ES2345208T3 - Sistema para estimulacion neural en circuito cerrado. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para entregar una terapia por estimulación neural de bucle cerrado a un objetivo neural deseado en un sistema nervioso autónomo (ANS)para converger sobre una respuesta neural deseada en un lugar de percepción neural en el ANS, en que el ANS incluye un circuito de reflejo que comprende: un generador de pulsos adaptado para proporcionar una señal de estimulación neural para estimular el objetivo neural deseado; un módulo de procesado de la señal adaptado para recibir y procesar una señal de circulación nerviosa representativa de la actividad del nervio percibido en el lugar de percepción neural; y un controlador conectado al generador de pulsos y al módulo de procesado de la señal con lo que: la terapia de estimulación neural estimula el objetivo neural deseado y afecta a la circulación nerviosa en el lugar de percepción neural a través del circuito de reflejo del ANS; el módulo de procesado de la señal está adaptado para recibir y procesar la señal de circulación nerviosa, convirtiéndola en una señal indicadora de una respuesta neural de reflejo detectada para estimular el objetivo neural; y el controlador está adaptado para ajustar al menos un parámetro de estimulación de la señal de estimulación neural, basado en la respuesta neural de reflejo detectada para hacer que la respuesta neural de reflejo detectada converja en la respuesta neural deseada a la señal de estimulación neural en que el control incluye: un objetivo programado para la señal indicadora de la respuesta de reflejo detectada; un comparador de realimentación configurado para recibir la señal indicadora de la respuesta de reflejo detectada procedente del módulo de procesado de la señal, comparar la señal indicadora de la respuesta de reflejo detectada con el objetivo programado, y generar una señal de realimentación para uso para controlar la terapia de estimulación neural de bucle cerrado; y un controlador neural adaptado para recibir la señal de realimentación y generar una señal de control de estimulación usando la señal de realimentación para ajustar el al menos un parámetro de estimulación para hacer que la respuesta neural de reflejo detectada converja en la respuesta neural deseada; en que el objetivo neural deseado es un lugar de estimulación neural parasimpático, y el lugar de percepción neural es un lugar de percepción neural simpático, estando adaptado el controlador para ajustar en al menos un parámetro de la señal de la estimulación neural para converger sobre la respuesta neural deseada en el lugar de percepción neural simpático, o bien reducir la estimulación si la señal de circulación nerviosa es demasiado baja, y aumentar la estimulación sí la señal de circulación nerviosa es demasiado alta, en que el objetivo neural deseado es un lugar de estimulación neural simpático, y el lugar de percepción neural es un lugar de percepción neural parasimpático, estando adaptado el controlador neural para ajustar el al menos un parámetro de la señal de estimulación neural para converger sobre la circulación nerviosa percibida deseada en el lugar de percepción neural parasimpático reduciendo la estimulación si la señal de circulación nerviosa es demasiado baja y aumentando la estimulación si la señal de circulación nerviosa es demasiado alta.

Description

Sistema para estimulación neural en circuito cerrado.

Reivindicación de prioridad

Se reivindica por la presente el beneficio de prioridad para la Solicitud de Patente de EE.UU. Número de Serie 10/992.319, presentada con fecha de 17 de noviembre de 2004, y para la Solicitud de Patente de EE.UU. Número de Serie XX/XXX,XXX, presentada con fecha de 16 de noviembre de 2005 (Expediente Fiscal Nº 279.957 US1), en la cual se reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de EE.UU. Nº de Serie 60/712.302, presentada con fecha de 29 de agosto de 2005, bajo la 35 U.S.C. 119 (e), y para la Solicitud de Patente de EE.UU. Nº de Serie 10/992.320, presentada con fecha de 18 de noviembre de 2004, cuyas solicitudes quedan aquí incorporadas por sus referencias.

Referencia a solicitudes relacionadas

La siguiente solicitud de patente de EE.UU. cedida en común está relacionada, y queda aquí incorporada en su totalidad por su referencia: "Automatic Baroreflex Modulation Based on Cardiac Activity" ("Modulación Automática del Reflejo Barométrico Basada en la Actividad Cardiaca") Nº de Serie 10/746.846, presentada con fecha de s4 de diciembre de 2003.

Campo técnico

Esta solicitud se refiere en general a los sistemas de estimulación neural y, más en particular, a los sistemas y dispositivos para percibir la circulación nerviosa y proporcionar estimulación neural en circuito cerrado, basada en la circulación nerviosa percibida.

Antecedentes

Los estimuladores neurales se usan para tratar una diversidad de trastornos, tales como los trastornos de epilepsia, obesidad y respiración. Experimentalmente, se ha comprobado que la estimulación neural tiene un efecto significativo en varias condiciones cardiovasculares, y se ha propuesto para tratar la hipertensión, la remodelación posterior al infarto de miocardio (MI) y el fallo del corazón.

La hipertensión es causa de enfermedades del corazón y de otras enfermedades relacionadas con las condiciones del corazón. La hipertensión tiene lugar cuando los vasos sanguíneos se estrechan. Como resultado, el corazón trabaja más intensamente para mantener el flujo a una presión sanguínea más alta, lo cual puede contribuir a un fallo cardiaco. Una gran proporción de la población general, así como una gran proporción de pacientes que tengan implantados marcapasos o desfibriladores, padecen de hipertensión. Se puede disminuir la mortalidad a largo plazo, así como mejorar la calidad de vida para esa población, si se puede reducir la presión sanguínea y la hipertensión. Muchos pacientes que padecen de hipertensión no responden al tratamiento, tal como a los tratamientos relacionados con un cambio en la forma de vida y con los medicamentos para el tratamiento de la hipertensión.

Se ha aplicado estimulación eléctrica directa a los troncos de los nervios aferentes, incluyendo el nervio vago y el seno carotídeo. Las investigaciones efectuadas han indicado que el estímulo eléctrico del nervio seno carotídeo puede dar por resultado la reducción de la hipertensión experimental, y que la estimulación eléctrica directa de las regiones receptoras de la presión del propio seno carotídeo produce una reducción refleja en la hipertensión experimental. Se han propuesto sistemas eléctricos para tratar la hipertensión en pacientes que no responden, por lo demás, a la terapia que implica un cambio en el modo de vida y los medicamentos para la hipertensión, y posiblemente para reducir la dependencia de medicamentos para otros pacientes. El estimulo de los aferentes simpáticos dispara la activación simpática, la inhibición parasimpática, la vasoconstricción y la taquicardia. Por el contrario, la activación parasimpática da por resultado taquicardia, vaso dilatación e inhibición de la liberación de vasopresina.

Los estimuladores neurales que están basados en la estimulación en bucle abierto continua o intermitente, no se adaptan a los cambios fisiológicos durante la terapia.

En el documento US 2004/0193290 se describe un sistema de realimentación de bucle cerrado en donde se ajustan los parámetros de estimulación neural si se detecta un balance autónomo insuficiente.

En el documento US 5913882 se describe un sistema de realimentación neural en el que el potencial de acción compuesta recibido por el electrodo(s) de registro es procesado e integrado en una ventana de tiempo, con objeto de controlar la amplitud de la estimulación neural. En el caso de estimulación de los nervios periféricos, tanto los electrodos de estimulación como los de registro están situados próximos al nervio de interés.

En el documento EP 0688578 se describe un dispositivo para detectar una arritmia en respuesta a la actividad en una señal de nervio, por lo que el dispositivo contiene un cuerpo sensor para detectar directamente la actividad en el nervio.

Sumario

El presente invento se refiere al dispositivo para aplicar terapia de estimulación neural en bucle cerrado, de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se describen varias realizaciones.

Este sumario es un resumen general de algunos de los principios de la presente solicitud, y no está destinado a constituir un tratamiento exclusivo o exhaustivo en. la materia de la que aquí se trata. Otros detalles acerca sobre la materia de la que aquí se trata se encuentran en la descripción detallada y en las reivindicaciones subordinadas. Otros aspectos se harán evidentes para quienes sean expertos en la técnica, tras la lectura y la comprensión de la descripción detallada que sigue y del examen de los dibujos que forman parte de la misma, ninguno de los cuales debe ser contemplado en un sentido limitador. El alcance del presente invento queda definido por las reivindicaciones que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

En las Figs. 1A y 1B se han ilustrado mecanismos neurales para control vascular periférico.

En las Figs. 2A-2C se ha ilustrado un corazón.

En la Fig. 3 se han ilustrado receptores barométricos y nervios aferentes en el área de los senos carotídeos y del arco aórtico.

En la Fig. 4 se han ilustrado receptores barométricos en y alrededor de la arteria pulmonar.

En la Fig. 5 se han ilustrado los campos receptores barométricos en el arco aórtico, en el ligamento arterioso y en el tronco de la arteria pulmonar.

En la Fig. 6 se ha ilustrado una relación conocida entre la respiración y la presión sanguínea cuando se estimula el reflejo barométrico.

En la Fig. 7 se ha ilustrado una respuesta de la presión sanguínea a la estimulación del nervio seno carotídeo en un pero que padece hipertensión, durante 6 meses de estimulación intermitente del nervio carotídeo.

En las Figs. 8A-8C se ha ilustrado una respuesta conocida de la estimulación del nervio vago en ratas con fallo crónico del corazón (CHF), que indica que la estimulación del nervio vago evita el fallo de bombeo y la remodelación cardiaca, y por lo tanto mejora la supervivencia a largo plazo de las ratas con CHF.

En la Fig. 9A se ha ilustrado un sistema que incluye un dispositivo médico implantable (IMD) y un programador, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata; y en la Fig. 9B se ha ilustrado un dispositivo médico implantable (IMD) tal como el IMD representado en el sistema de la Fig. 9A, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En la Fig. 10 se ha ilustrado un dispositivo médico implantable (IMD) tal como el ilustrado en la Fig. 8, que tiene un componente de estimulador neural (NS) y un componente de gestión del ritmo cardiaco (CRM), de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En la Fig. 11 se ha ilustrado un programador, tal como el ilustrado en el sistema de la Fig. 8, u otro dispositivo externo para comunicar con el dispositivo(s) médico implantable, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En las Figs. 12A-12C se han ilustrado estimuladores neurales, de acuerdo con varías realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En la Fig. 13 se ha ilustrado un generador de pulsos, tal como él ilustrado en los estimuladores neurales de las Figs. 12A-12C, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En la Fig. 14 se ha ilustrado un módulo de proceso de señal, tal como el ilustrado en los estimuladores neurales de las Figs. 12A-12C, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En la Fig. 15 se ha ilustrado un método para estimulación en bucle cerrado, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata.

