用于治療進食障礙的選擇性神經刺激的制作方法

專利名稱：用于治療進食障礙的選擇性神經刺激的制作方法
用于治療進食障礙的選擇性神經刺激
背景技術：
發明領域
本發明主要涉及通過調節在選定腦區內的神經組織的電活動來刺 激某些腦區以治療進食障礙的方法和設備。
相關技術描述
當一個人的進食行為混亂到對該個體的身體健康產生有害影響的 程度時，該病癥被稱作進食障礙。最常見的進食障礙類型為神經性貪 食和神經性厭食。神經性貪食("貪食癥")是一種進食障礙，其中個體 經歷對食物不知足的渴望的重復事件，這常常導致暴食事件及隨后的 不適當的補償行為以防止體重增加。所述不適當的補償行為典型的包 括自誘導的嘔吐、禁食、過度運動、以及使用輕瀉藥和利尿劑。患有 貪食癥的人通常平均每周會發生兩次暴食和不適當的補償行為，這持 續三個月或更長的時間。據報導，多達17%的大學年齡段的女性具有 貪食行為，盡管她們的體重通常是正常的或稍微高一點的。神經性厭 食的特征在于自愿挨餓，這可能結合有運動應激。厭食的個體保持其 體重在相對于年齡和身高的最低正常水平之下。沒有補償性清除行為
(purging behavior)的暴食也是一類進食障礙，其特征在于消耗大量的食 物、或秘密地進食不適當的食物，并且體重增加。
進食障礙有身體和心理兩方面因素，并且據說，雖然進食障礙不 關乎食物，但是食物是進食障礙患者所濫用的工具。進食障礙的后果 能引發嚴重的醫學并發癥。進食障礙可能對某個人身上是輕微的，而 對另一個人則是嚴重的或甚至是威脅生命的。典型地，受影響的個體 將試圖對其他人掩飾他或她的反常行為，并且可能拒絕診斷進食障礙 或逃避治療。在人體內，食物的攝入通過內部和外部刺激的復雜交互作用來控 制。已知，迷走神經在介導從胃至腦的飽中樞的傳入信息中發揮著作
用。美國專利5,188,104號(Cyberonics, Inc.)和美國專利5,263,480號 (Cyberonics, Inc.)公開了治療進食障礙(包括貪食癥)的方法，所述方法 包括感測患者在預定期間內消耗的食物的量，并且如果消耗量超過了 在那個期間內的預定水平，則向患者的迷走神經施加刺激信號。在感 測到過度水平的食物消耗量(即，通過累計在所述時間間隔內吞咽食物 的次數，測得在選定的時間間隔內超過了預定水平)后，神經刺激器的 刺激發生器的輸出信號參數被程序化以刺激迷走神經的活動，由此方 式來引起患者胃的飽滿感。
美國專利5,540,734號(Cyberonics， Inc.)公開了如下內容幾種醫 學的、精神病學的或神經學上的疾患的治療、控制或預防，可通過對 患者的三叉神經和舌咽神經中的一個或兩個施加調節的電信號來完 成。包括神經性厭食、貪食癥和強迫性過食的進食障礙是可治療的疾 患。
據美國專利5,782,798號(Medtronic， Inc.)報導，控制進食和飽感的 腦神經回路(neuml circuitry)包括下丘腦外側(進食)和下丘腦腹內側(飽 感)中的神經元。描述了某些技術，其依靠可植入的信號發生器和電極 以及可植入的泵和導管，使用藥物和電刺激來治療進食障礙。導管通 過外科手術植入腦內以注入藥物，電極被植入腦內以提供電刺激。腦 內的剌激部位包括下丘腦外側、室旁核和下丘腦腹內側。
美國專利申請公開2005/0027284號(Advanced Neuromodulation Systems, Inc.)提出了，通過刺激腦的胼胝體下區如膝下扣帶區 (subgenual cingulate area)、胼胝體下回區、腹/內側前額皮質區、腹/內 側白質、布羅德曼(Brodmann)區24、布羅德曼區25和/或布羅德曼區 10來減輕或調節心境障礙和/或焦慮性障礙。對于患有重度的或有生命威脅的進食障礙而對常規療法沒有充分 響應的患者，需要新方法來治療。
發明簡述
本發明人提出了，選擇性深部腦剌激對于治療貪食癥和其它進食 障礙是有效的，尤其當對腦的某些區域進行選擇性刺激時更是如此。 被選取用于治療的腦區是與貪食癥和其它進食障礙的癥狀有關的。更 具體地，優選的方法包括直接或間接地刺激腦島、胼胝體下區、扣帶
(cingulate)、丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和通向上述腦區的白質 束。
因此，本發明的某些實施方案提供了一種用于治療患有嚴重進食 障礙的患者的深部腦刺激(DBS)方法，該方法包括向第一刺激器施加 第一治療刺激信號，所述第一刺激器被耦合到在個體腦區內的包括大 量神經組織的預定刺激部位，所述腦區選自腦島、胼胝體下區、扣
帶、丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和通向上述區域的白質束，其 中所述第一刺激信號引起神經組織的神經元活動的調節，該神經元活 動調節減輕了進食障礙的癥狀。在某些實施方案中，第一剌激器包括 電極，第一治療刺激信號包括第一預定電信號，所述方法包括將電極
耦合到選定的個體腦區；以及向電極施加第一預定電信號，從而改變 神經組織的神經元活動，其中神經元活動的這種改變減輕了進食障礙 的癥狀。
在某些前述實施方案中，第一治療刺激信號包括急性刺激分量和 慢性刺激分量，其中每個組分包括一套電參數(電流、脈沖寬度、頻率)、 開啟/關閉時間和刺激持續時間。在一些實施方案中，急性刺激分量比 慢性刺激分量包含更高的刺激強度水平和更短的持續時間。更高強度 水平的刺激包括更高的電參數、開啟/關閉時間和持續時間。在一些實 施方案中，急性刺激分量包括一到六個月的持續時間。在某些上述實施方案中，所述方法還包括腦神經刺激。在一些實
施方案中，這種方法包括(a)將第一刺激器耦合到選自如下的個體腦
區腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和 通向前述區域的白質束；(b)將第二刺激器耦合到個體的腦神經；(C)向 第一刺激器施加第一預定刺激信號；和(d)向第二刺激器施加第二預定 刺激信號，其中第一和第二信號的施加引起了對神經組織神經元活動 的調節以改善進食障礙。在這些實施方案的某些中，第二治療刺激信 號包括第二急性刺激分量和第二慢性刺激分量。在一些實施方案中， 第二急性剌激分量比第二慢性刺激分量包括更高的刺激強度水平和更 短的持續時間。
