，與本發(fā)明有關(guān)的關(guān)于本技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)材料的詳細資料未被詳細描述以免不必要地使本發(fā)明模糊不清。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，包括自制的正常的肛門直腸功能是需要肛門括約肌肌肉系統(tǒng)的無意識的(潛意識的)控制和自主的(有意識的)控制兩者的復(fù)雜的機制。圖1是闡釋了直腸140和肛管145的橫截面圖。圖2是闡釋了下段直腸240和肛管245的一側(cè)的肌肉系統(tǒng)的橫截面圖。圖3是描述在直腸和肛管的壁中的神經(jīng)叢360、370的下段結(jié)腸的剖面圖?，F(xiàn)在同時談及圖1直至圖3，肛門內(nèi)括約肌130、230是無意識控制下的平滑肌，通過在腸壁中的粘膜下(meissner)神經(jīng)叢360和腸肌(auerbach)神經(jīng)叢370受神經(jīng)支配，并且是括約肌的靜息張力的原因。肛門外括約肌150、250是自主控制下的骨骼肌，通過第四骶神經(jīng)的會陰分支和低級直腸神經(jīng)受神經(jīng)支配，并且是括約肌的擠壓壓力和自發(fā)張力的原因。在圖2中可以看出，肛門外括約肌還被地分成深部250a、淺部250b和皮下250c組分。由于其平滑肌組分，肛門內(nèi)括約肌130、230不易于疲勞并且可以產(chǎn)生長的持續(xù)時間的低水平壓力。在另一方面，肛門外括約肌150、250是骨骼肌并且因此可以產(chǎn)生短的持續(xù)時間的高的自發(fā)壓力。然而，其容易在幾分鐘內(nèi)疲勞并且不能維持持續(xù)的高張力。

本說明書的電刺激治療方法理解，內(nèi)和外部肛門括約肌是結(jié)構(gòu)組織上以及功能上有區(qū)別的并且為了最佳功能需要差別刺激。肛門內(nèi)括約肌需要延長的刺激以維持基礎(chǔ)的張力并且阻止糞便和黏液從肛門滲漏。由于正常的排便即使在連續(xù)的內(nèi)括約肌刺激的存在下也可以被實現(xiàn)，排便的感測以及肛門內(nèi)括約肌刺激的抑制是不必要的。肛門外括約肌需要刺激的短脈沖以產(chǎn)生擠壓壓力來克服排便的沖動。本說明書通過對每個靶向組織提供不同的刺激算法解決了將導(dǎo)致疲勞和疼痛的肛門外括約肌的連續(xù)的或延長的刺激的問題。

在一個實施方案中，當一個電極起去極化電極的作用并且另一電極起超極化電極的作用時，相同的刺激算法通過每個電極被遞送。當需要刺激肛門內(nèi)括約肌時，鄰近肛門內(nèi)括約肌的電極將是去極化電極。當需要刺激肛門外括約肌時，鄰近肛門外括約肌的電極將是去極化電極并且可選的電極將是超極化電極。

在一個實施方案中，其中一種刺激算法是與另一刺激算法不同的，第一刺激算法被設(shè)計為主要調(diào)節(jié)肛門內(nèi)括約肌的功能，而第二刺激算法被設(shè)計為主要調(diào)節(jié)肛門外括約肌的功能。在一個實施方案中，第一刺激算法被連續(xù)地或以規(guī)律的間隔遞送，而第二刺激算法根據(jù)需要被間歇地遞送。在一個實施方案中，第一刺激算法被編程到設(shè)備中以被自動遞送至患者并且第二刺激算法利用外部輸入由患者遞送。

在一個實施方案中，兩個或更多個刺激算法可以起到不同的作用。例如，用來提高肌肉張力的刺激算法可以與阻隔脈沖算法結(jié)合以阻止由患者的直腸或肛管引起的感覺，以阻止患者排便的沖動。