En las Figs. 16A-16D se han ilustrado varios sistemas de control de bucle cerrado implementados mediante varias realizaciones del dispositivo de estimulación neural.

En la Fig. 17 se ha ilustrado una realización para una realización de un dispositivo médico implantable (IMD) que percibe la actividad neural dentro del sistema nervioso autónomo (ANS) para controlar la estimulación neural de un objetivo neural dentro del ANS.

En la Fig. 18 se ha ilustrado una realización para estimular y percibir en el mismo camino del nervio periférico.

En la Fig. 19 se ha ilustrado una realización para estimular y percibir en el mismo sitio neural.

En la Fig. 20 se han ilustrado los nervios somáticos eferentes y aferentes y los nervios parasimpáticos eferentes y aferentes, dentro del sistema nervioso autónomo (ANS).

En las Figs. 21A-D se han ilustrado varias realizaciones de sistema de control para estimular un nervio eferente simpático.

En las Figs. 22A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio aferente simpático.

En las Figs. 23A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio aferente parasimpático.

En las Figs. 24A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio eferente parasimpático.

En la Fig. 25 se ha ilustrado una realización de un método para ajustar la estimulación neural basado en el paráme-
tro(s) percibido.

Descripción detallada

La descripción detallada que sigue sobre la materia de la que aquí se trata se refiere a los dibujos que se acompañan, en los cuales se han representado, a modo de ilustración, aspectos específicos y realizaciones en las cuales se puede poner en práctica lo que en este documento se expone. Esas realizaciones de describen con detalle suficiente para que quienes sean expertos en la técnica puedan poner en práctica lo que en este documento se expone. Se pueden utilizar otras realizaciones, y se pueden hacer cambios estructurales, lógicos y eléctricos sin rebasar el alcance en la materia de la que aquí se trata. Las referencias que se hagan a "una" o "varias" realizaciones en esta exposición, no deben entenderse como necesariamente referidas a una misma realización, y tales referencias contemplan más de una realización. La descripción detallada que sigue, por consiguiente, no ha de ser entendida en un sentido limitador, y su alcance queda definido únicamente por las reivindicaciones que se acompañan, juntamente con el pleno alcance de los equivalentes legales a los cuales tienen derecho tales reivindicaciones.

Se ha proporcionado un dispositivo con al menos un terminal para uso para realizar funciones de percepción neural y de estimulación neural. El dispositivo puede amplificar, filtrar, registrar y analizar la actividad del nervio objetivo, y usar la información resultante para suministrar con precisión y apropiadamente la estimulación neural. La actividad de un nervio simpático (SNA) tiene una baja amplitud de la señal (1-10 \muV), y una amplitud de ruido relativamente alta. Varias realizaciones proporcionan amplificación para producir una ganancia dentro de un margen de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 99.000, por ejemplo, y un filtrado de paso de banda para dar paso a las frecuencias dentro de un margen de aproximadamente 30 Hz a aproximadamente 3.000 Hz, para procesar el tráfico neural asociado con la SNA. En varias realizaciones se usan varios subconjuntos de estos márgenes de ganancia y de frecuencia.

Se han previsto sistemas y métodos para vigilar la circulación nerviosa para uso para entregar la estimulación neural apropiada. La circulación nerviosa vigilada se usa para proporcionar con precisión modulación autónoma para una entrega prevista y apropiada de la estimulación neural. Por consiguiente, lo que en este documento se expone proporciona un sistema de estimulación neural de bucle cerrado que permite que el dispositivo de estimulación neural vigile la circulación nerviosa y proporcione continuamente la terapia apropiada. Se usa un terminal de percepción neural para registrar la circulación nerviosa del sistema nervioso periférico (tal como de receptores barométricos, nervios aferentes y/o nervios eferentes) para guiar la terapia de estimulación neural, para registrar los parámetros fisiológicos tales como la presión para fines de diagnóstico, y/o para guiar la terapia de la CRM. Como aplicaciones se incluyen una amplia gama de enfermedades cardiovasculares y no cardiovasculares, tales como la hipertensión, la epilepsia, la obesidad, los trastornos respiratorios, y similares.

A continuación se hace una breve descripción de la hipertensión y del reflejo barométrico, seguida de la de varios sistemas para proporcionar estimulación neural para la hipertensión o para otras terapias.

Hipertensión y Fisiología del Reflejo barométrico

Se hacen unas breves consideraciones sobre la hipertensión y la fisiología relacionada con los receptores barométricos, para ayudar al lector a comprender esta exposición. En esas breves consideraciones se introducen la hipertensión, el sistema nervioso autónomo, y el reflejo barométrico.

La hipertensión es causa de enfermedades del corazón y de otras enfermedades relacionadas con las cardiacas. La hipertensión se refiere en general a la alta presión sanguínea, tal como una elevación transitoria o mantenida de la presión sanguínea arterial sistémica hasta un nivel que sea probable que induzca daños cardiovasculares u otras consecuencias adversas. La hipertensión se ha definido arbitrariamente como una presión sanguínea sistólica de más de 140 mm Hg, o una presión sanguínea diastólica de más de 90 mm Hg. La hipertensión tiene lugar cuando se estrechan los vasos sanguíneos. Como resultado, el corazón trabaja más intensamente para mantener el flujo a una presión sanguínea más alta. Las consecuencias de una hipertensión no controlada incluyen, aunque sin quedar limitadas a ellas, la enfermedad vascular de la retina y hemorragia cerebral, hipertrofia y fallo del ventrículo izquierdo, infarto de miocardio, aneurisma de disección, y enfermedad reno vascular.

El sistema nervioso autónomo (ANS) regula los órganos "involuntarios", mientras que la contracción de los músculos voluntarios (del esqueleto) es controlada por nervios motores somáticos. Como ejemplos de órganos involuntarios se incluyen los órganos respiratorios y digestivos, y también se incluyen los vasos sanguíneos y el corazón. Frecuentemente, el ANS funciona de una manera involuntaria, reflexiva, para regular las glándulas, para regular los músculos en la piel, el ojo, el estómago, los intestinos y la vejiga, y para regular el músculo cardiaco y el músculo alrededor de los vasos sanguíneos, por ejemplo.

El ANS incluye, aunque sin quedar limitado a ellos, el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático. El sistema nervioso simpático va asociado con el esfuerzo y con la "respuesta de lucha o escape" frente a las emergencias. Entre otros efectos, la "respuesta de lucha o escape" aumenta la presión sanguínea y el ritmo cardiaco, para aumentar el flujo de sangre a los músculos del esqueleto, y disminuye la digestión para proporcionar energía para la "lucha o escape". El sistema nervioso parasimpático está asociado con la relajación y la "respuesta de reposo y digestión", la cual, entre otros efectos, disminuye la presión sanguínea y el ritmo cardiaco, y aumenta la digestión para conservar la energía. El ANS mantiene la función interna normal y trabaja con el sistema nervioso somático.

Varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata proporcionan estimulación neural para afectar al ritmo cardíaco, a la presión sanguínea, a la vaso dilatación y a la vaso constricción. El ritmo y la fuerza del corazón aumentan cuando se estimula el sistema nervioso simpático, y disminuyen cuando se inhibe el sistema nervioso simpático y se estimula el sistema nervioso parasimpático. En las Figs. 1A y 1B se han ilustrado mecanismos neurales para el control vascular periférico. En la Fig. 1A se han ilustrado en general los nervios aferentes a los centros vasomotores. Un nervio aferente conduce los impulsos hacia un centro nervioso. En la Fig. 1B se han ilustrado en general los nervios eferentes de los centros vasomotores. Un nervio eferente conduce los impulsos hacia fuera de un centro nervioso.

La estimulación de los sistemas simpático y parasimpático puede tener efectos distintos a los que produce en el ritmo cardiaco y en la presión sanguínea. Por ejemplo, el estímulo del sistema nervioso simpático dilata las pupilas, reduce la producción de saliva y de modo, relaja los músculos bronquiales, reduce las ondas sucesivas de contracción involuntaria (peristáltica) del estómago y la movilidad del estómago, aumenta la conversión de glucógeno en glucosa por el hígado, disminuye la secreción de orina por los riñones, y relaja la pared y cierra el esfínter de la vejiga. La estimulación del sistema nervioso parasimpático y/o la inhibición del sistema nervioso simpático estrecha las pupilas, aumenta la producción de saliva y de moco, contrae el músculo bronquial, aumenta las secreciones y la movilidad del estómago y del intestino grueso, y aumenta la digestión en el intestino delgado, aumenta la secreción de orina y contrae la pared y relaja el esfínter de la vejiga. Las funciones asociadas con los sistemas nerviosos simpático y parasimpático son muchas, y pueden estar integradas entre sí de un modo complejo. Así, una estimulación indiscriminada de los sistemas nerviosos simpático y/o parasimpático, para conseguir una respuesta deseada, tal como una vaso dilatación, en un sistema fisiológico, puede también dar por resultado una respuesta no deseada en otros sistemas fisiológicos.