在上述方法的某些實施方案中，進食障礙是貪食癥，通過施加第 一治療刺激信號，有時通過第二治療刺激信號來強化，這減輕了個體 的暴食和/或消除行為。在一些實施方案中，施加信號誘發了個體的飽 感。在一些實施方案中，選定腦區包含至少一部分腦島或通向一部分 腦島的白質束。在一些實施方案中，所述選定的區域選自左和右的前 和后腦島及屏狀核。在一些實施方案中，選定的區域包括胼胝體下區 或通向胼胝體下區的白質束。在一些實施方案中，選定的腦區包括扣 帶內的至少一部分布羅德曼區，所述布羅德曼區選自布羅德曼區24和 布羅德曼區25，或者選定的區域包含通向所述布羅德曼區的白質束。 在一些實施方案中，選定的腦區包括在前額皮質內的至少一部分布羅 德曼區、或通向所述布羅德曼區的白質束。例如，選定的區域可以包 括眶額皮質(orbitofrontal cortex)和/或布羅德曼區8-11中任一個的至少 一部分。在另外其它的實施方案中，選定的腦區包括丘腦、腦干、小 腦、或中腦、或其中的至少一個核、或通向所述核的白質束。在一些 實施方案中，選定的區域包括腦橋核或髓核(medullary nucleus),如藍 斑核(locus coeruleus)、 NTS、中縫背核(dorsal raphe)或PBN。在一些實 施方案中，選定的區域包括束旁核。根據本發明上述方法的某些實施方案，對選定腦區使用化學刺激。 在一些實施方案中，第一刺激器包括化學制品分配組件，所述化學制 品分配組件包括與泵連通的導管，第一治療刺激信號包含預定泵送信 號。這種方法包括將導管耦合到選定的個體腦區；和向化學品分配組 件施加第一預定泵送信號，使得化學制品通過導管分配并接觸神經組 織，由此改變神經組織的神經元活動，這類神經元活動的改變減輕了 進食障礙的癥狀。
根據本發明另外其它的實施方案，腦神經刺激和深部腦感測被用 于治療患有進食障礙的個體。例如， 一種代表性的治療方法包括(a) 提供包括信號發生器和處理器的控制器，該控制器與第一電極和第二 電極連通；(b)將第一電極耦合到所述個體的腦神經；(C)將第二電極耦 合到個體腦區，所述腦區選自腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、前 額大腦皮質、腦干、小腦和通向前述區域的白質束；(d)向第一電極施 加預定的電信號；(e)通過第二電極感測在選定腦區內的電活動；(f)將 所得的感測到的電活動與選定區域的預定電狀態進行比較；以及(g)根 據所述比較，判斷向第一電極施加的預定電信號是否引起了腦區電活 動的調節，其中這類電活動調節對應于進食障礙癥狀的減輕。在某些 實施方案中，腦神經選自迷走神經、舌下神經、三叉神經和副神經。
根據本發明的某些實施方案，還提供了一種通過深部腦刺激和腦 神經感測來治療患有進食障礙的個體的方法。該方法包括(a)提供包 括信號發生器和處理器的控制器，該控制器與第一電極和第二電極連 通；(b)將第一電極耦合到所述個體的腦神經；(C)將第二電極耦合到個 體腦區，所述腦區選自腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、前額大腦 皮質、腦干、小腦和通向前述區域的白質束；(d)向第二電極施加預定 電信號以調節選定腦區的神經元活動；(e)通過第一電極感測腦神經內 的電活動；(f)將所得的感測到的電活動與所述神經的預定電狀態進行 比較；以及(g)根據這種比較，判斷向第二電極施加預定電信號是否引 起了腦神經電活動的調節。根據本發明的某些實施方案，提供了一種治療進食障礙如貪食癥 的方法。該方法包括以下步驟通過外科手術植入具有近端和刺激部 分的電刺激導聯，其中在植入后，所述刺激部分與選定的胼胝體下區 或通向胼胝體下區的白質束連通；將導聯的近端耦合到信號發生器； 以及使用信號發生器產生電信號，其中所述信號用于電刺激選定區域， 由此治療貪食癥或其它進食障礙。在一些實施方案中，該方法還包括 通過外科手術植入具有近端和排出部分的導管，所述近端被耦合到泵， 所述排出部分用于注入某一劑量的藥物，其中在植入后，所述導管的 排出部分與胼胝體下區或通向胼胝體下區的白質束連通；以及開動泵 以通過導管的排出部分將藥物排放到選定的胼胝體下區或白質束，由 此治療進食障礙。
根據本發明的另一個實施方案， 一種治療進食障礙的方法包括-通過外科手術植入具有近端和刺激部分的電刺激導聯，其中在植入后， 刺激部分與布羅德曼區25連通；將導聯的近端耦合到信號發生器；以 及使用信號發生器產生電信號，其中所述信號對布羅德曼區25進行電 刺激，由此治療進食障礙。在某些實施方案中，電刺激布羅德曼區25 引起布羅德曼區25內神經元活動的調節。在某些實施方案中，對布羅 德曼區25的電刺激導致布羅德曼區9內神經元活動的調節。在某些實 施方案中，對布羅德曼區25的電剌激導致布羅德曼區24內神經元活 動的調節。
在某些實施方案中，上述方法還包括以下步驟通過外科手術植 入具有近端和排出部分的導管，所述近端被耦合到泵，所述排出部分 用于注入某一劑量的藥物，其中在植入后，導管的排出部分與布羅德 曼25連通；以及開動泵以通過導管的排出部分將藥物排放到布羅德曼 區25，由此治療進食障礙。在某些實施方案中，藥物選自抑制性神 經遞質激動劑和拮抗劑、興奮性神經遞質激動劑和拮抗劑、增加抑制 性神經遞質水平的藥劑、降低興奮性神經遞質水平的藥劑和局部麻醉劑。
根據本發明的某些實施方案，還提供了一種治療進食障礙的方法， 包括如下步驟通過外科手術植入具有近端和刺激部分的電刺激導聯， 其中在植入后，刺激部分與選定的膝下扣帶區或通向膝下扣帶區的白 質束連通；將導聯的近端耦合到信號發生器；以及使用信號發生器產 生電信號，其中所述信號對選定的膝下扣帶區進行電剌激，由此治療 疾患。
根據本發明的某些實施方案，還提供了一種治療進食障礙的方法， 包括如下步驟通過外科手術植入具有近端和刺激部分的電刺激導聯， 其中在植入后，所述刺激部分或者與腦神經或胼胝體下區中的一個連 通、或者與通向胼胝體下區的白質束連通；通過外科手術植入具有近 端和排出部分的導管，所述近端被耦合到泵，所述排出部分用于注入 某一劑量的藥物，其中在植入后，導管的排出部分與選定的胼胝體下 區或白質束連通；以及將導聯的近端耦合到信號發生器；用信號發生 器產生電信號，其中所述信號電刺激選定的胼胝體下區；以及開動泵 以通過導管的排出部分將藥物排放到選定的胼胝體下區或白質束，由 此治療進食障礙。
根據本發明另外的實施方案，提供了一種治療進食障礙的方法， 包括以下步驟通過外科手術植入具有近端和刺激部分的電刺激導聯， 其中在植入后，刺激部分與布羅德曼區25或通向該區的白質束連通； 通過外科手術植入具有近端和排出部分的導管，所述近端被耦合到泵， 所述排除部分用于注入某一劑量的藥物，其中在植入后，導管的排出 部分與選定的布羅德曼區25或通向該區的白質束連通；以及將導聯的 近端耦合到信號發生器；使用該信號發生器產生電信號，其中所述信 號電刺激布羅德曼區25;以及開動泵以通過導管的排出部分將藥物排 放到布羅德曼區25或選定的通向該區的白質束，由此治療所述疾患。在任一上述方法的某些實施方案中，提供了傳感器，并在硬膜外、 硬膜下或頭皮上進行感測。
在上述方法的某些實施方案中，電參數被調整以同步或異步地在 兩側刺激兩個迷走神經，以便選擇性地調節(例如，抑制、興奮或阻滯) 所選擇腦區以提供治療作用。例如，調整該裝置以提供定時的兩側電
剌激爆發(burst)來減弱選定腦區內的神經活動。所述參數可以被調整以 有利地調節腦神經的選擇性副交感神經傳入來調節味覺通路、嗅覺、 促炎或抗炎通路、呼吸通路、心臟通路、壓力感受器通路、軀體感測 通路和飽感通路。類似地，腦神經刺激可以影響神經遞質通路如去甲 腎上腺素能通路、血清素能通路、多巴胺能通路和膽堿能通路。