粘膜下層空間是包括疏松結(jié)締組織和粘膜下層(meissner)神經(jīng)叢360的低阻抗空間。因此，根據(jù)本說明書的方面，粘膜下層空間被認為對微型器件的安全植入以及對具有更節(jié)能的算法的刺激是容易實現(xiàn)的。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的示例性的可編程可植入的電子醫(yī)療微型器件400的示意圖。微型器件400包括刺激器或波形發(fā)生器405、微控制器410、任選的傳感器模塊415以及電源420，所有都并入到單一的設(shè)備用于簡單且快速地配置在患者的肛門直腸區(qū)內(nèi)。刺激器405、微控制器410以及傳感器模塊415能夠利用有線或無線通信互相通訊。

參考圖4，微型器件400包括生物相容的密封材料比如玻璃、陶瓷、聚合物、鈦或?qū)Ρ绢I(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的任何其它合適的材料的外殼402。在一個實施方案中，微控制器410包括通過電感耦合、射頻(rf)耦合、電耦合、磁耦合、光耦合或其它電磁耦合用于接收和傳輸來自患者的身體外部的數(shù)據(jù)和/或功率的收發(fā)器；用于解碼以及儲存多個刺激參數(shù)并且產(chǎn)生多個刺激脈沖的集成電路(ic)芯片；以及用于儲存數(shù)據(jù)集、刺激以及控制參數(shù)的可編程存儲器?？删幊痰拇鎯ζ髟试S刺激和控制參數(shù)通過電感耦合、射頻(rf)耦合或其它電磁耦合針對每個單獨的患者被調(diào)整至安全、有效并且最小化不適感的設(shè)置。

刺激器或波形發(fā)生器405是能夠產(chǎn)生多個期望的電脈沖以便刺激患者的肛門直腸區(qū)中合適的神經(jīng)和/或肌肉的電生理刺激器。刺激器405產(chǎn)生由微控制器410指示的多個刺激脈沖串。在一個實施方案中，脈沖串是可編程的并且其特征可以以以下方式不同：脈沖串中的脈沖數(shù)目；脈沖串中的脈沖的形狀；脈沖串重復(fù)的間隔；每個脈沖的持續(xù)時間；串中脈沖的時序和振幅；以及被提供的期望的安培量或電勢量，這取決于患者的狀況和需要。而且，電刺激可能具有產(chǎn)生期望結(jié)果所必需的任何形狀，包括正方形、矩形、正弦曲線或鋸齒形。在一個實施方案中，期望的刺激脈沖通過多個刺激電極425被遞送。

在一個實施方案中，刺激利用在患者的身體之外的與本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的用于心臟起搏器的遠距離發(fā)射機類似的發(fā)送器由患者觸發(fā)。在一個實施方案中，發(fā)送器是外部手持設(shè)備。

在一個實施方案中，電源包括通過合適的裝置比如rf鏈耦合至微型器件400的外部電源。在另一實施方案中，電源包括利用能量的產(chǎn)生或存儲的任何合適的裝置的獨立電源420，比如一次電池、可補充能量的或可充電電池比如鋰離子電池、電解質(zhì)電容器等等。

在一個實施方案中，任選的傳感器模塊415利用多個感測電極422探測多個生理參數(shù)比如壓力、電活動和阻抗。在另一實施方案中，任選的傳感器模塊415包括加速計以探測患者位置的變化。在一個實施方案中，任選的傳感器模塊415包括測斜計。由任選的傳感器模塊415收集的信息被用來觸發(fā)刺激和/或不時地修改刺激時序。

在另一實施方案中，患者可以進行通過內(nèi)部傳感器感測的操縱以遞送特定的刺激。例如，患者可以啟動通過內(nèi)部壓力傳感器感測的擠壓力以為肛門外括約肌遞送刺激來提高肛門外括約肌張力。

在一個實施方案中，微型器件400還包括能夠?qū)⑽⑿推骷?00錨固至患者的肛門直腸區(qū)中的合適位置的錨固件428。錨固元件428通過連接件427固定至微型器件400。在一個實施方案中，連接件427在配置之后收縮，將微型器件400拉入特定位置更深處或與壁緊貼，從而提供更好的滯留。

在一個實施方案中，多個刺激電極425和感測電極422由導(dǎo)電陶瓷、導(dǎo)電聚合物和/或貴或難熔金屬構(gòu)成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，取決于應(yīng)用、位置或期望的生理刺激，電極可以被用作感測電極以及刺激電極兩者。在各種實施方案中，感測電極422和錨固件428或刺激電極425和錨固件428可以是相同的元件。還有一些實施方案中，相同的元件可以被用作刺激電極425、感測電極422以及錨固件428。