Una región o campo presoreceptor es capaz de percibir los cambios en la presión, tales como los cambios en la presión sanguínea. Las regiones presoreceptoras se definen aquí como receptores barométricos, lo que en general incluye a cualesquiera sensores de los cambios de presión. Por ejemplo, como receptores barométricos se incluyen los nervios aferentes y se incluyen además las terminaciones nerviosas sensoriales que proporcionan campos receptores barométricos que son sensibles al estiramiento de la pared que es el resultado del aumento de la presión sanguínea interna, y funcionan como el receptor de un mecanismo de reflejo central que tiende a reducir la presión. El reflejo barométrico funciona como un sistema de realimentación negativa, y se refiere a un mecanismo de reflejo disparado por el estímulo de un receptor barométrico. El aumento de la presión estira los vasos sanguíneos, lo que a su vez activa los receptores barométricos en las paredes del vaso. La activación de los receptores barométricos tiene lugar naturalmente a través de la presión y el estiramiento en la pared arterial, lo cual excita el sistema nervioso parasimpático produciendo inhibición del reflejo barométrico de la actividad del nervio simpático (SNA) y una reducción de la presión arterial sistémica. Un aumento de la actividad del receptor barométrico induce una reducción de la SNA, lo cual reduce la presión sanguínea, al disminuir la resistencia vascular periférica. Los caminos del reflejo mediados centradamente modulan el ritmo, la contractilidad y la excitabilidad del corazón. Los receptores barométricos y los quimiorreceptores en el corazón, en los grandes vasos y en los pulmones, transmiten las señales neurales reflejo de la actividad cardiaca, a través de las fibras vagales y aferentes al sistema nervioso central. Los quimiorreceptores están también situados dentro del sebo carotídeo. Por consiguiente, se pueden determinar parámetros fisiológicos, tales como la presión arterial sistémica, en base a la circulación nerviosa. Tal información sobre la presión, por ejemplo, proporciona información de realimentación útil para guiar la terapia de CRM, tal como la CRT.

El reflejo barométrico es un reflejo disparado por la estimulación de un receptor barométrico. Un receptor barométrico incluye cualquier sensor de los cambios de presión, tal como las terminaciones nerviosas sensoriales en la pared de las aurículas del corazón, en la vena cava, en el arco aórtico y en el sebo carotídeo, que sean sensibles al estiramiento de la pared resultante de un aumento de la presión interna, y que funcione como el receptor del mecanismo de reflejo central que tiende a reducir esa presión. Los nervios aferentes pueden ser también estimulados eléctricamente para inducir el reflejo barométrico, el cual inhibe la actividad del nervio simpático y estimula la actividad del nervio parasimpático. Los troncos de nervios aferentes, tales como el vago, los nervios aórtico y carotídeo, que conducen desde las terminaciones de los nervios sensoriales, forman también parte de un camino de reflejo barométrico. La estimulación de un camino de reflejo barométrico y/o de los receptores barométricos inhibe la actividad del nervio simpático, estimula el sistema nervioso parasimpático, y reduce la presión arterial sistémica al disminuir la resistencia vascular periférica y la contractilidad cardiaca. Los receptores barométricos son estimulados naturalmente por la presión interna y el estiramiento de la pared del vaso (por ejemplo, la pared arterial).

Realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata proporcionan estimulación neural y reciben información de la circulación nerviosa percibida, para proporcionar un sistema de estimulador neural de núcleo cerrado con realimentación de la actividad neural. En algunos aspectos relativos a la materia de la que aquí se trata se perciben y/o se estimulan localmente terminaciones nerviosas específicas en las paredes de los vasos, más que, o además de, en los troncos de los nervios aferentes y/o eferentes. Por ejemplo, algunas realizaciones perciben y/o estimulan los lugares o campos receptores barométricos en la arteria pulmonar. Algunas realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata comportan la percepción y/o la estimulación de los lugares o terminaciones nerviosas receptoras barométricas en la aorta, en las cámaras del corazón, algunas realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata comportan la percepción y la estimulación de los caminos eferentes, tales como las placas de grasa del corazón, y algunas realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata implican la percepción y/o la estimulación de los troncos nerviosos aferentes, tales como el del nervio vago, el del carotídeo y el del aórtico. Varias realizaciones implican combinaciones de percepción y/o estimulación de terminaciones nerviosas, la percepción de los caminos de los nervios eferentes, y la percepción de los caminos de los nervios aferentes. Algunas realizaciones perciben y/o estimulan los troncos nerviosos usando un electrodo de manguito, y algunas realizaciones perciben y/o estimulan los troncos nerviosos usando un terminal intravascular situado en un vaso sanguíneo próximo al nervio. Como ejemplos de troncos de nervios aferentes se incluyen los de los nervios vago, aórtico y carotídeo. Como ejemplos de troncos de nervios eferentes se incluyen las ramas cardiacas que salen del nervio vago. La estimulación de los nervios eferentes, tales como esos ramales cardiacos o los nervios en las placas de grasa del corazón, conduce impulsos nerviosos a un efector, y por consiguiente no se usa la realimentación negativa del reflejo barométrico del sistema nervioso central, el cual responde a la actividad nerviosa en los nervios aferentes con la actividad nerviosa en los nervios eferentes. Algunas realizaciones perciben y/o estimulan la circulación nerviosa en cualquiera de los lugares neurales antes identificados. Algunas realizaciones estimulan la actividad del nervio simpático eferente para tratar la hipotensión, proporcionando para ello ramales de nervios eferentes específicos que inervan a los órganos que sean los objetivos específicos, usando una actividad percibida correspondiente a la presión sanguínea arterial, para proporcionar un control de bucle cerrado de realimentación negativa.

En las Figs. 2A-2C se ha ilustrado un corazón. Como se ha ilustrado en la Fig. 2A, el corazón 201 incluye una vena cava superior 202, un arco aórtico 203, y una arteria pulmonar 204, y es útil para proporcionar una relación contextual con las ilustraciones de las Figs. 3-5. Como se expone con más detalle en lo que sigue, la arteria pulmonar 204 incluye receptores barométricos. Un terminal puede ser insertado por vía intravascular, a través de una vena periférica y a través de la válvula tricúspide, dentro del ventrículo derecho del corazón (no ilustrado expresamente en la figura) similar a un terminal de un marcapasos cardiaco, y continuar desde el ventrículo derecho a través de la válvula pulmonar, al interior de la arteria pulmonar. Una parte de la arteria pulmonar y de la aorta están próximas entre sí. Varias realizaciones estimulan los receptores barométricos y/o perciben la actividad neural mediante el receptor barométrico en la aorta, usando un terminal situado por vía intravascular en pulmonar. Así, de acuerdo con varios aspectos relativos a la materia de la que aquí se trata, el reflejo barométrico es estimulado y/o la actividad nerviosa es percibida en, o alrededor, de la arteria pulmonar, mediante al menos un electrodo insertado por vía intravascular en la arteria pulmonar. En varias realizaciones, se puede situar, vía un catéter, dentro de la arteria pulmonar, un dispositivo para estimulación inalámbrico, con o sin capacidad de percepción de la presión. El control de la estimulación y/o de la energía para la estimulación, puede ser suministrado por otro dispositivo implantable o externo, por una vía de ultrasonidos, electromagnética o de una combinación de las mismas. El algunos aspectos relativos a la materia de la que aquí se trata, se proporciona una técnica quirúrgica relativamente no invasiva para implantar un sensor de la circulación nerviosa, con o sin un estimulador receptor barométrico, por vía intravascular, en la arteria pulmonar.

En las Figs. 2B-2C se han ilustrado el lado derecho y el lado izquierdo del corazón, respectivamente, y se han ilustrado además las placas de grasa del corazón. En la Fig. 2B se han ilustrado: la aurícula derecha 267, el ventrículo derecho 268, el nodo sinu-auricular 269, la vena cava superior 202, la vena cava inferior 270, la aorta 271, las venas pulmonares derechas 272, y la arteria pulmonar derecha 273. En la Fig. 2B se ha ilustrado también una placa de grasa del corazón 274 entre la vena cava superior y la aorta. Los ganglios autónomos en la placa de grasa del corazón 274 son estimulados, y/o la circulación nerviosa es percibida en algunas realiza iones usando un electrodo enroscado o insertado de otro modo en la placa de grasa, y se estimula y/o se detecta la circulación nerviosa usando un terminal de alimentación intravenosa situado próximo a la placa de grasa, en un vaso tal como la arteria pulmonar derecha o la vena cava superior, por ejemplo. En la Fig. 2C se ha ilustrado: la aurícula izquierda 275, el ventrículo izquierdo 276, la aurícula derecha 267, el ventrículo derecho 268, la vena cava superior 202, la vena cava inferior 270, la aorta 271, las venas pulmonares derechas 272, la vena pulmonar izquierda 277, la arteria pulmonar derecha 273, y el sebo de las coronarias 278. En la Fig. 2C se ha ilustrado también una placa de grasa del corazón 279 situada próxima a las venas cardiacas derechas, y una placa de grasa del corazón 280 situada próxima a la vena cava inferior y a la aurícula izquierda. Usando un electrodo enroscado o insertado de otro modo en la placa de grasa 279, en algunas realizaciones se estimulan los ganglios autónomos en la capa de grasa 279 y/o la circulación nerviosa y se estimula y/o se percibe la circulación nerviosa en algunas realizaciones usando un terminal alimentado por vía intravenosa situado próximo a la capa de grasa en un vaso, tal como la arteria pulmonar derecha 273 o la vena pulmonar derecha 272, por ejemplo. Los ganglios autónomos en la placa de grasa del corazón 280 son estimulados y/o la circulación nerviosa es percibida, en algunas realizaciones, usando un electrodo enroscado o insertado de otro modo en la placa de grasa, y son estimulados y/o la circulación nerviosa es percibida, en algunas realizaciones, usando un terminal alimentado por vía intravenosa situado próximo a la placa de grasa, en un vaso tal como la vena cava inferior 270 o el seno de las coronarias, o un terminal en la aurícula izquierda 275, por ejemplo.

En la Fig. 3 se han ilustrado receptores barométrico en el área del seno carotídeo 305, el arco aórtico 303 y la arteria pulmonar 304. El arco aórtico 303 y la arteria pulmonar 304 se ilustraron anteriormente con respecto al corazón en la Fig. 2A. Como se ha ilustrado en la Fig. 3, el nervio vago 306 se extiende y proporciona terminaciones nerviosas sensoriales 307 que funcionan como receptores barométricos en el arco aórtico 303, en el seno carotídeo 305 y en la arteria carotídea común 310. El nervio glosofaríngeo 308 proporciona terminaciones nerviosas 309 que funcionan como receptores barométricos en el seno carotídeo 305. Esas terminaciones nerviosas 307 y 309, por ejemplo, son sensibles al estiramiento de la pared, resultante del aumento de la presión interna. La activación de esas terminaciones nerviosas reduce la presión. Aunque no se han ilustrado en las figuras, las placas de grasa y las cámaras auriculares y ventriculares del corazón incluyen también receptores barométricos. Se han situado manguitos alrededor de los troncos nerviosos aferentes, tales como el nervio vago, que conducen desde los receptores barométricos a los centros vasomotores, para estimular el reflejo barométrico. De acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata, los troncos de nervios adherentes pueden ser estimulados usando un manguito o terminal alimentado por vía intravascular, situado en un vaso sanguíneo próximo a los nervios aferentes.

