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使用针对感觉异常的刺激亚阈值的疼痛治疗制作方法

  • 专利名称
    使用针对感觉异常的刺激亚阈值的疼痛治疗制作方法
  • 发明者
    E·基沙维, J·M·克拉默
  • 公开日
    2012年5月2日
  • 申请日期
    2010年3月24日
  • 优先权日
    2009年3月24日
  • 申请人
    脊髓调制公司
  • 文档编号
    A61N1/05GK102438698SQ201080022709
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种治疗患者疼痛的系统,包括其上设置至少一个电极的导线,其中所述导线被构造为靠近背根神经节放置;和脉冲发生器,所述脉冲发生器被构造为,当导线靠近背根神经节定位时,所述脉冲发生器为所述至少一个电极中的至少一个提供刺激能量,以刺激背根神经节的至少一部分,从而影响疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常2.如权利要求1中所述的系统,其中所述脉冲发生器以低于Αβ纤维募集的阈值的水平提供刺激能量3.如权利要求2中所述的系统,其中所述脉冲发生器以低于Αβ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量4.如权利要求3中所述的系统,其中所述脉冲发生器以高于Aδ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量5.如权利要求3中所述的系统,其中所述脉冲发生器以高于C纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量6.如权利要求3中所述的系统,其中所述脉冲发生器以高于小的有髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量7.如权利要求3中所述的系统,其中所述脉冲发生器以高于无髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量8.如权利要求1中所述的系统,其中所述脉冲发生器以能够调节背根神经节内的神经胶质细胞功能的水平提供刺激能量9.如权利要求8中所述的系统,其中所述脉冲发生器以能够调节背根神经节内卫星细胞功能的水平提供刺激能量10.如权利要求8中所述的系统,其中所述脉冲发生器以能够调节背根神经节内施万细胞功能的水平提供刺激能量11.如权利要求1中所述的系统,其中所述脉冲发生器提供刺激能量的水平能够使和背根神经节相关的至少一个血管释放物质或发出细胞信号以影响背根神经节内神经元或者神经胶质细胞12.如权利要求1中所述的系统,其中所述导线被构造成沿着顺行方向通过硬膜外腔推进,并被定位成使得所述导线的至少一部分沿着神经根套管成角延伸13.一种治疗患者疼痛的方法,包括对其上设置有至少一个电极的导线进行定位,使得至少一个电极中的至少一个靠近背根神经节;并且为所述至少一个电极中的至少一个提供刺激能量,以刺激背根神经节的至少一部分,其中导线的定位步骤和提供刺激能量的步骤一起影响疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常14.如权利要求13中所述的方法,其中提供刺激能量包括以低于Αβ纤维募集的阈值的水平提供刺激能量15.如权利要求14中所述的方法,其中提供刺激能量包括以低于Αβ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量16.如权利要求15中所述的方法,其中提供刺激能量包括以高于Αδ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量17.