根據(jù)本說明書的治療方法的一個實施方案，刺激脈沖按照以下參數(shù)被遞送：

頻率＝1cpm-100hz；

振幅＝1μamp-100mamp；

脈沖寬度＝1毫秒-1秒；以及

占空比﹤100％

根據(jù)一個實施方案，治療方案包括用開啟刺激循環(huán)和停止刺激循環(huán)連續(xù)地治療。例如肛管的黏膜肌層和肛門內(nèi)括約肌用開啟刺激循環(huán)和停止刺激循環(huán)被連續(xù)地治療。在一個實施方案中，開啟刺激循環(huán)是1毫秒-23小時并且停止刺激循環(huán)是1毫秒-23小時。

圖5是植入肛門外括約肌530和肛管的黏膜肌層535中的微型器件500的示例性的電極組525、526的一個實施方案的圖示。微型器件500被植入使得第一電極525為鄰近肛門內(nèi)括約肌530并且第二電極526為鄰近肛管545的黏膜肌層535。

圖6是植入肛門外括約肌的淺部650和深部651以及肛門內(nèi)括約肌630中的微型器件600的示例性電極組625、626、627的一個實施方案的圖示。微型器件600被植入使得兩個第一電極626、625為分別鄰近肛門外括約肌的淺部650和深部651，同時第三電極627為鄰近肛門內(nèi)括約肌630。

圖7是植入直腸741的環(huán)肌、肛門內(nèi)括約肌730中并且鄰近陰部神經(jīng)747的分支的微型器件700的示例性電極組725、726、729的一個實施方案的圖示。微型器件700被植入使得第一電極725為鄰近直腸741的環(huán)肌層，而第二電極726為鄰近肛門內(nèi)括約肌730。第三電極729被放置在鄰近陰部神經(jīng)747的分支的位置。

圖8是植入直腸836的粘膜下層以及陰部神經(jīng)847的分支中的微型器件800的示例性電極組825、826的一個實施方案的圖示。微型器件800被植入使得第一電極825為鄰近直腸836的粘膜下層，而第二電極826為鄰近陰部神經(jīng)847的分支。

圖9是植入直腸941的環(huán)肌以及陰部神經(jīng)947的分支中的微型器件900的示例性電極組925、926的一個實施方案的圖示。微型器件900被植入使得第一電極925為鄰近直腸941的環(huán)肌層，而第二電極926為鄰近陰部神經(jīng)947的分支。

圖10是植入直腸1041的環(huán)肌以及肛門外括約肌的淺部1050和深部1051中的微型器件1000的示例性電極組1025、1026、1029的一個實施方案的圖示。微型器件1000被植入使得第一電極1025為鄰近直腸1041的環(huán)肌層，而第二電極1026為鄰近肛門外括約肌的淺部1050并且第三電極1029為鄰近肛門外括約肌的深部1051。

圖11是植入直腸1141的環(huán)肌以及肛門內(nèi)括約肌1130中的微型器件1100的示例性電極組1125、1126的一個實施方案的圖示。微型器件1100被植入使得第一電極1125為鄰近直腸1141的環(huán)肌層并且第二電極1126為鄰近肛門內(nèi)括約肌1130。

為了促進微型器件快速、容易且舒適地植入，本說明書還提供插入設(shè)備和導(dǎo)管。圖12a到12c描述插入設(shè)備1200的實施方案的各種結(jié)構(gòu)。圖12a是描述將插入設(shè)備的柱塞1204向下拉動以產(chǎn)生真空并且吸入肛門直腸組織的一部分的步驟的示例性插入設(shè)備1200的一個實施方案的圖示。圖12b是描述吸入到設(shè)備中的肛門直腸組織1206的一部分的圖12a中的示例性插入設(shè)備1200的相同實施方案的自上而下的視圖說明。圖12c是描述將插入設(shè)備1200的柱塞1204向上推動以脫離肛門直腸組織的圖12a中的示例性插入設(shè)備1200的相同實施方案的圖示。