在上述方法的某些實施方案中，植入的刺激和/或感測電極和/或多 個電極接觸或接近腦神經之一和/或個體腦內的大量神經組織。所述腦 神經優選為三叉神經、舌下神經、迷走神經和/或副神經。該神經可以 在其長度方向上或一個神經分支上的任一點發生接觸。可以刺激/調節 一個或多個腦神經，這可以在兩側發生，即左和右迷走神經兩者。
在上述方法中，使用了如下系統，其包括內部或外部的裝置或系 統，用于測量、感測、記錄、監控生理活動、生理事件、生理閥值、 軀體或腦的狀態。這優選通過感測腦內或來自于腦的神經或神經組織 內的電活動(動作電位)來完成。
上述方法的某些實施方案使用了一種裝置、設備或系統，其能夠 基于適應學習來改變治療參數，由此所述裝置感測刺激后的神經元活 動并自動調整控制器以嘗試實施最優療法。該控制器還能感測不利刺 激的結果，并調整所述刺激以防止不利的患者響應。
根據本發明的又一個實施方案，提供了一種用于調節有生命的人 的神經組織的系統，所述系統包括用于電耦合到神經組織的第一電極；用于電耦合到患者腦神經的第二電極；電源；耦合到所述電源以 及第一和第二電極的信號發生器；和與信號發生器連通的可編程電子 器件包(programmable electronics package),該系統適合于通過第一電極 向神經組織施加第一治療電信號，以及通過第二電極向腦組織施加第 二治療電信號，其中第一和第二電信號引起對神經組織的神經元活動 的調節。在一些實施方案中，第一信號包括第一急性電信號組分和第 一慢性電信號組分。在一些實施方案中，第二電信號包括第二急性電 信號組分和第二慢性電信號組分。
在本發明的某些實施方案中，提供了一種用于調節有生命的人的
神經組織的系統，其中該系統包括用于電耦合到神經組織的第一電 極；用于電耦合到患者腦神經的第二電極；電源；耦合到電源以及第 一和第二電極的信號發生器；和與信號發生器連通的可編程電子器件 包，該系統適合于通過第一電極向神經組織施加第一治療電信號，以 及通過第二電極向腦組織施加第二治療電信號，其中第一和第二電信 號被選擇以引起對神經組織的神經元活動的調節。
在本發明的某些實施方案中，提供了一種用于調節有生命的人的 腦內大量神經組織內的神經元活動的系統，所述系統包括(a)用于電 耦合到選定的腦神經組織區域的第一電極；(b)用于電耦合到患者腦神 經的第二電極；電源；(c)耦合到電源以及第一和第二電極的包括信號 發生器的控制器；和(d)與控制器連通的可編程電子器件包，該控制器 適合于通過第二電極向腦神經施加治療電信號，以及通過第一電極感 測腦神經組織的電活動，所述可編程電子器件包包括用于將腦組織內 的感測到的電活動與腦組織的預定電狀態相比較的比較器。在某些實 施方案中，第二電信號被選擇以引起對腦神經組織的神經元活動的調
節。這些和其它的實施方案、特征和優點，將由于下面的描述和附圖 變得顯而易見。
附圖簡述

圖1為根據本發明實施方案，用于治療進食障礙的電極和神經刺 激器的布局構型簡圖。
圖2為根據本發明實施方案，用于治療進食障礙的包括電池和可 編程電子器件包(表示為方框圖)的控制器的分解圖。
圖3為展示根據本發明實施方案的化學刺激組件的示意性方框圖。
圖4A-B為根據本發明的某些實施方案，用于治療進食障礙，在選 定的患者腦區內刺激器放置部位的簡圖。圖4A為腦的矢狀剖視圖，其 描繪了腦的代表性腦島刺激部位，圖4B為腦的冠狀剖視圖，其描繪了 代表性的前額皮質、扣帶、丘腦和腦干治療部位。
圖5為圖1的信號發生器的電輸出信號波形圖，其用于闡明，根 據本發明的實施方案由信號發生器產生并施加到神經的信號的相關參 數。
優選實施方案詳述 定義
"進食障礙"是指一組綜合征中的任一種，包括但不限于神經性 厭食、神經性貪食和暴食疾病。它們的特征在于進食極度失調并且對 體重或體型極端焦慮。
如本文所用的，術語"刺激"和"刺激器"主要是指將信號、刺 激或脈沖傳送到神經組織以影響神經組織(例如，在腦內的大量神經組 織，或神經)的神經元活動。對神經元活動的這類刺激的作用被稱作"調 節"；然而為了簡化，術語"刺激"和"調節"及其變體在本文中有 時可交換使用。向神經組織傳送信號的效果可以為興奮性的或抑制性 的，可以加強神經元活動的急性和/或長期變化。例如，"剌激"或"調 節"神經組織的效果可以包括一種或多種如下效果(a)在神經組織內 的變化，以引起動作電位(兩側或單側)，(b)抑制動作電位的傳導(內源 或外部刺激的)或阻滯動作電位的傳導(超極化或碰撞阻滯)，(c)在神經 遞質/神經調質的釋放或攝取、受體、門控離子通道或突觸方面的影響變化，該變化可以是興奮性的、抑制性的或具有阻滯性，和(d)在腦組 織的神經可塑性或神經發生方面的變化。
"深部腦刺激"(DBS)是指直接或間接對腦內區域施加剌激。這樣 的刺激可以為電的、化學的(例如化學品或藥物)或磁的，并且這樣的刺 激可以直接或間接地被施加到腦的神經組織。類似地，深部腦感測是 指檢測來自于腦內的電或化學信號。
為了便于引用，"腦神經刺激"在此有時被簡化為"VNS"。
術語"耦合"、"耦合的"和"耦合到"是指間接或直接的電連接。
"預定的電信號"是指電脈沖或電脈沖模式，其具有限定的參數 如脈沖電流、脈沖寬度、頻率、開啟時間和關閉時間。
"飽感"指的是一種食物攝入量足夠多的感覺、不再繼續吃或喝 的欲望、胃滿的感覺。
"化學刺激"和"化學劑"是指化學制品、化學藥品或藥劑，其 能刺激暴露于這些藥劑下的神經內或神經組織內的神經元活動。這類 藥劑的例子為抑制性神經遞質激動劑、興奮性神經遞質拮抗劑、增加 抑制性神經遞質水平的藥劑、降低興奮性神經遞質水平的藥劑和局部 麻醉劑。
描述
本發明人提出，涉及飽感和涉及貪食癥和其它進食障礙癥狀的腦 神經回路包括與引起或減輕進食障礙先前沒有被關聯的某些腦區內的 神經元。這些區域包括腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、前額大腦皮 質、腦干、小腦和通向上述區域或通向布羅德曼區或其中的核的白質束。那些區域被認為包括涉及進食障礙表現的神經回路內的結(node)， 并且可以被調節以影響個體進食障礙的存在、缺少或程度。還提出了， 感測神經元活動可以與那些腦區中一個或多個區域的調節結合使用， 以使神經刺激系統的剌激參數適應或改變，和優化治療處理方案來治 療個體患者的進食障礙。
用于治療進食障礙的深部腦刺激(DBS)系統
參見圖1，表示的是神經刺激器系統1，其被構造用于通過調節與 疾患癥狀相關的選定腦區的電活動來治療患者34(以人體模型線表示) 的貪食癥或另一種進食障礙。系統1主要包括至少一個可植入刺激裝 置(刺激器)36，優選電極，其與基于微處理器的控制裝置(控制器)10連 通來產生刺激信號。
刺激器