如权利要求15中所述的方法,其中提供刺激能量包括以高于C纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量18.如权利要求15中所述的方法,其中提供刺激能量包括以高于小的有髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量19.如权利要求15中所述的方法,其中提供刺激能量包括以高于无髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量20.如权利要求13中所述的方法,其中提供刺激能量包括以能够调节背根神经节内神经胶质细胞功能的水平提供刺激能量21.如权利要求20中所述的方法,其中提供刺激能量包括以能够调节背根神经节内卫星细胞功能的水平提供刺激能量22.如权利要求20中所述的方法,其中提供刺激能量包括以能够调节背根神经节内施万细胞功能的水平提供刺激能量23.如权利要求13中所述的方法,其中提供刺激能量包括提供的刺激能量的水平能够引起与背根神经节相关的至少一个血管释放物质或者发出细胞信号以影响背根神经节内神经元或者神经胶质细胞24.如权利要求13中所述的方法,其中导线的定位包括通过硬膜外腔推进导线使得所述导线的至少一部分沿着神经根套管成角延伸25.如权利要求M中所述的方法,其中通过硬膜外腔推进导线包括沿着顺行方向推进导线26.一种治疗患者的方法,包括选择性地刺激患者的背根神经节内的小的纤维细胞体,同时不刺激患者的背根神经节内的Αβ纤维细胞体27.如权利要求沈中所述的方法,其中所述小的纤维细胞体包括Aδ纤维细胞体28.如权利要求沈中所述的方法,其中所述小的纤维细胞体包括C纤维细胞体29.一种治疗患者的方法,包括识别和患者的疼痛感相关的背根神经节;和神经调节背根神经节内的至少一种神经胶质细胞以减轻患者的疼痛感30.如权利要求四中所述的方法,其中所述至少一种神经胶质细胞包括卫星细胞31.如权利要求四中所述的方法,其中所述至少一种神经胶质细胞包括施万细胞32.如权利要求四中所述的方法,其中所述神经调节包括以减轻疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常的水平提供刺激33.一种治疗患者的方法,包括对其上设置至少一个电极的导线进行定位,使得所述至少一个电极中的至少一个靠近背根神经节;和为所述至少一个电极提供刺激能量,以刺激与背根神经节相关的至少一个血管,从而使至少一个血管释放神经调节背根神经节内的神经元的物质34.如权利要求33中所述的方法,其中所述物质包括具有神经调节作用的化学物质, 该化学物质影响参与疼痛感觉转导的神经元的功能
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    本发明提供用于治疗疼痛同时最小化或消除可能的并发症和不期望的副作用、尤其是感觉异常感的器械、系统和方法这是通过以影响疼痛感但不产生明显感觉的感觉异常的方式使用刺激能量刺激脊根神经节的邻近部位来实现的在一些实施方式中,这些神经刺激利用脊根神经节特有的解剖学特性和功能,下文对此详细描述这些器械、系统和方法具有最小的侵入性,因此减轻由于移植程序造成的可能的并发症,并且旨在控制疼痛感, 同时最小化或者没有感觉(例如感觉异常)
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:使用针对感觉异常的刺激亚阈值的疼痛治疗的制作方法使用针对感觉异常的刺激亚阈值的疼痛治疗相关申请的交叉引用本申请基于35U. S. C. 119(e),要求2009年3月24日提交的题为“I^ain Management with Subthreshold Stimulation” 的美国临时专利申请 61/163,007 的优先权。本文通过参考引入该申请。关于受美国联邦政府资助研究或发展所获发明之权限的陈述不适用对以光盘形式提交的序列表、表格或计算机程序表附录的引用不适用脊髓刺激(SCQ用于治疗各种疼痛综合症已有30多年。脊髓刺激的目的是产生感觉异常,此感觉异常可以完全持久地覆盖疼痛的部位,但是不引发其他部位的不适感。