[發明專利]非侵入式腦神經療法

在審

• 申請號: 201980048129.0
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN112512626A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 巴沙爾·巴德蘭;馬克·喬治;多·詹金斯;丹尼爾·庫克
• 申請（專利權）人: MUSC研究發展基金會
• 主分類號: A61N1/32
• 分類號: A61N1/32;A61N1/20;A61N1/40
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 杜兆東

本發明涉及用于提供非侵入式腦神經刺激的系統及其使用方法。本發明通過非侵入式連接至一根或多根受試者腦神經的電極實施治療。該系統能夠通過改善神經可塑性并將肌肉訓練與反饋相耦合用于增強康復和恢復。

相關申請的引證

本申請要求享有2018年5月18日提交的美國臨時專利申請No.62/673,578和2018年11月9日提交的美國臨時專利申請No.62/757,775的優先權，這兩個臨時專利申請的內容通過引用以其全部內容結合于本文中。

關于聯邦政府資助的研究或開發的聲明

本發明是使用在美國國立衛生研究院(National Institute of Health)授予的資助項目No.P2HCD086844之下的政府支持而完成的。該政府擁有本發明的某些權利。

背景技術

患有缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy)(HIE)的早產兒和足月兒具有運動障礙的高風險，主要表現為其新生兒住院期間的進食延遲(feeding delay)?？诓窟\動失調在兩組嬰兒人群中都很常見，并且通常需要在醫院進行3-6周的口服進食工作之后嬰兒才能攝取足夠的母乳或配方奶以維持足夠的生長以便出院。通常而言，嬰兒每天要進行專業治療一次，以確保進食細節，如乳頭選擇，口服進食頻率，不會對嬰兒的生理造成太大的負擔，并指導這種運動技能學習。進食困難是早產或HIE嬰兒延遲出院的主要原因。許多這些嬰兒在足齡(妊娠40-42周)之前將無法掌握這項運動技能，并將接受胃造口管(gastrostomy tube)(G-管)而直接進行胃進食，以便他們最終可以從醫院出院回家。新生兒重癥監護病房(NICU)每年平均放置40條G-管。該過程需要全身麻醉以完成插管和最終取管，并在上腹部(epigastric area)留下疤痕。G-管還會增強父母認為孩子不正常并且他或她的發育潛力比“正常”孩子更有限的感覺。

即使患有嚴重的腦損傷，眾所周知，嬰兒的神經可塑性可能導致改善甚至接近正常結果。這種神經可塑性包括刺激神經產生和修復性神經元間連接，以改善新生兒動物模型和中風后成人的運動技能。另外，已知的是可以通過使用各種方式(modality，模式)的腦刺激增強康復訓練。

新生兒的進食涉及一系列的吮吸、吞咽和呼吸，這需要面部、頭部和頸部肌肉與支氣管和心臟的髓鞘迷走神經調節(myelinated vagal regulation)相協調。在早產兒中，進食所需的肌肉發育不足，導致需要進行OT康復才能“學習”進食方式。早產兒有效進食失能是住院延期的主要原因。在患有HIE的新生兒中，皮層和基底神經節的發育被中斷，并且根據嚴重程度，正常的發育可塑性受到阻礙，從而進一步導致它們進食失能。兩種類型的進食困難都涉及復雜的運動學習，這需要整合感覺和運動途徑。

因此，在本領域中需要用于實施神經刺激以增強神經可塑性和肌肉訓練的改進系統和方法。本發明滿足了這一需求。

發明內容

在一方面中，本發明提供了一種增強口部運動技能的方法，包括以下步驟：提供一種腦神經刺激系統，其包括至少一個傳感電極和至少一個刺激電極；將所述至少一個傳感電極固定于受試者的臉頰或頜肌鄰近，并將所述至少一個刺激電極固定于受試者的腦神經；為該受試者提供食物源；使用所述至少一個傳感電極測量超過最小閾值的肌肉激活；和響應于肌肉激活的測量值超過最小閾值，使用所述至少一個刺激電極對腦神經實施刺激。

在一個實施方式中，該腦神經選自由以下組成的組中：三叉神經，面神經，副神經，舌下神經，迷走神經耳分支，和迷走神經主束(main bundle of the vagus nerve)。在一個實施方式中，該測量步驟和實施步驟在閉環中重復。在一個實施方式中，該至少一個刺激電極非侵入式固定于受試者耳道(ear canal)、耳屏(tragus)、耳甲艇(cymba conchae)、耳葉(lobe)、耳輪(helix)、對耳輪(anti-helix)、乳突(mastoid)或頸部。