為了便于引用，刺激器或刺激施加器有時在此簡稱為"電極"。 但是，應當理解，神經或神經組織的剌激可以是在電、磁或化學/藥物 方面的介導，或那些模式中的任一種或全部的組合。電極被如下設計 將其放置成與可能需要的待刺激和/或感測的大量腦神經組織直接接 觸。或者，選擇至少一個電極，其適于放置在靶神經組織附近。對于 電刺激模式，控制器10通過經顱導聯37被耦合到各個電極36，并且 該控制器10被設計成使用控制器IO(圖2)的電信號發生單元15向選 定的區域施加電信號。導聯37、 39在頭部40的連接器50處附加到控 制器。這種類型的電極/導聯組件可商購得自知名的供應商。或者導聯 37被省去，并且至少一個植入電極包含感應接收器，控制器10被構造 以通過借助于外部傳送器的遙測技術來遙控調節靶神經組織。合適的 該類型電極可商購得自知名的供應商。
傳感器
所述系統可以包括至少一個可植入的感測電極(傳感器)38。該傳感 器被設計用于測量內源性神經活動或由控制器10的動作來調節而引起的活動，并且該傳感器通過導聯39與控制裝置IO連通。因此，該系 統可以適合于施加刺激信號來響應預先選定的觸發事件，其來自感測 到的生理活動、來自外部執行器(actuator)、來自腦圖像數據或來自醫生 或患者的輸入，這些都將在下面做詳細討論。能夠感測生理參數的合 適感測電極和其它感測裝置可商購得自已知的來源。
控制器
由控制器產生的某些刺激參數是可編程的。系統1包括內部或外 部系統，所述內部或外部系統能測量、感測、記錄、監控生理活動、 生理事件、生理閥值、軀體或腦的狀態。另外，可以將該系統設計成 根據適應學習來改變治療參數，由此該裝置感測刺激后的活動或生理 變化，并自動地調整控制器以嘗試實施最優療法。在上述情況下，該 控制器還能感測不利刺激的結果，并調整該刺激以防止不利的患者響 應。
如圖1所示，以常規方式使用了外部可編程系統150，用于可植 入電醫療裝置。外部可編程系統150優選能與控制器10實現無線(例如 射頻)連通，該系統包括計算機160和具有RF發送器和接收器的調諧 棒(wand)170。計算機160可以包括可由衛生保健提供者操作的手持式 計算機。調諧棒170能與控制器10中的接收器和發送器進行連通，并 且可以被用于從控制器10接收數據或向控制器10發送數據。
或者，可植入控制裝置10包括可編程電子器件包14,該可編程 電子器件包14包含信號發生器15、用于向植入的電極和傳感器傳送控 制信號或從植入的電極和傳感器接收控制信號的監控單元(監視 器)16(在適當情況下)、和處理單元(處理器)18，所述處理單元用于記錄、 測量、感測或監控生理數據，并將其與存儲值、基準值、參考或期望 值進行比較，以及基于最佳治療參數(如圖5中示意性說明的)進行計算。 控制器10中還包括電源12。可編程處理器被構造以調整和傳送刺激參 數至向刺激器部件，以治療疾病。監控數據能夠被以數字方式存儲以便將來的處理或診斷。在本發明的系統和方法中使用的可植入控制器/
脈沖發生器的通常合適的形式已經被公開，例如在美國專利5,154,172 號中，其被轉讓給與本申請相同的受讓人(該裝置還被稱為 Neurocybernetic Prosthesis或NCP裝置(NCP是Cyberonics, Inc. of Houston, Texas, U.S.A.的商標))。
電刺激、化學刺激、磁剌激
盡管優選使用至少一個電極作為刺激施加裝置(刺激器)用于向靶 神經組織發送電刺激，但是還預期，神經刺激系統能代替或附加地包 括用于向靶神經組織施加有效的治療刺激以調節神經組織的活動來改 善進食障礙的化學或藥物施加器。化學刺激施加裝置60可以包括導管 62、填滿化學制品的儲蓄器64和泵66，該化學刺激施加裝置60是可 植入的或具有可植入部件(導管)和外部部件(泵)兩者，或該系統包括另 一種合適的化學制品遞送裝置(圖3)。所述泵與控制器10連通。可以有 益使用的化學制品或藥物類型的例子為抑制性神經遞質激動劑或拮抗 劑、興奮性神經遞質激動劑或拮抗劑、增加抑制性神經遞質水平的化 學制品、降低興奮性神經遞質水平的化學制品和局部麻醉劑。控制信 號可以被傳送到或來自于神經上的電極、腦中的電極或傳感器，來自 于化學制品遞送裝置和/或傳感器，或借助于遙測技術和/或通過由傳導 導聯傳送的信號來自內部或外部的監控單元，如在可編程電路中所提 供的。
在神經刺激系統的另一種構型中，省去了刺激器，該系統被設計 用于通過經顱磁刺激器(未示出)向選定的神經或神經組織無創地施加 源自外部的磁刺激，這在本領域是己知的。因此，應當理解，神經組 織的調節能夠在電、磁或化學/藥物方面來介導。
神經刺激系統的又一種構型代替使用如下電極，該電極被設計成 在鄰近腦區如眶額皮質區的硬腦膜或硬膜下放置，而不是使用用于深 部腦植入的電極。硬腦膜或硬膜下電極可以被設計用于施加電刺激或用于感測電活動，或兩者都有。
在配置的還一種構型中，也如圖1中所示，神經刺激系統包括至 少一個刺激器和/或感測器，所述刺激器和/感測器直接或間接耦合到至 少一個腦神經，優選三叉神經、舌下神經、迷走神經和副神經。或者， 該系統可以包括適合于放置于或接近于在近膈位置(例如膈上或膈下) 處的左和/或右迷走神經的電極。這些電極可以是刺激和/或感測電極。
可編程控制
設計控制裝置，從而將控制信號從內部或外部監控單元傳送到電 極和/或傳感器。該系統能發送間歇性的、周期性的、隨機的、成對脈
沖、編碼的或圖案化的刺激。例如，電刺激頻率可以是0.1 2500 Hz， 脈沖寬度為1 2000微秒，電流振幅為O.l mA 10 mA。刺激能夠通 過陰極(-)或正極(+)來產生。
神經刺激系統1優選能向靶神經組織傳送剌激電信號，所述電信 號能夠為間歇性的、周期性的、隨機的、成對脈沖、編碼的或圖案化 的。刺激頻率可以是0.1 2500Hz，脈沖寬度為1 2000微秒，電流振 幅為0.1 mA 10mA。剌激能夠通過陰極(-)或正極(+)來產生。
手動激活/失活
系統設計可以被改變以提供與控制器10連通的手動激活或失活 開關。用于手動和自動激活可植入醫療裝置的類似裝置是已知的，如 在5，304，206(Cyberonics,Inc.)中所公開的。例如，信號發生器的手動激 活或失活可使用安裝在控制器殼的內表面上的裝置如加速度計或壓電 元件來實現，以便檢測患者體內控制器植入物部位上患者施加的輕拍。 該設計在醫生認為是適當的程度上為患者提供了對裝置操作有限但是 方便的控制。
治療進食障礙的方法圖1示出了植入的控制器10的優選位置，所述位置處于由外科醫
生形成的患者胸部的就在皮膚下面的腔內，這非常象將要被植入的起 搏脈沖發生器。 一個幫助患者克服嚴重進食障礙(例如，反復的暴食和 清除事件)的代表性治療方案， 一般包括獲得上述的神經刺激系統，所 述系統被構造和被編程或可編程以調節神經組織的預定區域的神經元活動。
對于需要治療嚴重進食障礙的患者，通過外科手術在其腦內植入