感觉异常可以定义为身体某一部位的刺痛、戳痛或者麻木感。其更一般地被称为发麻的感觉。 在一些情况下,感觉异常较之疼痛感更为优选。在脊髓刺激过程中,感觉异常的产生是通过刺激脊柱和/或脊根中的Αβ纤维来实现。脊柱刺激通常在几个皮区(dermatome)中引起相当于和低于刺激器水平的感觉异常。相比较而言,脊根刺激激活有限数量的非常靠近刺激器的支根中的纤维,并且只在几个皮区中引起感觉异常。基于以上原因,通过SCS刺激器进行的脊根刺激可能不能达到足够的疼痛缓解的效果。而且使用SCS刺激器刺激脊根可以引发不适感和运动神经反应。这些副作用可以以低于完全感觉异常覆盖所需值的脉冲振幅而发生。因此,SCS的临床目标是产生刺激相关的脊髓结构而不刺激邻近的神经根的电场。脊柱内的神经根刺激是一种SCS相关技术,除了电极是沿着神经支根在椎管的侧面(此部位被称为沟槽)放置,而不是覆盖脊髓的中线。电极被安装在柱状导线而不是常规的SCS桨状导线上。沟槽内导线放置的精确度通过以可察觉的水平刺激神经根来确认, 刺激的结果是导致局部的感觉异常。感官的感觉异常可以通过以高于感官募集阈值的水平进行刺激来实现。这可以和SCS —同使用去治疗某些疼痛症状。对某些患者来说,感觉异常是非期望的效果,也不是疼痛的耐受良好的替代。因此,需要改进的治疗方法以提供具有最低非期望效果的疼痛缓解。本发明可以实现至少部分以上目标。
本发明提供治疗例如疼痛的症状的器械、系统和方法,同时最小化或者消除可能的并发症和不期望的副反应。尤其是,这些器械、系统和方法可以治疗疼痛而不产生明显感觉的感觉异常。这是通过以特定刺激能级刺激脊根神经节的邻近部位来实现的,本文对此将有详细阐述。本发明的第一方面提供一种治疗患者疼痛的方法,本方法包括对其上设置有至少一个电极的导线进行定位,使得至少一个电极中的至少一个靠近脊根神经节,本方法还为至少一个电极中的至少一个提供刺激能量,以刺激脊根神经节的至少一部分。导线的定位步骤和提供刺激能量的步骤一起影响疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常。在一些实施方式中,提供刺激能量包括以低于Αβ纤维募集的阈值的水平提供刺激能量。并且,在一些实施方式中,提供刺激能量包括以低于Αβ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。在其他实施方式中,提供刺激能量包括a)以高于Αδ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量,b)以高于C纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量,c)以高于小的有髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量,或者d)以高于无髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。在还有一些实施方式中,提供刺激能量包括以能够调节脊根神经节内神经胶质细胞功能的水平提供刺激能量。例如,在一些实施方式中,提供刺激能量包括以能够调节脊根神经节内卫星细胞功能的水平提供刺激能量。在其他实施方式中,提供刺激能量包括以能够调节脊根神经节内施万(khwarm)细胞功能的水平提供刺激能量。在还有其他的实施方式中,提供刺激能量包括以如下水平提供刺激能量,该水平能够导致与脊根神经节相关的至少一个血管释放物质或者发出细胞信号,其影响脊根神经节内的神经元或神经胶质细胞。在某些实施方式中,导线的定位包括通过硬膜外腔推进导线,使得导线的至少一部分沿着神经根套管成角(angulation)延伸。并且在某些例子中,通过硬膜外腔推进导线包括沿着顺行方向推进导线。本发明的第二方面提供一种治疗患者的方法,包括选择性地刺激患者的脊根神经节中的小纤维细胞体而不刺激患者体中脊根神经节的Aβ纤维细胞体。在一些实施方式中,小纤维细胞体包含A δ纤维细胞体。