En la Fig. 4 se han ilustrado receptores barométricos en y alrededor de una artería pulmonar 404. También se han ilustrado la vena cava superior 402 y el arco aórtico 403. Como se ha ilustrado la arteria pulmonar 404 incluye una serie de receptores barométricos 411, como se ha indicado en general mediante el área oscurecida. Además, una agrupación de receptores barométricos especialmente espaciados está situada cerca de la fijación del ligamento arterioso 412. En la Fig. 4 se ha ilustrado también el ventrículo derecho 413 del corazón, y la válvula pulmonar 414 que separa el ventrículo derecho 413 de la arteria pulmonar 404. De acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata, se inserta un terminal de una vena periférica y se enfila a través de la válvula tricúspide, dentro del ventrículo derecho, y desde el ventrículo derecho 413 a través de la válvula pulmonar 414 y dentro de la arteria pulmonar 404, para estimular los receptores barométricos en y/o alrededor de la arteria pulmonar. En varias realizaciones, por ejemplo, el terminal se sitúa para estimular la agrupación de receptores barométricos próxima al ligamento arterioso 412. En la Fig. 5 se han ilustrado campos receptores barométricos 512 en el arco aórtico 503, próximos al ligamento arterioso y al tronco de la arteria pulmonar 504. En algunas realizaciones se sitúa el terminal en la arteria pulmonar para estimular los lugares receptores barométricos en la aorta y/o en las placas de grasa, tal como se ha ilustrado en las Figs. 2B-2C.

En la Fig. 6 se ha ilustrado una relación conocida entre la respiración 615 y la presión sanguínea 616 cuando se estimula el nervio aórtico izquierdo. Cuando se estimula el nervio en 617, la presión sanguínea 616 disminuye, y la respiración 615 se hace más rápida y más profunda, como se ha ilustrado mediante la forma de onda de más alta frecuencia y amplitud de la respiración. La respiración y la presión sanguínea parecen retornar previo a la estimulación en aproximadamente uno a dos minutos después de retirada la estimulación. Esta relación entre la respiración y la presión sanguínea permite usar la respiración como un parámetro subrogado para la presión sanguínea, bajo algunas condiciones.

En la Fig. 7 se ha ilustrado una respuesta de la presión sanguínea conocida a la estimulación del nervio seno carotídeo en un perro con hipertensión durante 6 meses de estimulación intermitente del nervio carotídeo. La estimulación del nervio carotídeo implicó recurrir a un estimulación del nervio carotídeo una vez al mes, durante hasta seis horas, y medir la respuesta en la presión sanguínea para vigilar la estabilidad de la respuesta precisa durante largos períodos de tiempo. En la figura se ha ilustrado que la presión sanguínea de un perro estimulado 718 es significativamente menor que la presión sanguínea de un perro de control 719 que tenga también una alta presión sanguínea. Por consiguiente, tal estimulación es capaz de disparar el reflejo barométrico para reducir la alta presión sanguínea.

En las Figs. 8A-8V se ha ilustrado una respuesta conocida de la estimulación del nervio vago para ratas con fallo del corazón crónico (CHF), que indica que la estimulación del nervio vago evitó el fallo de bombeo y la remodelación cardiaca, y por consiguiente mejoró la supervivencia a largo plazo de las ratas con CHF, en un estudio. Estudios anteriores indicaron que la actividad vagal cardiaca disminuida y el aumento de la frecuencia cardiaca predicen una alta tasa de mortalidad por CHF. La ligadura de la arteria coronaria izquierda de las ratas indujo el CHF. La estimulación vagal (impulsos rectangulares de 0,2 ms de duración a 30 Hz durante 10 segundos cada minuto) se efectuó en algunas de las ratas con CHF. Otras ratas con CHF fueron falsamente estimuladas. Otras ratas fueron operadas sin inducir en ellas CHF. En las Figs. 8A-8C se incluyen gráficos etiquetados con los números 801, 802 y 803, en donde 801 representa un grupo de control de ratas que fueron operadas sin inducir en ellas CHF y que no fueron tratadas con estimulación vagal, donde 802 representa un grupo de control de ratas con CHF que fueron estimuladas falsamente, y donde 803 representa ratas con CGF tratadas con estimulación vagal. En la Fig. 8A se han ilustrado las frecuencias cardiacas medias para ratas 801 sin CHF, para ratas 802 con CHF con falsa estimulación, y para ratas 803 con CHF con estimulación vagal. Las ratas 802 y 803 con CHF tenían una frecuencia cardiaca más alta que las ratas 801 sin CHF. Las ratas 802 con CHF que fueron sometidas a estimulación vagal tenían frecuencias cardiacas significativamente disminuidas, si se comparan con las de las ratas 802 con CHF falsamente estimuladas. En la Fig. 8B se ha ilustrado el efecto de la estimulación del nervio vago en la presión sanguínea media, en la presión de final de diástole ventricular izquierda (LVEDP), el régimen máximo de cambio de presión (dp/dt) de la presión ventricular izquierda (LV + dP/dt_{max}, y el peso biventricular normalizado. En la Fig. 8B se ha ilustrado el rendimiento de bombeo mejorado de la estimulación vagal, como se evidencia por la más baja LVEDP y la más alta LV +dP/dt_{max} para las ratas 803 con estimulación vagal, comparado con el de las ratas 802 falsamente estimuladas, y se ha ilustrado además que la estimulación vagal disminuía el peso biventricular normalizado para las ratas 803 con estimulación vagal, en comparación el de las pasas 802 falsamente estimuladas. En la Fig. 8C se ha ilustrado que la estimulación del nervio vago rebajaba la tasa de mortalidad de las ratas con CHF, como lo evidencia la más alta tasa de supervivencia de las ratas 803 con CHF con estimulación del vaho, en comparación con la de las ratas 802 con CHF falsamente estimuladas.

Sistemas para Proporcionar Estimulación neural

Como ejemplos de estimulaciones neurales se incluyen los dispositivos anti-hipertensión (AHT) o los componentes de AHT que se usan para tratar la hipertensión. Varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata incluyen sistemas estimuladores neurales implantables autónomos, e incluyen dispositivos implantables que tienen componentes integrados de NS (Estimulación Neural) y de gestión del ritmo cardiaco (CRM), e incluyen sistemas con al menos un dispositivo de NS implantable y un dispositivo de CRM implantable, capaces de comunicarse entre sí de modo inalámbrico, o bien a través de un terminal conductor que conecte los dispositivos implantables. Aunque se han ilustrado y descrito sistemas implantables, varios aspectos y realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata pueden ser implementados en dispositivos externos.

En la Fig. 9A se ha ilustrado un sistema 920 que incluye un dispositivo médico implantable (IMD) 921A, y un programador 922, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. Varias realizaciones del IMD 921A incluyen solamente funciones de estimulación neural, varias realizaciones incluyen solamente funciones de CRM, y varias realizaciones incluyen una combinación de funciones de NS y CRM. Como ejemplos de estimuladores cardiacos se incluyen dispositivos de gestión del ritmo cardiaco (CRM) implantables, tales como marcapasos, desfibriladores cardiacos implantables (ICDs), y dispositivos implantables capaces de efectuar funciones de marcapasos y de desfibrilador. Los dispositivos de CRM implantables proporcionan estimulación eléctrica a cámaras del corazón seleccionadas, con objeto de tratar trastornos el ritmo cardiaco. Un marcapasos implantable, por ejemplo, es un dispositivo de CRM que regula el ritmo del corazón con impulsos de regulación del temporizados. Los impulsos de regulación del ritmo pueden ser temporizados desde otros impulsos de regulación o desde una actividad eléctrica percibida. Si funciona correctamente, el marcapasos sustituye a la incapacidad del corazón para regularse por sí mismo con un ritmo apropiado, con objeto de satisfacer la demanda metabólica forzando para ello un ritmo cardiaco mínimo. Algunos dispositivos de CRM sincronizan los impulsos de marcación del paso entregados a las diferentes áreas del corazón, con objeto de coordinar las contracciones. Las contracciones coordinadas permiten al corazón bombear eficientemente, al tiempo que proporcionan suficiente salida cardiaca.

Algunas realizaciones del estimulador neural proporcionan funciones de estimulación neural de AHT para tratar la hipertensión.

El programador 922 y el IMD 921A son capaces de comunicar por vía inalámbrica datos e instrucciones. En varias realizaciones, por ejemplo, el programador 922 y el IMD 921A usan bobinas de telemetría para comunicar por vía inalámbrica datos e instrucciones. Así, el programador puede ser usado para ajustar la terapia programada, proporcionada por el IMD 921A, y el IMD puede comunicar datos del dispositivo (tales como la resistencia de la batería y del terminal) y datos de la terapia (tales como datos de percepción y estimulación) al programador, usando radio telemetría, por ejemplo, De acuerdo con varias realizaciones, el IMD 921A estimula a los receptores barométricos para proporcionar terapia de NS, tal como terapia de AHT. Varias realizaciones del IMD 921A estimulan a los receptores barométricos en la arteria pulmonar, usando un terminal alimentado a través del ventrículo izquierdo, similar a un terminal de un marcapasos cardiaco, y alimentado además dentro de la arteria pulmonar. Otras realizaciones estimulan otros lugares receptores barométricos o caminos de recepción barométrica, o combinaciones de los mismos, tal como se ha ilustrado y descrito con respecto a las Figs. 2A-2C, 3 y 4. De acuerdo con varias realizaciones, el IMD 921A incluye un sensor para detectar la actividad del ANS. Tal sensor puede ser usado para efectuar la realimentación en un sistema de control de bucle cerrado. Por ejemplo, varias realizaciones perciben los parámetros subrogados, tales como la respiración y la presión sanguínea, indicadores de la actividad del ANS. De acuerdo con varías realizaciones, el IMD incluye además capacidades de estimulación cardiaca, tal como de marcapasos, terapia de resincronización cardiaca (CRT), y capacidades de desfibrilación, además de las capacidades para estimular los receptores barométricos y/o percibir la actividad del ANS. En algunas realizaciones, el IMD ilustrado incluye dos o más dispositivos capaces de comunicarse entre sí vía la tecnología inalámbrica; y en algunas realizaciones, el IMD ilustrado incluye dos o más dispositivos capaces de comunicarse entre sí vía un cable o un conductor, tal como un terminal alimentado por vía intravenosa.

