CN101272821A - 治疗胰腺疾病的自主神经刺激 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于刺激患者迷走神经的一部分以治疗胰腺疾病的方法。将至少一个电极耦合到所述患者的自主神经的至少一个部分。所述部分可以包括腹腔丛、肠系膜上丛和胸内脏神经。使用电极将电信号施加到迷走神经的所述部分以治疗胰腺疾病。

Description

治疗胰腺疾病的自主神经刺激
1.技术领域
本发明总体上涉及可植入的医疗器械，更具体地涉及使用自主神经刺激来治疗胰腺疾病的方法、设备和系统。
2.背景技术
人类神经系统(HNS)包括大脑和脊髓，总称为中枢神经系统(CNS)。所述中枢神经系统包含神经纤维。人体其余部分中的神经网络形成周围神经系统(PNS)。一些周围神经，称为脑神经，直接与大脑连接，控制各种脑功能，比如视觉、眼球运动、听觉、颜面运动和感觉。另一种周围神经系统，称为自主神经系统(ANS)，控制血管直径、肠道运动、和许多内脏器官的活动。自主神经功能包括血压、体温、心跳、和基本上包括所有无主观控制而发生的无意识活动。
和人类神经系统的其它部分相同，神经信号在连接大脑与人体其它部分的周围神经中下传和上行。神经束或者说通路，在脑和周围神经中是包被在称为髓鞘质(myelin)的套中。髓鞘使沿神经传导的电脉冲隔离。神经束可以包含达100,000个或者更多的不同类型的个体神经纤维，包括带有髓鞘的直径较大的A和B纤维以及直径小得多并且是无髓鞘的C纤维。尤其是，不同类型的神经纤维包含不同的尺寸、传导速度、刺激阈值和髓鞘形成情况(即有髓鞘的或者无髓鞘的)。
胰是相对小的器官，对于普通人，其为大约六英寸长。胰的位置紧接上腹部，并与小的内部区域相连。胰位于身体的后部，最接近脊柱。胰的深部位置使得涉及胰的疾患诊断很困难。研究者正寻求现有技术中涉及胰的疾患诊断和治疗水平的改进。
胰产生酶，所述酶帮助消化蛋白质脂肪和糖类，然后它们才能被身体通过肠吸收。另外，胰产生制造胰岛素的内啡肽细胞区。胰岛素总体上调节身体的主要能量来源的使用和贮存，所述能量来源为葡萄糖。因此，胰在身体内有两个重要的作用：外分泌功能和内分泌功能。
胰包括两类组织：多个内分泌细胞簇以及大量的外分泌组织和相连导管。这些导管产生包含消化酶的碱性流体，所述消化酶被递送到小肠以参与消化过程。零散地遍布于外分泌组织中的是产生胰岛素、糖原和各种激素的各种内分泌细胞簇。胰岛素和糖原为关键组分，其用于调节血糖水平。例如，被分泌的胰岛素主要是响应血液中升高的葡萄糖水平。然后胰岛素发挥作用以降低血液中葡萄糖的水平。由胰提供这种胰岛素控制，以调节葡萄糖水平。一种与产生不适当水平的胰岛素相关的疾病为糖尿病。
也能发生其它的胰疾病，抑制外分泌的正常功能。然而，更为常见的是与胰的内分泌活动相关的疾病，其导致血糖水平失调。估计有数百万的患者遭受由与胰相关的疾病引起的葡萄糖水平失调的痛苦。胰相关疾病通常使用各种药物和/或生物化合物如激素、人造胰岛素等来治疗。一个与现有技术水平的治疗相关的问题包括抗药性，许多人对用于治疗这些疾病的药物产生所述抗药性。另外，激素疗法和其它治疗可能产生令人非常不适的各种副作用。此外，常规的治疗可对某些患者产生有限的疗效。除了给药方案、侵入性医疗方法和/或激素疗法以外，有效治疗这些疾病和疾患的手段是相当有限的。
本发明旨在克服或者至少减轻上述一个或者多个问题的影响。
发明简述
在一个方面，本发明一种用于刺激患者的自主神经以治疗胰腺疾病的方法。将至少一个电极耦合到(coupled to)腹腔丛的至少一个部分。使用电极向所述腹腔丛的所述部分施加电信号，以治疗胰腺疾病。
在另一个方面，提供了另一种用于刺激患者的一部分迷走神经来治疗胰腺疾病的方法。将至少一个电极与患者的腹腔丛的至少一部分耦合。提供了电信号发生器。将信号发生器与至少一个电极耦合。使用电信号发生器产生电信号。将所述电信号施加到电极以治疗胰腺疾病。
在还一个方面，提供了另一种用于刺激患者的一部分迷走神经来治疗胰腺疾病的方法。将至少一个电极与患者的所述迷走神经的腹腔丛、肠系膜上丛或胸内脏中的至少一部分耦合。使用电极向所述迷走神经的至少一个分支施加电信号以治疗胰腺疾病。
附图简述
结合附图参阅下文的描述可以理解本发明，在附图中相同的标号表示相同的元件，其中：
图1是根据本发明的一个说明性实施方案的可植入的医疗器械的程式化示意图，所述医疗器械刺激脑神经以治疗患有胰腺疾病的患者；
图2示出了根据本发明的一个说明性实施方案，植入患者体内以刺激患者迷走神经的、具有外部编程用户接口的神经刺激器的一个实施方案；
图3A示出了胰、肝、迷走神经和内脏神经的程式图；
图3B示出了胰、迷走神经、胸内脏神经、迷走神经的腹腔分支和肠系膜上丛的程式图；
图4A示出了根据本发明的一个说明性实施方案，在用图2的神经刺激器电冲(firing)的过程中，当向脑神经施加电信号时，作为在特定时间给定位置的电压图的发放神经元的示例性电信号；
图4B示出了根据本发明的一个说明性实施方案，在用图2的神经刺激器发放的过程中，当向迷走神经施加阈值下除极脉冲和附加刺激时，作为在特定时间给定位置的电压图的电冲神经元(firing neuron)的示例性电信号响应；
图4C示出了根据本发明的一个说明性实施方案的示例性刺激，包括对于所述迷走神经的阈值下去极化脉冲和附加刺激，以用图2的神经刺激器电冲神经元，作为在特定时间给定位置的电压图；
图5A、5B和5C示出了根据本发明的一个说明性实施方案，用于产生刺激迷走神经以治疗胰腺疾病的电信号的示例性波形；
图6示出了根据本发明的一个说明性实施方案，描述用于治疗胰腺疾病的可植入的医疗器械的程式化方框图；
图7示出了根据本发明的说明性实施方案，描述用于治疗胰腺疾病的方法的流程图；
图8示出了根据本发明替代的说明性实施方案，描述治疗胰腺疾病的替代方法的流程图；
图9示出了根据本发明的说明性实施方案，描述进行图8的检测过程的步骤的更加详细的流程图；和
图10示出了根据本发明的说明性实施方案的更加详细的流程图，描述了基于与图8所示的胰腺疾病相关的数据，确定刺激的具体类型的步骤。
尽管本发明可以有各种修改和可供选择的形式，但其具体实施方案通过附图来举例说明，并且在本文中详细说明。然而，应当理解，本文中对具体实施方案的说明不是意在将本发明限制为所公开的具体形式，而是相反，本发明意在覆盖由权利要求书所限定的落入本发明的精神和范畴内的所有修改、等效物和替代方案。
具体实施方案详述
这里描述本发明的说明性实施方案。为了表达清晰，在此说明书中没有描述实际实施的所有特征。在开展任何这样的实际实施方案时，必须作出众多实施特定的决定以达到设计特定的目标，这可以从一种实施至另一种实施而不同。应当理解，这样一种开展尝试，尽管可能是复杂且耗时的，然而对于受本公开的利益的所属领域技术人员却是一种常规工作。
