[发明专利]选择性神经纤维阻断方法和系统

说明书

本发明总地涉及用于电子地阻断神经中的神经信号传输的医疗装置和方法。

相关申请

本申请要求在2014年8月26日提交的美国临时申请No.62/041,774的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

背景技术

使用电能来刺激神经以阻断神经脉冲的传输的一般概念在本领域中是已知的。例子包括直流(DC)阻断，通常称为阳极阻断或电流阻断。传统的DC刺激提供不平衡的电荷，其可能损害神经组织，以及用于传送它的金属电极。

Petruska等的针对“Method and Apparatus for Selectively Inhibiting Activity in Nerve Fibers”的1998年5月26日发布的美国专利号5,755,750观察到传统的电生理刺激使用阴极和阳极对，以及由阴极生成的正电势刺激合适直径的周围神经纤维(大纤维首先通过较弱的刺激，之后利用逐渐变强的刺激来刺激逐渐变小的轴突)。该专利还观察到涉及阻断阈值对于纤维尺寸的关系的证据显示其倾向于比线性更双曲性，并且这种关系可能强烈支持在仍允许较小纤维中的传导的同时阻断较大纤维中的传导的能力。Petruska等描述了使用偏振直流(DC)波形来执行阻断。不幸的是，DC必须被小心地控制以避免对神经的永久损害。

在“High Frequency Stimulation Selectively Blocks Different Types of Fibers in Frog Sciatic Nerve”,IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering,Vol.19,No.5,2011年10月,L.Joseph和R.J.Butera中，作者观察到高频交流电波形具有针对C纤维的频率和阻断阈值之间的单调关系、以及针对A纤维的频率和阻断阈值之间的非单调关系。作者还观察到在允许经由较大直径的有髓纤维的传导的同时阻断较小直径的无髓疼痛纤维的能力可能提供实现选择性阻断的唯一方式。

尽管这些文献论述了可以选择性地阻断神经纤维，但它们未提供这样做的实际的、可靠的和有效的方法和装置。例如，这些文献显示神经纤维的电刺激可能不提供一致的和可预测的结果，并且当试图选择性地阻断一些神经纤维而不阻断其他神经纤维时，许多不同因素可以影响电刺激的结果。因此，需要一种在不损害神经组织的情况下执行选择性神经阻断的方法和系统。该需要延伸至可以在不导致疼痛感觉、或不想要的反射性活动的情况下执行选择性神经阻断的方法和系统。还需要以可靠和有效的方式执行选择性神经阻断的方法和系统。例如，需要利用神经袖或领来执行选择性神经阻断的方法，神经袖或领可以通过大致地将电极放置在目标神经上、周围或附近来直接输送电刺激以执行目标神经的选择性阻断。

需要用于透皮地输送电神经阻断刺激以执行目标神经的选择性阻断的实际和有效的系统或设备。透皮的施加描述了一种电极，该电极可以经由在皮肤处的针刺引入并且定位在身体内的合适的刺激部位以影响目的神经。期望地，实际和有效的系统将能够在不导致疼痛感觉的情况下选择性地阻断期望神经。另外，实际和有效的系统将能够在不导致不想要的肌肉收缩和/或阻断非目标神经的情况下选择性地阻断期望神经。还需要一种实际和有效的方法，用于透皮地输送电神经阻断刺激以执行目标神经的选择性阻断。

需要用于经皮地经由皮肤输送电神经阻断刺激以执行目标神经的选择性阻断的实际和有效的系统或设备。期望地，实际和有效的系统将能够在不导致疼痛感觉的情况下选择性地阻断期望神经。另外，实际和有效的系统将能够在不导致不想要的肌肉收缩和/或阻断非目标神经的情况下选择性地阻断期望神经。还需要一种实际和有效的方法，用于经皮地经由皮肤输送电神经阻断刺激以执行目标神经的选择性阻断。

发明内容