在一個實施方案中，插入設(shè)備1200包括具有在離頂部的環(huán)形開口(在一個實施方案中，被任選的可移動的閥1203覆蓋)一定距離的槽1202的大體圓錐形的部分1201。柱塞1204滑動穿過還包括手柄1205的下部的圓柱形部分1210。在一個實施方案中，大體圓柱形的通道在插入設(shè)備1200內(nèi)預(yù)形成，穿過所述插入設(shè)備1200，導(dǎo)管被穿過以將微型器件植入已經(jīng)被吸入穿過槽1202的直腸粘膜和粘膜下層中。圖12a具體地描述了柱塞1204被向下拉動以產(chǎn)生真空(且閥1203關(guān)閉)來將肛門直腸組織1206(參見圖12b)比如直腸粘膜和粘膜下層吸入插入設(shè)備1200的槽1202中。圖12b顯示具有被吸入槽1202中的直腸粘膜以及粘膜下層1206的必要部分的插入設(shè)備1200的頂視圖。然后微型器件利用如以下稍后所討論的導(dǎo)管可以被插入已吸入的組織1206中。如圖12c中所示，向上推柱塞1204打開任選的閥1203，釋放真空并且在微型器件已經(jīng)被植入其中之后還釋放已吸入的組織1206。

在不是利用如上所述的柱塞的另一實施方案中，真空通過應(yīng)用抽吸至插入設(shè)備的近側(cè)部分的近端被產(chǎn)生。在一個實施方案中，計量器被用來測量并且標準化產(chǎn)生的真空的量。

圖13a至13e描述植入導(dǎo)管1300的實施方案的各種結(jié)構(gòu)。導(dǎo)管1300被設(shè)計為穿過在插入設(shè)備內(nèi)預(yù)形成的通道。圖13a是具有推進器1312以及在所述導(dǎo)管1300內(nèi)被布置為顯著的相互平行的附接的微型器件1310的植入導(dǎo)管1300的示例性結(jié)構(gòu)的一個實施方案的圖示。導(dǎo)管1300包括外部護套1311以約束推進器1312和微型器件1310。在圖13a的預(yù)配置階段，推進器1312和微型器件1310被布置為顯著地相互平行并且被約束在護套1311內(nèi)。為了促進該布置，推進器1312的前端的柔性部分1320向內(nèi)彎曲回去以形成尖的似針的邊緣1315。微型器件1310被維持在推進器1312的向內(nèi)彎曲部分1320的尖端。

圖13b是描述利用推進器1312被推出所述導(dǎo)管1300的微型器件1310的13a中的植入導(dǎo)管1300的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。操作期間，如圖13b中所示，推進器1312開始推動微型器件1310穿過導(dǎo)管的開口1325進入組織深處。圖13c是描述完全被推出所述導(dǎo)管1300的微型器件1310的13a中的植入導(dǎo)管1300的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。當微型器件1310被完全推出護套1311時，彎曲部分1320向外彈(因為由于柔性彎頭引起的反作用行為)成為更小的銳角，從而把設(shè)備1310與護套1311分隔。圖13d是描述被拉回到所述導(dǎo)管1300中的推進器1312的13a中的植入導(dǎo)管1300的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。推進器1312被拉回至護套1311中，筆直化彎曲部分1320并且因此將設(shè)備1310輕推進入組織深處。圖13e是描述被完全拉回進入所述導(dǎo)管1300的推進器1312的13a中的植入導(dǎo)管1300的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。將推進器1312完全拉進護套1311中使裝置1310脫離推進器1312，從而在組織部位釋放設(shè)備1310。

