BRPI0709850A2

BRPI0709850A2 - sincronizaÇço da estimulaÇço do nervo vago com o ciclo cardÍaco de um paciente

Info

Publication number: BRPI0709850A2
Application number: BRPI0709850-2A
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>SINCRONIZAÇçO DA ESTIMULAÇçO DO NERVO VAGO COM O CICLO CARDÍACO DE UM PACIENTE<D>A presente invenção refere-se a métodos, sistemas e aparelhos para tratar uma condição médica de um paciente, envolvendo detectar um ciclo ou ciclos fisiológicos do paciente e aplicar um sinal elétrico em umaporção do nervo vago do paciente através de um elétrodo em um ponto selecionado no(s) ciclo(s) fisiológico(s). O ciclo fisiológico pode ser o ciclo cardíaco e/ou respiratório. O ponto selecionado pode ser um ponto no ciclo cardíaco correlacionado com maior condução aferente no nervo vago, tal como um ponto de aproximadamente 10 ms a aproximadamente 800 ms, depois de uma onda R do ECG do paciente, opcionalmente durante a inspiração pelo paciente. O ponto selecionado pode ser um ponto no ciclo cardíaco quando a dita aplicação aumenta a variabilidade da freqúência cardíaca, tal como um ponto de aproximadamente 10 ms a aproximadamente 800 ms depois de uma onda R do ECG do paciente, opcionalmente durante a expiração pelo paciente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SINCRONI-ZAÇÃO DA ESTIMULAÇÃO DO NERVO VAGO COM O CICLO CARDÍA-CO DE UM PACIENTE".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

O presente pedido reivindica a prioridade do pedido de patentedos Estados Unidos co-pendente anterior 60/787.680, depositado em 29 demarço de 2006, intitulado "Synchronized and Optimized Vagus Nerve Stimu-lation Method".

O pedido de patente dos Estados Unidos intitulado "MicroburstElectrical Stimulation Of Cranial Nerves For The Treatment Of Medicai Con-ditions", por Arthur D. Craig e depositado simultaneamente com esse é aquiincorporado 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

Essa invenção refere-se, de forma geral, a sistemas de disposi-tivo médico e, mais particularmente, a sistemas de dispositivo médico paraaplicação de sinais elétricos em um nervo craniano para o tratamento decondições médicas, e para sinais elétricos aperfeiçoados em tais sistemas.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Muitos avanços foram feitos no tratamento de doenças tais co-mo depressão 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 neuroplasticidade 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. Emoutros casos, o sinal pode ser gerado por um gerador de pulso externo forado corpo do paciente, acoplado por uma ligação de RF ou sem fio em umelétrodo 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 tenham si-do 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,10-100 segundos. As rajadas de pulso são separadas entre si pelo tempodesligado (por exemplo, 30 segundos-5 minutos) no qual nenhum sinal elé-tricô 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. Ca-da seqüência de pulsos durante um tempo ligado pode ser citada como uma"rajada de pulso". A rajada é seguida pelo período de tempo desligado noqual 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.

Vários esquemas de estimulação de realimentação foram pro-postos. Na US 5.928.272, a ativação automática de um neuroestimulador talcomo um estimulador do nervo vago é descrita com base em um aumentodetectado na freqüência cardíaca. A patente '272 observa que os ataques deepilepsia são algumas vezes precedidos por aumentos na freqüência cardía-ca e propõe aplicar automaticamente um sinal elétrico em um nervo vago sea freqüência cardíaca do paciente excede um certo nível. A patente não re-vela iniciar ou sincronizar o sinal elétrico terapêutico com o ritmo cardíaco dopaciente. Ao contrário, a detecção de uma freqüência cardíaca anormal éusada para disparar a VNS de outra forma convencional.

Um novo tipo de estimulação foi proposto conhecido como esti-mulação de "microrajada", que provê potenciais evocados aumentados nocérebro (como descrito de maneira mais completa no pedido co-pendente

No. Serial_, "Microburst Electrical Stimulation Of Cranial Nerves

For The Treatment Of Medicai Conditions")· "Aumentado" nesse contexto serefere aos potenciais elétricos evocados no cérebro anterior pela neuroesti-mulação que são maiores do que esses produzidos pela neuroestimulaçãoconvencional. O sinal elétrico para essa terapia melhorada é substancial-mente diferente dos sinais elétricos na VNS convencional. Em particular, ossinais elétricos na estimulação da microrajada são caracterizados por raja-das muito curtas de um número limitado de pulsos elétricos. Essas rajadascurtas menores do que 1 segundo são citadas a seguir como "microrajadas".Pela aplicação de um sinal elétrico compreendendo uma série de microraja-das, por exemplo, em um nervo vago de um paciente, maiores potenciaisevocados vagais (eVEP) são produzidos em áreas terapeuticamente signifi-cativas do cérebro. Significativamente, eVEP não são produzidos pela esti-mulação convencional do nervo vago.

Como usado aqui, o termo "microrajada" se refere a uma porçãode um sinal elétrico terapêutico compreendendo uma pluralidade limitada depulsos e uma duração de rajada limitada. Mais particularmente, uma micro-rajada pode compreender pelo menos dois, mas não mais do que 25 pulsoselétricos, e pode durar por não mais do que 1 segundo, e tipicamente menordo que 100 milissegundos, mais tipicamente 10-80 ms. Um sinal elétrico te-rapêutico pode compreender uma série de microrajadas separadas entre sipor intervalos de tempos conhecidos como "períodos entre rajadas" quepermitem um intervalo refratário para o sistema nervoso se recuperar da mi-crorajada e novamente se tornar receptivo à estimulação eVEP por uma ou-tra microrajada. Em algumas modalidades, o período entre rajadas pode sertão longo quanto ou mais longo do que as microrajadas adjacentes separa-das pelo período entre rajadas. Em algumas modalidades, o período entrerajadas pode compreender um período de tempo absoluto de pelo menos100 milissegundos e em algumas modalidades, até 6 segundos. Pulsos ad-jacentes em uma microrajada são separados por um intervalo de tempo co-nhecido como um "intervalo entre pulsos", que pode compreender um perío-do de tempo de 1 ms a 50 ms. O intervalo entre pulsos, junto com o númerode pulsos e a largura de pulso de cada pulso, determina uma "duração damicrorajada", que é o comprimento de uma microrajada do começo do pri-meiro pulso até o fim do último pulso (e assim o começo de um novo períodoentre rajadas). A duração da microrajada na estimulação da microrajada po-de ser de 1 segundo ou menos (isto é, microrajadas podem ser menores doque 1 segundo) e mais preferivelmente é de 100 ms ou menos, e ainda maispreferivelmente fica na faixa de 10-80 ms. Os pulsos em uma microrajadapodem ser também caracterizados por uma amplitude de corrente e umalargura de pulso. A estimulação da microrajada pode incluir opcionalmenteum tempo ligado e um tempo desligado nos quais as microrajadas são pro-vidas e não providas, respectivamente, para um nervo craniano. Pelo menosum dos períodos entre rajadas, do número de pulsos por rajada, do intervaloentre pulsos, da duração da microrajada, da amplitude da corrente, da largu-ra de pulso, do tempo ligado ou do tempo desligado são selecionados paraaumentar os potenciais evocados do nervo craniano.