在其他实施方式中,小纤维细胞体包含C纤维细胞体。本发明的第三方面提供一种治疗患者的方法,包括识别与患者疼痛感相关的脊根神经节,和神经调节脊根神经节中至少一种神经胶质细胞以减轻患者的疼痛感。在一些实施方式中,至少一种神经胶质细胞包括卫星细胞。在其他实施方式中,至少一种神经胶质细胞包括施万细胞。还有,在一些实施方式中,神经调节包括以减轻疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常的水平提供刺激。本发明的第四方面提供一种治疗患者的方法。该方法包括对其上设置至少一个电极的导线进行定位,使得至少一个电极中的至少一个靠近脊根神经节;该方法还为至少一个电极提供刺激能量,以刺激与脊根神经节相关的至少一个血管,使至少一个血管释放在脊根神经节内神经调节神经元的物质。在一些实施方式中,这种物质包括起神经调节作用的化学物质,该化学物质可以影响参与疼痛感觉传递的神经元的功能。本发明的第五方面提供一种治疗患者疼痛的系统,所述系统包括其上设置有至少一个电极的导线,其中该导线被构造成靠近脊根神经节设置;该系统还包括脉冲发生器,该脉冲发生器被构造成为在导线被定位于脊根神经节附近时,为至少一个电极中的至少一个提供刺激能量,以刺激脊根神经节的至少一部分,从而影响疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常。在一些实施方式中,脉冲发生器以低于Αβ纤维募集的阈值的水平提供刺激能量。在其他实施方式中,脉冲发生器以低于Αβ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。在其他实施方式中,脉冲发生器以高于Αδ纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。在还有一些实施方式中,脉冲发生器以高于C纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。在一些实施方式中,脉冲发生器以高于小的有髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。并且,在一些实施方式中,脉冲发生器以高于无髓纤维细胞体募集的阈值的水平提供刺激能量。在一些实施方式中,脉冲发生器以能够调节脊根神经节内神经胶质细胞功能的水平提供刺激能量。例如,在一些实施方式中,脉冲发生器以能够调节脊根神经节内卫星细胞功能的水平提供刺激能量。在其他实施方式中,脉冲发生器以能够调节脊根神经节内施万细胞功能的水平提供刺激能量。在一些例子中,脉冲发生器以如下水平提供刺激能量,该水平能够使与脊根神经节相关的至少一个血管释放物质或者发出细胞信号,以影响脊根神经节内的神经元或神经胶质细胞。还有,在一些实施方式中,导线被构造成通过硬膜外腔沿着顺行方向推进,并且定位成使得导线的至少一部分沿着神经根套管成角延伸。通过下文的详尽描述和附图,可以清楚了解本发明的其他目标和优势。图IA提供脊髓、相关神经根和脊髓水平的末梢神经的示意图,图IB显示DRG内的细胞。图2A-2C提供不同放大水平的脊髓和DRG的截面组织图。图3显示导线的实施方式,所述导线上具有至少一个电极,该导线穿过患者的解剖结构推进,使至少其中一个电极定位于目标DRG上。图4提供定位在DRG上的导线的示意图。图5显示说明阈值刺激和神经纤维直径的示例关系的图。图6显示基于神经纤维直径的募集次序(recruitment order)。图7显示基于细胞体尺寸的募集次序。图8显示基于刺激位置的募集次序的区别。图9提供定位于DRG上的导线实施方式的示意图,包括与DRG相关的不同细胞和解剖学结构。图10A-10D、11和12显示导线和传输系统的实施方式。 图IA提供脊髓S、相关神经根和脊髓水平的末梢神经的示意图。其中神经根包括背根DR和与末梢神经PN连接在一起的前根VR。背根DR包括如图所示的背根神经节DRG。 DRG由各种细胞组成,包括大的神经元、小的神经元和非神经元细胞。