圖14a至14d是用于微型器件1420進入組織比如粘膜1428、粘膜下層1427以及固有肌層1426的植入的步驟的圖示。圖14a是描述被放置在靠近患者的腸粘膜1428的所述導(dǎo)管1400的植入導(dǎo)管1400的示例性結(jié)構(gòu)的一個實施方案的圖示。導(dǎo)管護套1421被放置在靠近患者的粘膜1428。推進器1422和微型器件1420被放置在護套1421內(nèi)。圖14b是描述微型器件1420被推出導(dǎo)管1400用于植入的步驟的14a中的植入導(dǎo)管1400的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。利用推進器1422微型器件1420被推出護套1421，使產(chǎn)生在彎曲部分1425處的鋒利邊緣刺穿組織并且植入微型器件1420。微型器件1420被植入使得微型器件1420的一端鄰近粘膜下層1427并且相反端鄰近固有肌層1426。圖14c是描述微型器件1420由于彎曲部分1425的筆直化而被配置進入組織部位深處的步驟的14a中的植入導(dǎo)管1400的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。推進器1422被緩慢地拉回，筆直化彎曲部分1425并且配置設(shè)備1420進入組織深處。圖14d是描述使微型器件1420釋放在組織部位之后導(dǎo)管1400被拉開的步驟的14a中的植入導(dǎo)管1400的示例性結(jié)構(gòu)的相同實施方案的圖示。微型器件1420被釋放在組織部位并且護套1421被拉開。在此實施方案中，尖端可以被成形或設(shè)計為具有切削邊緣以促進插入。此外，在一個實施方案中，緩沖材料比如鹽水的注入被用來產(chǎn)生更大的粘膜下層囊以容納更大的設(shè)備。

圖15是用于微型器件遞送的被放置在患者的肛門直腸區(qū)1549中的示例性插入設(shè)備1500的一個實施方案的圖示。插入設(shè)備1500被放置在患者的肛門直腸區(qū)1549用于合適的部位以及吸入組織(如根據(jù)圖12a至12c所討論的)的定位。圖16是植入肛門直腸粘膜下層的具有附接的電極組1625、1626的微型器件1600的一個實施方案的圖示。微型器件1600被植入，且第一電極1625放置于鄰近直腸環(huán)肌層1641而第二電極1626放置于鄰近肛門內(nèi)括約肌1630。

圖17是描述利用皮下注射針1703在女性患者中植入微型器件的方法的本說明書的一個實施方案的圖示。坐骨結(jié)節(jié)1701由陰道觸診鑒別并且微型器件利用皮下注射針1703經(jīng)由皮膚被植入鄰近陰部神經(jīng)1702處。環(huán)1704描述根據(jù)此實施方案用于植入微型器件的優(yōu)選的區(qū)。

在另一實施方案中，微型器件被通過直腸(perrectally)植入以使設(shè)備的一個電極鄰近陰部神經(jīng)并且第二電極鄰近肛門直腸結(jié)構(gòu)。通過直腸的或通過陰道的植入方法可以通過成像技術(shù)比如超聲被進一步協(xié)助。

圖18是根據(jù)本說明書的一個實施方案描述通過肛門內(nèi)括約肌(ias)和肛門外括約肌(eas)的示例性的選擇性刺激所獲得的代表性壓力曲線1805、1810、1815的圖。壓力曲線1805僅通過ias的選擇性刺激所獲得。ias壓力的增加是非瞬間的并且改進的ies壓力超過電刺激的持續(xù)時間。在一個實施方案中，les壓力在電刺激的中斷之后保持在改進的水平持續(xù)至少五分鐘。壓力曲線1810僅通過eas的選擇性刺激獲得。eas壓力的增加是瞬間的并且改進的ies壓力在幾分鐘之后減退，盡管繼續(xù)的電刺激。壓力曲線1815描繪通過ias和eas的同時刺激獲得的累積壓力曲線。復(fù)合的括約肌壓力的增加是瞬間的并且主要歸因于由eas壓力所做出的貢獻，并且是持續(xù)的超過刺激的持續(xù)時間并且主要歸因于由ias壓力所做出的貢獻。

在一個實施方案中，其中電刺激適合于調(diào)節(jié)根據(jù)本說明書的肛門內(nèi)括約肌的功能，肛門內(nèi)括約肌功能的這種調(diào)節(jié)通過直腸擴張被進一步調(diào)節(jié)。在一個實施方案中，通過直腸擴張的肛門內(nèi)括約肌功能的額外的調(diào)節(jié)導(dǎo)致因刺激引起的所述功能的初始調(diào)節(jié)的至少10％的增加或減少。

圖19a至19c描述微型器件的另外的實施方案。圖19a是具有作為陽極的端電極1905和作為陰極的中心電極1910的微型器件1900的一個實施方案的圖示。圖19b是具有作為陰極的端電極1905和作為陽極的中心電極1910的微型器件1900的另一實施方案的圖示。圖19c是具有作為陽極和陰極的端電極1905并且具有沒有極性的中心電極1910的微型器件1900的又一實施方案的圖示。微型器件1900包括三個電極使得每一對電極可以被單獨地控制以利用相同或不同的刺激算法刺激不同的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。