En la Fig. 9B se ha ilustrado un dispositivo médico implantable (IMD) 921B, tal como el IMD 921A ilustrado en el sistema 920 de la Fig. 9A, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. El IMD 921B ilustrado realiza funciones de NS. Algunas realizaciones del IMD 321B ilustrado efectúan una función de AHT, y por tanto ilustran un dispositivo de AHT implantable. El dispositivo 921B ilustrado incluye un circuito controlador 923 y una memoria circuito controlador 923 es apto para ser implantado usando equipo físico, software, y combinaciones de equipo físico y software. Por ejemplo, de acuerdo con varias realizaciones, el circuito controlador 923 incluye un procesador para realizar las instrucciones incorporadas en la memoria 924, para realizar funciones asociadas con la terapia de NS, tal como la terapia AHT. Por ejemplo, el dispositivo 921B ilustrado incluye además un transceptor 925 y circuitos asociados, para uso para comunicarse con un programador o con otro dispositivo externo o interno. Varias realizaciones tienen capacidades de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, algunas realizaciones de transceptor usan una bobina de telemetría para comunicarse por vía inalámbrica con un programador o con otro dispositivo externo o interno.

El dispositivo 921B ilustrado incluye además el circuito 926 de estimulación del receptor barométrico. Varias realizaciones del dispositivo 921B incluyen también circuito sensor 927. Uno o más terminales pueden estar conectados al circuito sensor 927 y al circuito de estimulación del receptor barométrico 926. El circuito 926 de estimulación del receptor barométrico se usa para aplicar impulsos de estimulación eléctrica a lugares receptores barométricos deseados, tales como los lugares receptores barométricos en la arteria pulmonar, a través de uno o más electrodos de estimulación. El circuito sensor 927 se usa para detectar y procesar la actividad nerviosa del ANS. En varias realizaciones, el circuito sensor se usa además para detectar y procesar los parámetros subrogados, tales como la presión sanguínea, la respiración, y similares, para determinar la actividad del ANS.

De acuerdo con varias realizaciones, el circuito estimulador 926 incluye módulos para establecer o ajustar una cualquiera, o cualquier combinación de dos o más, de las siguientes características del pulso: la amplitud 928 del pulso de estimulación, la frecuencia 929 del pulso de estimulación, la frecuencia de irrupción (o "en salva") 930 del pulso, la morfología de la onda 931 del pulso, y la anchura del pulso 932. La característica de la frecuencia de irrupción 930 del pulso ilustrada incluye la duración de la irrupción y el ciclo de trabajo, el cual puede ajustarse como parte de una característica de la frecuencia de irrupción del pulso, o bien puede ajustarse por separado. Por ejemplo, una frecuencia de irrupción puede referirse al número de irrupciones por minuto. Cada una de estas irrupciones tiene una duración de la irrupción (un espacio de tiempo durante el que se proporcionan irrupciones de estimulación) y un ciclo de trabajo (una relación del tiempo durante el que se proporciona la estimulación al tiempo total). Así, a modo de ejemplo que no de limitación, se pueden entregar seis irrupciones durante un tiempo de estimulación de un minuto (duración de la irrupción), donde la longitud (anchura del pulso) de cada irrupción es de cinco segundos, y el período de tiempo entre irrupciones es de cinco segundos. En este ejemplo, la frecuencia de irrupción es de seis irrupciones por minuto, la duración de la irrupción es de 60 segundos, y el ciclo de trabajo es del 50% (6 irrupciones x 5 s/irrupción) 60 segundos. Además, se puede ajustar la duración de una o más irrupciones, sin referencia a cualquier frecuencia de irrupciones uniforme. Por ejemplo, se puede proporcionar una sola irrupción de estimulación de una duración predeterminada de la irrupción, o bien un patrón de irrupciones de anchura(s) de pulso predeterminada(s) y temporización de la irrupción, en respuesta a una señal percibida. Además, se puede ajustar el ciclo de trabajo ajustando para ello el número de irrupciones y/o a justando la duración de una o más irrupciones, sin que se requiera que las irrupciones sean entregadas con una frecuencia de irrupción uniforme. Como ejemplos de morfología de la onda se incluyen la onda cuadrada, la onda triangular, la onda sinusoidal, y las ondas con componentes armónicos deseados para reproducción mímica del ruido en blanco, tal como es indicador de la estimulación del reflejo barométrico que tiene lugar naturalmente. Además, varias realizaciones de controlador son capaces de controlar la duración de la estimulación.

En la Fig. 10 se ha ilustrado un dispositivo médico implantable (IMD) tal como el ilustrado en la Fig. 9A, que tiene un componente de estimulación neural (NS) y un componente de gestión del ritmo cardiaco (CRM), de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. Varias realizaciones del IMD no incluyen un componente de CRM, como se ha ilustrado en la Fig. 10. El dispositivo 1021 ilustrado incluye un controlador 1023 y una memoria 1024. De acuerdo con varias realizaciones, el controlador 1023 incluye equipo físico, software, o una combinación de equipo físico y software, para realizar las funciones de estimulación neural y de CRM. Como ejemplos de funciones de CRM se incluyen, por ejemplo, las funciones de marcapasos, de desfibrilación, y de terapia de resincronizacíón cardiaca (CRT). Por ejemplo, las aplicaciones de terapia programadas que se tratan en esta exposición pueden ser almacenadas como instrucciones legibles por ordenador, incorporadas en la memoria y ejecutadas por un procesador. De acuerdo con varias realizaciones, el controlador 1023 incluye un procesador para ejecutar las instrucciones incorporadas en la memoria para efectuar las funciones de estimulación del receptor barométrico y de CRM. El dispositivo 1021 ilustrado incluye además un transceptor 1025 y circuitos asociados, para uso para comunicarse con un programador o con otro dispositivo externo o interno. Varias realizaciones incluyen una bobina de telemetría.

La sección 1038 de terapia de CRM incluye componentes, bajo el control del controlador, para estimular un corazón y/o percibir las señale cardiacas usando uno o más electrodos. La sección de terapia de CRM incluye un generador de pulsos 1039 para uso para proporcionar una señal eléctrica a través de un electrodo para estimular un corazón, e incluye además un circuito de percepción 1040 para detectar y procesar las señales cardiacas percibidas o detectar de otro modo los parámetros pulsátiles de acuerdo con lo que en este documento se expone. Se ha ilustrado en general una interfaz 1041 para uso para comunicar entre el controlador 1023 y el generador de pulsos 1039 y el circuito de percepción 1040. Se han ilustrado tres electrodos como ejemplo para uso para proporcionar terapia de CRM. Sin embargo, lo que en este documento se expone no queda limitada a un número particular de lugares de electrodo. Uno o más electrodos pueden ser situados en un terminal y se pueden usar uno o más terminales. Cada electrodo puede incluir su propio generador de pulsos y el circuito de percepción. Sin embargo, lo que en este documento se expone no queda limitado a eso. Las funciones de generación y percepción de pulsos puede ser multiplexada para que funcione con múltiples electrodos.

La sección 1037 de terapia de NS incluye componentes, bajo el control del controlador, para estimular un receptor barométrico y percibir los parámetros del ANS asociados con la actividad nerviosa, y en algunas realizaciones percibir los parámetros subrogados del ANS, tales como la presión sanguínea y la respiración. Con ejemplos de la terapia de NS, aunque sin quedar limitados a ella, se incluyen las terapias para tratar la hipertensión, la epilepsia, la obesidad y los trastornos respiratorios. Se han ilustrado tres interfaces 1042 para uso para proporcionar terapia del ANS. Sin embargo, lo que en este documento se expone no queda limitada a un número particular de interfaces, y a cualquier función de estimulación o percepción particular. Los generadores de pulsos 1043 se usan para proporcionar pulsos eléctricos a un electrodo para uso para estimular un lugar de receptor barométrico. De acuerdo con varias realizaciones, el generador de pulsos incluye circuitos para establecer, y en algunas realizaciones cambiar, la amplitud del pulso de estimulación, la frecuencia del pulso de estimulación, la frecuencia de irrupción del pulso, y/o la morfología del pulso, tal como de onda cuadrada, de onda triangular, de onda sinusoidal, y de ondas con componentes armónicos deseados, para reproducir mímicamente el ruido blanco u otras señales. Se usan circuitos de percepción 1044 para detectar y procesar las señales procedentes del sensor, tal como de un sensor de la actividad nerviosa, parámetros pulsátiles, presión sanguínea, respiración, y similares. Las interfaces 1042 se han ilustrado en general para uso para comunicar entre el controlador 1023 y el generador de pulsos 1043 y el circuito de percepción 1044. Cada interfaz, por ejemplo, puede ser usada para controlar un terminal separado. Varias realizaciones de la sección de terapia del NS solamente incluyen un generador de pulsos para estimular los receptores barométricos. La sección de terapia de NS es capaz de proporcionar terapia de AHT para tratar la hipertensión, por ejemplo.

Realizaciones de la sección de terapia de NS modifican la terapia basada en los parámetros electro fisiológicos, tales como el ritmo cardiaco, la ventilación por minuto, la activación auricular, la activación ventricular, y los acontecimientos cardiacos. Realizaciones de la sección de terapia del CRM modifican la terapia basada en los datos recibidos de la sección de terapia de NS, tales como la presión arterial media, la presión sistólica y diastólica, y el ritmo de estimulación del reflejo barométrico.