A regulação dos sinais de neuroestimulação, até o momento,geralmente se conformou com os ciclos de relógio padrões, sem considerara eficácia dos sinais de neuroestimulação fornecidos em pontos particularesno tempo. O presente inventor não está ciente de investigações prévias daeficácia dos sinais de neuroestimulação fornecidos em pontos particularesno tempo de ciclos fisiológicos.SUMÁRIO DA INVENÇÃO

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 detectar o ciclo cardíaco do dito paciente eaplicar um sinal elétrico em uma porção de um nervo vago do dito pacienteatravés de um elétrodo em um ponto selecionado no ciclo cardíaco, paratratar a condição médica.

Em uma modalidade, a presente invenção é um método paratratar uma condição médica de um paciente, compreendendo: acoplar pelomenos um elétrodo em pelo menos um nervo vago do paciente, prover umgerador de sinal elétrico programável acoplado no elétrodo, detectar o ciclocardíaco do dito paciente, gerar um sinal elétrico com o gerador de sinal elé-trico e aplicar o sinal elétrico no elétrodo para tratar a condição médica, e emque a aplicação do sinal elétrico é em um ponto selecionado no ciclo cardía-co.

A aplicação de um sinal elétrico em um ponto selecionado emum ciclo fisiológico pode ser citada aqui como "sincronização" do sinal elétri-co com o ciclo fisiológico. A sincronização não requer modificação de um oumais parâmetros do sinal elétrico para igualar um ou mais parâmetros dociclo fisiológico.

Em uma modalidade, a presente invenção é um dispositivo dearmazenamento de programa legível por computador codificado com instru-ções que, quando executadas por um computador, executam um métodocompreendendo: determinar o ciclo cardíaco do dito paciente, gerar um sinalelétrico com o gerador de sinal elétrico e aplicar o sinal elétrico em um elé-trodo acoplado em pelo menos um nervo vago do paciente para tratar a con-dição médica, e em que a aplicação do sinal elétrico no nervo vago ocorreem um ponto selecionado no ciclo cardíaco.

Em um aspecto, a presente invenção se refere a um sistema detratamento de condição médica compreendendo pelo menos um elétrodoacoplado em pelo menos um nervo vago de um paciente, um dispositivo im-plantável operativamente acoplado no elétrodo e compreendendo um gera-dor de sinal elétrico capaz de aplicar um sinal elétrico no nervo vago em umponto selecionado no ciclo cardíaco do paciente, e um dispositivo operati-vamente acoplado no elétrodo e capaz de detectar o ciclo cardíaco do ditopaciente.

Em uma outra modalidade alternada, o método pode compreen-der alternar primeiro e segundo períodos de tempo, em que no primeiro pe-ríodo de tempo um sinal elétrico de estimulação do nervo vago convencionalé aplicado em um nervo vago de um paciente, e um segundo período detempo no qual sinais elétricos de microrajada são aplicados em um nervovago de um paciente. O sinal de estimulação do nervo vago convencionalpode ser definido por uma amplitude de corrente, uma largura de pulso, umafreqüência, um tempo ligado e um tempo desligado. Em uma modalidade, oprimeiro período de tempo (no qual o sinal elétrico da VNS convencional éaplicado no nervo vago) corresponde com o tempo ligado e o segundo perí- odo de tempo (no qual o sinal elétrico da microrajada é aplicado no nervovago) corresponde com o tempo desligado do sinal do nervo vago conven-cional.

Em qualquer modalidade, o ponto selecionado no ciclo cardíacopode ser um ponto no ciclo cardíaco correlacionado com a condução aferen-te aumentada no nervo vago, tal como um ponto de aproximadamente 10 msa aproximadamente 800 ms depois de uma onda R no ECG do paciente. Emuma modalidade particular, o ponto selecionado no ciclo cardíaco ocorre deaproximadamente 10 - 800 ms depois de uma onda R durante a inspiraçãopelo paciente. Em uma modalidade diferente, o ponto selecionado no ciclocardíaco ocorre de aproximadamente 10 - 800 ms depois de uma onda Rdurante a expiração pelo paciente. Em uma modalidade adicional, o pontoselecionado no ciclo cardíaco ocorre de aproximadamente 10 - 500 ms de-pois de uma onda R no ECG do paciente, que pode também ocorrer durantea inspiração, expiração ou sem relação com a respiração. Em uma outramodalidade, o ponto selecionado no ciclo cardíaco pode ser um ponto nociclo cardíaco quando a dita aplicação aumenta a variabilidade da freqüência~ cardíaca.Em uma modalidade, a presente invenção é um método paratratar uma condição médica de um paciente, compreendendo: acoplar pelomenos um elétrodo em pelo menos um nervo vago do paciente, prover umgerador de sinal elétrico programável acoplado no elétrodo, detectar o ciclorespiratório do dito paciente, gerar um sinal elétrico com o gerador de sinalelétrico e aplicar o sinal elétrico no elétrodo para tratar a condição médica eem que a aplicação do sinal elétrico ocorre em um ponto selecionado no ci-clo respiratório.

Em uma modalidade adicional, a presente invenção é um méto-do para tratar uma condição médica de um paciente, compreendendo: aco-plar pelo menos um elétrodo em pelo menos um nervo vago do paciente,prover um gerador de sinal elétrico programável acoplado no elétrodo, detec-tar o ciclo respiratório e o ciclo cardíaco do dito paciente, gerar um sinal elé-trico com o gerador de sinal elétrico e aplicar o sinal elétrico no elétrodo paratratar a condição médica, e em que a aplicação do sinal elétrico ocorre emum ponto selecionado no ciclo respiratório e/ou ciclo cardíaco.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSA invenção pode ser entendida por referência à descrição se-guinte tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quaisnumerais de referência similars identificam elementos similars, e nos quais: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 dispositi-vo médico que inclui um dispositivo médico implantável e um dispositivo ex-terno para prover um sistema de gerenciamento do paciente para o disposi-tivo médico implantável, de acordo com uma modalidade ilustrativa da pre-sente 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 pa-ra gerar os sinais elétricos para estimular o nervo vago para tratar uma con-dição médica, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente inven-ção.

A figura 5 ilustra uma representação de fluxograma de um mé-todo para tratar uma condição médica de acordo com uma modalidade ilus-trativa da presente invenção.

A figura 6 ilustra uma representação de fluxograma de um mé-todo alternativo para tratar uma condição médica de acordo com uma moda-lidade ilustrativa 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 ilustra a sincronização de uma rajada de estímulo va-gai na onda QRS no ECG de um paciente.

Embora a invenção seja suscetível a várias modificações e for-mas alternativas, modalidades específicas da mesma foram mostradas pormeio 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 reveladas,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 revela-ção.