在以下的全部说明书和权利要求书中，所用的某些术语指的是特定的系统部件。如所属领域技术人员将会理解的那样，部件可以用不同的名称称谓。本文不打算区分仅有名称区别而无功能区别的部件。在以下的讨论和权利要求书中，术语“包括”以开放的方式使用，从而应当理解为表示“包括，但是不限于”。还有，术语“耦合”旨在表示直接或间接的电连接。例如，如果第一装置与第二装置耦合，该连接可以是通过直接电连接或通过经其它装置、生物组织或者磁场的间接电连接。“直接接触”、“直接附着”或者提供“直接耦合”表明第一元件的表面接触第二元件的表面，在其间没有明显衰减的介质。存在的不会充分衰减电连接的物质，如体液，不会损害直接接触。所用的词“或者”具有包含性的意义(即“和/或”)，除非明确指出相反的特殊使用。
本发明的实施方案用于通过刺激自主神经(如迷走神经分支、肠系膜上丛和/或胸内脏神经)来治疗胰腺疾病。
脑神经刺激已经成功地用于治疗多种神经系统疾患，尤其包括癫痫和其它运动疾患、抑郁症和其它神经精神疾患、痴呆、昏迷、偏头痛、肥胖症、进食障碍、睡眼障碍、心脏病(如充血性心力衰竭和心房纤颤)、高血压、内分泌疾患(如糖尿病和低血糖症)、和疼痛。例如，参见美国专利号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；和5,330,515。尽管认识到脑神经刺激可能是上述病症的恰当治疗，但是事实上对于许多脑神经(即便不是全部)的详细神经通路还保持相对末知，这使得预测任何给定疾患的疗效困难。况且，即使知道这样的通路，也同样难以预测激活影响特定疾患的特定通路的精确刺激参数。因此，脑神经刺激，尤其是迷走神经刺激，迄今尚不认为适合用于治疗胰腺疾病。
在本发明的一个实施方案中，提出了使用电信号刺激自主神经，如脑神经，如迷走神经，以治疗胰腺疾病的方法、装置和系统。在神经上的“电信号”指不是由患者身体和环境产生，而是由人工源如植入的神经刺激器施加的电活动(即，传入和/或传出的动作电位)。在本文中所公开的是使用迷走神经(脑神经X)刺激来治疗胰腺疾病的方法。在本发明的方法和装置中通常适用的神经刺激器的形式公开于，例如，转让给与本申请相同的受让人的美国专利5,154,172号。该神经刺激器可称作NeuroCybernetic Prosthesis(
Figure A20068003530800111
Cyberonics公司，Houston，Texas，即本申请的受让人)。由神经刺激器产生的电刺激的某些参数是可编程的，比如借助于可植入的电医疗器械常用的外部编程器。
本发明的实施方案提供了用于一部分自主神经的电刺激以治疗与胰腺相关的疾患。疾患如低血糖症、高血糖症、和/或其它的糖尿病或胰腺相关的疾患可通过利用可植入的医疗器械提供的电刺激来治疗。
通常，糖尿病可被分成两类：1型糖尿病和2型糖尿病。1型糖尿病为通常在孩子和青壮年中诊断出的糖尿病类型。1型糖尿病原先被称作末期糖尿病(terminal diabetes)。在1型糖尿病中，身体不能产生胰岛素。胰岛素是身体能够使用糖所必需的。与1型糖尿病相关的病症可包括低血糖症、高血糖症、酮酸中毒、和/或乳糜泻。1型糖尿病带来的并发症可包括心血管病、视网膜病变、神经损伤、肾损伤等。2型糖尿病是更加常见的糖尿病形式。在2型糖尿病中，或者是身体不能产生足够的胰岛素，或者是细胞忽略了胰岛素。因此，可发生对眼、肾和神经和/或心脏的损伤。本发明实施方案提供的电刺激可以单独使用，或与化学、生物学和/或磁刺激结合使用，以治疗与胰腺相关的疾病。
一部分迷走神经如腹腔丛可被刺激以影响胰的功能，以治疗胰腺相关的疾病。此外，胸内脏神经和/或肠系膜上丛也可被刺激以影响胰的工作，以治疗胰相关的疾病。刺激所述部分迷走神经，其为副交感神经系统，可用于改变胰的内分泌工作和/或外分泌工作的高响应性反应。
电刺激交感神经如胸内脏神经可被用于对胰提供刺激，以增加涉及一部分胰的活动水平。该类型的刺激可被用于增加胰的内分泌活动和/或外分泌活动以治疗胰相关疾病。可与各种神经如迷走神经的各种分支和/或胸内脏神经结合的神经形成区可被刺激以滋补(invigorate)胰。可控制该刺激来影响胰的功能，以便治疗胰相关疾病。另外，本发明的实施方案可用于增强其它的治疗如化学治疗、磁疗法和/或生物治疗以治疗胰相关疾病。
现在参照图1，根据本发明的一个说明性实施方案提供了可植入的医疗器械(IMD)100，其使用神经刺激来刺激患者的神经，如自主神经105，以治疗胰腺疾病。术语“自主神经”指包括脑神经纤维、左脑神经和右脑神经的脑神经的主干或者任何分支的任何部分，和/或涉及调节人体内脏的神经系统的任何部分。所述IMD100可以向行走到患者大脑125的自主神经105的神经分支120发送电信号115。所述神经分支120向患者的胰腺系统提供电信号115。神经分支120可以是神经分支120的与胰腺功能的副交感控制和/或交感控制相关联的神经分支。
IMD100可以经耦合到一个或者多个电极140(1-n)的导联(lead)135，向神经分支120发送电信号115，从而施加神经刺激。例如，利用电极140(1-n)，IMD100可以通过向耦合到迷走神经的腹腔支和/或胸内脏神经的神经分支120施加电信号115，从而刺激自主神经105。
根据本发明的一个实施方案，IMD100可以是能够通过向患者提供电神经刺激疗法，治疗涉及患者胰腺功能的疾病、疾患或者病症的神经刺激器装置。为了完成该任务，IMD100可以植入患者的适当位置中。IMD100可以向自主神经105施加电信号115，所述电信号可以包含电脉冲信号。IMD100可以产生由患者的一个或者多个胰腺特性确定的电信号115，所述胰腺特性为低血糖症、高血糖症、其它的糖尿病病症、激素失调症和/或其它胰腺相关疾病。这些胰腺特性可以比作一个或者多个在预定范围内的对应值。IMD100可以向神经分支120或者自主神经105内的神经束施加电信号115。通过施加电信号115，IMD100可以治疗或者控制患者的胰腺功能。
可以用于本发明的可植入医疗器械100包括各种电刺激装置中的任一种，比如能够刺激患者神经结构的神经刺激器，尤其是用于刺激患者的自主神经，如迷走神经。IMD100能够发送受控的电流刺激信号。尽管IMD100就自主神经刺激，特别是迷走神经刺激(VNS)而加以说明，但所属领域普通技术人员会认识到本发明不受此限制。例如，可以应用IMD100刺激其它自主神经、交感或者副交感、传入和/或传出、和/或其它神经组织，比如患者的一个或者多个脑结构。
在公认的脑神经临床标记中，第十脑神经是起源于脑干125的迷走神经。迷走神经穿过颅骨孔至头、颈和躯干部分。迷走神经出颅骨后分枝成左支和右支。左和右迷走神经分支既包括感觉神经纤维也包括运动神经纤维。迷走感觉神经纤维的细胞体附着于位于脑125外的神经节群中的神经元，迷走运动神经纤维的细胞体附着于位于脑灰质内125内的神经元142。迷走神经是副交感神经，是周围神经系统(PNS)的一部分。脑神经的躯体神经纤维涉及意识活动，并且将CNS连接到皮肤和骨骼肌。这些神经的自主神经纤维涉及无意识活动，并且将CNS连接到内脏器官如心脏、肺、胃、肝、胰、脾和肠。因此，为了提供迷走神经刺激(VNS)，可以在单侧或者双侧刺激患者的迷走神经，其中将刺激电信号分别施加于迷走神经的一个或者两个分支。例如，耦合电极140(1-n)包括将电极耦合到选自左迷走神经和右迷走神经中的至少一个脑神经。术语“耦合”可包括有效固定、紧接定位等。电极140(1-n)可以耦合到患者迷走神经的分支。神经分支120可以选自左迷走神经主干、右迷走神经主干、迷走神经的腹腔支、肠系膜上丛、和/或胸内脏神经。
