BRPI0709844A2

BRPI0709844A2 - estimulaÇço elÉtrica por microrrajadas dos nervos cranianos para o tratamento de condiÇÕes mÉdicas

Info

Publication number: BRPI0709844A2
Application number: BRPI0709844-8A
Authority: BR
Inventors: D. Craig Arthur
Original assignee: Catholic Healthcare West
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2011-07-26
Also published as: US20150352362A1; US20240009462A1; US20070233193A1; US11116978B2; US8660666B2; US20120191158A1; JP2013031708A; EP3069752A1; US20090177252A1; US20160158554A1; US8280505B2; IL194406A0; WO2007115113A1; US20070233192A1; US20210052902A1; EP2965781A1; CA3006219A1; IL194406A; AU2007233205A1; EP2918310B1

Abstract

<B>ESTIMULAÇçO ELÉTRICA POR MICRORRAJADAS DOS NERVOS CRANIANOS PARA O TRATAMENTO DE CONDIÇÕES MÉDICAS<D>A presente invenção refere-se a métodos, sistemas e aparelhos para tratar uma condição médica em um paciente usando um dispositivo médico implantável pela aplicação de um sinal elétrico caracterizado por ter um número de pulsos por microrrajada, um intervalo entre pulsos, uma duração da microrrajada e um período entre rajadas em uma porção de um nervo craniano do dito paciente, no qual pelo menos um do número de pulsos por microrrajada, do intervalo entre pulsos, da duração da microrrajada ou do período entre rajadas é selecionado para aumentar os potenciais evocados pelo nervo craniano.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTIMULA-ÇÃO ELÉTRICA POR MICRORRAJADAS DOS NERVOS CRANIANOSPARA O TRATAMENTO DE CONDIÇÕES MÉDICAS".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

O presente pedido de patente reivindica a prioridade do pedidode patente dos Estados Unidos co-pendente anterior 60/787.680, depositadoem 29 de março de 2006, intitulado "Synchronized and Optimized VagusNerve Stimulation Method".

O pedido de patente dos Estados Unidos intitulado "Synchroni-zation Of Vagus Nerves Stimulation With The Cardiac Cycle Of A Patient",por Arthur D. Craig e depositado simultaneamente com esse é aqui incorpo-rado por referência.

O pedido de patente PCT intitulado "Vagus Nerve StimulationMethod" por Arthur D. Craig e depositado simultaneamente com esse é aquiincorporado por referência.

1. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, de forma geral, a sistemas dedispositivo médico e, mais particularmente, a sistemas de dispositivo médicopara aplicação de sinais elétricos em um nervo craniano para o tratamentode várias condições médicas, e para sinais elétricos aperfeiçoados em taissistemas.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Muitos avanços foram feitos no tratamento de doenças tais comodepressão e epilepsia. Terapias usando sinais elétricos para tratar essasdoenças são consideradas efetivas. Dispositivos médicos implantáveis têmsido efetivamente usados para fornecer estimulação terapêutica em váriasporções do corpo humano (por exemplo, o nervo vago) para tratar essas do-enças. Como usado aqui, "estimulação" ou "sinal de estimulação" se refere àaplicação de um sinal elétrico, mecânico, magnético, eletromagnético, fotô-nico, de áudio e/ou químico em uma estrutura neural no corpo do paciente.O sinal é um sinal exógeno que é distinto da atividade elétrica endógena,mecânica e química (por exemplo, potenciais de ação elétrica aferentes e/oueferentes) gerada pelo corpo do paciente e o ambiente. Em outras palavras,o sinal de estimulação (quer elétrico, mecânico, magnético, eletromagnético,fotônico, de áudio ou químico por natureza) aplicado no nervo na presenteinvenção é um sinal aplicado de uma fonte artificial, por exemplo, um neuro-estimulador.

Um "sinal terapêutico" se refere a um sinal de estimulação apli-cado no corpo de um paciente com a intenção de tratar uma condição médi-ca provendo um efeito de modulação ao tecido neural. O efeito de um sinalde estimulação na atividade do neurônio é chamado "modulação"; entretan-to, por simplicidade, os termos "estimulação" e "modulação", e suas varia-ções, são algumas vezes usados de maneira permutável aqui. Em geral,entretanto, o fornecimento de um sinal exógeno por si próprio se refere à"estimulação" da estrutura neural, enquanto os efeitos desse sinal, se algum,na atividade elétrica da estrutura neural, são apropriadamente citados como"modulação". O efeito de modulação do sinal de estimulação no tecido neu-ral pode ser excitante ou inibidor, e pode potencializar mudanças agudase/ou a longo prazo na atividade do neurônio. Por exemplo, o efeito da "mo-dulação" do sinal de estimulação no tecido neural pode compreender um oumais dos efeitos seguintes: (a) iniciação de um potencial de ação (potenciaisde ação aferentes e/ou eferentes); (b) inibição ou bloqueio da condução dospotenciais de ação, quer induzidos de modo endógeno ou exógeno, incluin-do hiperpolarização e/ou bloqueio de colisão, (c) efetuando mudanças naliberação ou levantamento neurotransmissor/neuromodulador e (d) mudan-ças na neuro-plasticidade ou neurogênese do tecido do cérebro.

Em algumas modalidades, a neuroestimulação elétrica pode serprovida pela implantação de um dispositivo elétrico abaixo da pele de umpaciente e fornecimento de um sinal elétrico em um nervo tal como um nervocraniano. Em uma modalidade, a neuroestimulação elétrica envolve sentir oudetectar um parâmetro do corpo, com o sinal elétrico sendo fornecido emresposta ao parâmetro do corpo sentido. Esse tipo de estimulação é geral-mente citado como estimulação "ativa", "de realimentação" ou "disparada".

Em uma outra modalidade, o sistema pode operar sem sentir ou detectar umparâmetro do corpo uma vez que o paciente tenha sido diagnosticado comuma condição médica que pode ser tratada pela neuroestimulação. Nessecaso, o sistema pode aplicar uma série de pulsos elétricos no nervo (por e-xemplo, um nervo craniano tal como um nervo vago) periódica, intermitenteou continuamente por todo o dia, ou através de um outro intervalo de tempopredeterminado. Esse tipo de estimulação é geralmente citado como estimu-lação "passiva", "sem realimentação" ou "profilática". O sinal elétrico podeser aplicado por um IMD que é implantado dentro do corpo do paciente. Emuma outra modalidade alternativa, o sinal pode ser gerado por um geradorde pulso externo fora do corpo do paciente, acoplado por uma ligação de RFou sem fio em um elétrodo implantado.

De forma geral, os sinais de neuroestimulação que executam aneuromodulação são fornecidos pelo IMD via um ou mais cabos condutores.Os cabos condutores geralmente terminam nas suas extremidades distaisem um ou mais elétrodos, e os elétrodos, por sua vez, são eletricamenteacoplados no tecido no corpo do paciente. Por exemplo, um número de elé-trodos pode ser preso em vários pontos de um nervo ou outro tecido dentrodo corpo humano para fornecimento de um sinal de neuroestimulação.

Embora esquemas de estimulação de realimentação tenhamsido propostos, a estimulação do nervo vago (VNS) convencional geralmenteenvolve a estimulação sem realimentação caracterizada por um número deparâmetros. Especificamente, a estimulação do nervo vago convencionalgeralmente envolve uma série de pulsos elétricos em rajadas definidas porum "tempo ligado" e um "tempo desligado". Durante o tempo ligado, os pul-sos elétricos de uma corrente elétrica definida (por exemplo, 0,5 - 2,0 milli-amps) e largura de pulso (por exemplo, 0,25 - 1,0 milissegundos) são forne-cidos em uma freqüência definida (por exemplo, 20 - 30 Hz) pela duração dotempo ligado, geralmente um número específico de segundos, por exemplo,10-60 segundos. As rajadas de pulso são separadas entre si pelo tempodesligado (por exemplo, 30 segundos - 5 minutos) no qual nenhum sinal elé-trico é aplicado no nervo. Os parâmetros do tempo ligado e tempo desligadojuntos definem um ciclo ativo, que é a razão do tempo ligado para a combi-nação do tempo ligado e do tempo desligado, e que descreve a porcenta-gem de tempo que o sinal elétrico é aplicado no nervo.

Na VNS convencional, o tempo ligado e o tempo desligado po-dem ser programados para definir um padrão intermitente no qual uma sérierepetida de rajadas de pulso elétrico é gerada e aplicada no nervo vago 127.Cada seqüência de pulsos durante um tempo ligado pode ser citada comouma "rajada de pulso". A rajada é seguida pelo período de tempo desligadono qual nenhum sinal é aplicado no nervo. O tempo desligado é provido parapossibilitar que o nervo se recupere da estimulação da rajada de pulso, epreserve a potência. Se o tempo desligado é ajustado em zero, o sinal elétri-co na VNS convencional pode prover estimulação contínua para o nervo va-go. Alternativamente, o tempo ocioso pode ser tão longo quanto um dia oumais, em cujo caso as rajadas de pulso são providas somente uma vez pordia ou até mesmo em intervalos mais longos. Tipicamente, entretanto, a ra-zão do "tempo desligado" para o "tempo ligado" pode variar de aproximada-mente 0,5 a aproximadamente 10.

Além do tempo ligado e tempo desligado, os outros parâmetrosque definem o sinal elétrico na VNS convencional podem ser programadossobre uma faixa de valores. A largura do pulso para os pulsos em uma raja-da de pulsos da VNS convencional pode ser ajustada para um valor menordo que aproximadamente 1 ms, tal como aproximadamente 250-500 με, e onúmero de pulsos em uma rajada de pulsos é tipicamente ajustado pela pro-gramação de uma freqüência em uma faixa de aproximadamente 20-150 Hz(isto é, 20 pulsos por segundo a 150 pulsos por segundo). Uma freqüêncianão-uniforme pode também ser usada. A freqüência pode ser alterada du-rante uma rajada de pulsos por uma varredura de freqüência de uma baixafreqüência para uma alta freqüência ou vice-versa. Alternativamente, a regu-lação entre sinais individuais adjacentes dentro de uma rajada pode ser a -Ieatoriamente alterada tal que dois sinais adjacentes podem ser gerados emqualquer freqüência dentro de uma faixa de freqüências.