A presente documento não planeja distinguir entre componentesque diferem em nome, mas não em função. Na discussão seguinte e nasreivindicações, os termos "incluindo" e "inclui" são usados em um modo ilimi-tado, e assim devem ser interpretados como significando "incluindo, masnão limitado a". Também, o termo "acopla" é planejado para significar umaconexão elétrica direta ou indireta. "Contato direto", "fixação direta" ou pro-vendo um "acoplamento direto" indica que uma superfície de um primeiroelemento contata a superfície de um segundo elemento sem meio de atenu-ação substancial entre eles. A presença de pequenas quantidades de subs-tâncias, tal como fluidos corpóreos, que não atenuam substancialmente asconexões elétricas não prejudicam o contato direto. A palavra "ou" é usadano sentido inclusivo (isto é, "e/ou") a menos que um uso específico ao con-trário seja explicitamente 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 umnúmero 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, enfermidadesdo 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 condiçõesmédicas para as quais a estimulação do nervo craniano foi proposta ou su-gerida como uma opção de tratamento, o fato que trajetórias neurais deta-Ihadas para muitos (se não todos) dos nervos cranianos permanecem relati-vamente desconhecidas, torna as predições da eficácia para qualquer dadacondição médica difícil ou impossível. Além do mais, mesmo se tais trajetó-rias fossem conhecidas, os parâmetros de estimulação precisos que modula-riam as trajetórias particulares relevantes para uma condição médica particu-lar geralmente não podem ser preditos.

Em uma modalidade, a presente invenção refere-se a um méto-do para tratar uma condição médica selecionada do grupo consistindo emepilepsia, enfermidades neuropsiquiátricas (incluindo, mas não limitado àdepressão), enfermidades de alimentação/obesidade, ferimento traumáticodo cérebro/coma, enfermidades de vício, demência, enfermidades do sono,dor, enxaqueca, enfermidades endócrinas/pancreáticas (incluindo, mas nãolimitado a diabetes), enfermidades de motilidade, hipertensão, parada cardí-aca congestiva/crescimento capilar cardíaco, enfermidades de audição, an-gina, síncope, enfermidades das pregas vocais, enfermidades da tireóide,enfermidades pulmonares e enfermidades endócrinas reprodutivas (incluindofertilidade) em um paciente.

A presente invenção refere-se à sincronização da estimulaçãoelétrica do nervo craniano com um evento fisiológico, tal como um ponto es-pecífico no ciclo cardíaco e/ou ciclo respiratório. A sincronização de tais si-nais de estimulação elétrico, em uma modalidade, pode ser executada porum sistema de dispositivo médico implantável (IMD). Um sistema de IMDpode compreender um dispositivo médico implantável para fornecer um sinalelétrico terapêutico e sentir/registrar dados e um dispositivo externo (ED)capaz de operações de programação e/ou transferência de dados com oIMD.

O sistema de dispositivo médico da presente invenção propor-ciona módulo(s) de software que são capazes de adquirir, armazenar e pro-cessar uma ou mais formas de dados, tal como dados do pacien-te/parâmetros (por exemplo, dados fisiológicos tais como freqüência cardía-ca, dados do ciclo cardíaco e dados do ciclo de respiração, dados de efeitoscolaterais, dados de atividade do cérebro, dados de progressão ou regres-são da doença, dados de auto-avaliação, dados característicos de doençarepentina, dados de qualidade de vida, etc.) e dados do parâmetro da terapi-a. Parâmetros da terapia podem incluir, mas não são limitados a, parâmetrosdo sinal elétrico que definem os sinais elétricos terapêuticos fornecidos pelodispositivo médico, parâmetros de medicação (por exemplo, dosagens, fre-quência da medicação provida para o paciente, etc.) e/ou qualquer outro pa-râmetro de tratamento terapêutico. Em uma modalidade alternativa, o termo"parâmetros de terapia" pode se referir aos parâmetros do sinal elétrico defi-nindo os sinais elétricos terapêuticos fornecidos pelo dispositivo médico. Pa-râmetros de terapia para um sinal elétrico terapêutico podem também incluir,mas não são limitados a, um período entre rajadas, um número de pulsospor rajada, um intervalo entre pulsos, uma duração da rajada, uma amplitudeda corrente, uma largura de pulso, uma freqüência de pulso, um sinal detempo ligado, um sinal de tempo desligado e/ou um ciclo ativo.

Embora não limitado dessa forma, um sistema capaz de imple-mentar modalidades da presente invenção é descrito abaixo. A figura 1 re-presenta um dispositivo médico implantável (IMD) estilizado 100 para execu-tar uma ou mais modalidades da presente invenção. Um gerador de sinalelétrico 110 é provido, tendo um corpo principal 112 compreendendo umacaixa ou invólucro com uma placa 116 para conectar em um conjunto de ca-bo eletricamente condutor isolado 122. O gerador 110 é implementado notórax do paciente em um bolso ou cavidade formada pelo cirurgião da im-plantação logo abaixo da pele (indicado por uma linha pontilhada 145), simi-lar ao procedimento de implantação para um gerador de pulso de marcapas-so.

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. Um conjunto deelétrodos 125 pode ser ciriírgicamente acoplado em um nervo vago 127 nopescoço do paciente ou em uma outra localização, por exemplo, perto dodiafragma do paciente ou na junção do esôfago/estômago. Outros nervoscranianos (ou adicionais) tal como os nervos trigêmeos e/ou glossofaríngeospodem também ser usados para fornecer o sinal elétrico em modalidadesalternativas particulares. Em uma modalidade, o conjunto de elétrodos 125compreende um par de elétrodos de estimulação bipolares 126, 128 (isto é,um cátodo e um ânodo). Conjuntos de elétrodos adequados estão disponí-veis de Cyberonics, Inc., Houston, Texas, EUA como o conjunto de elétrodosmodelo 302. Entretanto, pessoas versadas na técnica verificarão que muitosprojetos de elétrodo poderiam ser usados na presente invenção. Em umamodalidade, os dois elétrodos são enrolados ao redor do nervo vago 127 e oconjunto de elétrodos 125 pode ser preso no nervo vago 127 por uma cordade fixação espiral 130 tal como essa revelada na Patente U.S. No. 4.979.511emitida em 25 de dezembro de 1990 para Reese S. Terry, Jr. e atribuídapara o mesmo procurador que o pedido atual. O conjunto de cabo condutor122 pode ser firmado, enquanto retendo a capacidade de flexionar com omovimento do tórax e pescoço, por uma conexão por sutura no tecido pró-ximo (não-mostrado).