至少一個刺激器36(例如，電極、導管)。使用本領域熟知的合適的外科 手術技術，在頭骨上開出小的開口，將刺激器植入于腦區內或接近于 腦區，所述腦區包括與患者進食障礙癥狀相關聯的神經回路內的"結"。 例如，耙區域可以與患者的飽感相關聯。代表性的刺激器植入位置為 腦島內的部位，如圖4A中所示。左和右的前和后腦島和屏狀核為優選 的調節部位。其它優選的刺激器植入部位為胼胝體下區、扣帶、丘腦、 前額皮質、小腦、中腦和腦干，和那些部位內的核或布羅德曼區，以 及通向或來自于所有那些區域的白質束(圖4B)。布羅德曼區24、 25和 32，或那些區中任一個的一部分，均為優選的刺激部位。束旁核為另 一個優選部位。布羅德曼區8、 9、 lO和ll，和眶額皮質，或那些區域 中一個或多個的一部分也是優選的部位。腦橋和髓區也是合適的植入 部位。盡管圖和說明集中在腦的一個半球，但是應當理解，在腦的單 側或兩側上類似結構上的刺激和/或感測也是可以預期的。刺激和/或感 測可以被施加到一個或兩個半球內的部位上，可以同時或不同時進行 施加，并可以包括相同或不同的剌激。作為關注的刺激和/或感測部位 的腦區包括但不限于中央正中束復合體(centromedian fascicular complex)、海馬、丘腦中間腹偵U核(ventral medial Vim thalamic nucleus )、 束旁核復合體、其它的丘腦部分、整個丘腦、丘腦下核(STN)、尾狀核 (caudate)、殼(putamen)、其它的基底神經節組成、扣帶回(cingulate gyros)、 其它的皮質下核(subcortical nuclei)、 藍斑核(nucleus locus ceruleus)、網狀結構的腦腳橋(pedunculopontine)核、紅核、黑質、其它 的腦干結構、小腦、內囊、外囊、皮質脊髓束、錐體束、豆核袢、帕佩茲邊緣回路(limbic circuit of Papez)、前-基底神經節-丘腦皮質系統、 白質束、運動皮質、皮質運動前區、軀體感覺皮質、其它感覺皮質區 域、布魯卡(Broca)區、威爾尼克(Wernickie)區、心室區、室旁區、其它 的中樞神經系統結構、其它的周圍神經系統結構。皮質、邊緣系統和 網狀系統、前額皮質、眶額皮質、內囊前肢、伏隔核、腹紋狀體、丘 腦的腹蒼白球前核、丘腦背內側核、丘腦髓板內核、扣帶皮質、扁桃 體、海馬、乳頭體、側下丘腦、藍斑、中縫背核、臂旁核(PBN)、孤束 核(NTS)、延髓尾端腹外側(CVL)、和延髓頭端腹外側(RVL)、下丘腦室 旁核、束旁核、終紋紅核、前額皮質、視上核、前腦室周器官、腹被 蓋、黑質、密部和網狀組織(reticulate)。
在電刺激模式中，植入的電極被耦合到控制器IO的信號發生器。 如圖3中所示意的，對于化學/藥物刺激模式，導管將靶組織耦合到與 控制器10連通的化學制品/藥物遞送組件(泵)。導聯37、 39優選從頭 皮下的路線到達植入的控制器10，然而它們也能夠從外部路線到達植 入的或外部的控制器。導管也可以經類似的路線到達植入的或位于外 部的泵。如果需要，也可以使用還包括至少一個電極的導管。
該系統可以包括感測能力，所述感測能力可以被運行以檢測選定 腦區或大量神經組織的電或化學活動，為控制器提供反饋，使得自動 調節刺激信號(例如， 一個或多個參數如脈沖電流、脈沖寬度、頻率、 和開啟時間或關閉時間)，從而增強進食障礙的治療。優選的用于感測 的腦區為腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、下丘腦、前額皮質、小腦、 中腦和腦干、那些部位內的核、以及從任意所述區域導出的白質束。 刺激電極也可以被用作感測電極。優選地，腦區感測可在硬膜外、硬 膜下或患者的頭皮上獲得。或者，放置至少一個感測電極26或其它感 測裝置與腦神經27之一相接觸或接近。傳感器通過導聯22與控制器 IO連通(圖1)。選定的腦神經優選為三叉神經、舌下神經、迷走神經和 /或副神經。所述神經可以在沿其長度方向上或神經分支中的一個上的 任一點發生接觸。在從外科手術植入程序中充分恢復后，醫生按照用于對選定的患 者腦區進行深部腦刺激的程序化方案，通過開動神經刺激系統1以產 生電脈沖形式的電刺激來選擇適當的刺激信號。在電極植入步驟期間， 醫生要檢查脈沖信號的電流水平，以確定電流被調整至其量至少稍低 于會對患者產生不利作用的閥值。典型地，盡管可以觀察到從患者到 患者間裝置參數設置的變化，但是刺激水平被程序化使得患者不會遭
受DBS療法帶來的嚴重不利作用。無論如何，在適當的安全限度內， 可以相應地調節電流的最大振幅直到產生有利的作用(例如，減輕過食 的欲望)。在植入后，經幾天期間，不利作用和/或有利作用的閥值可以 隨時間發生顯著變化，因此，優選在植入后的最初幾天內對所述水平 進行重新檢査，以判斷是否需要任何調整以保持方案的有效性。DBS 方案優選使用間歇的周期模式，其中產生重復的一系列脈沖以刺激選 定的腦內神經組織，然后在下一個周期內，不產生脈沖。所述這些交 替的刺激和無刺激周期的開啟/關閉工作循環優選具有一個比率，其中 關閉時間大約為開啟時間長度的1.8倍。還優選，每個脈沖寬度被設定 為不大于約500微秒的值，脈沖重復頻率被編程為在約130Hz范圍內。 上述用于DBS的刺激信號的電和計時參數只不過是示例性的，并不對 本發明的范圍構成限制。
為了幫助調整系統的程序化和優化用于特定患者治療方案的刺激 信號參數，可以使用具有選擇性深部腦感測的腦神經刺激程序。該方 法包括放置電極與一個腦神經(優選患者頸部的左迷走神經)相接觸或 接近，以及將感測電極與選定的患者腦區如腦島、胼胝體下區、扣帶、 丘腦、下丘腦、額前大腦皮質、腦干、小腦和從上述區域導出的白質 束相接觸。兩個電極都與控制器/刺激發生器/處理器單元連通，如同上 述。預定電信號被施加到腦神經電極，引起對神經組織電活動的刺激 或抑制(調節)，所述神經組織從上述腦神經接受電刺激。圖5中示出了 信號發生器的示例性理想化電輸出信號波形，用于闡明信號相關參數， 所述信號是由信號發生器產生的并施加到神經的信號。控制器/處理器的程序設計和設置被調整，以對神經提供定時的電刺激爆發，引起對 待刺激的腦神經的選擇性副交感神經輸入，由此味覺通路、嗅覺、促 炎或抗炎通路、呼吸通路、心臟通路、壓力感受器通路、軀體感測通 路和飽感通路中的一個或多個被有益地激活，使得各個腦區內的神經 活動響應性減弱。類似地，腦神經刺激可以影響神經遞質通路如去甲 腎上腺素能、血清素能、多巴胺能和膽堿能通路。
在與植入電極相接觸的患者腦區內神經組織的電活動的響應性調
節或變化被感測并被傳送到控制器10。或者，系統的編程設計和優化
患者醫療方案的刺激信號參數，包括執行具有選擇性深部腦感測的選
擇性DBS程序。例如，植入傳感器以與胼胝體下區連通，然后運行該 系統來感測胼胝體下區內的電或化學活動，向控制器提供反饋來優化 調整用于治療患者進食障礙的刺激。刺激器的(stimulatory)和感測到的 數據在處理器中被分析，以判斷由施加特定電信號引起的選定腦區電 活動的任何變化。由此方式，在醫生的監督下，調整信號參數以引起 所選擇腦區內神經活動的響應性減弱。這類對選定腦區電活動的調節 通過處理器與觀察到的或預期的患者進食障礙癥狀的減輕相關聯。
