Neuroestimulación con una duración de señal determinada por un ciclo cardiaco.

Un dispositivo médico implantable (IMD), que comprende:

un generador de serial eléctrica (110);

un primer electrodo (125-1) acoplado operativamente al generador de serial electrica (110); y

un módulo de determinación de ciclo cardiaco (296) adaptado para determinar una duración del ciclo cardiaco de un paciente; en el que:

el generador de serial eléctrica (110) esta adaptado para generar y suministrar al menos una señal eléctrica a través del primer electrodo (125-1),

estando dicho dispositivo médico implantable caracterizado por el hecho de que:

la duración del suministro de dicha señal eléctrica es una fracción predeterminada de la duración determinada del ciclo cardiaco, de modo que el generador de serial eléctrica (110) es capaz de ajustar de forma automática la duración del suministro de dicha seal eléctrica a cambios en la duración del ciclo cardiaco del paciente.

NEUROESTIMULACIÓN CON UNA DURACiÓN DE SEÑAL DETERMINADA POR UN CICLO CARDIACO

Antecedentes de la invención Esta invención se refiere en general a sistemas de dispositivos médicos y, más particularmente, a sistemas de dispositivos médicos para la aplicación de señales eléctricas a un nervio craneal para el tratamiento de diversas enfermedades médicas en determinados momentos y a lo largo de duraciones particulares determinadas por un ciclo cardiaco de un paciente.

Se han hecho muchos avances en el tratamiento de enfermedades tales como la depresión y la epilepsia. Se ha determinado que las terapias que utilizan señales eléctricas para el tratamiento de estas enfermedades son efectivas. Se han usado de forma efectiva dispositivos médicos implantables (IMD -Implantable Medical Devices) para proporcionar una estimulación terapéutica a diversas partes del cuerpo humano (por ejemplo, al nervio vago) para el tratamiento de estas enfermedades. Según se usa en este documento, "estimulación" o "señal de estimulación" se refiere a la aplicación de una señal eléctrica, mecánica, magnética, electromagnética, fotónica, de audio y/o química a una estructura neuronal del cuerpo del paciente. La señal es una señal exógena que es distinta de la actividad endógena eléctrica, mecánica y química (por ejemplo, potenciales de acción eléctrica aferentes y/o eferentes) generada por el cuerpo del paciente y el entorno. En otras palabras, la señal de estimulación (ya sea eléctrica, mecánica, magnética, electromagnética, fotónica, de audio o de naturaleza química) aplicada al nervio es una señal aplicada desde una fuente artificial, por ejemplo, un neuroestimulador.

Una "señal terapéutica" se refiere a una señal de estimulación suministrada al cuerpo de un paciente con la intención de tratar una enfermedad médica proporcionando un efecto modulador del tejido neural. El efecto de una señal de estimulación en la actividad neuronal se denomina "modulación"; sin embargo, por simplicidad, los términos "estimular" y "modular", y variantes de los mismos, a veces se usan indistintamente en el presente documento. En general, sin embargo, el suministro de una señal exógena se refiere a la "estimulación" de la estructura neuronal, mientras que los efectos de esa señal, si hay alguno, en la actividad eléctrica de la estructura neural son denominados de forma adecuada como "modulación". El efecto modulador de la señal de estimulación sobre el tejido neural puede ser excitador o inhibidor, y puede potenciar cambios agudos y/o a largo plazo en la actividad neuronal. Por ejemplo, el efecto de "modulación" de la señal de estimulación en el tejido neural puede comprender uno más de los siguientes efectos: (a) iniciación de un potencial de acción (potenciales de acción aferentes y/o eferentes) ; (b) inhibición o bloqueo de la conducción de potenciales de acción, ya sean inducidos endógenamente o exógenamente, incluyendo la hiperpolarización y/o el bloqueo de colisiones, (c) cambios con afectación a la liberación o absorción del neurotransmisor/neuromodulador, y (d) cambios en la neuro-plasticidad o neurogénesis del tejido cerebral.

