[发明专利]可植入式前庭假体

说明书

本发明涉及一种可植入式前庭假体。可植入式神经刺激装置具有传感器系统、与传感器系统通信的数据处理器和与数据处理器通信的并且被构建成将电刺激提供给至少一个前庭蜗神经的至少一个分支的神经刺激系统。神经刺激系统包括下述电极阵列，该电极阵列具有被构造成以外科手术的方式被植入成与前庭神经的上分支以电方式通信的第一组电极、被构造成以外科手术的方式被植入成与前庭神经的水平分支以电方式通信的第二组电极、被构造成以外科手术的方式被植入成与前庭神经的后分支以电方式通信的第三组电极和被构造成以外科手术的方式被植入到前庭迷路的总脚中的总脚参考电极。

本发明申请是国际申请日为2011年1月12日、国际申请号为“PCT/US2011/021005”、国家申请号为“201180013482.9”、发明名称为“可植入式前庭假体”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年1月12日提交的美国临时申请第61/294,291号、2010年2月4日提交的美国临时申请第61/301,401号和2010年11月4日提交的美国临时申请第61410,107号的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。

本发明是在由健康与公共事业部、国立卫生研究院授予的资助第R01DC9255号、第K08DC6216号和第5F32DC009917号的政府支持的情况下进行的。美国政府具有本发明的特定权利。

技术领域

本发明的当前要求保护的实施方式的领域涉及用于刺激神经的系统和元件，并且更特别地涉及下述系统，该系统包括以外科手术的方式可植入式前庭假体和用于以外科手术的方式可植入式前庭假体的元件、算法、刺激协议以及方法。

背景技术

在正常的个体中，两个内耳迷路调节每个前庭神经分支内部的传入纤维上的活动，以便给中枢神经系统(CNS)提供由于重力和平移运动(术语称作重力惯性加速度)两者造成的旋转的头部运动和线加速度的感知。每个迷路包含三个互相正交的半规管(SCC)以感测头部旋转。每个SCC用关于绕着那个SCC的轴的三维(3D)头部角速度的元件来基本及时地调节其前庭神经的分支上的活动。(参见图1。)每个SCC与相对的耳朵中的SCC是近似共面的，并且每个SCC的共面对有效地充当一对反平行的角速率传感器。沿着水平轴线方向、左前右后(LARP)轴线方向以及右前左后(RALP)轴线方向定向的SCC负责用于沿着这些各个轴线的方向感测角速度，并且两个耳石末梢器官(椭圆囊和球囊)负责用于感测重力惯性的(平移的)加速度。这些感知的输入驱动了使凝视和姿势稳定的补偿反射以便在头部运动期间使视觉的清晰度达到最大值并且以便于防止跌倒。在两个迷路中都失去前庭听毛细胞功能的患者可能遭受视觉灵敏度和平衡的变弱的损失，这是因为他们的CNS不再接收正常的头部运动信息或者重力定向提示。虽然视觉的和本体感受的输入的补偿使用可以部分地代替失去的迷路的输入，但这种策略在高频率、高加速、瞬时的头部运动期间失败，例如在步行的时候经历那些情况(Carey,J.P.和C.C.Delia Santina.Principles of appliedvestibular physiology.Otolaryngology-Head&Neck Surgery.2005)。大约0.1％的美国成人报告了符合严重的双边前庭的机能减退的症状的群集，对应于仅在美国就超过了250,000个个体(Delia Santina,C.C,A.A.Migliaccio,R.Hayden,T.A.Melvin,G.Y.Fridman,B.Chiang,N.S.Davidovics,C.Dai,J.P.Carey,L.B.Minor,I.C.W.Anderson,H.Park,S.Lyford-Pike,和S.Tang.Current and future management of bilateral loss ofvestibular sensation-an update on the Johns Hopkins multichannel vestibularprosthesis project.Cochlear Implants International.2010)。对于那些没能通过康复练习来补偿的人，不存在充分有效的治疗。如果基于运动传感器输入来直接调节依然健在的前庭传入的活动的多通道前庭假体有效地恢复了头部运动和重力的定向的感知，则该多通道前庭假体可以改善前庭缺陷个体的生活质量(上述的Delia Santina等人,Wall,C,D.M.Merfeld,S.D.Rauch,和F.O.Black.Vestibular prostheses:The engineering andbiomedical issues.Journal of Vestibular Research-Equilibrium&Orientation.12:2002)。