Em algumas modalidades, o conjunto de elétrodos 125 podecompreender elementos sensores de temperatura, elementos sensores defreqüência cardíaca ou ciclo cardíaco e/ou elementos sensores do ciclo derespiração. Em uma modalidade, crconjunto de elétrodos 125 compreendeum calibre de tensão que pode ser usado para determinar a inspiração pelaidentificação da expansão do peito. Pela detecção do início da expansão dotórax, o calibre de tensão pode detectar o começo da inspiração. O calibrede tensão pode também detectar a expiração identificando quando o tóraxestá contraindo. Outros sensores para outros parâmetros do corpo podemtambém ser utilizados para disparar a estimulação ativa. Ambas as estimula-ções passiva e ativa podem ser combinadas ou fornecidas por um único IMDde acordo com a presente invenção. Qualquer um ou ambos os modos po-dem ser apropriados para tratar um paciente específico sob observação.

Em uma modalidade, um conjunto de sensores 165, compreen-dendo um conjunto de cabos condutores de sensor 162 e um sensor 160,pode ser utilizado para detectar um parâmetro do corpo do paciente, tal co-mo um parâmetro relacionado com o ciclo cardíaco do paciente. O sensor160 pode ser um ou mais cabos condutores de eletrocardiograma ou ummonitor de freqüência cardíaca, entre outros dispositivos sensores.

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), 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 IMD 100 pode detectar uma ou mais porções do ciclo cardía-co do paciente, por exemplo, ondas P, ondas R1 intervalo R-R, complexoQRS, ondas T, etc. ou todo o ciclo PQRST. Em resposta à detecção da umaou mais porções do ciclo cardíaco, o IMD 100 pode fazer com que o geradorde pulso 110 forneça um sinal elétrico através dos cabos condutores 122para um nervo craniano tal como o nervo vago 127 em um ponto particulardurante o ciclo cardíaco. Por exemplo, um sensor 160, tal como um monitorde freqüência cardíaca ou um conjunto de cabos condutores de eletrocardi-ograma (ECG)1 pode ser usado para detectar a uma ou mais porções do ci-cio cardíaco do paciente. A porção detectada do ciclo cardíaco pode entãoser usada para disparar o gerador de pulso 110 para gerar o sinal elétricoterapêutico e aplicar o sinal no nervo vago 127.

Um "ciclo cardíaco" aqui se refere à atividade elétrica do cora-ção de um paciente que ocorre no período entre o começo das ondas P con-secutivas. Essa atividade elétrica pode ser medida e analisada por um éle-trocardiograma (ECG). O ciclo começa com a onda P, que corresponde coma despolarização elétrica dos átrios do coração. Como é conhecido, um ele-trocardiograma exibe uma onda P, um complexo QRS e uma onda T, e emalguns pacientes ele pode também exibir uma onda U. Uma linha de refe-rência isoelétrica segue do fim da onda T ou U para o início da próxima ondaP com o próximo batimento cardíaco do paciente.

De acordo com um aspecto da presente invenção, rajadas e/oumicrorajadas convencionais de pulsos elétricos compreendendo um sinalelétrico são aplicadas no nervo vago em sincronização com uma ou maisporções do ciclo cardíaco. Em uma modalidade, o sinal elétrico é sincroniza-do com a onda R do ciclo cardíaco de um paciente. Em uma outra modalida-de, o sinal é sincronizado com o complexo QRS. Em uma modalidade adi-cional, o sinal é também sincronizado com o ciclo de respiração do paciente.Em ainda uma modalidade adicional, o sinal elétrico terapêutico é sincroni-zado com ambas uma porção do ciclo cardíaco do paciente e o ciclo respira-tório do paciente. A sincronização da aplicação do sinal elétrico terapêuticocom os ciclos cardíaco e/ou de respiração do paciente possibilita que o IMDaumente a atividade aferente vagai relacionada com a respiração e/ou rela-cionada com o cardíaco endógeno com o sinal elétrico exógeno. Em uma modalidade, como ilustrado na figura 8, a rajada da neuroestimulação é dis-parada pela onda R do ECG depois de um período de retardo, que compre--ende um intervalo de tempo predeterminado ou aleatório que pode variar de,por exemplo, -10 - 800 ms seguindo a detecção da onda R. Em uma outramodalidade, o sinal elétrico terapêutico é aplicado no nervo vago depois deum intervalo de tempo predeterminado ou aleatório, por exemplo, -10-1000ms seguinte ao começo da inspiração pelo paciente. Em uma modalidadeadicional, o IMD 100 aplica um sinal elétrico em um nervo craniano, tal comoo nervo vago 127, começando em um ponto de aproximadamente 10 ms aaproximadamente 800 ms depois de uma onda R no ECG do paciente quan-do o paciente está inspirando. Sem ser limitado por teoria, acredita-se que asincronização da aplicação do sinal elétrico terapêutico exógeno no nervovago com a detecção da onda R do ciclo cardíaco dó paciente e/ou o come-ço da inspiração pelo paciente pode aumentar a eficácia da terapia da neu-roestimulação carregando o sinal exógeno com a facilitação cíclica endóge-na das trajetórias aferentes vagais centrais.

Em uma modalidade, um primeiro sinal elétrico é aplicado emsincronia com os ciclos cardíaco e/ou respiratório do paciente, como descritoacima, e um segundo sinal elétrico é aplicado sem referência ao ciclo fisioló-gico do paciente, em que o segundo sinal elétrico difere do primeiro em pelomenos um parâmetro selecionado do grupo consistindo em uma duração darajada, um número de pulsos por rajada, um intervalo entre pulsos, um perí-odo entre rajadas, uma magnitude de corrente, uma freqüência de pulso,uma largura do sinal, um tempo ligado e um tempo desligado.

Em uma outra modalidade, a sincronização do sinal elétrico e-xógeno também compreende não prover o sinal exógeno durante períodosna metade oposta dos ciclos ativos cardíacos e/ou respiratórios, quando astrajetórias centrais estão impedidas. Novamente sem ser limitado por teoria,acredita-se que os sinais de neuroestimulação aplicados de maneira assín-crona em outras porções dos ciclos cardíacos e/ou respiratórios podem sermenos efetivos porque os sinais endógenos nessas porções dos ciclos car-díacos e/ou respiratórios são menos significativos, em termos do seu conte-údo de informação, para modular essas porções do cérebro relevantes paramecanismos de homeostase implicados nas condições médicas tais comoepilepsia e depressão, entre outros. Assim, pelo menos uma porção do sinalelétrico exógeno nos algoritmos de estimulação convencionais pode ser te-rapeuticamente irrelevante, ou até mesmo contraproducente.

Dessa maneira, em uma modalidade, a rajada ou microrajada dosinal elétrico terapêutico é aplicada no nervo craniano, tal como o nervo va-go 127, depois de um período de retardo de, por exemplo, -10-800 ms se-guinte à detecção da onda R, e nenhum sinal é aplicado durante as porçõesrestantes de um ou mais ciclos cardíacos subseqüentes. Em uma outra mo-dalidade, o sinal elétrico terapêutico é aplicado no nervo vago depois de umperíodo de retardo de -10-1000 ms seguinte ao começo da inspiração pelopaciente, e nenhum sinal é aplicado no nervo durante as porções restantesdo ciclo de respiração. Em ainda uma outra modalidade, o sinal elétrico tera-pêutico é aplicado no nervo vago depois de um período de retardo seguinteà detecção da onda R somente se o paciente está inspirando, e de outraforma nenhum sinal é aplicado no nervo vago.

