[发明专利]非侵入神经调节系统

说明书

本发明涉及一种非侵入神经调节系统。在一个示例性实施例中，用于引起哺乳动物中的自发活动的神经调节系统，与信号发生器和电极合作，向哺乳动物发送具有叠加高频脉冲的信号。

本申请是申请号为201280066435.5、申请日为2012年11月13日、题为“使运动功能、感觉功能、自主神经功能、性功能、血管舒缩功能和认知功能能够恢复的非侵入神经调节装置”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2011年11月11日向美国专利局提出的美国临时专利申请61/559,025的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术

严重的脊髓损伤(SCI)影响美国大约130万人，并且每年发生 12,000-15,000件新的损伤。在这些损伤中，大约50％是在脊髓损伤水平以下的基本完全丧失感觉运动功能的完全脊髓损伤。

由位于颈膨大和腰膨大的脊髓的中间神经元形成的神经元网络，例如脊髓网络(SN)，在控制姿势、上肢的运动以及移动、呼吸、吞咽和说话中起着重要作用。绝大多数研究者相信包括人类的所有哺乳动物在腰骶部脊髓处有SN。见Dimitrijevic M.R，GerasimenkoYu.和Pinter M.M.在Ann. N.Y.Acad.Sci.的1998年第860卷第360页上的Evidence for aSpinal Central Pattern Generator in Humans；Gurfmkel′V.S.，Levik Yu.S.，Kazennikov O.V.和Selionov V.A.在Human Physiology的1998年第24卷第3期第42页上的Does the Prime Mover of Stepping Movements Exist in Humans？； GerasimenkoYu.P.，Roy R.R.和Edgerton VR.在Exp.Neurol.的2008年第 209卷第417页上的EpiduralStimulation：Comparison of the Spinal Circuits That Generate and ControlLocomotion in Rats，Cats and Humans。通常，SN 的活动通过周围感觉输入受脊椎上的调节。在大脑与脊髓之间的连接障碍的情况中，例如，由创伤性脊髓损伤引起的连接障碍，通过腰骶部和颈部以及脑干的硬膜外电刺激使运动功能成为可能。已经表明，具有足够强度的硬膜外脊髓电刺激(eESCS)可以引起具有临床完全脊髓损伤的患者的腿部肌肉上的肌电图(EMG)图案。见Dimitrijevic，Gerasimenko Yu.和 Pinter的上述文章；Minassian K.，Persy I.，Rattay F，Pinter M.M.，Kern H.和 Dimitrijevic M.R.在Human IHovementSci.的2007年第26卷第275页的 Human Lumbar Cord Circuitries Can Be Activated byExtrinsic Tonic Input to Generate Locomotor-Like Activity。但是在该文章中描述的方法的新颖性是该脊髓回路能够被神经调节到在一定程度神经运动功能障碍后没有实际引起运动情况下便于或者实现运动康复或对运动的改进控制的生理状态。 Harkema S.，Gerasimenko Y，Hodes J.，Burdick J.，Angeli e.，Chen Y，Ferreira e.，Willhite A.，Rejc E.，Grossman R.G.和Edgerton VR.在Lancet的2011年第 377卷第1938页的EpiduralStimulation of the Lumbosacral Spinal Cord Enables Voluntary Movement，Standing，and Assisted Stepping in a Paraplegic Human。eESCS是侵入性方法并且要求将电极手术植入到脊髓的背部表面，这将激活SN的该方法限制在门诊中。