Embora a neuroestimulação tenha provado ser efetiva no trata-mento de uma série de condições médicas, seria desejável aumentar e oti-mizar mais a neuroestimulação para essa finalidade. Por exemplo, pode serdesejável aumentar os potenciais evocados no cérebro do paciente para a-judar no tratamento de uma condição médica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O requerente verificou que é possível prover tratamentos deneuroestimulação terapêuticos aperfeiçoados para uma variedade de condi-ções médicas por um novo tipo de estimulação elétrica dos nervos cranianoscapaz de prover potenciais evocados aumentados no cérebro. "Aumentado"nesse contexto se refere aos potenciais elétricos evocados no prosencéfalopela neuroestimulação que são maiores do que esses produzidos pela neu-roestimulação convencional, particularmente VNS convencional com umafreqüência entre pulsos de 20-30 Hz (resultando em um número de pulsospor rajada de 140-1800, em uma duração de rajada de 7-60 s). O sinal elé-trico para essa terapia melhorada é substancialmente diferente dos sinaiselétricos na VNS convencional. Em particular, os sinais elétricos na presenteinvenção são caracterizados por rajadas muito curtas de um número limitadode pulsos elétricos. Essas rajadas curtas menores do que 1 segundo sãocitadas a seguir como "microrrajadas", e a estimulação elétrica aplicandomicrorrajadas em um nervo craniano é citada como "estimulação por micror-rajada". Pela aplicação de um sinal elétrico compreendendo uma série demicrorrajadas, por exemplo, em um nervo vago de um paciente, maiores po-tenciais evocados vagais (eVEP) são produzidos em áreas terapeuticamentesignificativas do cérebro. Significativamente, eVEP não são produzidos pelaestimulação convencional do nervo vago.

Como usado aqui, o termo "microrrajada" se refere a uma por-ção de um sinal elétrico terapêutico compreendendo uma pluralidade limita-da de pulsos e uma duração limitada. Mais particularmente, em uma modali-dade, uma microrrajada pode compreender pelo menos dois, mas não maisdo que 25 pulsos elétricos, de preferência de 2 a aproximadamente 20 pul-sos por rajada, mais preferivelmente de 2 a aproximadamente 15 pulsos porrajada. Em uma modalidade, uma microrrajada pode durar por não mais doque 1 segundo, tipicamente menos do que 100 milissegundos, e preferível-mente de aproximadamente 10 ms a aproximadamente 80 ms. Um sinal elé-trico terapêutico pode compreender uma série de microrrajadas separadasentre si por intervalos de tempos conhecidos como "períodos entre rajadas"que permitem um intervalo refratário para o nervo se recuperar da microrra-jada e novamente se tornar receptivo à estimulação eVEP por uma outramicrorrajada. Em algumas modalidades, o período entre rajadas pode sertão longo quanto ou mais longo do que as microrrajadas adjacentes separa-das pelo período entre rajadas. Em algumas modalidades, o período entrerajadas pode compreender um período de tempo absoluto de pelo menos100 milissegundos. Pulsos adjacentes em uma microrrajada são separadospor um intervalo de tempo conhecido como um "intervalo entre pulsos". Ointervalo entre pulsos, junto com o número de pulsos e a largura de pulso decada pulso, determina uma "duração da microrrajada", que é o comprimentode uma microrrajada do começo do primeiro pulso até o fim do último pulso(e assim o começo de um novo período entre rajadas). Em uma modalidade,uma microrrajada pode ter uma duração de microrrajada de 1,0 segundo oumenos (isto é, menores do que 1 segundo), tal como de aproximadamente 2ms a áproximadamente 1 s, e mais preferivelmente 100 ms ou menos, talcomo de aproximadamente 5 ms a aproximadamente 100 ms, e ainda maispreferivelmente de aproximadamente 10 ms a aproximadamente 80 ms. Ossinais elétricos melhorados da presente invenção são assim caracterizadospor um período entre rajadas, uma duração de microrrajada, um número depulsos por microrrajada e um intervalo entre pulsos. Os pulsos em uma mi-crorrajada podem ser também caracterizados por uma amplitude de correntee uma largura de pulso. A estimulação elétrica de acordo com a presenteinvenção pode incluir opcionalmente um tempo ligado e um tempo desligadonos quais as microrrajadas são providas e não providas, respectivamente,para um nervo craniano. Pelo menos um dos períodos entre rajadas, da du-ração da rajada, do número de pulsos por microrrajada, do intervalo entrepulsos, da amplitude da corrente, da largura de pulso, do tempo ligado ou dotempo desligado pode ser selecionado para aumentar os potenciais evoca-dos do nervo craniano.Em uma modalidade, a presente invenção provê um método pa-ra tratar um paciente tendo uma condição médica pela aplicação de um sinalelétrico pulsado compreendendo uma série de microrrajadas, em que cadauma das ditas microrrajadas tem pelo menos uma característica selecionadado grupo consistindo em ter de 2 pulsos a aproximadamente 25 pulsos pormicrorrajada, tendo um intervalo entre pulsos de aproximadamente 1 milis-segundo a aproximadamente 50 milissegundos (tal como de aproximada-mente 1 ms a aproximadamente 10 ms), tendo uma duração de microrrajadamenor do que 1 s, e sendo separada de uma microrrajada adjacente por umintervalo entre rajadas compreendendo um intervalo de tempo selecionadodo grupo consistindo em A) a duração da microrrajada ou a duração da mi-crorrajada da microrrajada adjacente e B) pelo menos 100 milissegundos.

Em uma modalidade, a presente invenção provê um método pa-ra tratar uma condição médica de um paciente com um sinal· elétrico de umdispositivo médico implantável, compreendendo aplicar em um nervo crania-no de um paciente um sinal elétrico pulsado compreendendo uma série demicrorrajadas separadas por períodos entre rajadas. Cada microrrajadacompreende um número de pulsos por microrrajada, um intervalo entre pul-sos e uma duração da microrrajada. As microrrajadas são aplicadas em umaporção de um nervo craniano do dito paciente, em que pelo menos um doperíodo entre rajadas, da duração da microrrajada, do número de pulsos pormicrorrajada ou do intervalo entre pulsos é selecionado para aumentar ospotenciais evocados do nervo craniano.

Em uma modalidade, a presente invenção provê um método pa-ra tratar uma condição médica de um paciente, compreendendo acoplar pelomenos um elétrodo em pelo menos um nervo craniano do paciente, proverum gerador de sinal elétrico programável acoplado no elétrodo e gerar umsinal elétrico pulsado compreendendo uma série de microrrajadas separadaspor períodos entre rajadas. Cada microrrajada compreende um número depulsos por microrrajada e um intervalo entre pulsos e tem uma duração demicrorrajada. O método também compreende selecionar pelo menos um doperíodo entre rajadas, do número de pulsos por microrrajada, da duração da8

microrrajada ou do intervalo entre pulsos para aumentar os potenciais evo-cados do nervo craniano, e aplicar o sinal elétrico pulsado no pelo menos umelétrodo para tratar a condição médica.

Em uma modalidade, a presente invenção provê um dispositivode armazenamento de programa legível por computador codificado com ins-truções que, quando executadas por um computador, executam um método,compreendendo gerar um sinal elétrico compreendendo uma série de mi-crorrajadas separadas por períodos entre rajadas, com cada microrrajadacompreendendo um número de pulsos por microrrajada, um intervalo entrepulsos e uma duração de microrrajada, em que pelo menos um do períodoentre rajadas, do número de pulsos por microrrajada, da duração da micror-rajada ou do período entre pulsos é selecionado para aumentar os potenci-ais evocados do nervo craniano e aplicar o sinal elétrico em um nervo crani-ano do paciente para tratar a condição médica.

Em uma modalidade, a presente invenção provê um sistema pa-ra tratar uma condição médica de um paciente, compreendendo pelo menosum elétrodo acoplado em pelo menos um nervo craniano de um paciente eum dispositivo implantável operativamente acoplado no elétrodo e compre-endendo um gerador de sinal elétrico capaz de gerar um sinal elétrico com-preendendo uma série de microrrajadas separadas por períodos entre raja-das, com cada microrrajada compreendendo um número de pulsos por mi-crorrajada, um intervalo entre pulsos e uma duração da microrrajada e apli-car o sinal elétrico em uma porção de um nervo craniano do dito pacienteusando o elétrodo, em que pelo menos um do período entre rajadas, do nú-mero de pulsos por microrrajada, do intervalo entre pulsos ou da duração damicrorrajada é selecionado para aumentar os potenciais evocados do nervocraniano.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção pode ser entendida por referência à descrição se-guinte tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quaisnumerais de referência similares identificam elementos similares, e nosquais:A figura 1 provê um diagrama estilizado de um dispositivo médi-co implantável implantado no corpo de um paciente para prover um sinalelétrico terapêutico para uma estrutura neural do corpo do paciente, de a-cordo com uma modalidade ilustrativa da presente invenção.

A figura 2 é um diagrama de blocos de um sistema de dispositivomédico que inclui um dispositivo médico implantável e um dispositivo exter-no, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente invenção.

A figura 3 ilustra um sinal elétrico exemplar de um neurônio dedescarga como um gráfico da voltagem em uma dada localização em tem-pos particulares em resposta à aplicação de um sinal elétrico no nervo peloneuroestimulador da figura 2, de acordo com uma modalidade ilustrativa dapresente invenção.

As figuras 4A, 4B e 4C ilustram formas de onda exemplares paraos sinais elétricos para estimular o nervo vago para tratar uma condição mé-dica, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente invenção.

A figura 5 ilustra uma representação de fluxograma de um méto-do para tratar uma condição médica de acordo com uma modalidade ilustra-tiva da presente invenção.

A figura 6 ilustra uma representação de fluxograma de um méto-do alternativo para tratar uma condição médica de acordo com uma modali-dade ilustrativa alternativa da presente invenção.

A figura 7 representa uma representação de fluxograma maisdetalhada da etapa de execução de um processo de detecção da figura 6,de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente invenção.

A figura 8 mostra uma comparação dos potenciais evocados va-gais (VEPs) com regulações de estímulo diferentes.

A figura 9 ilustra a sincronização de uma rajada de estímulo va-gai na onda QRS no ECG de um paciente.

A figura 10 ilustra a localização de um VEP anterior no tálamodireito e gânglios basais e um VEP posterior no córtex insular esquerdo.

Embora a invenção seja suscetível a várias modificações e for-mas alternativas, modalidades específicas da mesma foram mostradas por10

meio de exemplo nos desenhos e são aqui descritas em detalhes. Deve serentendido, entretanto, que a descrição aqui das modalidades específicasnão é planejada para limitar a invenção às formas particulares descritas,mas ao contrário, a intenção é abranger todas as modificações, equivalentese alternativas que se situam dentro do espírito e do escopo da invenção co-mo definida pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ESPECÍFICAS

Modalidades ilustrativas da invenção são descritas aqui. No inte-resse de clareza, nem todos os aspectos de uma implementação real sãodescritos nesse relatório descritivo. No desenvolvimento de qualquer tal mo-dalidade real, numerosas decisões específicas da implementação devem serfeitas para atingir as metas específicas do projeto, que variarão de uma im-plementação para outra. Será verificado que um tal esforço de desenvolvi-mento, embora possivelmente complexo e longo, contudo, seria uma tarefarotineira para pessoas versadas na técnica tendo o benefício dessa descri-ção.

