Electroestimulación endovascular cerca de una bifurcación carotídea en el tratamiento de trastornos cerebrovasculares.

Un sistema para el tratamiento de un trastorno cerebrovascular en un cuerpo vivo que comprende:

(i) un módulo de electroestimulación alargado implantable que comprende un extremo proximal (171) y un extremodistal (90, 100, 110, 120, 130, 172);

(ii) al menos un electrodo metálico (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176);

(iii) un transceptor electromagnético (180) dispuesto en dicho extremo proximal (171);

(iv) al menos un cable conductor aislado galvánicamente (177) que se extiende a través de dicho módulo y conectadicho transceptor (180) con cada uno de dichos electrodos (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176); y

(v) un generador de señales eléctricas externo capaz de energizar y controlar dicho transceptor electromagnético(180) de manera inalámbrica para producir una forma de onda eléctrica en dichos electrodos metálicos (93, 103,133, 175; 94, 104, 114, 134, 176);

en que dicho módulo tiene el tamaño y la forma para su colocación endovascular transitoria cerca de un cuerpocarotídeo de dicho cuerpo vivo, caracterizado porque dicho extremo distal (90, 100, 110, 120, 130, 172) comprendeun punto de ramificación en el que dicho extremo distal se ramifica en al menos un primero (91, 101, 111, 121, 131,173) y un segundo (92, 102, 112, 122, 132, 174) miembro del extremo distal, en que dicho electrodo metálico (93,103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) está montado en cada uno de dichos primero y segundo miembro del extremodistal (91, 101, 111, 121, 131, 173; 92, 102, 112, 122, 132, 174) y en que dicho punto de ramificación es adyacente ala bifurcación de dicha carótida, en que dichos primero y segundo miembro del extremo distal (91, 101, 111, 121,131, 173; 92, 102, 112, 122, 132, 174) están adaptados para su inserción en las carótidas interna y externa, con loque se permite la estimulación por dichos electrodos (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) de losquimiorreceptores y opcionalmente los barorreceptores en dichas arterias adyacentes a dicha bifurcación.

Electroestimulación endovascular cerca de una bifurcación carotídea en el tratamiento de trastornos cerebrovasculares. 5

Campo de la invención Esta invención se refiere a un aparato médico para el tratamiento del vasoespasmo y la isquemia cerebrales. Más en particular, esta invención se refiere a un sistema que usa un barorreflejo y un quimiorreflejo carotídeos con el fin de inducir una vasodilatación en los vasos sanguíneos del cerebro.

Antecedentes de la invención Regulación cardiovascular de la presión sanguínea En la fisiología humana, existen varios sistemas de retroalimentación negativa que controlan la presión sanguínea mediante el ajuste de la frecuencia cardíaca, el volumen sistólico, la resistencia vascular sistémica y la volemia. Algunos de estos permiten un rápido ajuste de la presión sanguínea para hacer frente a cambios repentinos como el descenso de la presión sanguínea cerebral al levantarse. Otros actúan más lentamente para proporcionar una regulación a largo plazo de la presión sanguínea. Incluso cuando la presión sanguínea es constante, puede ser necesario variar la distribución del flujo sanguíneo, lo que se consigue fundamentalmente mediante la alteración del diámetro de las arteriolas. Algunos grupos de neuronas dispersos en la médula del tronco encefálico regulan la frecuencia cardíaca, la contractilidad ventricular y el diámetro de los vasos sanguíneos. En conjunto, esta región se conoce como el centro cardiovascular, que contiene a la vez un centro cardioestimulador y un centro cardioinhibidor.

El centro cardiovascular incluye un centro vasomotor, que incluye centros de vasoconstricción y vasodilatación que influyen en el diámetro de los vasos sanguíneos. Dado que estas agrupaciones de neuronas se comunican entre sí, funcionan conjuntamente y no están claramente separadas anatómicamente, normalmente se consideran como un grupo. El centro cardiovascular recibe impulsos de entrada tanto de las regiones cerebrales superiores como de receptores sensoriales. Algunos impulsos nerviosos descienden de las regiones cerebrales superiores, incluidos la corteza cerebral, el sistema límbico y el hipotálamo, para influir en el centro cardiovascular. Los dos tipos principales de receptores sensoriales que proporcionan impulsos de entrada al centro cardiovascular son los barorreceptores y los quimiorreceptores. Los barorreceptores son importantes neuronas sensoriales sensibles a la presión que vigilan la distensión de las paredes de los vasos sanguíneos y las aurículas. Los quimiorreceptores vigilan la acidez de la sangre, el nivel de dióxido de carbono y el nivel de oxígeno.