在一個實施方案中，單一的微型器件被植入兩個連續(xù)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)中(比如兩個鄰近的神經(jīng)或兩個鄰近的肌肉或進入鄰近的神經(jīng)和肌肉結(jié)構(gòu))，在兩個連續(xù)的結(jié)構(gòu)中的每一個具有一個電極。其后，兩個連續(xù)的結(jié)構(gòu)通過利用結(jié)構(gòu)特定的電極、刺激脈沖圖形、波形或算法被同時或在單獨的時間選擇性地刺激。例如微型器件可以被植入鄰近神經(jīng)和肌肉處，并且長脈沖(1毫秒-1秒)被用來刺激肌肉結(jié)構(gòu)，而短脈沖(10微秒-999毫秒)被用來刺激神經(jīng)結(jié)構(gòu)，從而從一個微型器件植入物得到神經(jīng)刺激和肌肉刺激兩者的好處。在另一實施方案中，鄰近期望結(jié)構(gòu)的電極被用作去極化電極并且鄰近另一結(jié)構(gòu)的電極被用作超極化電極以選擇性地刺激第一結(jié)構(gòu)。

在另一實施方案中，微型器件被植入鄰近包括傳入感覺神經(jīng)和傳出運動神經(jīng)兩者的神經(jīng)結(jié)構(gòu)處。在不同時間，基于患者輸入或生理感覺輸入，單一的微型器件利用低頻(﹤100hz)可以刺激運動神經(jīng)并且利用高頻(﹥100hz)抑制感覺神經(jīng)或反之亦然，取決于期望的生理結(jié)果。這將導(dǎo)致增加括約肌的張力同時阻止來自直腸的沖動感覺。

在另一實施方案中，微型器件被植入了一個電極在粘膜下層空間和肌肉結(jié)構(gòu)中的每一個。利用短脈沖(﹤1毫秒)刺激粘膜下層神經(jīng)并且利用長脈沖(≥1毫秒)刺激肌肉。粘膜下層神經(jīng)刺激和直接肌肉刺激之間的交替消除通過僅神經(jīng)或僅肌肉的連續(xù)刺激的耐受性或疲勞的問題。

在一個實例中，微型器件被植入了每個端電極在內(nèi)和外肛門括約肌中，其中肛門內(nèi)括約肌利用更加連續(xù)的刺激脈沖圖形或算法被刺激以維持連續(xù)的基礎(chǔ)張力來阻止肛門滲漏，而肛門外括約肌更加根據(jù)需要被刺激以阻止不合時宜的排便。此外，肛門內(nèi)括約肌用短脈沖被刺激以刺激肛門內(nèi)括約肌中的神經(jīng)或鄰近肛門內(nèi)括約肌的神經(jīng)，并且肛門外括約肌用長脈沖被刺激以實現(xiàn)直接的肌肉刺激或反之亦然。脈沖的頻率還可以被改變以區(qū)別地刺激神經(jīng)或肌肉或阻止通過神經(jīng)被傳輸?shù)母杏X。

在本說明書的另一實施方案中，微型器件被植入直腸的粘膜下層中，且一個電極鄰近粘膜下層神經(jīng)叢而另一電極鄰近腸肌神經(jīng)叢。腸肌神經(jīng)叢用低頻脈沖圖形或算法被刺激以刺激腸肌層神經(jīng)，而粘膜下叢用高頻脈沖圖形或算法被刺激以阻止粘膜下叢或反之亦然。在另一實施方案中，兩個叢在不同的時間用相同的脈沖圖形或脈沖算法被刺激以實現(xiàn)期望的生理效果。

在另一實施方案中，微型器件被植入肛門直腸壁中，且一個電極鄰近肛門直腸神經(jīng)叢而另一電極鄰近陰部神經(jīng)或骶神經(jīng)的分支。肛門直腸神經(jīng)叢以更加連續(xù)的方式被刺激以維持基礎(chǔ)的肛門內(nèi)括約肌張力，而陰部或骶神經(jīng)以更加根據(jù)需要的方式被刺激以產(chǎn)生肛門外括約肌擠壓壓力來中止或阻止不合時宜的排便。

