[發(fā)明專利]用于喉部起搏器的呼吸監(jiān)測(cè)傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780072464.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN109982745B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼利·圣諾奇托;阿爾伯托·隆巴爾迪;拉米·薩巴;德弗朗切斯卡·莫爾;克里斯蒂安·迪科奧;克里斯蒂安·登克;克里斯蒂納·珀施爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: MED-EL電氣醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): A61N1/36
• 分類號(hào): A61N1/36;A61N1/05
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 楊寶霏;夏凱

喉部起搏器被配置成在患者的皮膚上外部放置以產(chǎn)生呼吸刺激信號(hào)。可植入刺激電極將呼吸刺激信號(hào)傳遞到鄰近的目標(biāo)神經(jīng)組織，用于在受體患者的呼吸期間進(jìn)行聲帶外展。三軸加速度計(jì)產(chǎn)生反映受體患者的能量消耗的身體運(yùn)動(dòng)信號(hào)。呼吸傳感器包括柔性可轉(zhuǎn)移到皮膚的印刷紋身電極，其具有用于進(jìn)行阻抗呼吸描記法測(cè)量的四極配置，以產(chǎn)生用于喉部起搏器的感測(cè)呼吸信號(hào)。呼吸傳感器被配置成用于通過從傳感器敷貼器引導(dǎo)放置到受體患者的胸骨角處的皮膚來進(jìn)行轉(zhuǎn)移和釋放。并且喉部起搏器配置成解釋身體運(yùn)動(dòng)信號(hào)和感測(cè)呼吸信號(hào)，以實(shí)時(shí)確定呼吸相位和頻率，以相應(yīng)地自適應(yīng)地調(diào)節(jié)呼吸刺激信號(hào)。

本申請(qǐng)要求2016年11月28日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/426,647的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)專利申請(qǐng)通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于喉部起搏器系統(tǒng)的呼吸傳感器。

背景技術(shù)

喉部位于頸部，參與呼吸、產(chǎn)生聲音(講話)、保護(hù)氣管使其不吸入食物和水。圖1A示出冠狀面視圖，圖1B示出人喉部解剖結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，包括會(huì)厭101、甲狀軟骨102、聲帶103、環(huán)甲肌104、杓狀軟骨105、環(huán)杓后肌(PCAM)106、聲帶肌107、環(huán)狀軟骨108、喉返神經(jīng)(RLN)109、杓橫肌110、杓斜肌111、喉上神經(jīng)112、以及舌骨113。

在呼吸的吸氣相期間，喉部的神經(jīng)和肌肉使聲帶103外展(打開)以允許空氣進(jìn)入肺部。并且在呼吸的呼氣相期間，喉部的神經(jīng)和肌肉使聲帶103內(nèi)收(閉合)以產(chǎn)生濁音。在休息時(shí)，呼吸頻率通常在每分鐘12至25次呼吸之間變化。因此，例如，每分鐘20次呼吸導(dǎo)致3秒的呼吸持續(xù)時(shí)間，具有1.5秒吸氣和1.5秒呼氣相(假設(shè)50/50比率)。呼吸頻率根據(jù)身體活動(dòng)而變化。

單側(cè)和雙側(cè)的喉返神經(jīng)(RLN)109損傷或破裂起初會(huì)導(dǎo)致喉部(以及喉下部)的支撐肌肉暫時(shí)性部分麻痹。RLN?109的雙側(cè)破壞導(dǎo)致環(huán)杓后肌(PCAM)106的外展肌功能喪失，伴有急性窒息和危及生命的情況。這種嚴(yán)重的情況通常需要手術(shù)治療雙側(cè)聲帶麻痹，例如切開術(shù)或杓狀軟骨切除術(shù)，這隨后會(huì)限制聲音并使生理性氣道保護(hù)處于危險(xiǎn)之中。

最近的治療RLN損傷的方法使用喉部起搏器，其在吸氣期間電刺激(起搏)PCAM106以使聲帶103外展(打開)。在呼氣期間，聲帶103松弛(閉合)以促進(jìn)發(fā)聲。在第一代喉部起搏器系統(tǒng)中，患者可以根據(jù)他的身體負(fù)荷(靜止、正常行走、爬樓梯等)通過手動(dòng)切換起搏器裝置的刺激頻率，來改變起搏頻率(每分鐘呼吸次數(shù))，假設(shè)人體可以適應(yīng)人工外部施加的呼吸頻率——在一定的鎖定范圍內(nèi)。因此，患者和喉部起搏器可以被描述為幾乎相同頻率的自激振蕩器，但不具有相位匹配(沒有相位鎖定)。有時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)都會(huì)同相，但有時(shí)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)異相，從而會(huì)減少對(duì)患者的益處。

最近的第二代喉部起搏器系統(tǒng)產(chǎn)生刺激觸發(fā)信號(hào)，以使起搏器刺激的定時(shí)與患者的呼吸循環(huán)同步。刺激觸發(fā)信號(hào)定義呼吸循環(huán)期間的特定時(shí)間點(diǎn)以發(fā)起對(duì)目標(biāo)神經(jīng)組織的刺激。該時(shí)間點(diǎn)可以具體地是呼吸的吸氣或呼氣相的開始或結(jié)束、呼吸暫停、或任意其他定義的時(shí)間點(diǎn)。為了檢測(cè)所期望的時(shí)間點(diǎn)，已經(jīng)研究了幾種類型的呼吸傳感器以產(chǎn)生在每個(gè)呼吸循環(huán)內(nèi)變化的呼吸感測(cè)信號(hào)。這些包括，例如，各種麥克風(fēng)、加速度計(jì)傳感器、以及壓力傳感器(置于胸膜間隙中的)。還正在研究肌電圖(EMG)測(cè)量，以用于開發(fā)刺激觸發(fā)信號(hào)。

圖2示出這種喉部起搏器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，其具有接收來自植入在胸骨肌中的呼吸傳感器202的呼吸信號(hào)的處理器201，該呼吸傳感器202檢測(cè)植入患者的呼吸活動(dòng)。可選地，三軸加速度運(yùn)動(dòng)傳感器也位于處理器201的殼體內(nèi)并產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)。基于呼吸信號(hào)，處理器201產(chǎn)生與檢測(cè)到的呼吸活動(dòng)同步的呼吸起搏信號(hào)，并通過處理器導(dǎo)線將起搏信號(hào)傳遞到植入在目標(biāo)呼吸神經(jīng)組織中的刺激電極203，以促進(jìn)植入患者的呼吸。

在傳統(tǒng)的喉部起搏器中，已經(jīng)提出了許多不同類型的呼吸傳感器。許多這樣的裝置需要通過嵌入在引線中的絕緣導(dǎo)線元件連接到起搏處理器。然而，這種引線可能易于受到物理?yè)p傷，在手術(shù)期間需要努力的插入，并且不得不以某種方式安全地固定在例如神經(jīng)附近或周圍的精細(xì)組織內(nèi)，或者肌肉內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容