在DBS方案實際進行以前，應讓患者的進食行為大約穩定在手術 前的水平。可以從初始觀察以慢性間歇電刺激形式在各個24小時期間 施加的治療，以使患者的不適當的進食/清除行為不發生變化。但是在 該DBS方案經過幾天的時間以后，對暴食/過食/清除的興趣會發生明 顯的降低。 一種典型的結果可以是，吃飯時間消耗量傾向于比觀察到 的關于患者手術前行為的吃飯時間消耗量延長顯著更長的時段，并且 單次進餐過程中攝入的食物量更少，所述進餐過程被各餐之間沒有消 耗的更長時間間隔隔開。不期望DBS治療對患者生活其它方面的正常 行為產生不利影響。預期DBS方案的完全中止會導致相對快速的恢復 到先前的貪食行為，而且在DBS方案重新開始之后，所述貪食行為就 隨之結束。本發明提出了，對患有嚴重進食障礙的個體的某些腦區的 DBS刺激，可以是一個用于更有效治療和改變患有貪食癥和其它進食障礙的人的不適當進食模式和行為的可行選擇。 胼胝體下區的選擇性刺激
在代表性治療方案中，預定的剌激信號(例如，電信號)被施加到人 腦的胼胝體下區，這類對胼胝體下區的刺激對膝下扣帶區內的神經元 活動產生調節。通過施加另一種預定刺激信號，對選定胼胝體下區的 刺激導致對如下區域內的神經元活動的調節，所述區域選自布羅德 曼區32、布羅德曼區25、布羅德曼區24、布羅德曼區IO和布羅德曼 區9，如圖4B中所示。作為對選定胼胝體下區的這類神經元調節的結 果，患者對暴食/清除欲望的頻率降低。例如，剌激部分(電極)與布羅 德曼區25連通，對布羅德曼區25的電信號刺激導致對布羅德曼區25 內神經元活動的調節，由此患者體驗一種飽腹的感覺，和/或暴食/清除 的欲望減弱。另一種治療方案包括向布羅德曼區25施加預定電信號， 其導致對布羅德曼區9內神經元活動的調節。將又一種預定電信號施 加到布羅德曼區32、布羅德曼區25，其導致對布羅德曼區24內神經 元活動的調節。
在化學/藥物刺激模式中，醫生通過外科手術植入具有近端和排出 部分的導管，所述近端與泵耦合，所述排出部分用于注入某一劑量的 化學制品或藥物，使得在植入后，導管的排出部分與胼胝體下區連通。 預定刺激信號的施加包括允許所述泵以將化學制品/藥物通過導管的 排出部分排放到胼胝體下區，由此治療進食障礙。瞄準的神經組織和 被影響的(被調節的)神經組織可以是相同的或不同的，這取決于選定的 化學/藥物刺激信號，類似于上述的電刺激模式。例如，方案可以包括
通過外科手術植入具有近端和排出部分的導管，所述近端與泵耦合， 所述排出部分用于注入某一劑量的藥物，其中在植入后，導管的排出 部分與患者腦的布羅德曼區25連通。通過運行泵來施加預定刺激信號， 以通過導管的排出部分將藥物排放到布羅德曼區25，由此調節腦的上 述部分內的神經活動，以改善進食障礙的癥狀。 一些可適用類型的化 學制品和/或藥劑包括抑制性神經遞質激動劑、興奮性神經遞質拮抗劑、增加抑制性神經遞質水平的藥劑、降低興奮性神經遞質水平的藥劑和 局部麻醉劑。
選擇性刺激腦島區
如圖4A中所示，另一種優選治療方案包括通過外科手術在患有 嚴重進食障礙的患者的腦內植入具有近端和刺激部分的刺激導聯，其 中在植入后，刺激部分與腦島的一部分連通。導聯的近端被耦合到信 號發生器，其產生預定的電刺激信號，使得該信號對選定的腦島區進 行電剌激，由此調節被影響組織的神經元活動以改善進食障礙。
選擇性刺激膝下扣帶區
如圖4B中所示，另一種優選治療方案包括通過外科手術植入具 有近端和刺激部分的電刺激導聯，其中在植入后，刺激部分與膝下扣 帶區連通。導聯的近端被耦合到產生預定電刺激信號的信號發生器， 由此該信號對膝下扣帶區進行電刺激，以調節被影響組織的神經元活 動，而這改善了進食障礙。
選擇性雙峰刺激-電/化學DBS
另一種治療方案包括電和化學兩者的刺激模式。醫生通過外科手 術植入具有近端和刺激部分的電刺激導聯，其中在植入后，刺激部分 與人腦的胼胝體下區連通。醫生也可通過外科手術植入具有近端和排 出部分的導管，所述近端與泵耦合，所述排出部分用于注入某一劑量 的化學制品或藥劑，使得在植入后，導管的排出部分與選定的胼胝體 下區連通。導聯的近端被耦合到信號發生器，由信號發生器產生預定 的電信號，使得對選定的胼胝體下區進行剌激。另外，運行泵以通過 導管的排出部分將化學制品或藥劑排放到胼胝體下區，使得由化學制 品或藥劑來對胼胝體下區進行附加刺激，以強化減輕進食障礙。
DBS和腦神經刺激一起使用的示例性程序包括將第一電極耦合
到選定的患者腦區，所述腦區已知或期望與進食障礙癥狀相關(例如，扣帶區或腦島區)。第二電極被耦合到患者的腦神經。預定治療電信號 被施加到第一電極以刺激神經組織，第二預定治療電信號被施加到第 二電極。作為第一和第二信號雙重施加的結果，獲得了對神經組織的 選定區域的神經元活動的有益調節，這改善了貪食癥或另外的進食障 礙。
另一個雙峰刺激方案包括通過外科手術植入與布羅德曼區25直 接或間接連通的刺激電極。通過外科手術植入具有近端和排出部分的 導管，所述近端與泵耦合，所述排出部分用于注入某一劑量的藥物， 使得導管的排出部分也與布羅德曼區25連通。預定電信號被施加到電 極，使得布羅德曼區25被刺激。另外，運行泵以通過導管的排出部分 將藥劑排放到布羅德曼區25，使得布羅德曼區25又被刺激，由此強化 減輕所述疾患。電刺激和化學刺激可以被同時或順序施加，這由醫生 決定。
具有反饋感測的選擇性DBS
當可植入或外部處理器包括感測能力時，該可植入或外部處理器 又被構造用于用于測量、感測、記錄、監控生理活動、生理事件、生 理閥值、軀體或腦狀態。例如，這通過感測神經內(動作電位)、在或來 自腦、心、胃腸道、胰或其它由迷走神經支配的器官內的電活動來完 成。構造處理器和控制器，使得治療參數可以根據適應學習來變化或 調整，由此該系統檢測刺激后的活動或生理變化，并自動調整控制器 以試圖實施最優療法。控制器/處理器還能夠判斷不利刺激的結果，并 調整刺激以防止不利的患者響應。
示例性的自適應腦刺激系統包括至少一個耦合到患者的生物傳感 器，其用于感測至少第一腦區或第一組腦區的當前狀態。至少一個刺 激電路通過第一電極被耦合到患者的第一腦區或第一組腦區，以根據 一組刺激參數進行刺激。該系統還包括耦合有傳感器的比較器，所述 比較器用于接收涉及當前狀態的數據，并將當前的一組數據與參考狀態數據進行比較，其中該比較產生正結果或負結果，其中正結果是有 利的作用和/或缺少不可接受的不利作用。耦合到所述至少一個刺激電 路的所述至少一個控制電路能夠根據當前狀態和參考狀態的比較結果 來進行調整，以控制該組刺激參數。
具有選擇性深部腦感測的腦神經刺激