Esse documento não planeja distinguir entre componentes quediferem em nome, mas não em função. Na discussão seguinte e nas reivin-dicações, os termos "incluindo" e "inclui" são usados em um modo ilimitado,e assim devem ser interpretados como significando "incluindo, mas não limi-tado a". Também, o termo "acopla" é planejado para significar uma conexãoelétrica direta ou indireta. "Contato direto", "fixação direta" ou provendo um"acoplamento direto" indica que uma superfície de um primeiro elementocontata a superfície de um segundo elemento sem meio de atenuação subs-tancial entre eles. A presença de pequenas quantidades de substâncias, talcomo fluidos corpóreos, que não atenuam substancialmente as conexõeselétricas não prejudicam o contato direto. A palavra "ou" é usada no sentidoinclusivo (isto é, "e/ou") a menos que um uso específico ao contrário sejaexplicitamente declarado.

O termo "elétrodo" ou "elétrodos" descrito aqui pode se referir aum ou mais elétrodos de estimulação (isto é, elétrodos para fornecer um si-nal elétrico gerado por um IMD em um tecido), elétrodos sensores (isto é,elétrodos para sentir uma indicação fisiológica do corpo de um paciente)e/ou elétrodos que são capazes de fornecer um sinal de estimulação, bemcomo executar uma função sensora.

A estimulação do nervo craniano foi proposta para tratar um nú- mero de condições médicas pertencentes à ou mediadas por uma ou maisestruturas do sistema nervoso do corpo, incluindo epilepsia e outras enfer-midades de movimento, depressão, enfermidades de ansiedade e outrasenfermidades neuropsiquiátricas, demência, traumatismo craniano, coma,dor de enxaqueca, obesidade, enfermidades de alimentação, enfermidades do sono, enfermidades cardíacas (tais como parada cardíaca congestiva efibrilação do átrio), hipertensão, enfermidades endócrinas (tais como diabe-tes e hipoglicemia) e dor, entre outros. Vide, por exemplo, Patentes U.S.Nos. 4.867.164, 5.299.569, 5.269.303, 5.571.150, 5.215.086, 5.188.104,5.263.480, 6.587.719, 6.609.025, 5.335.657, 6.622.041, 5.916.239, 5.707.400, 5.231.988 e 5.330.515. A despeito das numerosas enfermidadespara as quais a estimulação do nervo craniano foi proposta ou sugerida co-mo uma opção de tratamento, o fato que trajetórias neurais detalhadas paramuitos (se não todos) dos nervos cranianos permanecem relativamente des-conhecidas, torna as predições da eficácia para qualquer dada enfermidade difícil ou impossível. Além do mais, mesmo se tais trajetórias fossem conhe-cidas, os parâmetros de estimulação precisos que modulariam as trajetóriasparticulares relevantes para uma enfermidade particular geralmente não po-dem ser preditos.

Em uma modalidade, a presente invenção provê um método pa- ra tratar uma condição médica. A condição médica pode ser selecionada dogrupo consistindo em epilepsia, enfermidades neuropsiquiátricas (incluindo,mas não limitado à depressão), enfermidades de alimentação/obesidade,ferimento traumático do cérebro/coma, enfermidades de vício, demência,enfermidades do sono, dor, enxaqueca, enfermidades endócri- nas/pancreáticas (incluindo, mas não limitado a diabetes), enfermidades demotilidade, hipertensão, parada cardíaca congestiva/crescimento capilarcardíaco, enfermidades de audição, angina, síncope, enfermidades das pre-gas vocais, enfermidades da tireóide, enfermidades pulmonares e enfermi-dades endócrinas reprodutivas (incluindo infertilidade).

Em uma modalidade, a presente invenção provê um método pa-ra tratar uma condição médica de um paciente usando um dispositivo médi-co implantável, compreendendo aplicar em um nervo craniano de um pacien-te um sinal elétrico pulsado compreendendo uma série de microrrajadas se-paradas por períodos entre rajadas. Em uma modalidade, os períodos entrerajadas compreendem pelo menos 100 milissegundos cada. Em uma outramodalidade, os períodos entre rajadas compreendem pelo menos o compri-mento de uma das duas microrrajadas separadas pelo período entre rajadas.

Em uma outra modalidade, o período entre rajadas pode ser determinadoem um paciente particular provendo microrrajadas separadas por períodosentre rajadas cada vez menores. O período entre rajadas pode ser providocomo qualquer intervalo de tempo maior do que esse no qual o eVEP dimi-nui ou desaparece significativamente. Cada microrrajada compreende umnúmero de pulsos por microrrajada, um intervalo entre pulsos e tem umaduração de microrrajada. Em uma modalidade, o número de pulsos por mi-crorrajada pode variar de 2 a aproximadamente 25 pulsos, e em uma outramodalidade, o número de pulsos por microrrajada pode variar de 2 a aproxi-madamente 20 pulsos, de preferência de 2 a aproximadamente 15 pulsos.

As microrrajadas são aplicadas em uma porção de um nervo craniano dopaciente, e pelo menos um do período entre rajadas, do número de pulsospor microrrajada, do intervalo entre pulsos ou da duração da microrrajada éselecionado para aumentar os potenciais evocados do nervo craniano. Pul-sos dentro de uma microrrajada podem também compreender uma largurade pulso e uma amplitude de corrente. Em uma modalidade alternada, o mé-todo pode também compreender um tempo desligado, durante o qual as mi-crorrajadas não são aplicadas no paciente e um tempo ligado durante o qualas microrrajadas são aplicadas no paciente.

Pode ser conveniente se referir a uma freqüência de rajada, de-finido como 1 dividido pela soma da duração da microrrajada e o períodoentre rajadas, e será reconhecido por versados na técnica que o períodoentre rajadas pode ser alternativamente descrito em termos de uma freqüên-cia dos pulsos ao invés de como um tempo absoluto separado um pulso deoutro.

Em uma outra modalidade alternada, o método pode compreen-der, durante um primeiro período, aplicar um modo primário de estimulaçãodo nervo craniano em um nervo craniano do paciente, tal como estimulaçãodo nervo vago convencional, e, durante um segundo período, aplicar ummodo secundário de estimulação do nervo craniano em um nervo cranianodo paciente, tal como estimulação de microrrajada. O sinal de estimulaçãodo nervo vago convencional pode ser definido por uma amplitude de corren-te, uma largura de pulso, uma freqüência, um tempo ligado e um tempo des-ligado. O sinal de estimulação do nervo vago convencional tipicamente temmais do que aproximadamente 50 pulsos por rajada e uma duração de raja-da de pelo menos aproximadamente 7 s. Em uma modalidade, o primeiroperíodo corresponde com o tempo ligado da estimulação do nervo vago con-vencional e o segundo período de tempo corresponde com o tempo desliga-do da estimulação do nervo vago convencional. Em uma outra modalidade, oprimeiro período e o segundo período podem se sobrepor parcialmente. Emuma outra modalidade, um do primeiro período ou do segundo período podeser inteiramente sobreposto pelo outro do primeiro período ou do segundoperíodo.

O sistema de dispositivo médico implantável de uma modalidadeda presente invenção proporciona módulo(s) de software que são capazesde adquirir, armazenar e processar várias formas de dados, tal como dadosdo paciente/parâmetros (por exemplo, dados fisiológicos, dados de efeitoscolaterais, tais como freqüência cardíaca, taxa de respiração, dados de ativi-dade do cérebro, dados de progressão ou regressão da doença, dados dequalidade de vida, etc.) e dados do parâmetro da terapia. Parâmetros daterapia podem incluir, mas não são limitados a, parâmetros do sinal elétricoque definem os sinais elétricos terapêuticos fornecidos pelo IMD, parâmetrosde medicação e/ou qualquer outro parâmetro de tratamento terapêutico. Emuma modalidade alternativa, o termo "parâmetros de terapia" pode se referiraos parâmetros do sinal elétrico definindo os sinais elétricos terapêuticosfornecidos pelo IMD. Parâmetros de terapia para um sinal elétrico terapêuti-co podem também incluir, mas não são limitados a, uma amplitude da cor-rente, uma largura de pulso, um período entre rajadas, um número de pulsospor rajada, um intervalo entre pulsos, uma duração da rajada, um tempo li-gado e um tempo desligado.

Embora não limitado dessa forma, um sistema capaz de imple-mentar modalidades da presente invenção é descrito abaixo. A figura 1 re-presenta um sistema de dispositivo médico implantável (IMD) estilizado 100para executar uma ou mais modalidades da presente invenção. Um geradorde sinal elétrico 110 é provido, tendo um corpo principal 112 compreendendouma caixa ou invólucro com uma placa 116 para conectar em um conjuntode cabo eletricamente condutor isolado 122. O gerador 110 é implementadono tórax do paciente em um bolso ou cavidade formada pelo cirurgião daimplantação logo abaixo da pele (indicado por uma linha pontilhada 145),similar ao procedimento de implantação para um gerador de pulso de mar-capasso.

Um conjunto de elétrodos de nervo 125, de preferência compre-endendo uma pluralidade de elétrodos tendo pelo menos um par de elétro-dos, é condutivamente conectado na extremidade distai do conjunto de cabocondutor 122, que preferivelmente compreende uma pluralidade de fios decabos condutores (um fio para cada elétrodo). Cada elétrodo no conjunto deelétrodos 125 pode operar independentemente ou, alternativamente, podeoperar em conjunto com os outros elétrodos. Em uma modalidade, o conjun-to de elétrodos 125 compreende pelo menos um cátodo e um ânodo. Emuma outra modalidade, o conjunto de elétrodos compreende um ou mais elé-trodos unipolares.