Los impulsos de salida del centro cardiovascular fluyen a lo largo de las fibras simpáticas y parasimpáticas del sistema nervioso autónomo. La estimulación simpática del corazón aumenta la frecuencia y la contractilidad cardíacas. Los impulsos simpáticos alcanzan el corazón a través de los nervios aceleradores cardíacos. La estimulación parasimpática, transportada a lo largo de los nervios vagos, disminuye la frecuencia cardíaca. El centro cardiovascular envía también impulsos continuamente al músculo liso de las pareces de los vasos sanguíneos a través de fibras simpáticas denominadas nervios vasomotores. Por lo tanto, el control autónomo del corazón es el resultado de la contraposición del efecto simpático (estimulador) y parasimpático (inhibidor) . Por otro lado, el control autónomo de los vasos sanguíneos tiene lugar exclusivamente a través de la división simpática del sistema nervioso autónomo.

En el músculo liso de la mayor parte de las arterias pequeñas y arteriolas, la estimulación simpática causa vasoconstricción y por lo tanto aumenta la presión sanguínea. Esto es debido a la activación de los receptores aadrenérgicos para norepinefrina y epinefrina en el músculo liso vascular. En cambio, el músculo liso de los vasos sanguíneos del músculo esquelético y el corazón presenta receptores º-adrenérgicos y la estimulación simpática 50 causa vasodilatación en lugar de vasoconstricción. Además, algunas de las fibras simpáticas que se dirigen a los vasos sanguíneos en el músculo esquelético son colinérgicas; liberan acetilcolina, que causa vasodilatación.

Regulación neural de la presión sanguínea 55 Las células nerviosas capaces de responder a cambios de la presión o a la distensión se denominan barorreceptores. Los barorreceptores en las paredes de las arterias, las venas y la aurícula derecha vigilan la presión sanguínea y participan en varios sistemas de retroalimentación negativa que contribuyen al control de la presión sanguínea. Los tres sistemas más importantes de retroalimentación negativa de los barorreceptores son el reflejo aórtico, el reflejo del seno carotídeo y el reflejo cardíaco derecho.

El reflejo del seno carotídeo se ocupa del mantenimiento de la presión sanguínea normal en el cerebro y es iniciado por barorreceptores en la pared del seno carotídeo. El seno carotídeo es un pequeño ensanchamiento de la arteria carótida interna, justo por encima de la bifurcación de la arteria carótida común. Cualquier aumento de la presión 5 sanguínea causa una distensión de la pared de la aorta y el seno carotídeo y esta distensión estimula los barorreceptores. El nervio del seno carotídeo, que es una vía nerviosa aferente que se origina en los barorreceptores del seno carotídeo, converge con el nervio glosofaríngeo, pasa a través del foramen yugular, alcanza el extremo superior de la médula y continúa hasta el centro cardiovascular. Cuando se detecta de esta manera un aumento de la presión en la aorta o en la arteria carótida, el centro cardiovascular responde por medio de un aumento de la descarga parasimpática en las fibras motoras eferentes de los nervios vagos que se dirigen al corazón y una disminución de la descarga simpática en los nervios cardioaceleradores que se dirigen al corazón. La disminución resultante de la frecuencia cardíaca y la fuerza de contracción reducen el gasto cardíaco. Además, el centro cardiovascular envía menos impulsos simpáticos a lo largo de las fibras vasomotoras que normalmente causan vasoconstricción. El resultado es una vasodilatación, que reduce la resistencia vascular sistémica.

Barorreceptores del seno carotídeo Se ha demostrado que existen dos tipos funcionalmente diferentes de barorreceptores del seno carotídeo, en que cada tipo puede desempeñar un papel diferente en la regulación de la presión sanguínea. A continuación se hace 20 referencia a la figura 1A, que es una gráfica de la actividad de los barorreceptores, medida en las ordenadas como pulsos o espigas por segundo frente a la presión en el seno carotídeo en las abcisas, medida en mm de Hg. Los barorreceptores del tipo I se caracterizan por una curva de transducción hiperbólica discontinua 10. Específicamente, el patrón de descarga eléctrica de estos barorreceptores es tal que no se produce una señal hasta que no se ha alcanzado una presión umbral en el seno carotídeo. Sin embargo, cuando la presión en el seno 25 carotídeo alcanza el umbral, la descarga de los barorreceptores del tipo I comienza abruptamente, con una frecuencia inicial de aproximadamente 30 espigas por segundo. La saturación se produce a aproximadamente 200 mm de Hg, presión a la cual la frecuencia de descarga se satura a aproximadamente 50 espigas por segundo. Las fibras nerviosas conectadas con estos tipos de barorreceptores son en su mayoría fibras gruesas del tipo A mielinizadas. Su velocidad de conducción es alta y comienzan la descarga para un umbral de corriente relativamente bajo (es decir, tienen una alta impedancia) . Las características anteriores de los barorreceptores del tipo I sugieren que están implicados en la regulación dinámica de la presión sanguínea arterial, con una regulación de cambios abruptos no tónicos de la presión sanguínea.