在前述雙峰刺激方法的變體中，腦神經刺激(VNS)被用于代替深部 腦刺激(DBS),或與深部腦刺激之外(DBS)—起使用。在該方法的這種 變體中，電刺激一個腦神經，而不是電刺激胼胝體下區。至少一個刺 激電極或化學/藥物刺激組件被放置與一個腦神經接觸或接近。選定的 腦神經優選為三叉神經、舌下神經、迷走神經或副神經。該神經可以 在沿其長度方向上或一個神經分支上的任一^發生接觸。例如，如圖1 中所示，電極26優選為雙極刺激電極，并優選為在美國專利 4，573,481(Bullara)中的螺旋型。電極組件通過外科手術植入到患者頸內 的迷走神經27上。作為另一個例子，醫生可以通過外科手術在左和右 迷走神經上植入一對刺激電極，并調整刺激信號參數以同步或異步地 在兩側刺激兩個迷走神經，以選擇性地抑制、興奮或阻滯選擇的腦區 來減輕貪食癥。調整控制器/處理器以提供兩側電刺激的定時爆發，以 減弱腦的選擇區域內的神經活動以獲得期望的結果。可以調整信號參 數，以便對腦神經的選擇性副交感神經的傳入進行刺激，由此有利地 調節如下中的一個或多個味覺通路、嗅覺、促炎或抗炎通路、呼吸 通路、心臟通路、壓力感受器通路、軀體感測通路和飽感通路。類似 地，腦神經刺激可以影響神經遞質通路如去甲腎上腺素能、血清素能、 多巴胺能和膽堿能通路。
腦神經刺激構型對于優化刺激信號參數是尤其有用的，如同上述。 例如，電極26被耦合到個體的腦神經(例如迷走神經、舌下神經、三叉 神經或副神經)，并通過導聯22與控制器IO連通。另一個電極38，感 測電極或"傳感器"，被耦合到選定的患者腦區如以下的一部分或其
內的核腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、下丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦或通向上述區域的白質束。取決于選定的腦內部位的位置，
可以使用侵入性較小的硬膜下電極而不是深度電極。電極38也與控制 器/刺激發生器/處理器單元連通。預定電信號被施加到腦神經電極，引 起對神經組織電活動的刺激或抑制(調節)，所述神經組織從上述腦神經 接收電刺激。神經組織電活動的響應性調節或變化通過植入的電極來 感測并且被傳送至控制器/處理器10。在處理器內對數據進行分析，以 判斷施加的特定電信號是否引起了選定腦區的電活動的變化。這類選 定區域電活動的調節也通過處理器與主觀或客觀數據相關聯，所述數 據表明進食障礙癥狀的減輕。
組合的DBS和VNS
其中將深部腦刺激(DBS)和腦神經刺激(VNS)—起使用的示例性 程序包括將第一電極耦合到患者的腦神經。圖1示出了耦合到患者頸 內左迷走神經的電極。 一個或多個電極的另一種放置構型為在左和/或 右迷走神經上的近膈位置、膈的上方或下方，如同已知的并在文獻中 描述的那樣。第二電極被耦合到選定的患者腦區，所述腦區是已知或 預期與進食障礙癥狀相關的(例如，胼胝體下區)。預定治療電信號被施 加到第一電極以刺激腦神經，第二預定治療電信號被施加到第二電極 以刺激神經組織。作為雙重施加第一和第二信號的結果，獲得了神經 組織的選定區域的神經元活動的有利調節，其改善了貪食癥或另外的 進食障礙。刺激參數可以被調整以同步或異步地在兩側刺激兩個迷走 神經，以便選擇性調節(例如，抑制、興奮、阻滯)選擇的腦區，以提供 對進食障礙癥狀預期的減輕。可以調整控制器以提供兩側電刺激的定 時爆發，從而引起選擇腦區內神經活動的減弱。
組合的'DBS/VNS-雙峰電/化學刺激
另一種代表性組合DBS/VNS治療包括通過外科手術植入電極和 具有近端和剌激部分的導聯組件，其中在植入后，刺激部分(即電極) 與腦神經或胼胝體下區連通。醫生還通過外科手術植入具有近端和排 出部分的導管，所述近端耦合到與泵，所述排出部分用于注入某一劑量的化學試劑。植入以后，導管的排出部分與選定的胼胝體下區連通。 醫生將導聯的近端耦合到信號發生器。使用信號發生器產生合適的電 信號，并通過電極和導聯組件被施加，使所述信號對胼胝體下區進行 電刺激。與電刺激相呼應，操作泵以通過導管的排出部分將化學試劑 排放到選定的胼胝體下區，由此治療進食障礙。
類似地，醫生可以通過外科手術植入電極/導聯組件，使得在植入
后，所述刺激部分與布羅德曼區25連通。同樣地，導管的排出部分還 位于與布羅德曼區25連通的位置。電信號對布羅德曼區25進行電刺 激，同時泵將化學試劑排放到布羅德曼區25，以提供組合的雙峰治療 以治療進食障礙。
觸發的激活/失活
優選地，預期的刺激和所得的調節能夠通過感測預定的事件或病 癥或者通過源自外部裝置、或源自醫生輸入或源自患者輸入的手動激 活來觸發。如果上述的手動激活開關被包括在可植入控制器上，并且 醫生能夠判斷是否適合讓患者對該裝置具有有限的控制，那么調整處 理器的程序設計，以讓信號發生器在通過控制器檢測到患者的必需的 手動輸入后，就發射預定的刺激信號。
磁刺激
作為通過外科手術植入DBS刺激器的替代，可以通過經顱磁刺激 來代替性地對腦區如眶額皮質進行刺激。因此，所述刺激能夠為電、 化學/藥物、或磁、或那些模式中任一種的組合。
對于醫生來說，上述方法被認為可用于設計對患有嚴重的不可控 的暴食/清除行為的患者的適當治療處理。貪食癥被認為是如下其它進 食障礙的代表，所述其它進食障礙也將對類似的深部腦刺激治療順利 地產生響應。盡管沒有進一步詳細闡明，但是應當相信，本領域技術人員能夠 使用本文的描述，在最大程度上利用本發明。前述的實施方案被解釋 為是說明性的，并且無論如何不能認為是對本公開其余內容以任何方 式的約束。盡管本發明的優選實施方案已經被示出并被描述，但是本 領域技術人員可在不違背本發明的精神和教導的情況下進行修改。例 如，應當理解，在本文中描述的各種刺激、感測和激活模式、可編程 特性等，可以以與清楚例示的那些組合不同的組合來被重新排列或使 用。在此處公開的實施方案的許多變化和修改是可行的，并且都在本 發明的范圍以內。因此，保護范圍不能由上面作出的描述來限定，而 是僅由隨后的權利要求來限定，所述范圍包括權利要求主體的所有等 價物。在此引用的所有專利、專利申請和出版物的公開內容在此通過 引用的方式以如下程度并入到本文中它們對在此提出的那些內容提 供了示例性的、程序上的或其它詳細資料的補充。
權利要求
1.一種治療患有進食障礙的個體的方法，該方法包括向耦合到預定刺激部位的第一刺激器施加第一治療刺激信號，所述預定刺激部位包括在個體腦區內的大量神經組織，所述腦區選自腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和通向上述區域的白質束，其中所述第一刺激信號引起對所述神經組織的神經元活動的調節，并且對神經元活動的所述調節減輕了進食障礙的癥狀。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述第一刺激器包括電極，以 及所述第一治療刺激信號包括第一預定電信號，所述方法包括將所述電極耦合到所述個體腦區；以及向所述電極施加所述第一預定電信號，使得所述神經組織的神經 元活動被改變，其中神經元活動的這種改變減輕了進食障礙的癥狀。
3. 如權利要求l所述的方法，其中所述第一治療刺激信號包括急 性刺激分量和慢性刺激分量。
4. 如權利要求3所述的方法，其中所述急性刺激分量包括比所述慢性刺激分量更高的刺激強度水平和更短的持續時間。
5. 如權利要求3所述的方法，其中所述急性刺激分量包括1 6 個月的持續時間。