O conjunto de cabos condutores 122 é preso na sua extremida-de proximal em conectores na placa 116 do gerador 110. O conjunto de elé-trodos 125 pode ser cirurgicamente acoplado no nervo vago 127 no pescoçodo paciente ou em uma outra localização, por exemplo, perto do diafragmado paciente ou na junção do esôfago/estômago. Outros nervos cranianos (ouadicionais) tal como os nervos trigêmeos e/ou glossofaríngeos podem tam-bém ser usados para fornecer o sinal elétrico em modalidades alternativasparticulares. Em uma modalidade, o conjunto de elétrodos 125 compreendeum par de elétrodos de estimulação bipolares 126, 128 (isto é, um cátodo eum ânodo). Conjuntos de elétrodos adequados estão disponíveis de Cybe-ronics, Inc., Houston, Texas, EUA como o conjunto de elétrodos modelo 302.Entretanto, pessoas versadas na técnica verificarão que muitos projetos deelétrodo poderiam ser usados na presente invenção. Em uma modalidade,os dois elétrodos são enrolados ao redor do nervo vago e o conjunto de elé-trodos 125 pode ser preso no nervo vago 127 por uma corda de fixação espi-ral 130 tal como essa descrita na Pat. U.S. No. 4.979.511 emitida em 25 dedezembro de 1990 para Reese S. Terry, Jr. e atribuída para o mesmo procu-rador que o pedido atual. O conjunto de cabo condutor 122 pode ser firmado,enquanto retendo a capacidade de flexionar com o movimento do tórax epescoço, por uma conexão por sutura no tecido próximo (não mostrado).

Em modalidades alternativas, o conjunto de elétrodos 125 podecompreender elementos sensores de temperatura e/ou elementos sensoresde freqüência cardíaca. Outros sensores para outros parâmetros do corpopodem também ser utilizados para disparar a estimulação ativa. Ambas asestimulações passiva e ativa podem ser combinadas ou fornecidas por um- único IMD de acordo com a presente invenção. Qualquer um ou ambos osmodos podem ser apropriados para tratar um paciente específico sob obser-vação.

Em modalidades alternativas, um conjunto de sensores 165,compreendendo um conjunto de cabos condutores de sensor 162 e um sen-sor 160, pode ser utilizado para detectar um parâmetro do corpo do pacien-te.

O gerador de pulso elétrico 110 pode ser programado com umdispositivo externo (ED) tal como o computador 150 usando software de pro-gramação conhecido na técnica. Uma leitora ótica de programação 155 podeser acoplada no computador 150 como parte do ED para facilitar a comuni-cação de radiofreqüência (RF) entre o computador 150 e o gerador de pulso110. A leitora ótica de programação 155 e o computador 150 permitem acomunicação não-invasiva com o gerador 110 depois que o último é implan-tado. Nos sistemas onde o computador 150 usa um ou mais canais nas lar-guras de banda do serviço de comunicações de implante médico (MICS)1 aleitora ótica de programação 155 pode ser omitida para permitir comunica-ção mais conveniente diretamente entre o computador 150 e o gerador depulso 110.

O sinal de estimulação elétrica terapêutico descrito aqui podeser usado para tratar uma condição médica aumentando os potenciais evo-cados pelo nervo craniano separadamente, ou em combinação com um ou-tro tipo de tratamento. Por exemplo, os sinais elétricos de acordo com a pre-sente invenção podem ser aplicados em combinação com um agente quími-co, tal como vários fármacos, para tratar várias condições médicas. Além doque, a estimulação elétrica pode ser executada em combinação com trata-mento(s) relacionado(s) com um agente biológico ou químico. O tratamentode estimulação elétrica pode também ser executado em combinação comoutros tipos de tratamento, tal como tratamento de estimulação magnética.

Com referência agora à figura 2, uma representação de diagra-ma de blocos do IMD 200 é provida, de acordo com uma modalidade ilustra-tiva da presente invenção. O IMD 200 (tal como o gerador 110 da figura 1)pode compreender um controlador 210 capaz de controlar vários aspectosda operação do IMD 200. O controlador 210 é capaz de receber dados inter-nos ou dados externos e fazer com que uma unidade de estimulação 220gere e forneça um sinal elétrico para tecidos alvo do corpo do paciente paratratar uma condição médica. Por exemplo, o controlador 210 pode receberinstruções manuais de um operador externamente, ou pode induzir que osinal elétrico seja gerado e fornecido com base em cálculos internos e pro-gramação. O controlador 210 é capaz de afetar substancialmente todas asfunções do IMD 200.

O controlador 210 pode compreender vários componentes, taiscomo um processador 215, uma memória 217, etc. O processador 215 podecompreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores, etc., ca-pazes de desempenhar várias execuções dos componentes de software. Amemória 217 pode compreender várias porções de memória onde um núme-ro de tipos de dados (por exemplo, dados internos, instruções de dados ex-ternos, códigos de software, dados de estado, dados diagnósticos, etc.) po-de ser armazenado. A memória 217 pode compreender uma ou mais damemória de acesso aleatório (RAM), memória de acesso aleatório dinâmico(DRAM), memória somente de leitura programável eletricamente apagável(EEPROM), memória instantânea, etc.

O IMD 200 pode também compreender uma unidade de estimu-lação 220 capaz de gerar e fornecer sinais elétricos para um ou mais elétro-dos via cabos condutores. Um conjunto de cabo condutor tal como o conjun-to de cabo condutor 122 (figura 1) pode ser acoplado no IMD 200. A terapiapode ser fornecida para os cabos condutores compreendendo o conjunto decabo condutor 122 pela unidade de estimulação 220 com base nas instru-ções do controlador 210. A unidade de estimulação 220 pode compreendervários circuitos, tal como geradores de sinal elétrico, circuitos de controle deimpedância para controlar a impedância "vista" pelos cabos condutores eoutros circuitos que recebem instruções relacionadas com o fornecimento dosinal elétrico para o tecido. A unidade de estimulação 220 é capaz de forne-cer um sinal elétrico através dos cabos condutores compreendendo o con-junto de cabo condutor 122.

O IMD 200 pode também compreender um suprimento de po-tência 230. O suprimento de potência 230 pode compreender uma bateria,reguladores de voltagem, capacitores, etc., para prover potência para a ope-ração do IMD 200, incluindo fornecer o sinal elétrico terapêutico. O supri-mento de potência 230 compreende uma fonte de potência que, em algumasmodalidades, pode ser recarregável. Em outras modalidades, uma fonte depotência não-recarregável pode ser usada. O suprimento de potência 230provê potência para a operação do IMD 200, incluindo operações eletrônicase as funções de geração e fornecimento do sinal elétrico. O suprimento depotência 230 pode compreender uma célula de lítio/cloreto de tionilo ou umacélula de lítio/monofluoreto de carbono (LiCFx). Outros tipos de baterias co-nhecidas na técnica dos dispositivos médicos implantáveis podem tambémser usados.

O IMD 200 pode também compreender uma unidade de comuni-cação 260 capaz de facilitar as comunicações entre o IMD 200 e vários dis-positivos. Em particular, a unidade de comunicação 260 é capaz de provertransmissão e recepção de sinais elétricos para e de uma unidade externa270, tais como computador 150 e leitora ótica 155 que podem compreenderum ED (figura 1). A unidade de comunicação 260 pode incluir hardware,software, firmware ou qualquer combinação desses.

Em uma modalidade, o IMD 200 também compreende uma uni-dade de detecção 295 que é capaz de detectar vários parâmetros do pacien-te. Por exemplo, a unidade de detecção 295 pode compreender hardware,software ou firmware que é capaz de obter e/ou analisar os dados relaciona-dos com um ou mais parâmetros do corpo do paciente. Com base nos dadosobtidos pela unidade de detecção 295, o IMD 200 pode fornecer o sinal elé-trico para uma porção do nervo vago para tratar a epilepsia, depressão ououtras condições médicas. Em uma modalidade, a unidade de detecção 295pode ser capaz de detectar uma resposta de realimentação do paciente. Aresposta de realimentação pode incluir uma entrada de sinal magnético, umaentrada de batida, uma entrada de dados sem fio para o IMD 200, etc. A rea-limentação pode ser indicativa de uma dor e/ou limiar nocivo, onde o limiarpode ser o limite de tolerância de desconforto para um paciente particular. Otermo "parâmetros do paciente" pode se referir a, mas não é limitado a, vá-rios parâmetros do corpo, que podem em algumas modalidades envolversensores acoplados no IMD 200.

Em uma outra modalidade, a unidade de detecção 295 podecompreender hardware, software ou firmware que é capaz de obter e/ouanalisar dados relacionados com um ou mais parâmetros do corpo do ciclocardíaco do paciente. Com base nos dados obtidos pela unidade de detec-ção 295, o IMD 200 pode fornecer o sinal elétrico para uma porção do nervocraniano para tratar epilepsia, depressão ou outras condições médicas.

A unidade externa 270 pode ser um ED que é capaz de progra-mar parâmetros do sinal elétrico do IMD 200. Em uma modalidade, a unida-de externa 270 é um sistema de computador capaz de executar um progra-ma de aquisição de dados. A unidade externa 270 pode ser controlada porum provedor do cuidado da saúde, tal como um clínico, em uma estação debase, por exemplo, no consultório de um médico. Em modalidades alternati-vas, a unidade externa 270 pode ser controlada por um paciente em um sis-tema provendo menos controle sobre a operação do IMD 200 do que umaoutra unidade externa 270 controlada por um provedor de cuidado da saúde.Se controlada pelo paciente ou por um provedor de cuidado da saúde, a uni-dade externa 270 pode ser um computador, de preferência um computadorportátil ou PDA, mas pode alternativamente compreender qualquer outrodispositivo que seja capaz de comunicações eletrônicas e programação, porexemplo, sistema de computador portátil, um sistema de computador PC, umsistema de computador laptop, um servidor, um assistente digital pessoal(PDA), um sistema de computador com base em Apple, etc. A unidade ex-terna 270 pode carregar vários parâmetros e software de programa para oIMD 200 para programar a operação do IMD e pode também receber etransferir várias condições de estado e outros dados do IMD 200. As comu-nicações entre a unidade externa 270 e a unidade de comunicação 260 noIMD 200 podem ocorrer através de uma comunicação sem fio ou de outrotipo, representada de forma geral pela linha 277 na figura 2. Isso pode ocor-rer usando, por exemplo, a leitora ótica 155 (figura 1) para se comunicar pelaenergia de RF com um gerador 110. Alternativamente, a leitora ótica podeser omitida em alguns sistemas, por exemplo, sistemas nos quais a unidadeexterna 270 opera nas larguras de banda do MICS.

