[发明专利]环杓后肌的不对称刺激

说明书

一种用于植入呼吸障碍患者的呼吸植入系统包括喉部刺激电极，其被配置成与患者喉部的左右环杓后肌(PCAM)交界，以向PCAM递送呼吸起搏信号以促进患者呼吸。此外，起搏处理器被配置成生成呼吸起搏信号以每次一个地交替刺激左和右PCAM，以便始终使左和右PCAM中的一个处于未刺激的静止状态。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月13日提交的美国临时专利申请62/349,165的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及可植入呼吸起搏系统。

背景技术

喉位于颈部中并且参与呼吸、发声(说话)以及保护气管免于吸入食物和水。图1A示出了人喉部解剖结构的冠状位剖面图，图1B示出了横断位剖面图，其中包括会厌101、甲状软骨102、声带103、环甲肌104、杓状软骨105、环杓后肌(PCAM)106、声带肌107、环状软骨108、喉返神经(RLN)109、杓横肌110、杓斜肌111、喉上神经112和舌骨113。

在呼吸的吸气阶段，喉的神经和肌肉外展(打开)声带103以允许空气进入肺。在呼吸的呼气阶段，喉的神经和肌肉加合(关闭)声带103以产生浊音。在休息时，呼吸频率通常在每分钟12到25次呼吸。因此，例如，每分钟20次呼吸导致呼吸时长为3秒，其中有1.5秒吸气阶段和1.5秒呼气阶段(假定50/50的比例)。呼吸频率会根据身体活动发生变化。

喉返神经(RLN)109的单侧和双侧损伤或者断裂最初会导致喉(和喉下部)支撑肌暂时的局部麻痹。RLN 109的双侧中断导致双环杓后肌(PCAM)106的外展肌功能丧失，伴有急性窒息和危及生命的病症。图2A示出了在RLN损伤使PCAM 203麻痹并且禁止声带202外展后气道201如何被阻塞。这样严重的情况通常需要对双侧声带麻痹进行外科治疗，例如声带切开术或者杓状软骨切除术，继而会限制发声并存在生理性气道保护的风险。

另一种治疗方法是植入电刺激器装置以使PCAM起搏。图2B示出了植入的呼吸起搏器206如何产生由起搏器引线205递送到刺激电极204的呼吸起搏信号，所述刺激电极204在吸气期间将电刺激递送到PCAM 203来外展声带202。在呼气期间，声带202放松来促进发声。植入的患者可以通过系统外部部件上的输入装置手动调节来自呼吸起搏器206的呼吸起搏信号的刺激频率。其中的假设是，人体可以(在某种锁定范围内)适应人工外部施加的呼吸频率。

现有的声带起搏器装置对称且同时地刺激双侧声带麻痹患者的左和右PCAM。然而，刺激模式不与实际呼吸行为精确地锁相，因此可能错过呼吸循环的某些部分。

美国专利7,069,082(通过引用整体并入本文)公开了一种双侧声带刺激装置，其使用呼吸传感器并且提供对称双侧刺激——以相同的刺激模式同时刺激两侧PCAM。

美国专利7,805,195(通过引用整体并入本文)公开了用于独立双侧喉部肌肉刺激的双侧声带刺激器，其中术语“独立”是指仅在喉部的一侧产生的外展(也看作单侧刺激)或者空间独立地引发两侧声带的外展。此外，所述系统使用呼吸传感器来检测呼吸活动。因此，声带的单侧或双侧刺激总是与某个呼吸阶段同步地实现。因此，本发明提出的系统不需要任何呼吸感测反馈。

发明内容

本发明的实施例涉及用于植入呼吸障碍患者的呼吸植入系统，该系统包括喉部刺激电极，所述喉部刺激电极被配置成与患者喉部的左和右环杓后肌(PCAM)交界从而向PCAM递送呼吸起搏信号以促进患者呼吸。此外，起搏处理器被配置成生成呼吸起搏信号以每次一个地交替刺激左和右PCAM，以便始终使左和右PCAM中的一个处于未刺激的静止状态。

在另一些具体实施例中，起搏处理器可以被配置成在没有呼吸感测信号的情况下异步地生成呼吸起搏信号。或者可以存在呼吸传感器，其被配置成产生表示植入患者的呼吸活动的呼吸信号，并且起搏处理器被配置成接收呼吸感测信号并与植入患者中的呼吸活动同步地产生呼吸起搏信号。