Los barorreceptores del tipo II son transductores de presión que se caracterizan por una curva de transducción continua 12. Específicamente, el patrón de descarga eléctrica de estos barorreceptores es tal que transmiten impulsos incluso a niveles muy bajos de la presión sanguínea arterial. En consecuencia, no existe un umbral definido para los barorreceptores del tipo II. La frecuencia de descarga típica de los barorreceptores del tipo II en un individuo normotenso es de aproximadamente cinco espigas por segundo. A una presión del seno carotídeo de aproximadamente 200 mm de Hg, la frecuencia de descarga se satura a aproximadamente 15 espigas por segundo.

Las fibras nerviosas conectadas con los barorreceptores del tipo II son fibras delgadas del tipo A mielinizadas o fibras del tipo C sin mielinizar. Su velocidad de conducción... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para el tratamiento de un trastorno cerebrovascular en un cuerpo vivo que comprende:

(i) un módulo de electroestimulación alargado implantable que comprende un extremo proximal (171) y un extremo distal (90, 100, 110, 120, 130, 172) ;

(ii) al menos un electrodo metálico (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) ;

(iii) un transceptor electromagnético (180) dispuesto en dicho extremo proximal (171) ;

(iv) al menos un cable conductor aislado galvánicamente (177) que se extiende a través de dicho módulo y conecta dicho transceptor (180) con cada uno de dichos electrodos (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) ; y

(v) un generador de señales eléctricas externo capaz de energizar y controlar dicho transceptor electromagnético (180) de manera inalámbrica para producir una forma de onda eléctrica en dichos electrodos metálicos (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) ;

en que dicho módulo tiene el tamaño y la forma para su colocación endovascular transitoria cerca de un cuerpo carotídeo de dicho cuerpo vivo, caracterizado porque dicho extremo distal (90, 100, 110, 120, 130, 172) comprende un punto de ramificación en el que dicho extremo distal se ramifica en al menos un primero (91, 101, 111, 121, 131, 173) y un segundo (92, 102, 112, 122, 132, 174) miembro del extremo distal, en que dicho electrodo metálico (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) está montado en cada uno de dichos primero y segundo miembro del extremo distal (91, 101, 111, 121, 131, 173; 92, 102, 112, 122, 132, 174) y en que dicho punto de ramificación es adyacente a la bifurcación de dicha carótida, en que dichos primero y segundo miembro del extremo distal (91, 101, 111, 121, 131, 173; 92, 102, 112, 122, 132, 174) están adaptados para su inserción en las carótidas interna y externa, con lo que se permite la estimulación por dichos electrodos (93, 103, 133, 175; 94, 104, 114, 134, 176) de los quimiorreceptores y opcionalmente los barorreceptores en dichas arterias adyacentes a dicha bifurcación.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicho módulo comprende además una vaina endovascular tubular (155, 160) , en que dicha vaina está adaptada para su disposición entre dicho extremo proximal y dicho extremo distal, en que dicha vaina comprende una o más luces internas, en que dicha luz está adaptada para alojar dicho cable conductor.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además medios para la estimación de un parámetro cerebrovascular seleccionado del grupo que consta de presión arterial, flujo sanguíneo, velocidad de flujo y estado metabólico del cerebro, en que dichos medios se ajustan para generar una señal de control indicativa de dicho parámetro y en que dicho generador de señales eléctricas es capaz de adaptar dicha forma de onda eléctrica de acuerdo con dicha señal de control para mantener un control en lazo cerrado sobre dicho parámetro.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en que dicho parámetro es el flujo sanguíneo y comprende la duración y la intensidad de la vasodilatación y en que dicha señal de control resulta en que el generador de señales eléctricas induce un régimen de flujo sanguíneo intermitentemente normal y aumentado para prevenir la tolerancia a dicha señal de control.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicha forma de onda eléctrica comprende un tren de pulsos que consta de periodos intermitentemente activos e inactivos, en que dichos periodos activos se caracterizan por una energía eléctrica distinta de cero y dicho periodo inactivo se caracteriza por una energía eléctrica igual a cero contenida en dicha forma de onda.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicho trastorno cerebrovascular se selecciona del grupo que consta de hemorragia cerebral, hemorragia subaracnoidea, vasoespasmo cerebral, isquemia cerebral, infarto cerebral y lesiones cerebrales traumáticas.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicho miembro del extremo distal (91, 101, 111, 121, 131, 173; 92, 102, 112, 122, 132, 174) es flexible y tiene una forma seleccionada del grupo que consta de serpenteante, espiral y helicoidal.

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicho sistema comprende además un miembro de anclaje endovascular (190) que es capaz de asumir (a) un estado plegado adaptado para permitir el movimiento longitudinal libre de dicho electrodo endovascular dentro de la luz de un vaso sanguíneo y (b) un estado expandido radialmente para acoplarse con al menos una porción longitudinal y una porción angular de dicha luz, en que dicho miembro de anclaje endovascular está adaptado para su cambio reversible entre dicho estado plegado y dicho estado expandido radialmente.