Em uma modalidade, a unidade externa 270 pode compreenderuma unidade do banco de dados local 255. Opcional ou alternativamente, aunidade externa 270 pode também ser acoplada em uma unidade do bancode dados 250, que pode ser separada da unidade externa 270 (por exemplo,um banco de dados centralizado ligado de maneira sem fio em uma unidadeexterna portátil 270). A unidade do banco de dados 250 e/ou a unidade dobanco de dados local 255 são capazes de armazenar vários dados do paci-ente. Esses dados podem compreender dados de parâmetro do pacienteadquiridos do corpo de um paciente e/ou dados de parâmetro de terapia. Aunidade do banco de dados 250 e/ou a unidade do banco de dados local 255pode compreender dados para uma pluralidade de pacientes, e pode serorganizada e armazenada em uma variedade de maneiras, tal como no for-mato de data, formato de severidade da doença, etc. A unidade do banco dedados 250 e/ou a unidade do banco de dados local 255 podem ser bancosde dados relacionais em uma modalidade. Um clínico pode executar váriasfunções de gerenciamento do paciente usando a unidade externa 270, quepode incluir obter e/ou analisar dados do IMD 200 e/ou dados da unidade dobanco de dados 250 e/ou da unidade do banco de dados local 255. A unida-de do banco de dados 250 e/ou a unidade do banco de dados local 255 po-de armazenar vários dados de paciente.

Um ou mais dos blocos ilustrados no diagrama de blocos do IMD200 na figura 2 podem compreender unidades de hardware, unidades desoftware, unidades de firmware ou qualquer combinação desses. Adicional-mente, um ou mais blocos ilustrados na figura 2 podem ser combinados comoutros blocos, que podem representar unidades de hardware do circuito, al-goritmos de software, etc. Adicionalmente, qualquer número dos circuitos ouunidades de software associados com os vários blocos ilustrados na figura 2pode ser combinado em um dispositivo programável, tal como um arranjo deporta programável no campo, um dispositivo ASIC, etc.

A figura 3 provê uma representação estilizada de um sinal elétri-co exemplar de um neurônio de descarga como um gráfico de voltagem emum dado ponto no nervo em tempos particulares durante a propagação deum potencial de ação ao longo do nervo, de acordo com uma modalidade dapresente invenção. Um neurônio típico tem um potencial de membrana laten-te de aproximadamente -70 mV, mantido pelas proteínas do canal do íon datransmembrana. Quando uma porção do neurônio alcança um limiar de des-carga de aproximadamente -55 mV, as proteínas do canal do íon na locali-dade permitem o rápido ingresso de íons de sódio extracelulares, que des-polarizam a membrana para aproximadamente +30 mV. A onda de despola-rização então se propaga ao longo do neurônio. Depois da despolarizaçãoem uma dada localização, os canais de íon de potássio abrem para permitirque os íons de potássio intracelulares saiam da célula, reduzindo o potencialda membrana para aproximadamente -80 mV (hiperpolarização). Aproxima-damente 1 ms é requerido para as proteínas da transmembrana retornaremos íons de sódio e potássio para suas concentrações intra- e extracelularesde partida e permitir que um potencial de ação subseqüente ocorra.

Com referência novamente à figura 1, o IMD 100 pode gerar umsinal elétrico pulsado nas modalidades da presente invenção para aplicaçãoem um nervo craniano tal como o nervo vago 127 de acordo com um oumais parâmetros programados. Em uma modalidade, os parâmetros definin-do o sinal elétrico podem ser selecionados do grupo consistindo em um pe-ríodo entre rajadas, um número de pulsos por rajada, um intervalo entre pul-sos, uma duração da rajada, uma magnitude de corrente, uma largura depulso, um tempo ligado e um tempo desligado. Faixas adequadas para es-ses parâmetros podem compreender uma variedade de valores. Em particu-lar, o período entre rajadas nos sinais da microrrajada de acordo com a pre-sente invenção pode ser, em uma modalidade, 100 milissegundos ou maior,de preferência 100 milissegundos a 10 minutos e mais preferivelmente 1 se-gundo a 5 segundos. Em uma outra modalidade, o período entre rajadaspode ser igual a ou- maior do que a duração da microrrajada de uma das du-as microrrajadas adjacentes que o período entre rajadas separa. O númerode pulsos compreendendo uma microrrajada pode variar de aproximada-mente 2 a aproximadamente 25 pulsos, tal como de 2 a aproximadamente20 pulsos e mais especificamente de 2 a aproximadamente 15 pulsos. Inter-valos entre pulsos adequados na presente invenção podem variar de apro-ximadamente 1 milissegundo a aproximadamente 50 milissegundos, maispreferivelmente de aproximadamente 2 milissegundos a aproximadamente10 milissegundos. Durações de microrrajadas adequadas podem variar deaproximadamente 2 ms a aproximadamente 1 segundo, de preferência me-nos do que aproximadamente 100 ms, mais preferivelmente de aproxima-damente 5 ms a aproximadamente 100 ms e até mesmo mais preferivelmen-te de aproximadamente 10 ms a aproximadamente 80 ms.

Faixas para a magnitude de corrente e largura de pulso podemcompreender valores similares a esses para sinais VNS convencionais, porexemplo, magnitudes de corrente de 0,10 - 6,0 milliamps, de preferência0,25 - 3,0 milliamps e mais preferivelmente 0,5 - 2,0 milliamps. Larguras depulso podem variar de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1,0 milis-segundos, de preferência 0,25 a aproximadamente 0,5 milissegundos. Emvista dos valores declarados da largura de pulso e intervalos entre pulsos,uma microrrajada de 2 pulsos poderia compreender uma duração de micror-rajada tão pequena quanto 1,1 milissegundos, enquanto uma microrrajadade 25 pulsos poderia durar tão longo quanto aproximadamente 1275 milis-segundos, embora durações de microrrajada de 100 milissegundos ou me-nos sejam preferidas. Nas modalidades da presente invenção, entretanto, asmicrorrajadas não são maiores do que de 1 segundo de duração.

Em uma modalidade, sinais de microrrajada da presente inven-ção podem ser aplicados no nervo continuamente, com as microrrajadassendo aplicadas no nervo separadas somente pelo período entre rajadas(por exemplo, 1 a 5 segundos em uma modalidade preferida). Em uma mo-dalidade alternativa, os conceitos de "tempo ligado" e "tempo desligado" as-sociados com a terapia VNS convencional podem ser usados para proverum intervalo de tempo ligado no qual microrrajadas, separadas pelo períodoentre rajadas, são aplicadas no nervo pela duração do tempo ligado, seguidopor um período de tempo desligado no qual nenhum sinal elétrico é aplicadono nervo. Assim, por exemplo, uma série de microrrajadas separadas por umperíodo entre rajadas de 1 segundo, no qual cada microrrajada compreende3 pulsos separados por um intervalo entre pulsos de 5 ms, pode ser aplicadaem um nervo vago do paciente por um tempo ligado de 5 minutos, seguidopor um tempo desligado de 10 minutos no qual nenhum sinal elétrico é apli-cado no nervo. Em algumas modalidades, o tempo ligado pode variar de a-proximadamente 100 ms a aproximadamente 60 minutos. Em tais modalida-des, os tempos desligados podem variar de 200 ms a 24 horas ou mais.

Em uma modalidade adicional, durante o tempo desligado daestimulação da microrrajada, uma técnica de estimulação alternativa, tal co-mo a estimulação do nervo craniano convencional, pode ser executada. Aestimulação do nervo craniano convencional geralmente também envolveum tempo ligado e um tempo desligado, e o tempo ligado da estimulação damicrorrajada pode ser durante o tempo desligado da estimulação do nervocraniano convencional.

Se ambas as técnicas de estimulação por microrrajadas e umaestimulação alternativa são executadas, os tempos ligados, os tempos desli-gados ou ambos os dois regimes de estimulação podem se sobrepor parcialou totalmente.

Formas de onda de pulso exemplares de acordo com uma mo-dalidade da presente invenção são mostradas nas figuras 4A-4C. Formas depulso nos sinais elétricos de acordo com a presente invenção podem incluiruma variedade de formas conhecidas na técnica incluindo ondas quadradas,pulsos bifásicos (incluindo pulsos bifásicos ativos e passivos de carga balan-ceada), formas de onda trifásicas, etc. Em uma modalidade, os pulsos com-preendem uma forma de onda bifásica quadrada na qual a segunda fase éuma fase de equilíbrio de carga da polaridade oposta à primeira fase.

Na estimulação da microrrajada de acordo com a presente in-venção, as microrrajadas são notavelmente mais curtas em ambos o númerode pulsos e a duração da microrrajada comparadas com as rajadas de pulsona neuroestimulação convencional tal como estimulação do nervo vago.Embora VNS convencional envolva tipicamente rajadas de pulso em umafreqüência de 20-30 Hz por um período de 7-60 segundos (resultando emuma rajada tendo de 140-1800 pulsos ou mais), as microrrajadas de acordocom a presente invenção, em contraste, podem ter uma duração de micror-rajada de aproximadamente 1 ms a não mais do que 1 segundo. Além doque, cada microrrajada compreende pelo menos 2 e aproximadamente 25pulsos, com cada um dos pulsos separados de um pulso adjacente por umintervalo entre pulsos de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 milis-segundos, mais tipicamente de aproximadamente 2 a aproximadamente 10milissegundos. Embora os pulsos individuais em uma microrrajada de acor-do com esse aspecto da invenção possam parecer com pulsos de sinal VNSconvencionais na largura de pulso e corrente de pulso, o número de pulsosem uma microrrajada é notavelmente menor do que em uma rajada de pulsona terapia VNS convencional. Conseqüentemente, microrrajadas são tam-bém muito mais curtas em duração (menores do que 1 segundo e tipicamen-te menores do que 100 ms, tal como de aproximadamente 10 ms a aproxi-madamente 80 ms) do que as rajadas de pulso na terapia da neuroestimula-ção convencional (pelo menos 7 segundos e tipicamente 20-60 segundos).Além do mais, na maior parte dos casos, o intervalo entre pulsos separandoos pulsos é mais curto do que na neuroestimulação convencional (tipicamen-te 2-10 ms para microrrajadas comparadas com 30-50 ms para VNS con-vencional). Rajadas de pulso da presente invenção são chamadas "microrra-jadas" porque elas são significativamente mais curtas em ambos o númerode pulsos e a duração total da microrrajada do que os sinais de neuroestimu-lação convencionais.

Como observado, foi verificado pelo presente inventor que asmicrorrajadas de acordo com esse aspecto da invenção são capazes deprover um potencial evocado vagai aumentado (eVEP) no cérebro do paci-ente que é significativamente maior do que os VEPs produzido pelos sinaisde estimulação do nervo vago convencional. Esse eVEP é atenuado, entre-Janto, quando o número de pulsos aumenta além de um número otimizadode pulsos. Assim, por exemplo, no modelo do macaco discutido abaixo, ondeuma microrrajada excede 2-5 pulsos, o eVEP começa a diminuir, e se maisdo que 15 pulsos são providos, o eVEP é altamente diminuído. Para mantero efeito eVEP, esse aspecto da presente invenção requer um pequeno nú-mero de pulsos em uma microrrajada, bem como um período entre rajadasseparando cada microrrajada da microrrajada adjacente a fim de permitir aonervo um espaço refratário para se recuperar da microrrajada. O fornecimen-to de um período entre rajadas apropriado garante que a microrrajada su-cessora no sinal elétrico seja capaz de gerar um eVEP. Em uma modalida-de, o período entre rajadas é tão longo quanto ou mais longo do que a dura-ção das microrrajadas adjacentes separadas pelo período entre rajadas. Emuma outra modalidade, o período entre rajadas é pelo menos 100 milisse-gundos, tal como de aproximadamente 1 s a aproximadamente 5 s. Cadamicrorrajada compreende uma série de pulsos que, em algumas modalida-des, é planejado para imitar a atividade aferente endógena no nervo vago.