DRG中的每个神经元由含有胞体(soma)(含有细胞核的神经元的球状末端)和两个轴突(axon)的双极-或者准单极细胞组成。“胞体”这个词来自希腊语,意指“体”;神经元的胞体通常被称为“细胞体”。胞体聚集在DRG中而不是在背根中,相关的轴突从那里延伸至背根中并指向末梢神经系统。图IB提供位于DRG内的细胞(包括小的胞体SM、大的胞体SM’和非神经元细胞(在该例子中为卫星细胞SC))的放大图。图2A-2C提供脊髓S和相关的神经根(包括DRG)的截面组织图。图2A显示40倍放大的解剖结构,表明DRG和周边解剖结构的尺寸关系。图 2B显示100倍放大的图2A的解剖结构。在该图中,DRG的不同结构变得可见。图2C显示 400倍放大的聚焦于DRG部位的图2A的解剖结构。如图所示,较大的胞体SM’和较小的胞体SM都位于DRG内。在一些实施方式中,本发明的刺激DRG通过其上具有至少一个电极的导线的使用来实现。导线穿过患者的解剖结构推进,使得至少一个电极定位于目标DRG之上、或者附近、四周或者邻近部位。导线和电极的尺寸被设定且被构造成使得电极可以最小化或者排除对其他解剖结构的不期望的刺激。图3显示导线100的实施方式,该导线上具有至少一个电极102,该导线穿过患者的解剖结构推进,使得至少一个电极102定位于目标DRG上。在该例子中,导线100被插入硬膜外并且沿着脊髓S以顺行方向推进。如图所示,每个DRG都沿着背根DR放置,通常至少部分处于茎PD之间或者孔之内。每个背根DR以θ角离开脊髓S。该θ角被认为是神经根套管成角,随着不同的患者和沿着脊柱的位置而稍有变化。但是,平均神经根成角显著小于90度,且通常小于45度。因此,以此方式朝着目标DRG推进导线100需要沿着θ角做急转角。该剧烈转角通过传输工具的使用和以专门针对此种导线的放置的设计特征来实现,这些在后文中将更详尽阐述。而且,神经根、DRG和周围结构的空间关系受退化性变化显著影响,这在腰椎中尤其明显。所以,患者可以具有与正常解剖结构不同的神经根成角, 例如具有需要更急转角的甚至更小的成角。传输工具和器械可适应这些解剖结构。图4提供定位于DRG上的导线100的实施方式的示意图。如图所示,DRG包括小的胞体SM和大的胞体SM’。每个胞体与相关的轴突或者通过神经根延伸的神经纤维相连接。 轴突或神经纤维是神经细胞或神经元的长而细的突出部,这些神经细胞或神经元远离神经元胞体或细胞体传导电脉冲。小胞体SM具有小的轴突ΑΧ,大胞体SM’具有大的轴突ΑΧ’。 通常情况下,神经纤维或轴突根据尺寸以电的方式募集。参考图5,其是说明阈值刺激和神经纤维直径之间示例关系的视图。一般来说,当神经纤维直径增加时,阈值刺激减小。因此, 如图6所示,大的有髓纤维(Αβ纤维)先于小的有髓纤维(Αδ纤维)募集,而小的有髓纤维又先于小的无髓纤维(C纤维)募集。参考图7可见,相比于神经纤维,细胞体的情况是相反的。一般来说,募集或者调节小的细胞体或胞体膜比大的细胞体或胞体膜需要更少的电流。因此,如图8所示,当低刺激发生在部位A (对细胞体SM’、SM进行低刺激)时,具有小直径的细胞体SM先于大直径的细胞体SM’选择性地受到刺激。这是因为有效调节小的细胞体的膜功能需要相对更少的电荷。然而,当低刺激发生在部位B (对轴突AX’和AX进行低刺激)时,大轴突AX’先于小轴突AX受到刺激。返回参考图4,由于细胞体或胞体位于DRG内,部位A通常对应于DRG,而部位B—般对应于背根DR。当患者感觉到疼痛时,引起疼痛反应的或疼痛的刺激通过小直径、纤细的有髓和无髓传入神经纤维或轴突AX从末梢结构传送至中枢神经系统。从电的角度说,这些纤维更难以选择性地靶向,因为基于以上所述的尺寸原理,大直径纤维或轴突AX’优先被电流所激活。这些大的纤维AX’和感觉刺激(例如轻触、压力和振动)相关,还和如SCS产生的感觉