Se puede usar un sistema de acuerdo con estas realizaciones para aumentar las estrategias de tratamiento parcialmente satisfactorio. Como ejemplo, los efectos colaterales no deseados pueden limitar el uso de algunos agentes farmacéuticos. La combinación de un sistema de acuerdo con estas realizaciones, con dosis de medicamento reducidas, puede ser particularmente beneficiosa.

De acuerdo con varias realizaciones, el terminal(es) y el electrodo(s) en los terminales están dispuestos con respecto al corazón de modo que hacen posible que los electrodos transmitan apropiadamente los impulsos y las señales de percepción desde el corazón, y con respecto a los receptores barométricos, tales como las terminaciones nerviosos y los troncos nerviosos, para estimular el reflejo barométrico. Puesto que puede haber una serie de terminales y una serie de electrodos por terminal, la configuración puede ser programada para uso de un electrodo o de electrodos particulares. De acuerdo con varias realizaciones, el reflejo barométrico se estimula estimulando para ello los troncos de los nervios aferentes.

En la Fig. 11 se ha ilustrado un programador 1122, tal como el programador 922 ilustrado en los sistemas de la Fig. 9, o bien otro dispositivo externo para comunicar con el dispositivo(s) médico implantable 921, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. Un ejemplo de otro dispositivo externo incluye los Asistentes Digitales Personales (PDAs) u ordenadores portátiles y de sobremesa en un sistema de Gestión de Pacientes Avanzada (APM). El dispositivo 1122 ilustrado incluye un circuito controlador 1145 y una memoria 1146. El circuito controlador 1145 es apto para ser implantado usando equipo físico, software, y combinaciones de equipo físico y software. Por ejemplo, de acuerdo con varias realizaciones, el circuito controlador 1145 incluye un procesador para ejecutar las instrucciones incorporadas n la memoria 1146, para realizar una serie de funciones, incluyendo la comunicación de datos y/o la programación de instrucciones para los dispositivos implantables. El dispositivo 1122 ilustrado incluye además un transceptor 1147 y circuitos asociados para uso para comunicar con un dispositivo implantable. Varias realizaciones tienen capacidades de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, varias realizaciones de transceptor 1147 y de circuito asociado incluyen una bobina de telemetría para uso para comunicar por vía inalámbrica con un dispositivo implantable. El dispositivo 1122 ilustrado incluye además una pantalla de presentación 1148, dispositivos de entrada/salida (I/O) 1149, tal como un teclado o un ratón/señalador, y una interfaz de comunicaciones 1150 para uso para comunicar con otros dispositivos, tal como por una red de comunicaciones.

Las funciones antes descritas del sistema, ya sea implantado en dos dispositivos separados y distintos implantables, o ya sea integrados como componentes en uno o más dispositivos implantables, incluyen, aunque sin quedar limitados a ellos, los procesos para vigilar la circulación nerviosa como parte de un sistema de estimulación neural de bucle cerrado, para entregar continuamente la estimulación neural apropiada. Los procesos pueden ser ejecutados mediante un procesador que ejecute las instrucciones legibles por ordenador incorporadas en la memoria, por ejemplo.

Lo que en este documento se expone proporciona estimulación neural usando un terminal(es) que puede ser usado para proporcionar estimulación neural, y/o para detectar y vigilar la circulación nerviosa. El terminal está adaptado para ser conectado a un dispositivo, tal como un dispositivo de estimulación neural implantable, o ser integrado en un dispositivo de CRM. El dispositivo procesa la señal nerviosa con amplificación y filtrado apropiado para la baja amplitud y el alto nivel del ruido asociado con la señal nerviosa. Varias realizaciones proporcionan un modelo de procesado de la señal que puede incluir una transformación en onda pequeña u otro algoritmo de reducción del ruido. La circulación nerviosa registrada es procesada por un algoritmo de detección adaptado para identificar las características de la señal, tales como la del patrón y la de la intensidad de la circulación nerviosa. Las características de la señal se usan para determinar los parámetros de estimulación neural deseados, tales como la duración, la frecuencia y la amplitud.

Un terminal de estimulación neural puede ser colocado en una serie de lugares apropiados. Por ejemplo, varias realizaciones de terminal para estimular un reflejo barométrico son expansibles, y están adaptadas para ser colocadas en la arteria pulmonar, en las proximidades de una alta concentración de receptores barométricos. Varias realizaciones de terminal están adaptadas para estimular las terminaciones nerviosas en las placas de grasa cardiacas. Algunas realizaciones de terminal son terminales transvasculares situados próximos a una placa de grasa cardiaca. Algunas realizaciones de terminal colocan un terminal epicardial en una placa de grasa cardiaca. Varias realizaciones de terminal incluyen un electrodo de manguito adaptado para ser colocado alrededor de un nervio, tal como el nervio aórtico, el carotídeo o el vago. Otros terminales pueden ser colocados en otros lugares de estimulación neural y de percepción neural, para efectuar el reflejo barométrico u otra terapia.

La estimulación neural de bucle cerrado puede ser implementada en el mismo lugar o en diferentes lugares. En realizaciones de la implementación en un mismo lugar, se pone un terminal en un campo receptor barométrico en una placa de grasa cardíaca, o bien alrededor de, o próximo a, un tronco nervioso (tal como el del nervio aórtico, el del carotídeo o el del vago). Se detecta la circulación nerviosa y se vigila con las características de amplificación y filtrado apropiado. Se usan el patrón y/o la intensidad de la circulación nerviosa para determinar los parámetros de estimulación neural, tales como la duración, la frecuencia y/o la amplitud, en un mismo lugar. En realizaciones de implementación en lugares diferentes, se sitúan dos terminales neurales en diferentes posiciones, tal como un terminal en la placa de grasa y un terminal alrededor del nervio vago, por ejemplo. Se usa la circulación nerviosa en un lugar como guía de la estimulación neural en el segundo lugar. Barias realizaciones del dispositivo vigilan y registran los datos de la circulación nerviosa anatómica, como parte de un sistema de APM.

Varias realizaciones del dispositivo incluyen un circuito de amplificación y filtrado adaptado para procesar y vigilar la circulación nerviosa. El dispositivo incluye un módulo de procesado de la señal que incluye un algoritmo de reducción del ruido, tal como una transformación en onda pequeña.

En las Figs. 12A-12C se han ilustrado estimuladores neurales, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. Las Figs. 12A-12C ilustran unas pocas disposiciones lógicas para proporcionar estimulación neural de bucle cerrado basada en la circulación nerviosa percibida. Otras disposiciones lógicas son susceptibles de ser implementadas, tales como las ilustradas en las Figs. 16A-16D.

El dispositivo estimulador neural 1251 ilustrado en la Fig. 12A incluye un controlador 1252, al menos un puerto 1253 para conectar al menos un terminal 1254, un generador de pulsos 1255 conectado al controlador y al puerto, y un módulo 1256 de procesado de la señal conectado al controlador y al puerto. El al menos un terminal incluye al menos un electrodo 1257 para estimulación y/o percepción. El módulo 1256 de procesado de la señal está adaptado para recibir y procesar una señal de la circulación nerviosa por el camino 1258 desde el terminal convirtiéndola en una señal de la circulación nerviosa en el camino de la señal 1259. El generador de pulsos 1255 está adaptado para proporcionar una señal de estimulación neural al terminal sobre el camino de la señal 1260, en base a una señal de control procedente del controlador 1252 por el camino 1261. El controlador está adaptado para implementar un protocolo de estimulación 1262, que conjuntamente con el generador de pulsos, proporciona la señal de estimulación con los parámetros de estimulación neural deseados en base a la señal indicadora, de la circulación nerviosa recibida desde el terminal. Por ejemplo, la amplitud, la frecuencia, la frecuencia de irrupción, la duración de la irrupción, el ciclo de trabajo, la morfología, la anchura del impulso, y varias combinaciones de las mismas, para la señal de estimulación neural, son susceptibles de ser ajustadas en la señal indicadora de la circulación nerviosa. El dispositivo ilustrado es capaz de percibir y estimular usando el mismo terminal. Por consiguiente, el sistema de bucle cerrado puede estar basado en la circulación nerviosa percibida en o cerca del mismo lugar en donde se aplique la estimulación neural.

El dispositivo 1251 de estimulación neural ilustrado en la Fig. 12B incluye un controlador 1252, en un primer puerto 1253A, para conectar un primer terminal 1254A, y un segundo puerto 1243B para conectar un segundo terminal 1265B, un generador de pulsos 1255 conectado al controlador y al primer puerto, y un módulo 1256 de procesado de la señal conectado al controlador y al segundo puerto. Los terminales incluyen al menos un electrodo 1257. El módulo 1256 de procesado de la señal está adaptado para recibir y procesar una señal de la circulación nerviosa por el camino 1258 desde el segundo terminal 1254B, convirtiéndola en una señal indicadora de la circulación nerviosa en el camino de la señal 1259. El generador de pulsos 1255 está adaptado para proporcionar una señal de estimulación neural al terminal en el camino de la señal 1260, en base a una señal de control procedente del controlador 1252 por el camino 1261. El controlador está adaptado para implementar un protocolo de estimulación 1263 el cual, conjuntamente con el generador de pulsos, proporciona la señal de estimulación neural, con los parámetros de estimulación neural deseados, al primer terminal, en base a la señal indicadora de la circulación nerviosa recibida desde el segundo terminal. Por consiguiente, la circulación nerviosa en un lugar puede ser usada para guiar la estimulación neural en otro lugar. Por ejemplo, la amplitud, la frecuencia, la frecuencia de irrupción, la duración de la irrupción, el ciclo de trabajo, la morfología, la anchura del pulso, y varias combinaciones de las mismas, para la señal de estimulación neural, pueden ser ajustadas en base a la señal indicadora de la circulación nerviosa.