Em uma modalidade, as microrrajadas podem simular os potenciais de açãovagai aferentes associados com cada ciclo cardíaco e respiratório.

Embora potenciais evocados tenham sido discutidos acima nocontexto do nervo vago, potenciais evocados aumentados podem ser gera-dos pela estimulação da microrrajada de qualquer nervo craniano, por e-xemplo, o nervo trigêmeo ou o nervo glossofaríngeo, e permanecer dentrodo espírito e do escopo da presente invenção. Assim, embora a presenteinvenção seja apresentada, em certas modalidades, como provendo estimu-lação de microrrajada para um nervo vago de um paciente, a estimulação demicrorrajada pode também ser aplicada em outros nervos cranianos, e parti-cularmente o nervo trigêmeo e o nervo glossofaríngeo.

As trajetórias aferentes vagais centrais envolvem duas ou maissinapses antes de produzir atividade no cérebro anterior. Cada transferênciasináptica é um local potencial de facilitação e um filtro temporal não-linear,para o qual a seqüência de intervalos entre pulsos em uma microrrajada po-de ser otimizada. Sem ser limitado por teoria, acredita-se que o uso de mi-crorrajadas aumente a eficácia da VNS ampliando a facilitação sináptica e"sintonizando" a seqüência de estímulo de entrada para maximizar o poten-cial evocado do cérebro anterior.

Por exemplo, como mostrado na figura 8, o potencial evocadovagal (VEP) medido no tálamo do macaco é somente visível se induzido porum único pulso de estímulo no nervo vago (figura 8A) e ele virtualmente de-saparece se os únicos estímulos são apresentados em uma seqüência em30 Hz, como na neuroestimulação convencional (figura 8B). Entretanto, co-mo mostrado na série de traços nos painéis médio e inferior da figura, o VEPé enormemente aumentado (resultando em eVEP) e otimizado pelo uso deuma microrrajada de pulsos (2-6 pulsos, duração da microrrajada < 1 segun-do, figura 8C) em intervalos entre pulsos apropriados (nesse caso 6,7 ms foiótimo para o primeiro intervalo entre pulsos, mostrado na figura 8D) e em umperíodo entre rajadas (isto é, freqüência de rajada) que aproxima o ciclo R-Rdo eletrocardiograma (o período entre ondas R de batimentos cardíacosconsecutivos) no macaco (nesse caso, 0,3 Hz1 mostrado na figura 8E).

O uso de pares de pulsos é uma ferramenta fisiológica padrãopara produzir respostas centrais pela estimulação de fibras aferentes de pe-queno diâmetro. Entretanto, de acordo com a presente descrição, uma mi-crorrajada com uma seqüência apropriada de intervalos entre pulsos aumen-ta enormemente o efeito da neuroestimulação. Pela seleção de um períodoentre rajadas apropriado, um sinal elétrico para a neuroestimulação podecompreender uma série de microrrajadas que provêem, cada uma, eVEP.Como ilustrado na figura 8, uma duração da microrrajada de > 10 ms produzum VEP otimizado no macaco e um primeiro intervalo entre pulsos de -6-9ms produz máxima facilitação, e assim de acordo com a presente descrição,uma microrrajada de pulsos com uma duração total de -10-20 ms e com umintervalo entre pulsos de -6-9 ms e microrrajadas subseqüentes de duraçãosimilar produzirão um VEP ótimo no modelo do macaco. Embora não sendolimitado por teoria, o eVEP pode resultar porque uma tal microrrajada esti-mula o padrão de potenciais de ação que ocorrem naturalmente nas fibrasvagais aferentes de pequeno diâmetro que induzem a resposta central que apresente terapia aumentada e otimizada pode evocar (vide abaixo). A sele-ção de um período entre rajadas apropriado para separar uma microrrajadada próxima pode ser executada experimentalmente, embora como previa-mente mencionado, um período refratário de pelo menos 100 ms (tal comode 100 ms a 10 min, tal como 1 s a 5 s) e pelo menos igual à duração damicrorrajada é mais desejado.

A seqüência de intervalos entre pulsos pode variar com a varia-bilidade da freqüência cardíaca do paciente (HRV) (refletindo a regulaçãocardíaca e respiratória) e também entre pacientes individuais, e assim, emuma modalidade, o número de pulsos, duração do tempo ligado, duração dotempo desligado, freqüência da microrrajada, o intervalo entre pulsos, o pe-ríodo entre rajadas e a duração da microrrajada podem ser otimizados paracada paciente. Como uma seqüência de microrrajada padrão para uso inici-al, uma microrrajada de 2 ou 3 pulsos em intervalos entre pulsos de 5-10 msse aproximará do pico curto da atividade pós-cardíaca endógena. O períodoentre rajadas pode também ser determinado empiricamente provendo mi-crorrajadas com um período entre rajadas constantemente decrescente atéque o eVEP começa a declinar. Em uma modalidade, o intervalo entre pul-sos é uma série de intervalos iguais (isto é, a seqüência mais simples) ouintervalos crescentes, simulando o padrão de um potencial pós-sináptico dedesaceleração, como ilustrado na figura 9. Em uma modalidade alternativa,os intervalos entre pulsos podem diminuir através da microrrajada, ou podemser aleatoriamente determinados dentro de uma faixa pré-selecionada, porexemplo, 5-20 ms. Essa modificação da metodologia de neuroestimulaçãoconvencional pode produzir uma melhora significativa da eficácia da neuro-estimulação que é aplicável em muitas condições médicas diferentes.

A otimização pode ser realizada gravando, usando elétrodos desuperfície, um VEP de campo distante, que se origina do tálamo e outrasregiões do cérebro anterior e variando os parâmetros de estímulo a fim demaximizar o potencial gravado. Como ilustrado na figura 1, equipamento degravação de EEG padrão 194 e a colocação de 16 ou 25 elétrodos de cabocondutor (dos quais cinco elétrodos 190 são mostrados, com cabos conduto-res 192 em comunicação elétrica com o equipamento de gravação do EEG194), tal como tipicamente usado clinicamente para gravar potenciais evoca-dos somato-sensoriais ou auditivos possibilitarão que o VEP seja gravado eidentificado como uma gravação do EEG 198. A regulação da rajada do es-tímulo da neuroestimulação pode ser usada para sincronizar médias de 8 a12 períodos, se desejado. Pelo teste dos efeitos de números variados depulsos, intervalos entre pulsos, durações de microrrajada e períodos entrerajadas na definição das microrrajadas, a amplitude de pico a pico do eVEPem uma microrrajada pode ser otimizada em cada paciente.

A neuroestimulação pode ser otimizada em pacientes individuaispor parâmetros de estímulo selecionados que produzem o maior efeitoquando medido com elétrodos de superfície do EEG. A amplitude da corren-te e a largura de pulso são primeiro otimizadas medindo o tamanho do VEPinduzido por pulsos individuais (em oposição a uma microrrajada). O númerode pulsos, intervalos entre pulsos, durações da microrrajada e períodos en-tre rajadas para as microrrajadas são então otimizados usando a amplitudede corrente e a largura do pulso previamente determinadas, medindo o ta-manho do eVEP induzido pelas microrrajadas.

Pelo fato de que grandes eVEPs gravados no tálamo, estriato ecórtex insular do macaco anestesiado mostrado na figura 8 são grandes osuficiente que se evocados em um paciente humano, os eVEPs são obser-váveis em um EEG padrão detectado usando elétrodos adjacentes ao courocabeludo do paciente humano, o EEG padrão pode ser usado para indicaros efeitos das modificações nos parâmetros de sinal do sinal elétrico exóge-no. Dessa maneira, o EEG pode ser usado para otimizar ou sintonizar osparâmetros do sinal elétrico da neuroestimulação para microrrajadas empiri-camente. Sem ser limitado por teoria, acredita-se que o eVEP gravado notálamo direito e estriato seja significativo para os efeitos antiepiléticos daneuroestimulação, enquanto que um outro potencial (no córtex insular es-querdo) é mais significativo para os efeitos antidepressão da neuroestimula-ção. Pelo uso da localização do EEG regional nos elétrodos frontais direitoou esquerdo (figura 10), os parâmetros do sinal elétrico de neuroestimulaçãopara microrrajadas de acordo com esse aspecto da invenção podem ser oti-mizados apropriadamente medindo o eVEP nessas regiões respectivas parapacientes individuais.

Os parâmetros da microrrajada ótimos para induzir eVEPs des-sas duas áreas (tálamo direito/estriato e córtex insular esquerdo, respecti-vamente) podem diferir. Ambos eVEPs podem ser identificados com méto-dos de gravação do EEG em pacientes humanos acordados, de modo que aárea apropriada pode ser facilmente usada para otimização paramétrica emum paciente de epilepsia ou depressão.

A localização do EEG regional representada na figura 10 permiteque o VEP anterior no tálamo direito e gânglios basais associado com osefeitos antiepiléticos da neuroestimulação seja distinguido do VEP posteriorno tálamo esquerdo e córtex insular que pode ser associado com o trata-mento de outras condições médicas.

Em uma modalidade, a presente invenção pode incluir o aco-plamento de pelo menos um elétrodo em cada um de dois ou mais nervoscranianos. (Neste contexto, dois ou mais nervos cranianos significam dois oumais nervos tendo nomes ou designações numéricas diferentes, e não sereferem às versões esquerda e direita de um nervo particular.) Em uma mo-dalidade, pelo menos um elétrodo pode ser acoplado em qualquer um ouambos os nervos vagos ou uma ramificação de qualquer um ou ambos osnervos vagos. O termo "operativamente" acoplado pode incluir acoplamentodiretamente ou indiretamente. Cada um dos nervos nessa modalidade ououtros envolvendo dois ou mais nervos cranianos podem ser estimulados deacordo com modalidades de ativação particulares que podem ser indepen-dentes entre os dois nervos.