异常有关。较之大直径的轴突/大的胞体神经元,本发明提供的方法和器械优先神经调节小直径的轴突/小的胞体神经元。这依次中断疼痛的传导,同时最小化或消除感觉异常。再次参考图4,该例子显示导线100的定位,使得至少一个电极102被设置成可以选择性地刺激DRG,同时最小化或者排除不期望的对其他解剖结构(例如背根DR的部分)的刺激。这使得小直径的轴突/小的胞体神经元先于大直径的轴突/大的胞体神经元得到募集。因此, 可以调节这些参与疼痛传递的神经元而不产生感觉异常。这是通过使用更小的电流或更低能量的刺激(即引起感觉异常的亚阈值水平的刺激)来实现的。这样优先的和靶向的神经调节的效果是止痛而不引发感觉异常。而且,低能量刺激意味着更低的能量消耗和更长的电池使用寿命。常规的脊髓刺激系统通常提供频率约为30-120HZ的刺激。相比来说,使用本文所述的器械和方法以低于用于常规刺激系统的刺激频率实现更好的治疗效果。一方面,本文所述的DRG刺激方法使用的刺激频率小于25Hz。在其他方面,刺激的频率可以更低,例如在低于15Hz的范围内。在再其他方面,刺激的频率低于10Hz。在一个特定的实施方式中,刺激频率是5Hz。在另一个特定的实施方式中,刺激频率是2Hz。除了低的刺激频率,本发明所述的器械和方法使用的其他刺激模式也低于常规刺激系统所用的刺激模式。例如,使用小于500微安振幅的刺激信号、小于120微秒的脉冲宽度和以上所述的低的刺激频率,本发明的实施方式中实现可重复的皮区特定疼痛的减轻。据信,使用具有在60微秒至120微秒范围内选择的脉冲宽度的信号,本发明的实施方式可以实现皮区特定疼痛的减轻。据信,使用具有大约200微安振幅的信号,本发明的实施方式可以实现皮区特定疼痛的减轻。在一个特定的实例中,使用具有200微安振幅、60微秒脉冲宽度和2Hz频率的信号,实现成年女性的可重复的皮区特定疼痛的减轻。也可以理解的是,其他合适的刺激信号参数可以一并使用,例如于 2009 年 10 月 27 日提交的、题为‘、elective Stimulation Systems and Signal Parameters For Medical Conditions”的美国专利申请12/607,009中所提供的参数,为了所有的目的,在这里通过参考引入该申请。除了神经元细胞,非神经元细胞(例如神经胶质细胞)也位于DRG中。神经胶质细胞围绕神经元,支持神经元处于合理的位置,提供养分,帮助保持体内平衡,提供电绝缘, 破坏病原体,调节神经元修复并去除死亡的神经元,并且参与神经系统的信号传递。并且, 神经胶质细胞帮助引导神经系统的构建,并且控制神经元的化学和离子环境。神经胶质细胞还对慢性疼痛状态下的功能紊乱的发展和维持起作用。在DRG内发现各种特定类型的神经胶质细胞,例如卫星细胞和施万细胞。卫星细胞在DRG内围绕神经细胞体。它们为周围的神经元提供营养,同时也起一些结构性功能。卫星细胞还起着保护和缓冲细胞的作用。同时,卫星细胞可以在DRG内与神经元形成空隙连接。与神经系统内经典的化学传递相反,细胞间的空隙连接提供直接的电耦合。这又产生准神经胶质-神经元细胞合胞体的形式。病理生理学的条件可以改变神经胶质细胞和细胞体之间的关系,使得传送疼痛信息的神经元变得功能紊乱。因此DRG的神经刺激不仅可以直接影响神经元,还可以影响神经胶质细胞的功能。使用神经刺激调节神经胶质细胞的功能可以反过来影响神经元的功能。这样的调节可以以低于产生感觉异常感的阈值的水平来发生。图9提供定位在DRG上的导线100的实施方式的示意图。如图所示,DRG包括围绕小的胞体SM和大的胞体SM’的卫星细胞SC。在一些实施方式中,由至少一个电极102提供的刺激能量神经调节卫星细胞SC。这些神经调节影响它们的功能,其次,影响相关的神经元的功能,以中断或者改变感觉信息(例如疼痛)的处理。因此,DRG卫星细胞的神经调节可以作为慢性疼痛的治疗方法。另一种类型的神经胶质细胞是施万细胞。施万细胞,也被称为神经鞘膜细胞,帮助神经元的存活。在有髓轴突中,施万细胞形成髓鞘。脊椎动物的神经系统依赖髓鞘用于绝缘和作为减少轴突中膜电容量的方法。施万细胞的排列允许跳跃传导,这样可以大大增加传导的速度并节省能量。无髓施万细胞参与轴突的维护。施万细胞还为DRG内的神经元提供轴突支持和营养作用,和其他的支持作用。