A freqüência cardíaca de um paciente pode variar devido a umnúmero de razões, incluindo variações no nível de atividade (por exemplo,exercício ou outro esforço), variações no estado emocional ou variações narespiração, entre outros. Em pacientes geralmente saudáveis, a variabilidadeda freqüência cardíaca (HRV) de aproximadamente 0,15 Hz a aproximada-mente 0,4 Hz é observada com a respiração (aspiração) com a freqüênciacardíaca aumentando durante a inspiração (inalação) e diminuindo durante aexpiração (exalação). A HRV pode diminuir ou aumentar grandemente du-rante a meditação e pode aumentar pela prática de respiração compassadalenta. Observadores notaram uma correlação entre a HRV relacionada coma respiração de aproximadamente 0,15 Hz a aproximadamente 0,4 Hz e asaúde física, incluindo maior função imune, menor incidência de arritmia car-díaca e uma maior prevalência de estados emocionais geralmente preferidos(por exemplo, mais "felicidade" e menos "tristeza") em relação a pessoastendo HRV relacionada com a respiração abaixo de 0,15 Hz. Conseqüente-mente, pode ser benéfico para o paciente começar a respiração compassa-da durante a rajada do pulso. Além do que, pode melhorar a eficácia do sinalelétrico exógeno se os pulsos são disparados-enquanto o paciente está exe-cutando a respiração compassada. Os efeitos benéficos da respiração com-passada junto com os efeitos terapêuticos das microrajadas podem aumen-tar a eficácia da estimulação. A HRV relacionada com a respiração pode serdeterminada monitorando a freqüência cardíaca ou a eletrocardiografia ecalculando intervalos entre batimentos cardíacos ou pontos particulares emciclos cardíacos consecutivos, tal como ondas R consecutivas. As variaçõesna HRV podem ser usadas para indicar períodos quando o intervalo R-Restá diminuindo (correspondendo com a inspiração quando a freqüênciacardíaca acelera, assim reduzindo a duração do intervalo R-R em relação aointervalo R-R anterior) ou aumentando (correspondendo com a expiraçãoquando a freqüência cardíaca desacelera, assim aumentando a duração dointervalo R-R em relação ao intervalo R-R anterior). Alternativamente, o sis-tema do IMD 100 pode detectar o componente de alta freqüência (0,18 - 0,4Hz) do espectro de potência da HRV para determinar quando a inspiraçãoocorre. Será verificado que técnicas diferentes para detectar ciclos cardíacose respiração podem ser usadas, incluindo sensores separados para freqüên-cia cardíaca e respiração e que todas tais técnicas estão dentro do escopoda presente invenção.

Em uma modalidade, o IMD 100 aplica um sinal elétrico terapêu-tico no nervo craniano, tal como o nervo vago 127, em um ponto no ciclocardíaco correlacionado com maior condução aferente no nervo craniano, talcomo o nervo vago 127. Isso pode ser feito sentindo a atividade elétrica nonervo vago e iniciando o sinal elétrico terapêutico quando a atividade elétricaaumenta. Sem ser limitado por teoria, desde que se acredita que a atividadeelétrica maior corresponde com a inspiração e/ou porções apropriadas dociclo cardíaco, uma tal técnica poderia resultar na complementação da ativi-dade vagai central endógena relevante para a condição médica do pacientecom o sinal elétrico exógeno terapêutico.

Em uma modalidade, o IMD 100 aplica um sinal elétrico no ner-vo craniano, tal como o nervo vago 127, em um ponto no ciclo cardíacoquando aplicar o sinal aumenta a variabilidade da taxa cardíaca. Em umamodalidade adicional, o IMD 100 aplica um sinal elétrico no nervo craniano,tal como o nervo vago 127, começando em um ponto de aproximadamente10 ms a aproximadamente 800 ms depois de uma onda R no ECG do paci-ente durante a expiração (exalação) pelo paciente.

Em uma modalidade, o IMD 100 não aplica um sinal elétrico nonervo craniano, tal como o nervo vago 127, em um ponto durante o ciclocardíaco correlacionado com maior condução eferente no nervo craniano.

Em uma modalidade, a estimulação pode ser aplicada para ge-rar atividade elétrica eferente no nervo, que se refere aos sinais percorrendoem um nervo em uma direção para longe do sistema nervoso central. Emuma outra modalidade, um tipo de "bloqueio" do sinal elétrico pode ser utili-zado usando o IMD 100, tal que ambas a atividade elétrica aferente e efe-rente no nervo é impedida de prosseguir para mais longe. Assim, o IMD 100pode operar para "silenciar" o nervo vago.

Além do que, ou alternativamente, a estimulação aferente podetambém ser executada, em que as fibras aferentes são estimuladas enquan-to as fibras eferentes não são estimuladas ou são bloqueadas. A estimula-ção aferente pode ser especialmente potente nos momentos quando o nervoconduz um número relativamente grande de sinais aferentes. Para o nervovago, um exemplo de um tal tempo é aproximadamente 10 ms a aproxima-damente 800 ms depois da onda R do ciclo cardíaco.

Além dos sinais elétricos gerarem a atividade elétrica eferenteou aferente no nervo, o tipo de bloqueio da estimulação descrito acima podetambém ser aplicado no nervo. O bloqueio eferente pode ser realizado au-mentando a hiperpolarização de um sinal de estimulação, como descrito a-baixo. Modalidades da presente invenção podem utilizar o IMD 100 para e-xecutar a estimulação aferente ou eferente em combinação com o bloqueiodo sinal, a fim de tratar as condições médicas. Usando a estimulação do IMD100, porções do nervo craniano podem ser impedidas tal que o bloqueio dospotenciais de ação é realizado, em que as várias porções do nervo cranianopodem também ser estimuladas para afetar um mecanismo no corpo dospacientes.O tratamento de estimulação elétrica descrito aqui pode ser u-sado para tratar uma condição médica separadamente, ou em combinaçãocom um outro tipo de tratamento. Por exemplo, o tratamento de estimulaçãoelétrica pode ser aplicado em combinação com um agente químico, tal comovários drogas, para tratar várias condições médicas. Portanto, vários drogaspodem ser tomados por um paciente, em que os efeitos desses drogas po-dem ser aumentados provendo estimulação elétrica para várias porções dosnervos descritos aqui para tratar as condições médicas. Além do que, a es-timulação elétrica pode ser executada em combinação com tratamento(s)relacionado(s) com um agente biológico ou químico. Portanto, a terapia dafármaco pode ser aumentada pela aplicação da estimulação provida peloIMD 100. O tratamento de estimulação elétrica pode também ser executadoem combinação com outros tipos de tratamento, tal como tratamento de es-timulação magnética transcraniana (TMS). Com a combinação da estimula-ção elétrica com os tratamentos químicos, magnéticos ou biológicos, os efei-tos colaterais associados com certos drogas ou agentes biológicos podemser reduzidos.