向选定的自主神经105施加电信号115可包括：产生选自传入动作电位、传出动作电位、传入超极化和传出超极化中的响应。IMD100可以产生用于治疗胰腺疾病的传出动作电位。
IMD100可以包括电信号发生器150和与之操作性地(operatively)耦合的控制器155，以产生电信号115用于引起神经刺激。所述刺激发生器150可以产生电信号115。控制器155可以适用于向自主神经105施加电信号115，以用于向患者提供电神经刺激疗法以治疗胰腺疾病。控制器155可以指引刺激发生器150产生电信号115，刺激迷走神经。
为了产生电信号115，IMD100还可以包括电池160、存储器165、和通信接口170。更具体地，电池160可以包含可充电的电源电池(p14L1x)。电池160提供操作IMD100(包括电子操作和刺激功能)用的电力。在一个实施方案中，电池160可以是锂/亚硫酰氯电池，或者在另一个实施方案中，可以是锂/一氟化碳电池。在一个实施方案中，存储器165能够存储各种数据，如操作参数数据、状态数据等，以及程序代码。通信接口170能够提供向和从外部单元发送和接收电子信号。所述外部单元可以是一种能够编程IMD100的装置。
IMD100可以是单个装置或一对装置，将它植入并电耦合到导联135，其又与例如植入在迷走神经的左和/或右分支上的电极140耦合。在一个实施方案中，电极140(1-n)可以包括与一套传感电极分开的一套刺激电极。在另一个实施方案中，可以采用同样的电极进行刺激和传感。可以按照需要为给定的应用选择电极的具体类型或者组合。例如，可以使用适用于耦合迷走神经的电极。电极140可以包含双极刺激电极对。那些受益于本发明的所属领域技术人员会理解，本发明可以使用许多电极设计。
使用电极140(1-n)，刺激发生器150可以向选定的自主神经105施加预定的电脉冲序列，以对患有胰腺疾病的患者提供治疗性神经刺激。虽然所选取的自主神经105可以是迷走神经，但是电极140(1-n)可以包括至少一个神经电极，用于植入在患者迷走神经上对其直接刺激。或者，神经电极可以在患者迷走神经的分支上植入或者紧接放置，以对其直接刺激。
IMD100的一个具体实施方案可以是可编程的电信号发生器。这种可编程的电信号发生器可以是能够编程确定电信号115。通过使用至少一个选自电流量、脉冲频率和脉冲宽度中的参数，IMD100可以治疗胰腺疾病。IMD100可以检测胰腺疾病的症状。响应于检测症状，IMD100可以开始施加电信号115。例如，可以使用传感器检测胰腺疾病的症状。为了治疗胰腺疾病，IMD100可以在第一疗程中施加电信号115，并且在第二疗程中使用电极140进一步向自主神经105施加第二电信号。
在一个实施方案中，所述方法可以进一步包括检测胰腺疾病的症状，其中响应于症状的检测开始向自主神经105施加电信号115。在另一个实施方案中，检测症状可以由患者进行。这可以包括主观观察患者经受的胰腺疾病症状。替代或者补充地，所述症状可以通过对患者进行胰腺疾病化验来检测。
所述方法可以以单一治疗方案或多重治疗方案进行。“治疗方案”在本文中尤其是指电信号115的参数、施加所述信号的持续时间、和/或所述信号工作周期。在一个实施方案中，所述向自主神经105施加电信号115是在第一疗程中进行，并且还可以包括在第二疗程中使用电极140对脑神经施加第二电信号的步骤。在另一个实施方案中，所述方法可以包括检测胰腺疾病的症状，其中在检测到症状时开始第二疗程。患者可以通过在第一个长期疗程中接收第一电信号和在第二个短期疗程中接收第二电信号而受益。如果执业医师认为有利，可以使用三个或者更多的疗程。
图1中所示的IMD100的具体实施方案示于图2中。如图中所示，根据本发明的说明性实施方案，可以包含许多电极如电极226、228的电极组件225可以耦合到自主神经105如迷走神经235。导联135耦合到电极组件225并且被固定，同时保持对胸和颈运动的挠曲能力。导联135可以通过缝线连接而被固定到附近的组织。电极组件225可以向自主神经105发送电信号115，引起所希望的神经刺激，以治疗胰腺疾病。使用所述电极226、228，可以在患者体内200刺激所选取的脑神经如迷走神经235。
尽管图2示出了一种用于刺激颈区中的左迷走神经235的系统，受益于本公开的本领域技术人员将会理解，用于神经刺激的电信号105可以除了左迷走神经之外或者代替左迷走神经，施加于右颈迷走神经，或者任何自主神经，并保留在本发明的范畴中。在这样的一个实施方案中，基本如上讨论的导联135和电极225组件可以耦合到相同或者不同的电信号发生器。
外部的编程用户接口202可以由保健专业人员对特定的患者使用，以初始编程和/或以后再编程IMD100，如神经刺激器205。所述神经刺激器205可以包括可以是可编程的电信号发生器150。为了能够医生编程电脉冲序列的电参数和定时参数，外部的编程系统210可以包括基于处理器的计算装置，比如计算机、个人数字助理(PDA)装置或者其它合适的计算装置。
使用外部的编程用户接口202，外部的编程系统210的用户可以编程所述神经刺激器205。在所述神经刺激器205与外部编程系统210之间的通信可以使用所属技术领域内公知的任何一种常规技术实现。所述神经刺激器205可以包括使信号能够在外部的编程用户接口202(比如调谐棒(wand))与所述神经刺激器205之间无线通信的收发器(比如线圈)。
神经刺激器205具有在头部(header)220带导电连接器的壳体215，所述神经刺激器205可以植入在患者胸部的由植入手术医生刚好在皮肤下形成的袋或者腔中，例如很像将被植入的起搏器脉冲发生器。将刺激神经电极组件225(优选包含电极对)导电连接到绝缘的导电导联组件135的远端，所述导联组件135优选包含一对导线并且于其近端附着在壳体215上的连接器上。所述电极组件225手术耦合到患者颈部的迷走神经235。电极组件225优选包括双极的刺激电极对226、228，如1986年3月4日授予Bullara的美国专利4,573,481号中描述的电极对，其全文引用于本文作为参考。所属领域技术人员会理解，在本发明中可以使用很多电极设计。两个电极226、228优选包绕在迷走神经周围，并且通过螺旋锚固系绳(spiral anchoring tether)230将电极组件225固定在神经235上，所述螺旋锚固系绳230为例如1990年12月25日授予Reese S.Terry，Jr且转让于与本申请相同的受让人的美国专利4,979,511中公开的螺旋锚固系绳。