En algunas formas de realización, la neuroestimulación eléctrica puede ser proporcionada mediante la implantación de un dispositivo eléctrico por debajo de la piel de un paciente y el suministro de una señal eléctrica a un nervio tal como un nervio craneal. En una forma de realización, la neuroestimulación eléctrica implica la detección de un parámetro corporal, con el suministro de la señal eléctrica en respuesta al parámetro corporal detectado. Este tipo de estimulación se denomina generalmente como estimulación "activa, " "con retroalimentación, " o "provocada". En otra forma de realización, el sistema puede funcionar sin la detección de un parámetro corporal una vez que el paciente ha sido diagnosticado con una enfermedad médica que puede ser tratada por medio de neuroestimulación. En este caso, el sistema puede aplicar una serie de impulsos eléctricos al nervio (por ejemplo, un nervio craneal tal como un nervio vago) periódicamente, intermitentemente, o continuamente durante todo el día, o durante otro intervalo de tiempo predeterminado. Este tipo de estimulación se denomina generalmente como estimulación "pasiva", "sin retroalimentación, " o "profiláctica". En aún otro tipo de estimulación, se pueden combinar la estimulación pasiva y la estimulación con retroalimentación, en la que las señales eléctricas se suministran de forma pasiva de acuerdo con un ciclo de trabajo predeterminado, y también en respuesta a un parámetro corporal detectado. La señal eléctrica puede ser aplicada por un generador de impulsos que se implanta dentro del cuerpo del paciente. En otra forma de realización alternativa, la señal puede ser generada por un generador de impulsos externo fuera del cuerpo del paciente, junto con un enlace de Radio Frecuencia o inalámbrico a un electrodo implantado o un neuroestimulador transcutáneo externo (TNS -Transcutaneous NeuroStimulator') .

En general, las señales de neuroestimulación que realizan neuromodulación son suministradas por el dispositivo médico implantable a través de un cable (es decir, unipolar) o más cables (es decir, bipolar) . Los cables generalmente terminan en sus extremos distales en uno o más electrodos, y los electrodos, a su vez, están acoplados eléctricamente al tejido del cuerpo del paciente. Por ejemplo, un número de electrodos pueden estar conectados a varios puntos de un nervio u otro tejido dentro o fuera de un cuerpo humano para el suministro de una señal de neuroestimulación.

La estimulación convencional del nervio vago (VNS -Vagus Nerve Stimulation) por lo general implica la estimulación sin retroalimentación caracterizada por un número de parámetros. Específicamente, la estimulación convencional del nervio vago por lo general implica una serie de impulsos eléctricos en ráfagas definidas por un "tiempo de activación" ("on-time') y un "tiempo de desactivación" ("off-time') . Durante el tiempo de activación, se suministran impulsos eléctricos de una corriente eléctrica definida (por ejemplo, de 0, 5 a 2, 0 miliamperios) y un ancho de impulso (por ejemplo, de 0, 25 a 1, 0 milisegundos) con una frecuencia definida (por ejemplo, de 20 a 30 Hz) durante la duración del tiempo de activación, generalmente un número específico de segundos, por ejemplo, de 7 a 60 segundos. Las ráfagas de impulsos están separadas entre sí por el tiempo de desactivación, (por ejemplo, de 14 segundos a 5 minutos) en el cual no se aplica ninguna señal eléctrica al nervio. Los parámetros de tiempo de activación y tiempo de desactivación definen en conjunto un ciclo de trabajo, que es la relación del tiempo de activación con respecto a la suma del tiempo de activación y el tiempo de desactivación, y que describe el porcentaje de tiempo que la señal eléctrica es aplicada al nervio. Se apreciará que el cálculo del ciclo de trabajo también debe incluir cualquier tiempo de incremento (ramp-up) y/o decremento (ramp-down) .

En la estimulación convencional del nervio vago, el tiempo de activación y el tiempo de desactivación se pueden programar para que definan un patrón intermitente en el cual se genera una serie repetitiva de ráfagas de impulsos eléctricos y que se aplica al nervio vago 127. Cada secuencia de impulsos durante un tiempo de activación se puede denominar como una "ráfaga de impulsos." Después de la ráfaga se produce el periodo de tiempo de desactivación en el que no se aplican señales al nervio. Se proporciona el tiempo de desactivación para permitir que el nervio se recupere de la estimulación de la ráfaga de impulsos, y para conservar la energía. Si el tiempo de desactivación está en cero, la señal eléctrica en la estimulación convencional del nervio vago puede proporcionar una estimulación continua al nervio vago. Alternativamente, el tiempo de inactividad puede ser tan largo como un día o más, en cuyo caso las ráfagas de impulsos se proporcionan sólo una vez por día o a intervalos incluso más largos. Tipicamente, sin embargo, la proporción del "tiempo de desactivación" con respecto al "tiempo de activación" puede variar desde en torno a 0, 5 hasta en torno a 10.