Uma outra modalidade de ativação para estimulação é progra-mar a saída do IMD 100 para a amplitude máxima que o paciente pode tole-rar. A estimulação pode ser em ciclos de ligado e desligado por um períodode tempo predeterminado seguido por um intervalo relativamente longo semestimulação. Onde o sistema de estimulação do nervo craniano é completa-mente externo ao corpo do paciente, maiores amplitudes de corrente podemser necessárias para superar a atenuação resultante da ausência do contatodireto com o nervo craniano, tal como o nervo vago 127, e a impedância adi-cional da pele do paciente. Embora sistemas externos tipicamente exijam ummaior consumo de potência do que os implantáveis, eles têm uma vantagemjá que suas baterias podem ser substituídas sem cirurgia.

Retornando para os sistemas para prover estimulação do nervocraniano, tal como esse mostrado nas figuras 1 e 2, a estimulação pode serprovida em pelo menos duas modalidades diferentes. Onde a estimulaçãodo nervo craniano é provida com base somente nos tempos desligados etempos ligados programados, a estimulação pode ser citada como estimula-ção passiva, inativa ou sem realimentação. Em contraste, a estimulação po-de ser disparada por um ou mais laços de realimentação de acordo commudanças no corpo ou mente do paciente. Essa estimulação pode ser citadacomo estimulação de laço ativa ou de realimentação. Em uma modalidade, aestimulação do laço de realimentação pode ser estimulação manualmentedisparada, na qual o paciente manualmente causa a ativação de uma rajadade pulso fora do ciclo de tempo ligado/tempo desligado programado. O paci-ente pode ativar manualmente o IMD 100 para estimular o nervo craniano,tal como o nervo vago 127, para tratar um episódio agudo de uma condiçãomédica. O paciente pode também ter permissão para alterar a intensidadedos sinais aplicados no nervo craniano dentro de limites estabelecidos peloclínico.

A ativação pelo paciente de um IMD 100 pode envolver o uso deum magneto de controle externo para operar uma chave de palheta em umdispositivo implantado, por exemplo. Certas outras técnicas de ativação ma-nual e automática dos dispositivos médicos implantáveis são descritas naPatente U.S. No. 5.304.206 para Baker, Jr., e outros, atribuída para o mesmoprocurador que o presente pedido ("a patente '206"). De acordo com a pa-tente '206, um dispositivo para manualmente ativar ou desativar o geradorde sinal elétrico 110 pode incluir um sensor tal como um elemento piezelétri-co montado na superfície interna da caixa do gerador e adaptado para de-tectar batidas leves pelo paciente no local do implante. Uma ou mais batidasaplicadas em seqüência rápida na pele acima da localização do gerador dosinal elétrico 110 no corpo do paciente podem ser programadas no dispositi-vo médico implantado 100 como um sinal para ativação do gerador do sinalelétrico 110. Duas batidas separadas por uma duração de tempo Iigeiramen-te mais longa podem ser programadas no IMD 100 para indicar o desejo dedesativar o gerador do sinal elétrico 110, por exemplo. Pode ser dado aopaciente controle limitado sobre a operação do dispositivo até uma extensãoque pode ser determinada pelo programa ditado ou inserido pelo clínico a-tendente. O paciente pode também ativar o IMD 100 usando outras técnicasou aparelhos adequados.

Em algumas modalidades, os sistemas de estimulação de reali-mentação diferentes da estimulação manualmente iniciada podem ser usa-dos na presente invenção. Um sistema de estimulação do nervo cranianopode incluir um cabo condutor sensor acoplado na sua extremidade proximalem uma placa junto com um cabo condutor de estimulação e conjuntos deelétrodo. Um sensor pode ser acoplado na extremidade distai do cabo con-dutor sensor. O sensor pode incluir um sensor de ciclo cardíaco. O sensorpode também incluir um sensor do nervo para sentir a atividade em um ner-vo, tal como um nervo craniano, tal como o nervo vago 127.

Em uma modalidade, o sensor pode sentir um parâmetro do cor-po que corresponde com um sintoma de uma condição médica. Se o sensoré para ser usado para detectar um sintoma da condição médica, um circuitode análise de sinal pode ser incorporado no IMD 100 para processar e anali-sar os sinais do sensor. Com a detecção do sintoma da condição médica, osinal digital processado pode ser suprido para um microprocessador no IMD100 para disparar a aplicação do sinal elétrico no nervo craniano, tal como onervo vago 127. Em uma outra modalidade, a detecção de um sintoma deinteresse pode disparar um programa de estimulação incluindo parâmetrosde estimulação diferentes de um programa de estimulação passivo. Isso po-de acarretar prover um sinal de estimulação de corrente mais alta ou proveruma razão mais alta de tempo ligado para tempo desligado.

Com referência agora à figura 5, uma representação de fluxo-grama de um método para tratar uma condição médica, de acordo com umamodalidade ilustrativa da presente invenção é provida. Um elétrodo pode seracoplado em uma porção de um nervo craniano para aumentar os potenciaisevocados pelo nervo craniano. Em uma modalidade, um ou mais elétrodospodem ser posicionados em contato elétrico ou próximos a uma porção donervo craniano para fornecer um sinal de estimulação para a porção do ner-vo craniano (bloco 710). Os elétrodos podem ser operativamente acopladosem pelo menos um do tronco principal do nervo vago direito ou esquerdo, ouqualquer ramificação do mesmo. O IMD 100 pode então gerar um sinal elé-tricô controlado caracterizado por um período entre rajadas, um número depulsos por microrrajada, um intervalo entre pulsos e uma duração da micror-rajada, em que pelo menos um do período entre rajadas, do número de pul-sos por microrrajada, do intervalo entre pulsos ou da duração da microrraja-da é selecionado para aumentar os potenciais evocados pelo nervo craniano(bloco 720). Isso pode incluir um sinal elétrico predeterminado que é pré-programado com base em uma condição particular de um paciente. Por e-xemplo, um clínico pode pré-programar o tipo de estimulação a prover demodo a aumentar os potenciais evocados pelo nervo craniano no pacientecom base nos dados específicos do paciente. O IMD 100 pode então gerarum sinal, tal como um sinal de microrrajada de corrente controlada, para afe-tar uma ou mais porções do sistema neurológico de um paciente.

O IMD 100 pode então fornecer o sinal de estimulação para aporção do nervo craniano (bloco 730). A aplicação do sinal elétrico pode serfornecida para o tronco principal do nervo vago direito ou esquerdo ou qual-quer ramificação do mesmo. Em uma modalidade, a aplicação do sinal deestimulação pode ser projetada para estimular um efeito aferente. Além doque, a estimulação pelo IMD 100 pode reduzir incidentes ou sintomas rela-cionados com uma condição médica.

Funções adicionais, tal como um processo de detecção, podemser alternativamente utilizadas com a modalidade da presente invenção. Oprocesso de detecção pode ser utilizado tal que uma detecção externa ouuma detecção interna de uma função corpórea pode ser usada para ajustara operação do IMD 100.

Com referência agora à figura 6, uma representação do diagra-ma de blocos de um método de acordo com uma modalidade alternativa dapresente invenção é ilustrada. O IMD 100 pode executar um processo dedetecção do banco de dados (bloco 810). O processo de detecção pode a-branger detectar uma variedade de tipos de sinais vitais ou outros parâme-tros do corpo do paciente. Uma representação mais detalhada das etapaspara executar o processo de detecção é provida na figura 7 e na descriçãoacompanhante abaixo. Com a execução do processo de detecção, o IMD100 pode determinar se a estimulação é indicada (bloco 820). Com a deter-minação que a estimulação não está indicada, o processo de detecção écontinuado (bloco 830).Com a determinação que a estimulação está indicada, uma de-terminação quanto ao tipo de estimulação com base nos dados relacionadoscom a condição do paciente é feita (bloco 840). O tipo de estimulação podeser determinado em uma variedade de maneiras, tal como executando umapesquisa em uma tabela de pesquisa que pode ser armazenada na memória217. Alternativamente, o tipo de estimulação pode ser determinado por umaentrada de uma fonte externa, tal como a unidade externa 270 ou uma en-trada do paciente. Além do que, a determinação do tipo de estimulação podetambém incluir determinar a localização quanto a onde a estimulação é paraser fornecida. Dessa maneira, a seleção de elétrodos particulares, que po-dem ser usados para fornecer o sinal de estimulação, é feita.

Com a determinação do tipo de estimulação a ser fornecida, oIMD 100 executa a estimulação aplicando o sinal elétrico em um ou maiselétrodos selecionados (bloco 850). Com o fornecimento da estimulação, oIMD 100 pode monitorar, armazenar ou calcular os resultados da estimula-ção (bloco 860). Por exemplo, com base no cálculo, uma determinação podeser feita que ajuste(s) ao tipo de sinal a ser fornecido para estimulação, po-dem ser executados. Além do que, os cálculos podem refletir a necessidadede fornecer estimulação adicional. Adicionalmente, dados relacionados comos resultados da estimulação podem ser armazenados na memória 217 paraextração posterior ou análise adicional. Também, em uma modalidade, co-municações em tempo real ou quase em tempo real podem ser providas pa-ra comunicar o resultado da estimulação ou o registro da estimulação parauma unidade externa 270.

Com referência agora à figura 7, uma representação mais deta-lhada do diagrama de blocos da etapa de execução do processo de detec-ção do bloco 810 na figura 6 é ilustrada. O sistema 100 pode monitorar umou mais sinais vitais ou outros parâmetros corpóreos do paciente (bloco910). Essa detecção pode ser feita por sensores residentes dentro do corpohumano, que pode ser operativamente acoplado no IMD 100. Em uma outramodalidade, esses fatores podem ser executados por recurso externo e po-dem ser providos para o IMD 100 por um dispositivo externo via a unidadede comunicação 260. Em uma modalidade, os sensores incluem um calibrede tensão que pode ser usado para determinar a inspiração identificando aexpansão do tórax. Pela detecção do começo da expansão do tórax, o cali-bre de tensão pode detectar o começo da inspiração. O calibre de tensãopode também detectar a expiração identificando quando o tórax está contra-indo.

Com a aquisição de vários sinais, uma comparação pode serexecutada comparando os dados relacionados com os sinais com dadospredeterminados, armazenados (bloco 920). Com base na comparação dosdados coletados com os limiares teóricos ou armazenados, o IMD 100 podedeterminar se um tempo apropriado para começar um bloco de tempo ligadofoi alcançado (bloco 930). Com base na determinação descrita na figura 7, oIMD 100 pode continuar para determinar se estimulação adicional é indica-da, como descrito na figura 6.