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 flash, 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 comu-nicação 260 capaz de facilitar as comunicações entre o IMD 200 e váriosdispositivos. Em particular, a unidade de comunicação 260 é capaz de pro-ver transmissão e recepção de sinais elétricos para e de uma unidade exter-na 270, tais como computador 150 e leitora ótica 155 que podem compreen-der um ED (figura 1). A unidade de comunicação 260 pode incluir hardware,software, firmware ou qualquer combinação desses.

O IMD 200 também compreende uma unidade de detecção 295que é capaz de detectar vários parâmetros do paciente. Por exemplo, a uni-dade de detecção 295 pode compreender hardware, software ou firmwareque é capaz de obter e/ou analisar os dados relacionados com um ou maisparâmetros do corpo do paciente, tais como freqüência cardíaca, dados dociclo cardíaco e/ou dados do ciclo respiratório. Com base nos dados obtidospela unidade de detecção 295, o IMD 200 pode fornecer o sinal elétrico parauma porção do nervo vago para tratar a epilepsia, depressão ou outras con-dições médicas. Em uma modalidade, a unidade de detecção 295 pode sercapaz de detectar uma resposta de realimentação do paciente. A respostade realimentação pode incluir uma entrada de sinal magnético, uma entradade batida, uma entrada de dados sem fio para o IMD 200, etc. A realimenta-ção pode ser indicativa de uma dor e/ou limiar nocivo, onde o limiar pode sero limite de tolerância de desconforto para um paciente particular. O termo"parâmetros do paciente" pode se referir a, mas não é limitado a, vários pa-râmetros do corpo, que podem em algumas modalidades envolver sensoresacoplados 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 nervovago em um ou mais pontos particulares no ciclo cardíaco para tratar epilep-sia, 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 nas figuras 2A e 2B. Issopode ocorrer usando, por exemplo, a leitora ótica 155 (figura 1) para se co-municar pela energia de RF com um gerador 110. Alternativamente, a leitoraótica pode ser omitida em alguns sistemas, por exemplo, sistemas nos quaisa unidade externa 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, tais como dados de freqüência car-díaca, dados do ciclo cardíaco (tal como dados do intervalo R-R), informaçãodo ciclo respiratório, etc.

Um ou mais dos blocos ilustrados no diagrama de blocos doIMD 200 na figura 2 podem compreender unidades de hardware, unidadesde software, unidades de firmware ou qualquer combinação desses. Adicio-nalmente, um ou mais blocos ilustrados na figura 2 podem ser combinadoscom outros blocos, que podem representar unidades de hardware do circui-to, algoritmos de software, etc. Adicionalmente, qualquer número dos circui-tos ou unidades de software associados com os vários blocos ilustrados nafigura 2 pode ser combinado em um dispositivo programável, tal como umarranjo de porta 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 ihtra- 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 ou mais parâmetros programados. Em uma modalidade, o sinal elétrico podeser um sinal elétrico terapêutico do nervo vago convencional definido poruma pluralidade de parâmetros tais como magnitude de corrente, largura depulso, freqüência, tempo ligado e tempo desligado. Em uma outra modalida-de, o sinal elétrico pode ser um sinal de microrajada definido por uma plura-lidade de parâmetros tais como um período entre rajadas, um número de umnúmero de pulsos por rajada, um intervalo entre pulsos, uma duração darajada, uma magnitude da corrente, uma largura de pulso, um tempo ligadoe um tempo desligado. Em ainda uma outra modalidade, o sinal elétrico po-de compreender um primeiro período de tempo no qual sinais elétricos tera-pêuticos do nervo vago convencionais são aplicados no nervo e um segundoperíodo de tempo no qual sinais elétricos de microrajada são aplicados nonervo. Em ainda uma modalidade adicional, sinais convencionais e de micro-rajadas são alternados com um tempo desligado definido em um tempo liga-do convencional e um tempo ligado de microrajadas. Assim, uma rajada de30 segundos de um sinal de VNS convencional pode ser seguida por umtempo desligado de 5 minutos, seguido por um período de estimulação demicrorajadas de 1 minuto, seguido por um tempo desligado de~5 minutos,depois do que o processo se repete.

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.

Além dos períodos de tempo desligado convencionais progra-mados ou aleatórios (e se a estimulação convencional ou de microrajadas éaplicada), a duração de um período de "tempo desligado" nas modalidadesda presente invenção pode ser variada com mudanças no ciclo cardíaco dopaciente. Em uma modalidade, o "tempo desligado" começa aproximada-mente 10 ms a aproximadamente 800 ms depois do início da onda R do ciclocardíaco de um paciente e termina no início da onda R de um ciclo cardíacoposterior do paciente, tal como o próximo ciclo cardíaco.

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 cada um dos ner-vos vagos 127 ou uma ramificação de qualquer nervo vago. O termo "opera-tivamente" acoplado pode incluir acoplamento diretamente ou indiretamente.Cada um dos nervos nessa modalidade ou outros envolvendo dois ou maisnervos cranianos podem ser estimulados de acordo com modalidades deativação particulares que podem ser independentes 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 e a impedância adicional da pele do paciente.

Embora sistemas externos tipicamente exijam um maior consumo de potên-cia do que os implantáveis, eles têm uma vantagem já que suas bateriaspodem 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 qualquer uma das modalidades sem realimentação ou com rea-limentação. Onde a estimulação do nervo craniano é provida com base so-mente nos tempos desligados e tempos ligados programados, a estimulaçãopode ser citada como estimulação passiva, inativa ou sem realimentação.Em contraste, a estimulação pode ser disparada por um ou mais laços derealimentação de acordo com mudanças no corpo ou mente do paciente.Essa estimulação pode ser citada como estimulação de laço ativa ou de rea-limentação. Em uma modalidade, a estimulação do laço de realimentaçãopode ser estimulação manualmente disparada, na qual o paciente manual-mente causa a ativação de uma rajada de pulso fora do ciclo de tempo Iiga-do/tempo desligado programado. O paciente pode ativar manualmente oIMD 100 para estimular o nervo vago 127 para tratar um episódio agudo deuma condição médica. O paciente pode também ter permissão para alterar aintensidade dos sinais aplicados no nervo craniano dentro de limites estabe-lecidos pelo clínico.