再次参考图9,显示沿着DRG内神经元的轴突的施万细胞SWC。在一些实施方式中, 由导线100的至少一个电极102提供的刺激能量神经调节施万细胞SWC。这些神经调节影响它们的功能,其次,影响相关的神经元的功能。施万细胞的神经调节影响包括疼痛的感觉信息的神经元处理、转导和传递。因此,DRG的刺激通过影响施万细胞的功能短期地和长期地减轻疼痛。这还可以通过以低于引发感觉异常感的阈值的刺激水平来实现。在存在于DRG内的神经细胞(神经元、神经胶质等)外部,有丰富的血管网络行进至DRG内和DRG的周围,以包封DRG,并为这个具有高度代谢活性的神经结构提供血液供应和氧。图9示例性地说明实例DRG和相关的血管BV。在一些实施方式中,由导线100的至少一个电极102提供刺激能量。DRG的刺激可以使得各种物质从神经元、神经胶质和/或血管中释放,其最终影响参与包括疼痛的感觉信息的转导和处理的神经元的功能。例如,在一些实施方式中,DRG的刺激使得一种或多种类型的神经元和/或一种或多种类型的神经胶质释放血管活性的物质,这些物质影响至少一个血管。至少一个血管又释放神经物质以影响处理疼痛的神经元的功能。或者,至少一个血管释放神经胶质活性物质,所述神经胶质活性物质间接地影响处理疼痛的神经元的功能。在其他实施方式中,DRG的刺激直接影响相关血管,这些血管为神经元细胞信号传递提供血管或者为神经胶质细胞信号传递提供血管。这些细胞信号传递最终影响神经元的功能,例如改变新陈代谢的速率或者引发神经反应的化学物质的释放,所述化学物质又直接改变细胞的功能。细胞功能的改变引起短期、中期和长期的止痛或者疼痛的减轻。这些改变可以以低于产生感觉异常感的阈值的刺激水平来发生。导线100在目标解剖结构(例如DRG)附近的理想的定位可以通过各种传输系统、 器械和方法来实现。返回参考图3,显示这种定位的示例。在该例子中,导线100被插入至硬膜外腔并沿着脊髓S以顺行方向推进。如图所示,每个DRG都沿着背根DR设置,并通常至少部分处于茎PD之间或者孔之内。每个背根DR以θ角离开脊髓S。该θ角被认为是神经根套管成角,并随着不同的患者和沿着脊柱的位置而稍有变化。但是,平均神经根成角显著小于90度,且通常小于45度。因此,以此方式朝着目标DRG推进导线100需要沿着θ 角做急转角。而且,神经根、DRG和周围结构之间的空间关系受退化性变化显著影响,这在腰椎中尤其明显。所以,患者可以具有与正常解剖结构不同的神经根成角,例如具有需要更急转角的甚至更小的成角。该剧烈转角通过使用具有专门针对这种导线放置的设计特征的传输工具来实现。参考图10A-10D,显示导线和用于进入目标DRG的传输器械的示例。图IOA显示导线100的实施方式,该导线包含具有末端101的轴103,末端101上设置有4个电极102。 可以理解,可以存在任意数量的电极102,包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或者更多。在该实施方式中,末端101具有闭端的末端尖端106。末端尖端106可以具有各种形状,包括圆形(例如球形(如图所示)或者泪滴形)和圆锥形,仅以以上几个为例。 这些形状为导线100提供防止损伤的尖端,同时也用于其他的目的。导线100还包括朝着闭端的末端尖端106延伸的探针内腔104。图中还显示传输系统120,包括鞘122(图10B)、 探针124(图10C)和引导针126(图10D)。参考图10B,显示鞘122的实施方式。在此实施方式中,鞘122具有末端128,该末端1 被预先弯曲成具有角度α,其中角度α在大约80到165度的范围内。如图11所示,鞘122的尺寸被设定并且被构造成沿着导线100的轴103推进,直至其末端128的一部分抵靠导线100的末端尖端106。因此,本实施方式的球形尖端106还可以防止鞘122在其上延伸。鞘122在导线100上的通过使得导线100根据鞘122的预设曲率来弯曲。因此, 鞘122协助沿着脊髓S并且指向目标DRG、例如沿着侧向控制导线100。返回参考图10C,显示探针124的实施方式。