Adicionalmente, dispositivos externos podem executar tais cálcu-los e comunicar os resultados ou instruções acompanhantes para o IMD100. O IMD 100 pode também determinar a localização específica ou ramifi-cação do nervo a estimular. O IMD 100 pode também indicar o tipo de esti-mulação a ser fornecida. Por exemplo, um sinal elétrico de microrrajada so-zinho ou em combinação com um outro tipo de tratamento pode ser providocom base no(s) parâmetro(s) que pode(m) ser quantificado(s) que são detec-tados. Por exemplo, uma determinação pode ser feita que um sinal elétricode microrrajada por si próprio é para ser fornecido. Alternativamente, combase em um tipo particular de condição médica, uma determinação pode serfeita que um sinal elétrico de microrrajada, em combinação com um sinalVNS terapêutico convencional, é desejável como uma terapia para o paciente.

Todos os métodos e aparelhos descritos e reivindicados aquipodem ser feitos e executados sem experimentação indevida em vista dapresente descrição. Embora os métodos e aparelhos dessa invenção te-nham sido descritos em termos de modalidades particulares, será evidentepara aqueles versados na técnica que variações podem ser aplicadas nosmétodos e aparelhos e nas etapas, ou na seqüência de etapas, do métododescrito aqui sem se afastar do conceito, espírito e escopo da invenção, co-mo definido pelas reivindicações anexas. Deve ser especialmente evidenteque os princípios da invenção podem ser aplicados em nervos cranianosselecionados diferentes, ou além de, o nervo vago para obter resultados par-ticulares no tratamento de pacientes tendo epilepsia, depressão ou outrascondições médicas.

As modalidades particulares descritas acima são ilustrativas so-mente já que a invenção pode ser modificada e praticada em maneiras dife-rentes, porém equivalentes, evidentes para aqueles versados na técnicatendo o benefício desses ensinamentos. Além do mais, nenhuma limitação éplanejada nos detalhes de construção ou projeto aqui mostrado além de co-mo descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modali-dades particulares descritas acima podem ser alteradas ou modificadas etodas tais variações são consideradas dentro do escopo e do espírito da in-venção. Dessa maneira, a proteção procurada aqui é como apresentado nasreivindicações abaixo.

Claims

1. Método para tratar uma condição médica em um paciente u-sando um dispositivo médico implantável, compreendendo:aplicar um sinal elétrico caracterizado por ter um número de pul-sos por microrrajada, um intervalo entre pulsos, um período entre rajadas euma duração de microrrajada em uma porção de um nervo craniano do ditopaciente, no qual pelo menos um do número de pulsos por microrrajada, dointervalo entre pulsos, da duração da microrrajada ou do período entre raja-das é selecionado para aumentar os potenciais evocados pelo nervo crania-no.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o períodoentre rajadas é pelo menos 100 ms, o número de pulsos por microrrajada éde 2 pulsos a aproximadamente 25 pulsos, o intervalo entre pulsos é apro-ximadamente 50 ms ou menos e a duração da microrrajada é menor do queaproximadamente 1 s.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual o númerode pulsos por microrrajada é de 2 a aproximadamente 15 ou a duração damicrorrajada é de aproximadamente 10 ms a aproximadamente 80 ms.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, também compreen-dendo prover um elétrodo, acoplar o dito elétrodo no nervo craniano, proverum gerador de sinal elétrico, programável acoplado no elétrodo e no qual a -aplicação do sinal elétrico no nervo craniano compreende gerar um sinal elé-trico com o gerador de sinal elétrico e aplicar o sinal elétrico no elétrodo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a aplicaçãodo sinal elétrico no nervo craniano é executada durante um segundo perío-do, e também compreendendo a etapa de aplicar um modo primário de esti-mulação elétrica no nervo craniano usando o elétrodo durante um primeiroperíodo, no qual o modo primário tem mais do que 50 pulsos por rajada ouuma duração de rajada de pelo menos aproximadamente 7 s.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a aplicaçãodo dito sinal elétrico em um nervo craniano compreende aplicar o dito sinalelétrico em um nervo vago do paciente.

7. Método para tratar uma condição médica de um paciente,compreendendo:acoplar pelo menos um elétrodo em pelo menos um nervo crani-ano do paciente,prover um gerador de sinal elétrico programável acoplado noelétrodo,gerar um sinal elétrico caracterizado por ter um número de pul-sos por microrrajada, um intervalo entre pulsos, um período entre rajadas euma duração de microrrajada em uma porção de um nervo craniano do ditopaciente, no qual pelo menos um do número de pulsos por microrrajada, dointervalo entre pulsos, da duração da microrrajada ou do período entre raja-das é selecionado para aumentar os potenciais evocados pelo nervo crania-no com o gerador de sinal elétrico eaplicar o sinal elétrico no elétrodo para tratar a condição médica.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, no qual o sinal elé-trico compreende um primeiro sinal e a etapa de aplicar o sinal elétrico nonervo craniano é executada durante um primeiro período e também compre-endendo a etapa de aplicar um segundo sinal elétrico diferente do dito pri-meiro sinal no nervo craniano usando o elétrodo durante um segundo perío-do, no qual o segundo sinal elétrico tem mais do que aproximadamente 50pulsos por rajada ou uma duração de rajada de pelo menos aproximadamen-te 7 s.

9. Dispositivo de armazenamento de programa legível por com-putador codificado com instruções que, quando executadas por um compu-tador, executam um método, compreendendo:gerar um sinal elétrico caracterizado por ter um número de pul-sos por microrrajada, um intervalo entre pulsos e um período entre rajadasem uma porção de um nervo craniano do dito paciente, no qual pelo menosum do número de pulsos por microrrajada, do intervalo entre pulsos ou doperíodo entre rajadas é selecionado para aumentar os potenciais evocadospelo nervo craniano com o gerador de sinal elétrico eprover o sinal elétrico para um nervo craniano do paciente usan-do um elétrodo para aumentar os potenciais evocados pelo nervo craniano.

10. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método de acordo com a reivindicação 9, no qual osinal elétrico é um sinal elétrico de corrente controlada.

11. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método de acordo com a reivindicação 9, no qual osinal elétrico é também caracterizado por ter uma duração de microrrajada.

12. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método de acordo com a reivindicação 11, no qualo período entre rajadas é pelo menos aproximadamente 100 ms, o númerode pulsos por microrrajada é de 2 pulsos a aproximadamente 25 pulsos, ointervalo entre pulsos é de aproximadamente 1 ms a aproximadamente 50ms ou a duração da microrrajada é aproximadamente 1 s ou menos.

13. Sistema para tratar uma condição médica, compreendendo:pelo menos um elétrodo acoplado em pelo menos um nervo cra-niano de um paciente eum dispositivo implantável operativamente acoplado no elétrodoe compreendendo um gerador de sinal elétrico capaz de aplicar um sinalelétrico caracterizado por ter um número de pulsos por microrrajada, um in-tervalo entre pulsos, um período entre rajadas e uma duração de microrraja-da em uma porção de um nervo craniano do dito paciente, no qual pelo me-nos um do número de pulsos por microrrajada, do intervalo entre pulsos, daduração da microrrajada ou do período entre rajadas é selecionado paraaumentar os potenciais evocados pelo nervo craniano no nervo cranianousando o elétrodo para aumentar os potenciais evocados pelo nervo crania-no.

14. Sistema para tratar uma condição médica de acordo com areivindicação 13, no qual o elétrodo é acoplado em pelo menos um nervocraniano selecionado do grupo consistindo no nervo vago esquerdo, do ner-vo vago direito, do nervo glossofaríngeo e do nervo trigêmeo.

15. Sistema para tratar uma condição médica de acordo com areivindicação 13, no qual o gerador do sinal elétrico é um gerador de sinalelétrico programável.

16. Sistema para tratar uma condição médica de acordo com areivindicação 15, no qual o período entre rajadas é pelo menos 100 ms, onúmero de pulsos por microrrajada é de 2 pulsos a aproximadamente 25pulsos, o intervalo entre pulsos é de aproximadamente 1 ms a aproximada-mente 50 ms ou a duração da microrrajada é de aproximadamente 2 ms aaproximadamente 1 s.

17. Sistema para tratar uma condição médica de acordo com areivindicação 13, também compreendendo um comunicador de detecçãocapaz de entregar pelo menos um sinal no gerador de sinal elétrico e no qualo gerador do sinal elétrico é capaz de aplicar o sinal elétrico na recepção dopelo menos um sinal do comunicador de detecção.

18. Método para tratar uma condição médica em um pacienteusando um dispositivo médico implantável, compreendendo:aplicar um sinal elétrico caracterizado por ter um período entrerajadas de pelo menos 100 ms, de 2 pulsos a aproximadamente 25 pulsospor microrrajada, um intervalo entre pulsos de aproximadamente 1 ms a a-proximadamente 50-ms e uma duração de microrrajada não maior do que 1s, em uma porção de um nervo craniano do dito paciente.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, no qual a aplica-ção do dito sinal elétrico em uma porção de um nervo craniano compreendeaplicar o dito sinal elétrico em um nervo vago do paciente.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, no qual pelo me-nos um do período entre rajadas, do número de pulsos por rajada, do inter-valo entre pulsos e da duração da microrrajada é selecionado para aumentaros potenciais evocados pelo nervo craniano.

21. Método para tratar uma condição médica em um pacienteusando um dispositivo médico implantável, compreendendo:aplicar um primeiro sinal elétrico em um nervo vago de um paci-ente durante um primeiro período, no qual o primeiro sinal elétrico tem maisdo que aproximadamente 50 pulsos por rajada ou uma duração de rajada depelo menos aproximadamente 7 s eaplicar um segundo sinal elétrico no nervo vago do paciente du-rante um segundo período, no qual o segundo sinal elétrico tem um períodoentre rajadas de pelo menos 100 ms, de 2 a aproximadamente 25 pulsos porrajada, um intervalo entre pulsos de aproximadamente 1 ms a aproximada-mente 50 ms e uma duração de rajada de aproximadamente 2 ms a aproxi-madamente 1 s.

22. Método para tratar uma condição médica em um pacienteusando um dispositivo médico implantável, compreendendo:aplicar um sinal elétrico de microrrajada em uma porção de umnervo craniano do dito paciente, no qual a dito microrrajada aumenta os po-tenciais evocados pelo nervo craniano.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, no qual o sinalelétrico de microrrajada é caracterizado por ter um número de pulsos pormicrorrajada, um intervalo entre pulsos, um período entre rajadas e uma du-ração de microrrajada, no qual pelo menos um do número de pulsos por mi-crorrajada, do intervalo entre pulsos, da duração da microrrajada ou do perí-odo entre rajadas é selecionado para aumentar os potenciais evocados pelonervo craniano.