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 reveladas naPatente U.S. No. 5.304.206 para Baker, Jr., e outros, atribuída para o mes-mo procurador que o presente pedido ("a patente '206"). De acordo com apatente '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 ligeiramen-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 docorpo que corresponde com um sintoma de uma condição médica. Se osensor é para ser usado para detectar um sintoma da condição médica, umcircuito de análise de sinal pode ser incorporado no IMD 100 para processare analisar os sinais do sensor. Com a detecção do sintoma da condição mé-dica, o sinal digital processado pode ser suprido para um microprocessadorno IMD 100 para disparar a aplicação do sinal elétrico no nervo craniano, talcomo o nervo vago 127. Em uma outra modalidade, a detecção de um sin-toma de interesse pode disparar um programa de estimulação incluindo pa-râmetros de estimulação diferentes de um programa de estimulação passivo.Isso pode acarretar prover um sinal de estimulação de corrente mais alta ouprover uma 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 executar uma funçãode estimulação ou uma função de bloqueio para tratar uma condição médica.Em uma modalidade, um ou mais elétrodos podem ser posicionados emcontato elétrico ou próximos a uma porção do nervo craniano para fornecerum sinal de estimulação para a porção do nervo craniano (bloco 710). Oselétrodos podem ser operativamente acoplados em pelo menos üm do tron-co principal do nervo vago direito ou esquerdo, ou qualquer ramificação domesmo. O IMD 100 pode então gerar um sinal elétrico controlado, com baseem uma ou mais características relacionadas com as condições médicas dopaciente (bloco 720). Isso pode incluir um sinal elétrico predeterminado queé pré-programado com base em uma condição particular de um paciente. Otermo "condição médica" pode incluir epilepsia ou depressão, entre outros.Por exemplo, um clínico pode pré-programar o tipo de estimulação a prover(por exemplo, estimulação convencional, estimulação de microrajada oucombinação de estimulação convencional/de microrajada) a fim de tratar opaciente com base na condição médica do paciente. O IMD 100 pode entãogerar um sinal, tal como um sinal de pulso de corrente controlada para afetaruma 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 gerar atividade elétrica aferente no ner-vo vago 127. Além do que, a estimulação pelo IMD 100 pode reduzir inciden-tes ou sintomas relacionados com uma condição médica. A aplicação dosinal de estimulação pode ser controlada de modo que o sinal é aplicadodurante períodos do ciclo cardíaco correlacionados com tráfico aferente au-mentado no nervo craniano. ~Em uma outra modalidade, a aplicação do sinal de estimulaçãopode ser projetada para estimular um efeito de bloqueio relacionado com umsinal que está sendo enviado do cérebro, para tratar a condição médica. Issopode ser realizado fornecendo um tipo particular de sinal elétrico controlado,tal como um sinal de corrente controlado para o nervo craniano. Em aindauma outra modalidade, fibras aferentes podem também ser estimuladas emcombinação com um bloqueio eferente para tratar 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, que pode incluir verificar um banco de dados por dados fisiológi-cos, tal como dados indicativos do ciclo cardíaco do paciente (bloco 810). Osdados do banco de dados podem ser usados para determinar a regulação dofornecimento dos sinais de estimulação, por exemplo, regular o fornecimentocom base no ciclo cardíaco do paciente. O processo de detecção pode a-branger detectar uma variedade de tipos de características do ciclo cardíacodo paciente. Uma representação mais detalhada das etapas para executar oprocesso de detecção é provida na figura 7 e na descrição acompanhanteabaixo. Com a execução do processo de detecção, o IMD 100 pode deter-minar se um ponto apropriado no ciclo cardíaco foi alcançado (bloco 820).Com a determinação que um ponto apropriado no ciclo cardíaco não foi al-cançado, o processo de detecção é continuado (bloco 830).

Com a determinação que um tempo apropriado no ciclo cardíacofoi alcançado, uma determinação quanto ao tipo de estimulação com basenos dados relacionados com a condição médica é feita (bloco 840). O tipo deestimulação pode ser determinado em uma variedade de maneiras, tal comoexecutando uma pesquisa em uma tabela de pesquisa que pode ser arma-zenada na memória 217. Alternativamente, o tipo de estimulação pode serdeterminado por uma entrada de uma fonte externa, tal como a unidade ex-terna 270 ou uma entrada do paciente. Além do que, a determinação do tipode estimulação pode também incluir determinar a localização quanto a ondea estimulação é para ser fornecida. Dessa maneira, a seleção de elétrodosparticulares, que podem ser usados para fornecer o sinal de estimulação, éfeita.

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 de uma modalidade particular da etapa de exe-cução do processo de detecção do bloco 810 na figura 6 é ilustrada. O sis-tema 100 pode monitorar um ou mais sinais relacionados com o ciclo cardía-co do paciente (bloco 910). Essa detecção pode ser feita por sensores resi-dentes dentro do corpo humano, que podem ser operativamente acopladosno IMD 100. Em uma modalidade particular, os sensores podem ficar locali-zados no IMD 100. Em uma outra modalidade, esses sinais podem ser de-tectados por recurso externo e podem ser providos para o IMD 100 a partirde um dispositivo externo via a unidade de comunicação 260.

Com a aquisição de vários sinais, uma comparação pode serexecutada comparando os dados relacionados com os sinais em tempo realou dados fisiológicos armazenados com dados predeterminados e/ou arma-zenados (bloco 920). Por exemplo, um ECG pode ser comparado com váriosECGs de referência para determinar se uma porção do ciclo cardíaco corre-lacionado com condução do nervo vago aferente aumentada foi alcançada.

Com base na comparação dos dados coletados com os limiares armazena-dos teóricos, o IMD 100 pode determinar se um tempo apropriado para co-meçar um tempo ligado (isto é, um tempo para aplicar o sinal elétrico no ner-vo craniano) foi alcançado (bloco 930). Com base na determinação descritana figura 7, o IMD 100 pode continuar para determinar se a condição médicaé suficientemente significativa para executar o tratamento, como descrito nafigura 6.

Adicionalmente, dispositivos externos podem executar tal cálcu-lo e comunicar os resultados ou instruções acompanhantes para o IMD 100.O IMD 100 pode também determinar o(s) nervo(s) craniano(s) específico(s)ou a localização ou ramificação do(s) nervo(s) a estimular. O IMD 100 podetambém indicar o tipo de tratamento a ser fornecido. Por exemplo, um trata-mento elétrico sozinho ou em combinação com um outro tipo de tratamentopode ser provido com base no(s) parâmetro(s) que pode(m) ser quantifica-do^) que são detectados. Por exemplo, uma determinação pode ser feitaque um sinal elétrico por si próprio é para ser fornecido. Alternativamente,com base em um tipo particular de condição médica, uma determinação po-de ser feita que um sinal elétrico, em combinação com um sinal magnético,tal como estimulação magnética transcraniana (TMS) pode ser executado. Aestimulação pode ser induzida pela luz tal como de um laser.

Além da estimulação elétrica ou magnética, uma determinaçãopode ser feita se fornecer um tratamento químico, biológico ou outro tipo emcombinação com a estimulação elétrica provida pelo IMD 100. Em um e-xemplo, a estimulação elétrica pode ser usada para aumentar a efetividadede um agente químico. Portanto, vários drogas ou outros compostos podemser fornecidos em combinação com uma estimulação elétrica ou uma esti-mulação magnética. Com base no tipo de estimulação a ser executada, oIMD 100 fornece a estimulação para tratar várias condições médicas.Todos os métodos e aparelhos descritos e reivindicados aquipodem ser feitos e executados sem experimentação indevida em vista dapresente revelação. 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.