在一个实施方案中，自调节大小(self-sizing)且柔软的电极组件225开放的螺旋式设计(详细说明于以上引述的Bullara专利中)将对于神经的机械损伤降到最低，并且允许与所述神经进行体液交换。电极组件225与所述神经形态相符，通过使之有大的刺激接触面积而提供低刺激阈值。结构上，电极组件225包含导电材料如铂、铱、铂-铱合金和/或其氧化物的两个电极带(未示出)。所述电极带分别结合到两个螺旋电极的弹性体部分的内表面上，所述两个螺旋电极可以包含三环螺旋组件的两个螺旋环。
在一个实施方案中，导联组件230可以包括两个不同的导线，或包括同轴电缆，所述同轴电缆的两个导电元件分别耦合所述导电的电极带之一。一个适用的将导线或者电缆耦合到所述电极的方法包括间隔组件，如1996年7月2日授予Steven Maschino等并且转让给与本申请相同的受让人的美国专利5,531,778中所述，尽管也可以使用其它公知的耦合技术。每个环的弹性体部分优选由硅橡胶构成，并且第三环起到电极组件225的锚固系绳的作用。
在一个实施方案中，IMD100(图1)的电极140(1-n)可以传感或者检测患者身体200内的任何目标症状参数。例如，耦合到患者迷走神经的电极140可以检测与胰腺功能相关联的因素。电极140(1-n)可以传感或者检测胰腺疾病病情。例如，可以采用传感器或者能够提供代表患者的与胰腺功能的活性相关联的身体参数的传感信号的任何其它元件。
在一个实施方案中，可对所述神经刺激器205编程，用于以程序化的时间间隔(例如，每隔五分钟)发送电偏置信号。在一个替代实施方案中，可对所述神经刺激器205编程，用于在检测到事件时或者在另一个事件时启动电偏置信号以实施治疗。基于该检测，可以响应从一个或者多个传感器接收的表明相应的受监测的患者参数的信号，对所述患者确定程序化的治疗。
如在图1中所示，电极140(1-n)可以用于本发明的某些实施方案中，以触发经电极组件225对迷走神经235施用电刺激治疗。使用这样传感到的身体信号来触发或者启动刺激治疗，在下文中称为“主动”、“触发”或者“反馈”的施用模式。本发明的其它实施方案采用连续的、周期性的或者间歇的刺激信号。根据程序化的开/关工作周期，将这些信号施加到迷走神经(其每个都构成连续施加信号的形式)。可以不用传感器来触发治疗实施。此类提供可以称为“被动的”或者“预防性的”治疗模式。不论是主动的还是被动的电偏置信号都可以由根据本发明的单个神经刺激器组合或者提供。
电信号发生器150可以使用由本申请受让人从Register ofCopyrights，Library of Congress(国会图书馆著作权注册处)取得版权的一类编程软件编程，或者用基于本说明书的其它适用软件编程。可以使用编程棒(programming wand)(未示出)来促进外部的编程用户接口202与电信号发生器150之间的射频(RF)通信。所述棒和软件允许在植入所述神经刺激器205之后能够与电信号发生器150无创通信。所述棒可以用内部电池供电，并且设有“电源开”灯以指示充足的通信用电力。可以提供另一个指示灯来表示在所述棒与所述神经刺激器205之间发生数据传输。
所述神经刺激器205可以对迷走神经分支和/或自主神经系统的任何部分提供迷走神经刺激(VNS)治疗。所述神经刺激器205可以手动或自动地启动，以经电极226、228向所选取的脑神经发送电偏置信号。所述神经刺激器205可以编程，用于在启动时连续地、周期地或者间歇地发送电信号105。
下面参照图3A和3B，示出了胰、肝、右迷走神经、左迷走神经、迷走神经的腹腔支、肠系膜上丛、和胸内脏神经的程式化图。IMD100可被用于刺激一部分自主神经如迷走神经，包括一部分腹腔丛。另外，IMD100可以被用于刺激一部分胸内脏神经，其从人体的一部分交感干分出支路。图3A和3B中所示的图已经简化以简易清楚地说明。本领域技术人员应理解，为了表达清楚已经简化了各种细节。
同时参照图3A和3B，腹腔丛补养胰。腹丛神经节是各部分迷走神经和胸内脏神经间的交点。从腹丛神经节出现的神经可直接接触胰。腹丛神经节和腹腔丛是指为胰供应神经的交感自主神经纤维和/或迷走神经纤维的会聚部位。包含右迷走神经和左迷走神经的副交感神经，可以被刺激以实施胰的各部分的运行。例如，迷走神经的副交感神经特性可被刺激，使得可以实施内分泌行为和/或外分泌行为。由于刺激的副交感类型，对迷走神经分支的刺激可以引起与胰相关的过度活动型疾病的减轻。例如，低血糖症可通过刺激迷走神经的腹腔支来治疗。对这些神经的刺激可具有副交感作用以减少胰的活动，从而控制由胰产生胰岛素、激素、消化酶和/或糖原的水平。这可以导致所期望的血液中葡萄糖水平的升高。因此，可以进行胰的副交感神经刺激来治疗低血糖症。
除腹丛神经节以外，可以进行部分胸内脏神经的刺激来“激励”胰的运行。例如胸内脏神经的交感特性可以刺激胰的内分泌工作而产生充足的胰岛素和糖原、和/或各种类型的激素。例如，刺激交感神经如胸内脏神经可以充分激发胰来刺激葡萄糖的产生，从而提高体内胰岛素的水平以控制高血糖症。另外，对胸内脏神经的刺激可用于促进胰的其它内分泌活动如激素和/或消化酶的生成。
此外，涉及过量激素产生的疾病可以通过如下来治疗：刺激迷走神经的腹腔丛，并使用迷走神经的副交感效应以降低激素产生来治疗这类疾病。使用自主神经刺激对胰进行治疗，这可以利用人体内总的神经系统的反馈系统以传出方式直接影响胰的运行和/或以传入方式影响胰的运行来进行。在一个实施方案中，可以基本上同时进行传出纤维和传入纤维的刺激来治疗胰腺疾病。
本发明的实施方案提供用于从电极到一部分的右迷走神经、左迷走神经、和/或交感神经如胸内脏神经的有效耦合。电极可以被有效地耦合到在此所述的各部分神经。术语“有效耦合”可以包括直接耦合电极到神经、或将电极紧密地位于神经附近，使得发送到电极的电信号可以被引导以刺激在此所述的神经。
本文所述的电刺激治疗可以单独或与另一种类型的治疗相结合，用于治疗胰腺相关的疾病。例如，电刺激治疗可以与一种化学药剂如各种药物结合应用，以治疗涉及胰的各种疾患。因此，患者可以服用胰岛素注射剂或片剂或其它药物，其中这些药物的疗效可以通过向本文所述的神经的各部分提供电刺激来加强，以治疗与胰相关的疾病，如糖尿病。此外，可以与生物制剂如激素相关的治疗相结合，进行所述电刺激。因此，可以通过应用由IMD100提供的刺激来加强激素治疗。电刺激治疗还可以与其它类型的治疗如磁刺激治疗和/或生物治疗结合进行。将所述电刺激与化学治疗、磁治疗和/或生物治疗相结合，可以减少与某些药物和/或生物制剂相关的副作用。
除了传出纤维刺激外，还可以结合上述的阻滞型刺激提供额外的刺激。传出阻滞可以通过加强刺激信号的超极化实现，如下所述。本发明的实施方案可以用于引起IMD100进行结合信号阻滞的刺激，以治疗胰腺疾病。使用来自IMD100的刺激，抑制副交感神经部分，从而实现刺激阻滞，其中还可以刺激副交感神经的各部分以影响患者体内的胰机制。以此方式，可以通过IMD100进行传入刺激以及传出刺激，以治疗各种胰腺疾病。