在另一實施方案中，微型器件沿著陰部或骶神經(jīng)的長度被植入，其中近側(cè)的一對電極遞送高頻阻隔脈沖以阻止傳遞感覺的傳入感覺到大腦并且遠側(cè)的一對電極遞送低頻刺激脈沖以刺激內(nèi)和外括約肌中的一個或兩個以維持基礎(chǔ)的靜息張力和/或產(chǎn)生擠壓壓力。

在另一實施方案中，微型器件沿著陰部或骶神經(jīng)的長度植入，其中近側(cè)的一對電極遞送低頻刺激脈沖以刺激傳遞感覺的傳入感覺到大腦，并且遠側(cè)的一對電極遞送高頻阻隔脈沖以阻止內(nèi)和外肛門括約肌中的一個或兩個來消除基礎(chǔ)的靜息張力和/或消除擠壓壓力，從而啟動具有排便紊亂比如便秘的患者的腸運動。

在另一實施方案中，微型器件被植入，且每個端電極在肛門外括約肌的深部和淺部中，其中肛門外括約肌的兩個部分被輪流刺激，允許一個部分靜止的時候另一個被刺激，因此在沒有耐受性或肌肉疲勞的問題的情況下增加擠壓壓力的持續(xù)時間。此外，肛門外括約肌的兩個部分可以用短脈沖被輪流刺激以刺激肛門外括約肌中的神經(jīng)或鄰近肛門外括約肌的神經(jīng)，并且用長脈沖實現(xiàn)直接的肛門外括約肌刺激，因此在沒有耐受性或肌肉疲勞的問題的情況下進一步增加擠壓壓力的持續(xù)時間。

在另一實施方案中，微型器件被植入，且電極在直腸遠端的內(nèi)環(huán)肌層和肛門內(nèi)括約肌中的每一個，其中兩個結(jié)構(gòu)被同時刺激。該配置允許兩個生理結(jié)構(gòu)同步收縮并且協(xié)同增加直腸出口處的高壓力區(qū)的長度有效地增加肛門括約肌的功能性長度。這導(dǎo)致增強的括約肌的有效的能力，即使在括約肌壓力的下限。此實施方案允許維持括約肌能力即使在低水平的電刺激下并且因此減少通常在較高水平的電刺激下觀察到的耐受性或肌肉疲勞的問題。此外，直腸的環(huán)肌能夠作為高壓力區(qū)和功能性的括約肌作用，從而維持具有被損傷的括約肌比如具有導(dǎo)致會陰撕裂以及肛門括約肌損傷的產(chǎn)傷的女性的那些患者的自制。

在另一實施方案中，微型器件被植入，且電極在直腸遠端的內(nèi)環(huán)肌層和肛門內(nèi)括約肌中的每一個，其中兩個結(jié)構(gòu)被按順序刺激。這允許導(dǎo)致排便的直腸收縮以及肛管松弛。此配置能夠?qū)崿F(xiàn)由于括約肌協(xié)同失調(diào)的功能障礙的出口型便秘的治療。

具有腸易激綜合征的患者通常遭受交替的便秘以及具有糞便緊迫感的癥狀的腹瀉。在一個實施方案中，本說明書的電子醫(yī)療設(shè)備允許患者利用如上所述的不同的電極組合和不同的刺激算法控制各自的癥狀。

在另一實施方案中，本發(fā)明的設(shè)備可以利用標準引線植入技術(shù)，利用外科手術(shù)植入患者的身體中的標準的可植入的脈沖發(fā)生器以及被植入到鄰近靶向組織處的電極來體現(xiàn)。

以上實例僅僅是本發(fā)明的系統(tǒng)的許多應(yīng)用的說明。盡管本發(fā)明的僅少數(shù)的實施方案已經(jīng)在此被描述，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明可以以許多其他的特殊形式被體現(xiàn)，而并不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本實例以及實施方案將被認為是說明性的并且不是限制性的，并且本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)被修改。

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網(wǎng)址: 電刺激肛門直腸結(jié)構(gòu)以治療肛門功能障礙的系統(tǒng)和方法與流程 http://www.u1s5d6.cn/newsview734567.html