El dispositivo estimulación neural 1251 ilustrado en la Fig. 12C incluye un controlador 1252, un primer puerto 1253A para conectar un primer terminal 1254A, y un segundo puerto 1253B para conectar un segundo terminal 1254B, un generador de pulsos 1255 conectado al controlador por el camino 1261A y 1261B, y conectado para operar a los puertos primero y segundo por los caminos 1258A y 1258B, para efectuar una estimulación deseada, y un módulo 1256 de procesado de la señal conectado al controlador 1252 por el camino 1259A y 1259B, y conectado para operar a los puertos primero y segundo para proporcionar la deseada percepción. Los terminales incluyen al menos un electrodo. El módulo 1256 de procesado de la señal está adaptado para recibir y procesar una señal de la circulación nerviosa por el camino 1258A desde el primer terminal, y por el camino 1258B desde el segundo terminal, convirtiéndola en señales indicadoras de la circulación nerviosa percibidas por los terminales primero y segundo, respectivamente. El generador de pulsos 1255 está adaptado para proporcionar una señal de estimulación neural al primer Terminal por el camino de la señal 1260A en base a una señal de control procedente del controlador 1252 por el camino 1261A, y al segundo terminal por el camino de la señal 1260B en base a una señal de control procedente del controlador 1252 por el camino 1261B. El controlador está adaptado para implementar un protocolo de estimulación o protocolo 1264A y 1264B, el cual, juntamente con el generador de pulsos, proporciona la señal de estimulación neural con loa parámetros de estimulación neural deseados, al primer terminal, en base a la señal indicadora de la circulación nerviosa recibida desde el segundo terminal, y proporciona además la estimulación neural con los parámetros de estimulación neural deseados al segundo terminal, en base a la señal indicadora de la circulación nerviosa recibida desde el primer terminal. Por ejemplo, la amplitud, la frecuencia, la frecuencia de irrupción, la duración de la irrupción, el ciclo de trabajo, la morfología, la anchura del pulso, y varias combinaciones de las mismas, para la señal de estimulación neural, pueden ser ajustadas en base a la señal indicadora de la circulación nerviosa. Como se ha ilustrado en la Fig. 12C, pueden ser incluidos puertos adicionales (Puerto N) para uso para percepción y/o estimulación.

De acuerdo con varias realizaciones, el módulo de procesado de la señal está adaptado para proporcionar una señal o señales indicadoras de un patrón de circulación nerviosa y/o de la intensidad de la circulación nerviosa, como una indicación de la circulación nerviosa. De acuerdo con varias realizaciones, el módulo de procesado de la señal está adaptado para implementar un algoritmo de reducción del ruido, tal como una transformación en onda pequeña, para identificar las características de una señal de circulación nerviosa que se caracteriza por una baja amplitud y un alto nivel de ruido. De acuerdo con varias realizaciones, el módulo de procesado de la señal incluye un amplificador, tal como un amplificador con una ganancia dentro de un margen de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 99.000. De acuerdo con varias realizaciones, el módulo de procesado de la señal incluye un filtro de paso de banda, tal como un filtro para dar paso a las frecuencias que estén en un margen desde aproximadamente 30 Hz hasta aproximadamente 3.000 Hz.

En la Fig. 13 se ha ilustrado un generador de pulsos, tal como el ilustrado en los estimuladores neurales de las Figs. 12A-12C, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. El generador de pulsos 1355 ilustrado está adaptado para recibir una señal de control por el camino 1361 desde un controlador, y para proporcionar una señal de estimulación neural por el camino 1360 al terminal(es) por la vía del puerto(s). El generador de pulsos ilustrado incluye un modulador 1364 que responde a la señal de control desde el controlador para cambiar uno o más parámetros de la señal de estimulación, tal como la amplitud, la frecuencia, la frecuencia de irrupción, la duración de la irrupción, el ciclo de trabajo, la morfología, la anchura del pulso, de la señal de estimulación.

En la Fig. 14 se ha ilustrado un módulo de procesado de la señal, tal como el representado en los estimuladores neurales de las Figs. 12A-12C, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. El módulo 1456 de procesado de la señal ilustrado está adaptado para recibir una señal de circulación nerviosa por el camino 1458 y el puerto(s) desde el terminal(es), y para proporcionar una señal indicadora de la circulación nerviosa por el camino 1459 al controlador. Varias realizaciones incluyen un amplificador 1465 y filtro 1466 adaptados para procesar la actividad nerviosa, convirtiéndola en una señal condicionada para discriminación u otro procesado. Varias realizaciones de amplificador proporcionan una ganancia dentro de un margen de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 99.000. Varías realizaciones de filtro dan paso a frecuencias en el margen desde aproximadamente 30 Hz hasta aproximadamente 3.000 Hz. El módulo de procesado de la señal ilustrado incluye además un detector 1467 de la característica de la circulación nerviosa, también designado como un discriminador, para procesar la señal amplificada y filtrada, para proporcionar una señal indicadora de la circulación nerviosa al controlador. Varias realizaciones implementan un algoritmo de reducción del ruido, tal como una transformación en onda pequeña, para uso para discriminar la señal. Varias realizaciones del detector de la característica de la circulación nerviosa discriminan una característica del patrón de la circulación nerviosa y/o una característica de la intensidad de la circulación nerviosa, y envían esas señales al controlador para uso para guiar la estimulación neural.

En la Fig. 15 se ha ilustrado un método para simulación de bucle cerrado, de acuerdo con varias realizaciones sobre la materia de la que aquí se trata. En 1570 se percibe la circulación nerviosa. En 1571 se han identificado una o más características de la circulación nerviosa. Varias realizaciones para identificar la característica(s) de la circulación nerviosa incluyen implementar un algoritmo de reducción del ruido, tal como una transformación en onda pequeña. Como ejemplos de características identificadas se incluyen el patrón y la intensidad de la circulación nerviosa. En varias realizaciones, la discriminación de la señal para identificar las características de la señal de circulación nerviosa incluye rectificar y aplicar un umbral a la señal de circulación nerviosa. En varias realizaciones, la señal discriminada es integrada usando, por ejemplo, un integrador de LC de 0,1 segundo, para obtener un valor para la actividad de circulación nerviosa en un período de tiempo de 100 milisegundos. En 1572, se aplica estimulación neural basada en una o más características identificadas en 1571. En varias realizaciones, un controlador implementa un protocolo de estimulación para cambiar al menos un parámetro, tal como la amplitud, la frecuencia, la frecuencia de irrupción, la duración de la irrupción, el ciclo de trabajo, la morfología, la anchura del pulso, y varias combinaciones de las mismas, de la señal de estimulación.

En las Figs. 16A-16D se han ilustrado varios sistemas de control de bucle cerrado implementados mediante varias realizaciones del dispositivo de estimulación neural. La realización 1651A del dispositivo de estimulación neural, ilustrada en la Fig. 16A, estimula y percibe la circulación nerviosa en el mismo lugar. Por ejemplo, un nervio, una terminación nerviosa u otro lugar, es estimulado durante un primer período de tiempo y percibido durante un segundo período de tiempo. La circulación nerviosa percibida se usa para ajustar las estimulaciones neurales subsiguientes.

La realización del dispositivo de estimulación neural 1651B ilustrada en la Fig. 16B efectúa la estimulación neural en un primer lugar (por ejemplo, en una terminación nerviosa o en un nervio (en un camino neural, y percibe la circulación nerviosa en un segundo lugar (por ejemplo, en una terminación nerviosa o en un nervio) en el mismo camino neural. Así, un tronco del nervio vago, a modo de ejemplo que no de limitación, es estimulado y la circulación nerviosa resultante en el tronco del nervio vago puede ser percibida simultáneamente, para proporcionar realimentación para ajustar la estimulación neural.

La realización de dispositivo de estimulación neural 1651C ilustrada en la Fig. 16C percibe la circulación nerviosa en un lugar del nervio aferente, y efectúa la estimulación neural en un lugar del nervio eferente. En esta realización, el dispositivo de estimulación neural deriva el sistema nervioso central (CNS). En un sistema nervioso sano, el CNS recibe señales nerviosas de nervios aferentes y responde apropiadamente enviando para ello señales nerviosas apropiadas a los efectores por los nervios eferentes. Tal sistema puede ser usado para tratar la disautomía, una condición en la que el sistema nervioso autónomo (ANS) tiene una disfunción, por derivar el CNS, percibir los medios aferentes y estimular los nervios eferentes. La disautomía incluye el Síndrome de Taquicardia Ortostática Postural (POTS), el Síncope Neurocardiogénico (NCS), el Fallo Autónomo Puro (PAF) y la Atrofia Múltiple del Sistema (MSA). Por consiguiente, tal sistema deriva la alimentación fisiológica del CNS para ciertas funciones neurales para anular las disfunciones del sistema nervioso autónomo.

La realización de dispositivo de estimulación neural 1651D ilustrada en la Fig. 16D percibe la circulación nerviosa en un primer lugar en un primer camino neural, y efectúa la estimulación neural en un segundo lugar en un segundo camino neural. Así, a modo de ejemplo, que no de limitación, se puede usar la actividad nerviosa asociada con los receptores barométricos para proporcionar una indicación de la presión sanguínea, y se puede controlar apropiadamente el ritmo del corazón con estimulación neural apropiada de la placa de grasa cardiaca SA.

Los sistemas nerviosos simpático y parasimpático tienen componentes sensoriales claramente definidos que proporcionan entrada al sistema nervioso central y desempeñan un papel importante en los reflejos autónomos. Además, algunas fibras sensoriales que se proyectan en la médula espinal pueden también enviar un ramal a los ganglios autónomos, formando así circuitos de reflejo que controlan algunas funciones autónomas de las vísceras. Se ha definido un reflejo como un movimiento o respuesta relativamente estereotipado o repetible provocado por un estímulo aplicado a la periferia, transmitido al sistema nervioso central y luego transmitido de vuelta a la periferia. Algunos reflejos son casi iguales cada vez que se repiten. Sin embargo, ninguna actividad de un organismo es fija e independiente de ya sea el estado o ya sea la historia del organismo. La mayoría de los reflejos implican el más simple de los circuitos neurales, algunos de solamente dos o unas pocas neuronas; pero muchos reflejos son complejos y no se han comprendido por completo.