根据本发明的一个实施方案，图4提供了示例的发放神经元的电信号的程式化图，它是在发放过程中在特定时间、给定位置的电压图。典型的神经元具有约-70mV的静息膜电位，由跨膜离子通道蛋白维持。当所述神经元的一部分达到一个约-55mV的发放阈值时，此处的离子通道蛋白使得细胞外钠离子快速进入，这将膜除极到约+30mV。然后除极波就沿神经元传播。在给定位置除极以后，钾离子通道开放，以使细胞内钾离子离开细胞，将膜电位降低到约-80mV(超极化)。跨膜蛋白需要约1ms将钠和钾离子恢复到它们起始的细胞内和细胞外浓度，并使得随后产生动作电位。本发明可以提高或者降低静息膜电位，从而使得达到发放阈值的可能性增加或降低，并随后增加或者减少任何特定神经元的发放速率。
参见图4B，根据本发明的一个说明性实施方案，示出了发放神经元的示例性电信号响应，这是由图2的神经刺激器在发放过程中在特定时间、给定位置的电压图。如在图4C中所示，根据本发明的一个说明性实施方案，对于脑神经105如迷走神经235的示例性刺激包括阈值下除极脉冲和附加的刺激，可以应用所述示例性刺激来发放神经元。图4C中所示的刺激绘出了为图2的神经刺激器在特定时间、给定位置的电压图。
所述神经刺激器可以向自主神经105施加图4C的刺激电压，所述自主神经105可以包括传入纤维、传出纤维或者这两者。该刺激电压可以引起图4B中所示的响应电压。传入纤维将信息从四肢传向大脑；传出纤维将信息从大脑传向四肢。迷走神经235可以既包括传入纤维也包括传出纤维，并且可以使用所述神经刺激器205刺激其中之一或者两者。
自主神经105可以包括在交感神经系统、副参交感神经系统或者这两者中传输信息的纤维。在交感神经系统中诱导动作电位可以得到类似于在副交感神经系统中阻断动作电位所产生的结果，反之亦然。
返回到图2，所述神经刺激器205可以根据用于刺激迷走神经235的一个或者多个编程的参数产生电信号115。在一个实施方案中，所述刺激参数可以选自电流值、脉冲频率、信号宽度、开启时间和关闭时间。表1中提供了这些刺激参数中每个参数的范围的示例列表。所述刺激参数可以是任何适当的波形；根据本发明一个实施方案的示例波形在图5A-5C中示出。具体地，在图5A-5C中表示的示例波形描绘了电信号115的产生，所述电信号115可相对于限定范围内的值通过如下因素而被限定，所述因素涉及以下中的至少一种：患者的低血糖水平、高血糖水平、反常的消化酶水平、激素失调引起的心率波动、低血糖症、高血糖症、1型糖尿病、2型糖尿病、酮酸中毒、乳糜泻和肾病。
根据本发明的一个说明性实施方案，所述神经刺激器205可以使用各种电信号图形。这些电信号可以包括许多类型的脉冲，例如有可变幅度、极性、频率等等的脉冲。例如，示例性波形5A描绘了，电信号115可以由固定的振幅、不变的极性、脉冲宽度和脉冲周期来限定定。示例性波形5B描绘了，电信号115可以由可变的振幅、不变的极性、脉冲宽度和脉冲周期来限定。示例性波形5C描绘了，电信号115可以由具有相对缓慢放电的电流量、不变的极性、脉冲宽度和脉冲周期的固定振幅脉冲来限定。还可以使用其它类型的信号，比如正弦波形等等。电信号可被电流信号控制。
表1
  参数   范围
  输出电流   0.1-6.0mA
  脉冲宽度   10-1500μs
  频率   0.5-250Hz
  开启时间   1秒和以上
  关闭时间   0秒和以上
  扫频   10-100Hz
  随机频率   10-100Hz
开启时间和关闭时间参数可以用于限定间歇的图形，其中可以产生重复的信号系列，用于在开启时间中刺激神经105。这样一种序列可以称为“脉冲群(pulse burst)”。在该序列后可以是不产生信号的周期。在该周期中，使神经从所述脉冲群期间的刺激恢复。这些交替的刺激周期和空闲周期的开/关工作周期可以具有一个比率，其中可以将关闭时间设为零，以提供连续的刺激。或者，空闲时间可以长达一天或者更多，在此情况下所述刺激可以设为每天一次或者甚至更长的间隔。然而通常，“关闭时间”与“开启时间”的比率可以在约0.5到约10的范围内。
在一个实施方案中，每个信号的宽度可以设定为不大于约1ms的值，比如约250-500μs，并且信号重复频率可以被编程在约20-250Hz的范围内。在一个实施方案中，可以使用150Hz的频率。还可以施用不一致的频率。在脉冲群期间，通过从低频到高频的扫频，或者反之，可以改变频率。或者，在群内相邻的单个信号之间的定时可以随机地改变，从而可以在频率范围内以任何频率产生两个相邻的信号。
在一个实施方案中，本发明可以包括将至少一个电极耦合到两个或者更多个脑神经中的每一个上。(在本文中，两个或者更多个脑神经指的是有不同的名称或者数字标记的两个或者更多个神经，而不是指特定神经的左分支和右分支)。在一个实施方案中，可以将至少一个电极140耦合到每一个迷走神经235和/或迷走神经的分支。电极140可以操作性地耦合到左右迷走神经的主干、腹腔丛、肠系膜上丛和/或胸内脏神经。术语“操作性地”耦合可以包括直接或者间接耦合。在该实施方案中或者涉及两个或者更多个脑神经的其它实施方案中，每个神经都可以根据可以在两个神经之间独立的特定激活模式而被刺激。
另一种用于刺激的激活模式是编程神经刺激器205的输出，使该输出达到患者可以耐受的最大振幅。所述刺激可以在预定的时间周期内循环地开关，接着是一个相对长的无刺激间隔。当脑神经刺激系统是完全地在患者体外时，可能需要较高的电流振幅来克服由于缺乏与迷走神经235的直接接触和患者皮肤的额外阻抗而造成的衰减。尽管外部系统比可植入的系统通常要求更大的能耗，但其优点在于可以不用手术来更换其电池。
结合本发明的实施方案可以进行其它类型的间接刺激。在一个实施方案中，本发明包括与本发明的IMD100一起向患者的大脑125提供无创的经颅磁刺激(TMS)以治疗胰腺疾病。TMS系统包括在美国专利5,769,778；6,132,361；和6,425,852中所公开的那些系统。在使用TMS时，可以将它作为辅助治疗，结合脑神经刺激一起使用。在一个实施方案中，TMS和直接的脑神经刺激两者都可以进行以治疗胰腺疾病。其它类型的刺激，比如化学刺激治疗胰腺疾病，可以与IMD100结合进行。
返回到用于提供自主神经刺激的系统，比如图1和图2中所示的系统，可以按至少两个不同的模式提供刺激。当仅基于程序化的关闭时间和开启时间提供脑神经刺激时，所述刺激可以称为被动的、非主动的、或者无反馈的刺激。反之，刺激可以根据患者身体或者精神中的改变，通过一个或者多个反馈环路触发。这种刺激可以称为主动刺激或者反馈环路刺激。在一个实施方案中，反馈环路刺激可以是手动触发的刺激，其中患者手动引起程序化的开启时间/关闭时间循环外的脉冲群启动。患者可以手动启动神经刺激器205，刺激自主神经105，以治疗胰腺疾病的急性发作，比如过高的血糖水平。还可以允许患者在医生确立的限度内改变向所述自主神经施加的信号的强度。例如，可以允许患者改变信号的频率、电流、工作周期或其组合。在至少一些实施方案中，可以对神经刺激器205编程，响应手动启动在相对长的时间周期产生刺激。