探针IM具有末端130,该末端130 被预先弯曲,使其曲率半径在大约0. 1到0. 5的范围内。探针124的尺寸被设定并且被构造成在导线100的探针内腔104之内推进。通常,探针IM经此延伸,以使其末端130与导线100的末端101对准。探针IM从导线100中通过,使得导线100根据探针124的预设曲率进行弯曲。一般,探针124比鞘122具有更小的曲率半径,或者更剧烈的弯曲。因此, 如图12所示,当探针IM被设置在导线100之内时,导线100和探针IM通过鞘122的延伸使得导线100通过第一曲率123弯曲或者导向。进一步延伸导线100和探针IM超过鞘 122的末端128,使导线100沿着第二曲率125进一步弯曲。这使得侧面导向的导线100沿着神经根成角朝着目标DRG弯曲。这两步弯曲使导线100成功地定位,以使至少一个电极 102位于目标DRG之上、附近、四周,尤其是沿着θ角急转角。因此,导线100不需要刚性的或者可扭转的构造,因为导线100本身没有被扭转或者引导。导线100通过鞘122和探针IM的使用来定位,后两者通过两步的弯曲对导线100 进行导向。这消除操作员扭转导线100和使用手工随意操作鞘122的需要。这还允许导线 100有低轮廓同时是非常柔软的和灵活的构造。这又最小化当植入导线100以后,由于对神经组织(例如目标DRG或/和神经根)加压而引起的侵蚀和不舒适感。例如,如此柔软和灵活的导线100可以最小化由于身体运动(例如弯曲、延伸、扭转)而传递到导线100的作用力的大小。返回参考图10D,显示引导针126的实施方式。弓丨导针1 用来进入脊髓S的硬膜外腔。引导针126有内空的轴127,并且通常具有非常轻微弯曲的末端132。轴127的尺寸允许导线100、鞘122和探针IM从其中通过。在一些实施方式中,引导针1 是14标准规格,这和用来将常规的经皮导线放入硬膜外腔而使用的硬膜针的尺寸一致。但是,可以理解,其他尺寸的针也可以被使用,尤其是更小的针,例如16-18标准规格的针。类似地, 可以理解,还可以使用一些针,这些针具有各种专业人员所熟知的尖端,或者为了专门的应用而设计定做的尖端。针1 还通常在其近端包括Luer-Lok 接头134或者其他接头。 Luer-Lok 接头134是阴螺纹管接头,它具有带凸片的毂,该毂与诸如注射器的阳螺纹管接头上的套管中的螺纹接合。
使用这种传输系统120接近目标DRG的方法在2009年1月14日提交的美国专利申请号611144,690中有进一步的描述和介绍,在本文中为了所有的目的通过参考引入, 在该文献中一并说明的还有可以用来和本发明一起使用的其他传输系统、器械和方法的例子。可以理解,其他类型的导线和相应的传输系统也可以用来将这类导线定位于理想的方向,从而提供感觉异常的亚阈值刺激。例如,导线可以有预先弯曲的形状,其中导线是通过具有更直的形状(例如比导线具有更大曲率半径的基本上直的形状或者弯曲的形状) 的鞘可传输的。在鞘之外推进导线使得导线向其预先弯曲的形状弹回。导线和鞘之间的曲率的不同组合可以允许各种初级和二级曲率。一旦导线被理想地放置,鞘就可以被去除。还可以理解,可以使用多种方式接近DRG,例如顺行硬膜外腔接近、逆行硬膜外腔接近、经椎间孔接近或者椎间孔外接近(从脊柱外侧沿着末梢神经接近)、以及对侧接近, 仅以以上几个为例。类似地,至少一个电极可以定位在DRG之中、之上、周围、附近、靠近或者邻近部位。尽管为了清晰理解的目的,通过示意和实施例的方式对前述发明做了比较细致的描述,但是很明显,各种替代方法、变型和同等的方法都可以被使用,并且以上的描述不应该作为所附权利要求所定义的本发明的范围的限制。


本发明提供用于治疗疼痛同时最小化或者消除可能的并发症和不期望的副作用、尤其是感觉异常感的器械、系统和方法。这是通过以影响疼痛感而不产生明显感觉的感觉异常的方式使用刺激能量刺激背根神经节的邻近部位来实现的。在一些实施方式中,这种神经调节利用背根神经节所特有的解剖学特征和功能。



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