Aunque la neuroestimulación ha demostrado ser efectiva en el tratamiento de un número de enfermedades médicas, incluyendo la epilepsia, sería deseable mejorar aún más y optimizar un régimen terapéutico que comprende la neuroestimulación para este propósito. Por ejemplo, puede ser deseable la recogida de otros datos, ya sean directa o indirectamente asociados con un episodio grave de la enfermedad médica, con el fin de informar al paciente y/o a su médico acerca de la gravedad,... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo médico implantable (IMD) , que comprende: un generador de señal eléctrica (110) ; un primer electrodo (125-1) acoplado operativamente al generador de señal eléctrica (110) ; Y un módulo de determinación de ciclo cardiaco (296) adaptado para determinar una duración del ciclo cardiaco de un paciente; en el que: el generador de señal eléctrica (110) está adaptado para generar y suministrar al menos una señal eléctrica a través del primer electrodo (125-1) , estando dicho dispositivo médico implantable caracterizado por el hecho de que: la duración del suministro de dicha señal eléctrica es una fracción predeterminada de la duración determinada del ciclo cardiaco, de modo que el generador de señal eléctrica (110) es capaz de ajustar de forma automática la duración del suministro de dicha señal eléctrica a cambios en la duración del ciclo cardiaco del paciente.

2. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 1, en el que el generador de señal eléctrica (110) está adaptado para generar y suministrar dicha señal eléctrica a un nervio craneal, en particular, a un nervio vago (127) , y en el que la duración del ciclo cardiaco es un intervalo entre latidos seleccionado de entre el grupo que consiste de un intervalo R -R, un intervalo P -P, y un intervalo T -T del paciente.

3. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 2, en el que la duración es menor que el intervalo entre latidos.

4. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 2, en el que la duración es de desde el 0, 1% del intervalo entre latidos hasta el 3000% del intervalo entre latidos, en particular, desde el 10% del intervalo entre latidos hasta el 50% del intervalo entre latidos.

5. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 1, en el que el generador de señal eléctrica (110) está adaptado para generar y suministrar dicha señal eléctrica en un punto particular del ciclo cardiaco del paciente.

6. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 5, en el que el punto particular del ciclo cardiaco es seleccionado de entre el grupo que consiste de una onda P detectada, una onda Q detectada, una onda R detectada, una onda S detectada, una onda T detectada, y una onda U detectada.

7. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 5, en el que el punto particular del ciclo cardiaco es posterior en un periodo de retardo a un punto del ciclo cardiaco seleccionado de entre el grupo que consiste de una onda P detectada, una onda Q detectada, una onda R detectada, una onda S detectada, una onda T detectada, y una onda U detectada.

8. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 7, en el que el periodo de retardo es de desde 0, 1 mseg hasta en torno a 1000 mseg.

9. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 1, en el que el generador de señal eléctrica (110) está adaptado para generar y suministrar dicha señal eléctrica después de un número seleccionado de ocurrencias de al menos una característica del ciclo cardiaco del paciente seleccionada de entre el grupo que consiste de una onda P detectada, una onda Q detectada, una onda R detectada, una onda S detectada, una onda T detectada, y una onda U detectada.

10. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 9, en el que el generador de señal eléctrica (110) está adaptado para generar y suministrar dicha señal eléctrica después de un número predeterminado de ondas R que va desde dos ondas R hasta 1000 ondas R.

11. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 2, en el que la duración del suministro de dicha señal eléctrica es mayor que el intervalo entre latidos.

12. El dispositivo médico implantable de la reivindicación 1, en el que la duración del ciclo cardiaco es un intervalo entre latidos seleccionado de entre el grupo que consiste del intervalo entre latidos detectado más recientemente y

un intervalo entre latidos promedio variable calculado durante los n últimos intervalos entre latidos, en el que n es un entero desde 2 hasta en torno a 10.

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