举例而言，患者启动神经刺激器205可以涉及使用外部的控制磁体，用于操作植入装置中的簧片开关。某些其它的手动和自动启动可植入的医疗器械的技术公开于授与Baker，Jr等人的、转让给本申请的同一受让人的美国专利5,304,206(“206专利”)。根据该‘206专利，手动启动或者停止电信号发生器150的器件可以包括传感器，比如压电元件，其安装于发生器壳体的内表面，并且适用于由患者在植入部位检测轻拍。对患者身体200内电信号发生器150的位置上方的皮肤的快序列中的一个或者多个轻拍可以编程到植入的医疗器械100中，作为启动电信号发生器150的信号。例如，间隔稍长持续时间的两个轻拍可以编程到IMD100中，以表示希望停止电信号发生器150。可以给予所述患者有限的对所述装置操作的控制程度，这可以由主治医生指示或录入的程序所确定。患者还可以使用其它适用的技术或者设备来启动所述神经刺激器205。
在一些实施方案中，在本发明中可以使用除手动引发的刺激以外的反馈刺激系统。自主神经刺激系统可以包括传感导联，该传感导联在其近端与刺激导联和电极组件一起耦合到头部。传感器可以耦合到所述传感导联的远端。所述传感器可以包括温度传感器、呼吸参数传感器、心脏参数传感器、脑参数传感器、或者关于其它身体参数的传感器。所述传感器还可以包括神经传感器，用于感测在神经如脑神经(如迷走神经235)上的活动。
在一个实施方案中，传感器可以感测对应于胰腺疾病症状的身体参数。如果传感器要用于检测医学疾病的症状，可以将信号分析电路结合进神经刺激器205中，以处理和分析来自传感器的信号。在检测胰腺疾病的状态时，可以将经处理的数字信号提供给所述神经刺激器205中的微处理器，以触发向自主神经105施用电信号115。在另一个实施方案中，检测所关注的症状可以触发刺激程序，所述刺激程序包括不同于被动刺激程序的刺激参数。这可能需要提供较高的电流刺激信号或者提供较高的开启时间对关闭时间的比率。
响应于传入动作电位，所述检测通信器可以检测症状特征变化的指征。所述检测通信器可以提供对所述症状特征变化的指征的反馈，以调制电信号115。响应于给该指标提供反馈，电信号发生器150可以调节传入动作电位以提高患者体内药物的疗效。
所述神经刺激器205可以使用存储器165来存储疾病数据和分析所述数据的例行程序。所述疾病数据可以包括感测的身体参数或者指示所感测的参数的信号。该例行程序可以包含软件和/或固件指令以分析所感测的激素活性，用于判断电神经刺激是否有利。如果所述例行程序判断所述电神经刺激是需要的，则所述神经刺激器205就可以向神经结构如迷走神经235提供适当的电信号。
在某些实施方案中，IMD100可以包含神经刺激器205，所述神经刺激器205具有作为主体的壳体215，图1～2中所示的电子器件可以装在并密封在所述壳体中。对所述主体的耦合可以是设计有终端连接器的头部220，用于连接到导电的导联135的近端。所述主体可包含钛壳，并且所述头部可以包含透明的丙烯酸聚合物或者其它硬的、生物兼容的聚合物如聚碳酸酯，或者可以植入人体内的任何材料。从所述头部的导电的导联组件230伸出的导联135可以在远端耦合到电极140(1-n)。利用各种方法将导联135操作性地耦合到迷走神经235的组织，可以将电极140(1-n)耦合到神经结构，比如迷走神经235。因此，电流可以从导联135的一个末端经靠近迷走神经235的组织向电极如电极226(图2)、向第二电极如电极228和导联135的第二末端而发生。
现在转看图6，示出了根据本发明的说明性实施方案提供的IMD100的示意方框图。IMD100可以包含能够控制IMD100操作的各个方面的控制器610。控制器610能够接收内部的数据和/或外部的数据，并且能够向患者身体的目标组织产生和发送刺激信号。例如，控制器610可以接收操作人员从外部发出的手动指令，或可以基于内部的计算和编程进行刺激。控制器610能够基本上影响IMD100的所有功能。
控制器610可以包含各种构件(p32 L15)，比如处理器615、存储器617等等。处理器615可以包含一个或者多个微控制器、微处理器等等，它们能够执行各种软件构件的操作。存储器617可以包含各种存储器部分，其中可以存储多种类型的数据(例如，内部数据、外部的数据指令、软件代码、状态数据，诊断数据，等等)。存储器617可以包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存等等。
IMD100还可以包含刺激单元620。刺激单元620能够产生刺激信号，并经导联向一个或者多个电极发送刺激信号。多个导联122、134、137可以耦合到IMD100。可以基于从控制器610发出的指令，由刺激单元620向导联122实施治疗。刺激单元620可以包含各种电路，比如刺激信号发生器、用于控制由导联“看到”的阻抗的阻抗控制电路、和其它接收涉及要进行的刺激类型的指令的电路。刺激单元620能够在导联122上发送受控制的电流刺激信号。
IMD100还可以包含电源630。电源630可以包含电池、调压器、电容器等等，用于提供用于操作IMD100的电力，包括发送所述刺激信号。电源630包含电源电池，在一些实施方案中所述电源电池可以是可充电的。在其它的实施方案中，可以使用非充电的电池。电源630提供用于操作IMD100的电力，所述操作包括电子操作和刺激功能。电源630可以包含锂/亚硫酰氯电池或者锂/一氟化碳电池。也可以使用在可植入的医疗器械技术领域内公知的其它电池类型。
IMD100还可以包含通信单元660，该通信单元能够便利IMD100与各种装置之间的通信。具体地，通信单元660能够提供：向外部单元670发送电子信号，和从外部单元670接收电子信号。外部单元670可以是能够编程IMD100的各种模块和刺激参数的装置。在一个实施方案中，外部单元670是计算机系统，其能够执行数据采集程序。外部单元670可以在基站如医生办公室，由保健人员如医生来控制。外部单元670可以是计算机，优选手持计算机或者PDA，然而可替代地包含能够电子通信和编程的任何其它装置。外部单元670可以向IMD100中下载各种参数和程序软件，用于编程可植入装置的操作。外部单元670还可以从IMD100接收和上传各种状态情况和其它数据。通信单元660可以是硬件、软件、固件和/或其任何组合。外部单元670与通信单元660之间的通信可以经无线的或者其它类型的通信进行，由图6中的线675一般性说明。
IMD100还包含检测单元695，其能够检测患者胰腺功能的各种情况和体征。例如，检测单元695可包含硬件、软件和/或固件，它们能够确定血糖水平、激素水平、或其它类型的指征，这可以为胰的内分泌工作和/或外分泌工作提供洞察力。检测单元695可以包含用于解读源自能够测量葡萄糖水平、激素水平等的各种传感器的数据的器件。另外，检测单元695可以解读源自外部源的数据。外部输入可以包括如得自如下的数据：激素采样、验血、血糖检验、和/或其它生理检验。
检测单元695还可以检测来自患者或操作员的输入，以指示胰相关疾病的发作，如低血糖水平、高血糖水平、反常的消化酶水平、激素失调引起的心率波动、低血糖症、高血糖症、1型糖尿病、2型糖尿病、酮酸中毒、乳糜泻、肾病等。基于由检测单元695解读的数据，IMD100可以向一部分迷走神经和/或胸内脏神经发送刺激信号，以影响胰腺的功能。