6. 如權利要求l所述的方法，其中第一刺激信號引起對除所述預 定刺激部位以外的所述個體的神經組織內的神經元活動的調節。
7. 如權利要求l所述的方法，包括將所述第一刺激器耦合到個體腦區，所述腦區選自腦島、胼胝體下區、扣帶、丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和通向上述區域的 白質束；將第二刺激器耦合到個體的腦神經； 向所述第一刺激器施加所述第一預定刺激信號；以及 向所述第二刺激器施加第二預定刺激信號，其中所述第一和第二信號的所述施加引起對所述神經組織的神經元活動的調節以改善進食障礙。
8. 如權利要求7所述的方法，其中所述第二刺激信號包括急性刺 激分量和慢性刺激分量。
9. 如權利要求8所述的方法，其中所述急性刺激分量包'括比所述 慢性剌激分量更高的剌激強度水平和更短的持續時間。
10. 如權利要求1所述的方法，其中所述進食障礙為貪食癥，以 及所述第一治療刺激信號的所述施加減輕了所述個體的暴食和/或清除 行為。
11. 如權利要求1所述的方法，其中所述第一治療刺激信號的所 述施加誘發了所述個體的飽感。
12. 如權利要求1所述的方法，其中所述區域包括至少一部分腦 島或通向一部分腦島的白質束。
13. 如權利要求12所述的方法，其中所述區域包括選自左和右 的前和后腦島中的一部分腦島，和屏狀核，或通向一部分腦島的白質 束。
14. 如權利要求1所述的方法，其中所述區域包括至少一部分胼 胝體下區或通向一部分胼胝體下區的白質束。
15. 如權利要求1所述的方法，其中所述區域包括至少一部分扣 帶或通向一部分扣帶的白質束。
16. 如權利要求15所述的方法，其中所述區域包括至少一部分選 自如下的布羅德曼區布羅德曼區24、布羅德曼區25和布羅德曼區 32。
17. 如權利要求1所述的方法，其中所述區域包括至少一部分前 額皮質或通向所述部分前額皮質的白質束。
18. 如權利要求17所述的方法，其中所述區域包括至少一部分布 羅德曼區，所述布羅德曼區選自布羅德曼區8、布羅德曼區9、布羅 德曼區IO和布羅德曼區11。
19. 如權利要求1所述的方法，其中所述區域包括在丘腦內的至 少一個核或通向丘腦內的核的白質束。
20. —種治療患有進食障礙的個體的方法，該方法包括 提供包括信號發生器和處理器的控制器，該控制器與第一電極和第二電極連通；將所述第一電極耦合到個體的腦神經；將所述第二電極耦合到個體腦區，所述腦區選自腦島、胼胝體 下區、扣帶、丘腦、下丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和從上述區 域導出的白質束；向所述第一電極施加預定電信號；以及 通過所述第二電極感測在所述選定腦區內的電活動； 將感測到的電活動與所述選定區域的預定電狀態進行比較，以提 供比較結果；以及由所述比較結果判斷向所述第一電極施加所述預定電信號是否引起了所述腦區電活動的調節，其中電活動的所述調節與進食障礙癥狀 的減輕相對應。
21. 如權利要求20所述的方法，其中所述第一電信號包括可調整 的電參數，以及所述方法還包括基于所述比較結果來調整所述第一電 信號的至少一個參數。
22. 如權利要求20所述的方法，其中通過所述第二電極在所述選 定腦區內感測電活動的所述步驟包括硬膜下感測。
23. 如權利要求20所述的方法，其中所述腦神經選自迷走神經、 舌下神經、三叉神經和副神經。
24. —種治療患有進食障礙的個體的方法，該方法包括 提供包括信號發生器和處理器的控制器，該控制器與第一電極和第二電極連通；將所述第一電極耦合到個體的腦神經；將所述第二電極耦合到個體腦區，所述腦區選自腦島、胼胝體 下區、扣帶、丘腦、前額大腦皮質、腦干、小腦和通向上述區域的白 質束；向所述第二電極施加預定電信號以調節所述選定腦區的神經元活動；通過所述第一電極感測在所述腦神經內的電活動； 將感測到的電活動與所述神經的預定電狀態進行比較，以產生比 較結果；由所述比較結果判斷向所述第二電極施加所述預定電信號是否引 起了所述腦神經電活動的調節-
25. 如權利要求24所述的方法，其中所述第二電信號包括可調整 的電參數，以及所述方法還包括基于所述比較結果來調整所述第二電信號的至少一個參數。
26. —種用于治療患有進食障礙的患者的自適應腦剌激方法，該方法包括(a) 提供系統，該系統包括至少一個傳感器，該傳感器用于與患者上的狀態指示部位耦合以感測至少第一腦區或第一組腦區的當前狀態；第一刺激電路，該第一刺激電路用于通過至少一個刺激電極耦合 至少所述第一腦區或第一組腦區，以根據第一組刺激參數進行刺激； 比較器，其適合與所述至少一個傳感器耦合，所述比較器適合接收涉 及當前狀態的數據并將所述當前狀態的數據與參考狀態的數據進行比 較，使得所述比較產生正結果或負結果；和至少一個控制電路，其與 至少所述第一刺激電路耦合并適合根據所述當前狀態和參考狀態的所 述比較結果來進行調整以控制所述刺激參數；(b) 將所述至少一個傳感器耦合到患者上的所述狀態指示部位；(c) 根據第一組刺激參數，對患者的至少第一腦區或第一組腦區進 行剌激；(d) 對所述患者的當前狀態進行感測以提供感測數據；(e) 將所述感測數據與參考狀態數據進行比較以得到比較結果；(f) 由所述比較結果判斷刺激參數是否需要改變；(g) 如果需要改變，就判斷在所述刺激參數中需要做什么改變；(h) 按照步驟(f)中所判斷的，改變所述第一組刺激參數；以及(i) 用生成的、經改變的刺激參數重復步驟(c) (h)，直到在步驟(g) 中判斷不再需要改變，其中當根據一組經改變的刺激參數的刺激改善 了所述進食障礙的癥狀時，就不需要改變了。
27. 如權利要求26所述的方法，還包括如果比較結果表明響應信 號引起了治療作用，則對患者的第二腦區或第二組腦區進行刺激。
28. 如權利要求27所述的方法，其中對第二腦區或第二組腦區進 行刺激的步驟引起了有益的治療作用。
29. 如權利要求26所述的方法，其中步驟(d)包括感測周圍腦神經 的神經元活動。
30. 如權利要求26所述的方法，其中在步驟(g)中，改變所述刺激 參數包括提供刺激信號，所述刺激信號刺激腦神經的選擇性副交感神 經傳入以激活至少一個選自如下的腦神經通路味覺通路，嗅覺，促 炎或抗炎通路，呼吸通路，心臟通路，壓力感受器通路，軀體感覺通 路，飽感通路，和去甲腎上腺素能、血清素能、多巴胺能和膽堿能的 神經遞質通路。
全文摘要
本發明公開了一種治療患有進食障礙的人的方法和設備，其包括直接或間接地刺激選定的與進食障礙癥狀相關的腦區。刺激方案是可編程的，以使得醫生能夠優化刺激信號參數以改善貪食癥或另一種進食障礙的至少一種癥狀。某些實施方案將深部腦刺激和/或感測連同腦神經刺激和/或感測一起使用。
文檔編號A61N1/05GK101300045SQ200680036063
公開日2008年11月5日 申請日期2006年6月26日 優先權日2005年7月29日
發明者史蒂文·E·馬斯基諾, 威廉姆·R·布拉什, 斯蒂芬·K·布拉南 申請人:賽博羅尼克斯公司