As modalidades particulares reveladas acima são ilustrativassomente já que a invenção pode ser modificada e praticada em maneirasdiferentes, 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 reveladas 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 de um paciente u-sando um dispositivo médico, compreendendo:detectar pelo menos uma porção de um ciclo fisiológico do ditopaciente selecionado do ciclo cardíaco do paciente e do ciclo respiratório dopaciente eaplicar um primeiro sinal elétrico em uma porção de um nervovago do dito paciente através de um elétrodo em um ponto selecionado nociclo fisiológico, para tratar a condição médica.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, também compreen-dendo prover um gerador de sinal elétrico programável acoplado em um elé-trodo, e no qual a aplicação do sinal elétrico no nervo vago compreende ge-rar um sinal elétrico com o gerador de sinal elétrico e aplicar o sinal elétricono elétrodo.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, também compreen-dendo programar o gerador de sinal elétrico para definir o sinal elétrico porpelo menos um parâmetro selecionado do grupo consistindo em uma dura-ção de rajada, um número de pulsos por rajada, um intervalo entre pulsos,um período entre rajadas, uma magnitude de corrente, uma freqüência depulso, uma largura de sinal, um tempo ligado e um tempo desligado, no qualo parâmetro é selecionado para tratar a condição médica.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, no qual a aplicaçãodo sinal elétrico no nervo vago é executada em um ponto no ciclo fisiológicocorrelacionado com maior condução aferente no nervo vago.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, no qual a aplicaçãodo sinal elétrico no nervo vago é executada começando em um ponto deaproximadamente 10 ms a aproximadamente 800 ms depois de uma onda Rdo ECG do paciente.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, no qual a aplicaçãodo sinal elétrico no nervo vago é executada durante a inspiração pelo paci-ente.

7. Método de acordo com a reivindicação 5, no qual a~aplicaçãodo sinal elétrico no nervo vago é executada durante a expiração pelo pacien-te.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, no qual a aplicaçãodo sinal elétrico no nervo vago é executada em um ponto no ciclo fisiológicoquando a dita aplicação aumenta a variabilidade da freqüência cardíaca.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, também compreen-dendo aplicar um segundo sinal elétrico em uma porção do dito nervo vagodo dito paciente através do dito elétrodo sem referência ao ciclo fisiológicodo paciente.

10. Método de acordo conra reivindicação 9, no qual o dito se-gundo sinal elétrico é diferente do dito primeiro sinal elétrico em pelo menosum parâmetro selecionado do grupo consistindo em uma duração da rajada,um número de pulsos por rajada, um intervalo entre pulsos, um período en-tre rajadas, uma magnitude de corrente, uma freqüência de pulso, uma Iar-gura do sinal, um tempo ligado e um tempo desligado.

11. Método para tratar uma condição médica de um paciente,compreendendo:acoplar pelo menos um elétrodo em pelo menos um nervo vagodo paciente,prover um gerador de sinal elétrico programável acoplado no e-létrodo,detectar pelo menos uma porção de um ciclo fisiológico do ditopaciente selecionado do ciclo cardíaco do paciente e do ciclo respiratório dopaciente,gerar um sinal elétrico com o gerador de sinal elétrico eaplicar o sinal elétrico no elétrodo para tratar a condição médica,no qual a aplicação do sinal elétrico é executada em um pontoselecionado no ciclo fisiológico, para tratar a condição médica.

12. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam um método, compreendendo:gerar um sinal elétrico, ~detectar pelo menos uma porção de um ciclo fisiológico do ditopaciente selecionado do ciclo cardíaco do paciente e do ciclo respiratório dopaciente eaplicar o sinal elétrico em um elétrodo acoplado em pelo menosum nervo vago de um paciente,no qual a aplicação do sinal elétrico é executada em um pontoselecionado no ciclo fisiológico.

13. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 12, no qual o sinal elétricoé um sinal elétrico com corrente controlada.

14. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 12, no qual o métodotambém compreende programar um gerador de sinal elétrico para definir osinal elétrico por pelo menos um parâmetro selecionado do grupo consistin-do em uma duração da rajada, um número de pulsos por rajada, um interva-lo entre pulsos, um período entre rajadas, uma magnitude de corrente, umafreqüência de pulso, uma largura do sinal, um tempo ligado e um tempo des-ligado, no qual o parâmetro é selecionado para tratar uma condição médica.

15. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 12, no qual a aplicação dosinal elétrico no nervo vago é executada em um ponto no ciclo fisiológicocorrelacionado com maior condução aferente no nervo vago.

16. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 15, no qual a aplicação dosinal elétrico no nervo vago é executada começando em um ponto de apro-ximadamente 10 ms a aproximadamente 800 ms depois de uma onda R doECG do paciente.

17. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 16, no qual a aplicação dosinal elétrico no nervo vago é executada durante a inspiração pelo paciente.

18. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 16, no qual a aplicação dosinal elétrico no nervo vago é executada durante a expiração pelo paciente.

19. Dispositivo de armazenamento de programa legível porcomputador codificado com instruções que, quando executadas por umcomputador, executam o método da reivindicação 12, no qual a aplicação dosinal elétrico no nervo vago é executada em um ponto no ciclo fisiológicoquando a dita aplicação aumenta a variabilidade da freqüência cardíaca.

20. Sistema de tratamento de condição médica, compreenden-do:pelo menos um elétrodo acoplado em pelo menos um nervo va-go de um paciente,um dispositivo implantável operativamente acoplado no elétrodoe compreendendo um gerador de sinal elétrico capaz de aplicar um sinalelétrico no nervo vago em um ponto selecionado em um ciclo fisiológico dopaciente selecionado do ciclo cardíaco do paciente e do ciclo respiratório dopaciente usando o elétrodo para tratar a condição médica eum dispositivo operativamente acoplado no elétrodo e capaz dedetectar se o dito ponto selecionado é o ciclo fisiológico do paciente.

21. Sistema de tratamento de condição médica de acordo com areivindicação 20, no qual o elétrodo é acoplado em pelo menos um nervovago selecionado do grupo consistindo no nervo vago esquerdo e do nervovago direito.

22. Sistema de tratamento de condição médica de acordo com areivindicação 20, no qual o gerador de sinal elétrico é um gerador de sinalelétrico programável.

23. Sistema de tratamento de condição médica de acordo com areivindicação 22, no qual o gerador de sinal elétrico é capaz de definir o sinalelétrico por pelo menos um parâmetro selecionado do grupo consistindo emum período entre rajadas, um número de pulsos por rajada, um intervalo en-tre pulsos, uma duração da rajada, uma magnitude de corrente, uma fre-qüência de pulso, uma largura do sinal, um tempo ligado e um tempo desli-gado, no qual o parâmetro é selecionado para tratar a condição médica.