IMD100还可以包含刺激靶单元690，其能够将刺激信号引导到操作性地耦合到自主神经的各部分的一个或者多个电极。刺激靶单元690可以将刺激信号引导到腹腔丛、肠系膜上丛和/或胸内脏神经。以此方式，刺激靶单元690能够瞄准胰腺区域的预定部分。因此，对于由检测单元695检测到的特定数据类型，刺激靶单元690可选择特定部分的自主神经来进行传入、传出、或传入-传出组合刺激，以治疗涉及胰的疾病。因此，在与胰相关的疾病如低血糖症、消化酶水平、和/或高血糖症发作时，或在执行预定的治疗方案时，IMD100可以选择自主神经的各部分来刺激。更具体地，IMD100可以选择腹腔丛、肠系膜上丛、和/或胸内脏神经中的一个或多个用于刺激，以进行传出、传入、和/或传出-传入结合刺激来治疗胰相关疾病。
图6中的IMD100方框图中所绘的一个或者多个方框可以包含硬件单元、软件单元、固件单元和/或其任何组合。另外，图6中所示的一个或者多个方框可以与其它方框结合，所述其它方框可以代表电路硬件单元、软件算法等等。另外，与图6中所绘的各种方框相关的任何数量的电路单元或者软件单元都可以结合到可编程的装置中，比如现场可编程门阵列、ASIC装置等。
现在转看图7，提供了根据本发明的一个说明性实施方案，描绘治疗胰腺疾病方法的流程图。电极可以耦合到自主神经的一部分以进行刺激功能和/或阻断功能来治疗胰腺疾病。在一个实施方案中，可以将多个电极置于电接触或紧接所述自主神经的一部分，以向所述自主神经的所述部分(方框710)发送刺激信号。然后IMD100可以基于涉及患者胰相关疾病的一个或者多个特性(方框720)，产生受控的电信号。这可以包括预定的电信号，所述预定的电信号基于患者的具体病症预先编程，所述病症为例如低血糖水平、高血糖水平、消化酶水平、激素失调等。例如，医生可以对要提供的刺激类型(例如传出、传入、和/或传入-传出组合刺激)预先编程，以便基于患者的胰腺相关的疾病类型来治疗患者。然后IMD10可以产生信号，比如受控电流的脉冲信号，以影响患者胰腺系统一个或者多个部分的工作。
然后IMD100可以向部分的自主神经发送刺激信号，这由因素如低血糖水平、高血糖水平、激素失调因素、涉及消化酶的因素等(方框730)所确定。施加电信号可以发送到右和/或左迷走神经的主干、腹腔丛、肠系膜上丛、和/或胸内脏神经。在一个实施方案中，施加刺激信号可以被设计为促进传入效应，以衰减或增强胰的内分泌和/或外分泌功能性的。在另一个实施方案中，施加刺激信号可以被设计为促进涉及如下信号的阻滞效应以治疗胰相关疾病，所述信号被从大脑向胰腺系统的各部分发送。例如，过度响应(hyper-responsiveness)可以通过阻滞从大脑向胰各部分的各种信号来消除。这可以通过向向自主神经发送特定类型的受控电信号如受控电流信号来完成。在又一个实施方案中，还可以结合传出阻滞来刺激传入纤维，以治疗胰腺疾病。
根据本发明的实施方案，可以替代地采用附加的功能，如检测过程。可以采用所述检测过程，使得身体功能的外部检测和/或内部检测可以用于调节IMD100的操作。
下面转到图8，示出了根据本发明的一个替代实施方案来说明的方法的方框图。IMD100可以进行数据库检测过程(方框810)。所述检测过程可以包含检测胰腺活动的各类特性，如低血糖水平、高血糖水平、消化酶水平、激素失调因素酮水平引起的心率波动等。进行所述检测过程的步骤的更加详细的描述参见图9和下面的伴随说明。在进行所述检测过程后，IMD100可以确定所检测的疾病是否足够严重，以基于在所述检测过程中进行的测量来进行治疗(方框820)。例如，可以检查血糖水平，以确定它是否大于希望IMD100干预的预定值。在确定该疾病不足以通过IMD100治疗后，继续进行所述检测过程(方框830)。
在确定该疾病足以用IMD100治疗后，作出基于所涉疾病的数据进行刺激刺激类型的判断(方框840)。所述刺激的类型可以用各种方式确定，比如在可以存储在存储器617中的查找表中进行查找。或者，所述刺激的类型可以通过来自外部源如外部单元670的输入或者来自患者的输入确定。此外，确定刺激类型还可以包括确定要发送刺激的位置。因此，作出可以用于发送所述刺激信号的特定电极的选择。确定刺激信号类型的更加详细的描述示于图10和以下的伴随说明中。
在确定要发送的刺激的类型后，IMD100通过向一个或者多个选取的电极发送信号进行刺激(方框850)。在发送刺激后，IMD100可以监测、存储和/或计算所述刺激的结果(方框860)。例如，基于计算，可以作出判断，即对用于刺激的待发送的信号的类型进行调节。另外，所述计算可以反映发送附加刺激的需要。另外，涉及刺激结果的数据可以存储在存储器617中，用于以后提取和/或进一步分析。还有，在一个实施方案中，可以提供实时或者近实时通信，以向外部单元670传送刺激结果和/或刺激记录。
现在转向图9，其示出了进行图8中方框810的检测过程的步骤的更加详细的方框图。系统100可以监测涉及患者胰腺功能的一个或者多个生命体征(方框910)。例如，可以检测低血糖水平、高血糖水平、激素失调因素、涉及消化酶的因素、酮、尿糖水平等。该检测可以通过置于人体内的传感器进行，所述传感器可以操作性地耦合到IMD100。在另一个实施方案中，这些因素可以由外部的器件进行，并且可以经通信系统660提供到IMD100外部装置。
在采集了各种生命体征以后，可以进行比较，将涉及所述生命体征的数据与预定的存储数据进行比较(方框920)。例如，血糖水平可以与各种预定的阈值进行比较，以判断是否需要积极的动作，或者只是进一步监测就足够了。基于所收集的数据与理论的存储阈值的比较，IMD100可以判断是否存在疾病(方框930)。例如，可以采集各种生命体征，以便判断传入和/或传出刺激纤维是否要被刺激。基于图9中所示的判断，IMD100可以继续判断所述疾病是否足够显著以进行治疗(p39L22)，如在图8中所说明。
下面参见图10，示出图8的方框840中表明的确定刺激类型的步骤的更详细流程图。IMD100可以确定呼吸疾病的可量化参数(方框1010)。例如，这些可量化的参数可以包括疾病的各种症状(如血流中过多的葡萄糖)的发生频率、疾病的严重性、关于疾病或症状存在与否的二元类型分析、生理测量或检测、或其它检验结果如激素水平检验。基于这些可量化的参数，可以作出副交感或者交感响应/刺激是否适当的判断(方框1020)。例如，如在表2中所示，可以使用矩阵来判断对刺激的副交感或者交感响应是否适当。该判断可以由关于是否应当进行传出、传入或者传出-传入组合刺激的决定所涵盖。
表2
  传出   传入   传出-传入
  副交感   是   否   否
  交感   是   是   是
表2中所述的例子表明，对特定的治疗，将结合交感的、传出-传入组合刺激提供传出的副交感刺激。可以作出如下判断，即对于被检测的特定类型的可量化参数，适当的治疗可以是结合交感的非阻滞信号进行副交感阻滞信号。可以为各种类型的治疗实施与表2有关的其它组合。矩阵的各种组合，比如在表2中所示的矩阵，可以存储在存储器中，由IMD100检索。
另外，外部装置可以进行这样的计算，并且向IMD100传送结果和/或伴随的指令。IMD100还可以判断要刺激的神经的具体批次(方框1030)。例如，对于要进行的特定类型的刺激，可以作出决定以刺激右和/或左迷走神经主干、腹腔丛、肠系膜上丛、和/或胸内脏神经。IMD100还可以表明要提供的治疗类型。例如，可以基于所检测的可量化参数提供单独的电治疗或者电治疗与另一种类型治疗的结合(方框1040)。例如，可以作出以下判断，即将要发送单独的电信号。或者，基于特定类型的疾病，可以作出如下判断，即可以进行电信号结合磁信号如经颅磁刺激(TMS)。
除了电和/或磁刺激以外，还可以进行是否要将IMD100提供的电刺激与化学、生物和/或其它类型的治疗组合提供的判断。在一个实施例中，可以用电刺激加强化学制剂如胰岛素相关药物的疗效。因此，各种药物或者其它化合物可以结合电刺激或者磁刺激提供。基于要进行的刺激的类型，IMD100发送所述刺激以治疗各种胰腺疾病。
利用本发明的实施方案，可以进行各种类型的刺激以治疗胰相关疾病，比如糖尿病。例如，糖尿病、低血糖症、高血糖症、激素相关疾病等都可以通过自主神经刺激来治疗。本发明实施方案的自主刺激可以包括刺激迷走神经和/或其它交感神经如胸内脏神经的部分。本发明的实施方案用于进行预编程的刺激发送，和/或进行实时决策以发送受控的刺激。例如，参数如血糖水平、激素水平等的各种检测都可以用于判断是否需要刺激和/或要发送的刺激类型。可以进行副交感、交感、阻滞、非阻滞、传入和/或传出的刺激提供，以治疗各种胰相关的疾患。
本文所公开和主张权益的所有方法和设备，借鉴本公开都不需过多的试验就能够制作和实施。尽管就特定的实施方案描述了本发明的方法和设备，对所属领域技术人员显而易见的是，可以对方法和设备以及本文所述方法的步骤或者步骤的次序进行改变而不偏离本发明按照权利要求限定的概念、精神和范畴。尤其明显的是，本发明的原理可以用于所选取的非迷走神经的脑神经以达到特定的结果。
以上揭示的特定实施方案只是示例说明性的，因为本发明可以用不同的、但对于受益于本文教导的本领域技术人员明显的等效方式修改和实施。此外，除在权利要求中所述以外，对于说明书所示的结构或者设计的细节并无限制的企图。因此，明显的是可以改变或者修改以上公开的特定实施方案，并且认为所有这样的变例都在本发明的范围和精神之内。因此，本文主张的保护范围在权利要求书中提出。

Claims (22)

1.一种治疗患有胰腺疾病的患者的方法，包括：
将至少一个电极耦合到腹腔丛的至少一个部分；以及
使用所述电极向所述腹腔丛的所述至少一个部分施加电信号以治疗所述胰腺疾病。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述胰腺疾病包括下列疾病中的至少一种：低血糖水平、高血糖水平、异常的消化酶水平、激素失调引起的心率波动、低血糖症、高血糖症、1型糖尿病、2型糖尿病、酮酸中毒、乳糜泻和肾病。
3.如权利要求1所述的方法，其中使用所述电极向所述腹腔丛的所述至少一个部分施加电信号以治疗所述胰腺疾病包括：调节由胰产生的胰岛素水平、激素水平、消化酶水平和糖原水平中的至少一种。
4.如权利要求1所述的方法，还包括将所述至少一个电极耦合到所述神经的至少一个部分，所述神经选自：胸内脏神经、所述迷走神经的所述腹腔丛、和肠系膜上丛。
5.如权利要求1所述的方法，还包括对所述电信号产生生理响应，所述生理响应选自：传入动作电位、传出动作电位、传入超极化、阈值下除极化和传出超极化。
6.如权利要求5所述的方法，其中施加电信号包括结合传入动作电位产生传出动作电位。
7.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
提供可编程的电信号发生器；
将所述信号发生器与所述至少一个电极耦合；
用所述电信号发生器产生电信号；以及
向所述电极施加所述电信号。
8.如权利要求7所述的方法，还包括编程所述电信号发生器，以通过选自电流量、脉冲频率、脉冲宽度、开启时间和关闭时间中的至少一个参数来限定电信号，其中选择所述至少一个参数来治疗胰腺疾病。
9.如权利要求1所述的方法，还包括检测胰腺疾病的症状，并且其中响应检测所述症状开始施加所述电信号。
10.如权利要求9所述的方法，其中检测症状包括：使用血糖水平、高血糖水平、激素失调因素、涉及消化酶的因素、酮水平和尿糖水平中的至少一种。
11.如权利要求1所述的方法，其中施加电信号包括在第一疗程施加所述信号，并且所述方法还包括：在第二疗程，使用所述至少一个电极向自主神经施加第二电信号，以治疗胰腺疾病。
12.如权利要求11所述的方法，还包括检测所述胰腺疾病的症状，其中检测症状包括：使用血糖水平因素、高血糖水平传感器、激素失调传感器、涉及与消化酶有关的因素的传感器、酮传感器、尿糖水平传感器中的至少一种；且其中响应所述检测胰腺疾病症状的步骤开始所述第二疗程。
13.一种治疗患有胰腺疾病的患者的方法，包括：
将至少一个电极耦合到腹腔丛的至少一部分；
提供电信号发生器；
将所述信号发生器与所述至少一个电极耦合；
用电信号发生器产生电信号；以及
向所述电极施加电信号以治疗所述胰腺疾病。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
检测胰腺疾病的症状，其中向所述电极施加电信号的步骤响应检测所述症状而启动。
15.如权利要求13所述的方法，还包括将所述至少一个电极至少耦合到胸内脏神经、肠系膜上丛和所述迷走神经的所述腹腔丛。
16.一种治疗患有胰腺疾病的患者的方法，包括：
将至少一个电极耦合到患者自主神经的至少一部分，所述自主神经的一部分选自所述迷走神经的腹腔丛、肠系膜上丛和胸内脏；以及
使用所述电极向所述自主神经的所述至少一个部分施加电信号，以治疗所述胰腺疾病。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：
提供可编程的电信号发生器；
将所述信号发生器与所述至少一个电极耦合；
用所述电信号发生器产生电信号；以及
其中向所述自主神经的所述至少一部分施加电信号包括：向所述至少一个电极施加电信号。
18.如权利要求17所述的方法，还包括：
编程电信号发生器，以通过选自电流量、脉冲宽度、脉冲频率、开启时间和关闭时间中的多个参数来限定所述电信号。
19.如权利要求16所述的方法，其中向所述自主神经的所述部分施加电信号包括在第一疗程施加所述信号，所述方法还包括在第二疗程向迷走神经的至少一个分支施加第二电信号。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述第一疗程包括从一个小时到六个月的时期，且其中所述第二疗程包括从一个月至10年的时期。
21.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个电极选自螺旋电极和桨式电极。
22.如权利要求16所述的方法，其中使用所述电极向所述迷走神经的所述至少一个分支施加电信号包括进行电刺激，所述方法还包括结合磁刺激、化学刺激和生物刺激中的至少一种进行所述电刺激。
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