Algunos reflejos sirven para funciones protectoras, como el reflejo del parpadeo. Algunos reflejos actúan como sistemas de control para mantener la homeostasis en algunos sistemas del cuerpo. En un sistema de control, la información fluye más o menos continuamente desde el elemento controlado, de vuelta al dispositivo que lo controla. El sistema controlado tiene una entrada que interactúa con influencias procedentes de fuera del sistema, denominadas perturbaciones, para producir la salida del sistema. Un sensor es un dispositivo que mide la salida del sistema, y su medición es la señal de realimentación al detector de error, también denominado aquí como un comparador. La señal de realimentación se compara con la señal de control (la señal que especifica la salida pretendida) mediante el detector de error, el cual, cuando halla una diferencia entre las dos señales, envía una señal de error al controlador para reducir la cantidad de error. La salida real es llevada a aproximarse más a la salida pretendida, la nueva salida es de nuevo percibida por el sensor, y se efectúa una nueva corrección.

En la Fig. 17 se ha ilustrado una realización de un sistema de control para una realización de un dispositivo médico implantable (IMD), el cual percibe la actividad neural dentro del sistema nervioso autónomo (ANS) para controlar la estimulación neural de un objetivo neural dentro del ANS. Quienes posean los conocimientos corrientes comprenderán, de la lectura y la comprensión de esta exposición, que las funciones ilustradas y descritas con respecto al IMD 1721 de la Fig. 17, pueden ser proporcionadas por la realización del IMD 821B, ilustrada en general en la Fig. 9B, y por la realización del ilustrada en general en la Fig. 10. Con referencia a la Fig. 17, el IMD 1721 incluye circuitos controladores 1723, un estimulador neural 1726, que puede ser también designado como un generador de pulsos, y circuitos sensores ilustrados como circuitos sensores neurales y circuitos sensores de procesado de la señal 1727A y fisiológico 1727B. El controlador ilustrado 1723 incluye un comparador de realimentación 1752, el cual puede denominarse como un detector de error, y un controlador de la estimulación neural i753. Algunas realizaciones del controlador 1723 incluyen un asociador 1754 de estimulación y señales percibidas.

El controlador ilustrado 1723 incluye también una memoria o registro 1755, en donde pueden ser programados valores para varios parámetros mediante un programador externo, usando un transceptor, tal como el ilustrado en general en las Figs. 9B y 10. Varias realizaciones permiten que sen programadas varias combinaciones de dos o más de los siguientes tipos de parámetros: parámetros neurales percibidos 1756, parámetros de estimulación 1757, y selección de entrada dinámica 1758, Los parámetros 1756 neurales percibidos ilustrados incluyen el parámetro(s) a ser percibido(s) 1759A, a través de un procesado apropiado del tráfico neural percibido, y un parámetro objetivo deseado (o margen de parámetros deseados) 1760A. Los parámetros de estimulación ilustrados 1757 incluyen el parámetro(s) de estimulación a ser ajustados 1761A, en respuesta a una señal de control de realimentación, y el incremento(s) de ganancia disponible 1762A para el parámetro(s) de estimulación ajustable. Estos parámetros programables ilustrados en la memoria 1755 proporcionan entradas de control a varios módulos del dispositivo. En la realización ilustrada, el parámetro(s) percibido programable 1759A, proporciona una señal de control 1759B al circuito sensor neural y el procesado de la señal 1727A que indica los parámetros seleccionados a ser percibidos. Los parámetros de estimulación ajustables programables 1761A proporcionan una señal de control 1761B al estimulador neural 1726, que indica los parámetros de la forma de onda de estimulación a ser ajustados. El objetivo programable 1760A proporciona una señal de control 1760B al comparador de realimentación 1752, el incremento de ganancia programable 1762A proporciona una señal de control 1762B al controlador 1753 de estimulador neural, que indica una ganancia apropiada (positiva y negativa) para incrementar o decrementar la intensidad de la estimulación resultante de los valores de estimulación para el parámetro(s) de estimulación neural. La selección de entrada dinámica programable 1758A proporciona una señal de control 1758B al controlador de estimulación neural para ajustar dinámicamente el margen objetivo para tener en cuenta otros factores tales como la actividad o el tiempo.

El circuito sensor neural 1727A recibe la circulación nerviosa percibida 1763 y, en base a la señal de control 1759B que representa el parámetro(s) deseado a ser percibido, procesa la circulación para identificar al menos un parámetro de la circulación nerviosa percibida. Varias realizaciones son capaces de percibir una amplitud de la señal, una frecuencia de la señal, un retardo de la señal, con respecto a la estimulación neural, modulación de las señales percibidas, un patrón de las señales percibidas, y varias combinaciones de las mismas. El circuito 1727A de sensor neural da salida a una señal percibida procesada 1764, indicadora de los parámetros percibidos, al comparador de realimentación 1752, el cual compara el parámetro(s) percibido recibido por la vía de la señal 1764, con el parámetro objetivo o con el margen 1760B para el parámetro(s) percibido. El resultado de la comparación se proporciona desde el comparador 1752 al controlador de estimulación neural 1753 por la vía de la señal del resultado de la realimentación 1765. El controlador 1753 recibe la señal resultado de la realimentación 1765, y entrega una señal de control de la estimulación 1766, en base a la señal del resultado de la realimentación 1765. El controlador 1753 puede también recibir otras señales de control y entregar la señal de control de estimulación 1766 usando esas otras señales de control. El estimulación neural 1726 recibe la señal de control de estimulación y controla la estimulación neural 1767 para ajustar la intensidad de la estimulación, si es lo apropiado para que converja con la circulación nerviosa deseada 1763, tal como es reflejada por la comparación de la señal percibida procesada 1764 con el objetivo 1760B. De acuerdo con varias realizaciones, el circuito estimulador 1726 incluye módulos para establecer o ajustar cualquiera, o cualquier combinación, de dos o más de las siguientes características del pulso: la amplitud del pulso de estimulación, la frecuencia del pulso de estimulación, la frecuencia de irrupción del pulso, la morfología de la onda del pulso, y la anchura del pulso. Las características del pulso de la frecuencia de irrupción ilustrada incluyen la duración de la irrupción y el ciclo de trabajo, los cuales pueden ser ajustados como parte de una característica de frecuencia de irrupción del pulso, o bien pueden ser ajustados por separado, sin referencia a la frecuencia de irrupción
uniforme.

Además del control de la señal de entrada 1765, como resultado de la realimentación, algunas realizaciones del controlador de estimulación neural 1753 reciben también una señal de entrada de control de la ganancia 1762B, usada para proporcionar la deseada señal de control de la estimulación 1766. Se hace notar que la intensidad de la señal de estimulación neural 1767 puede ser relacionada de un modo complejo con los parámetros de la señal de estimulación. En general, un aumento de la amplitud de la señal aumenta la estimulación neural. Además, hay una ventana de frecuencia que corresponde a la más alta intensidad de estimulación neural, y las frecuencias que sean más altas o más bajas que la ventana de frecuencia proporcionan menos estimulación neural. También, los lugares neurales estimulados pueden ser adaptados rápidamente a la estimulación uniforme. Por consiguiente, los ajustes en la intensidad de la estimulación pueden corresponder a una diversidad de ajustes en uno o más de la amplitud del pulso de estimulación, la frecuencia del pulso de estimulación, la frecuencia de irrupción del pulso, la duración de la irrupción del pulso, el ciclo de trabajo de la estimulación, la morfología de la onda del pulso, y la anchura del pulso. El control de ganancia ajusta el parámetro(s) de estimulación para conseguir un incremento o un decremento que se desee en la intensidad de la estimulación neural. De acuerdo con algunas realizaciones, los ajustes del parámetro son predeterminados para proporcionar los ajustes de la intensidad de la estimulación. Algunas realizaciones usan un protocolo iterativo para determinar los efectos que producen el cambio(s) de parámetro en la intensidad. Por ejemplo, de acuerdo con algunas realizaciones, la señal 1762B de control de la ganancia controla un algoritmo usado para ajustar metódicamente el parámetro(s) de estimulación de que se dispone para ajuste, comparar el resultado para determinar si la estimulación neural da produce un resultado más próximo al objetivo o más alejado del objetivo, ajustar después el parámetro(s) de estimulación de nuevo, para conseguir el incremento o decremento deseado en la respuesta neural. Los mismos parámetros, u otros parámetros diferentes, pueden ser ajustados para conseguir la convergencia en la circulación nerviosa deseada en el lugar neural percibido.

Además de la señal de entrada de control 1765, como resultado de la realimentación, algunas realizaciones del controlador de estimulación neural 1753 reciben también una señal de entrada de control dinámica usada para proporcionar la señal de control de la estimulación deseada 1766. La entrada dinámica ilustrada 1769 incluye un reloj 1770 y un circuito sensor fisiológico 1727B. El circuito sensor fisiológico ilustrado incluye un sensor del ritmo del corazón, un sensor de la actividad, un sensor de la presión, y un sensor de la impedancia. Se pueden usar otros sensores fisiológicos. La entrada dinámica 1769 hace posible el ajuste dinámico del objetivo operativo efectivo o del margen del objetivo 1760B, en base a un reloj (por ejemplo, un ritmo circadiano) y/o en base a parámetros fisiológicos. Así, por ejemplo, la entrada dinámica permite que el objetivo para la circulación nerviosa percibida sea diferente para alguien que esté haciendo ejercicio a mediodía que para quien esté durmiendo en mitad de la noche. La entrada dinámica puede ser usada en otras aplicaciones. La selección de la entrada dinámica, así como el resultado de los algoritmos de control que usan la señal de control de entrada dinámica, pueden ser programables.

Además de la señal de entrada de control 1765, como resultado de la realimentación, algunas realizaciones del controlador de estimulación neural 1753 reciben también una señal de entrada de control del resultado asociada 1768 desde el asociador 1754. El asociador ilustrado 1754 recibe una señal de control 1771 indicadora de la estimulación neural 1767 proporcionada por el estimulador neural 1716, una señal de control 1772 indicadora de la circulación nerviosa percibida, recibida en el circuito de percepción neural 1727A, y una señal de control 1772 indicadora de la señal recibida procesada 1764. El asociador proporciona unos medios para asociar la actividad neural percibida con un acontecimiento de estimulación. Por ejemplo, en varias realizaciones se usa el promedio o la correlación temporal de la señal para proporcionar la asociación de la actividad percibida con el acontecimiento de circulación.

Así, como se ha ilustrado en general en la Fig. 17, se pueden usar una serie de realizaciones del sistema de control. Una realización del sistema de control define el margen operativo del objetivo de la magnitud de respuesta evocada. Si la respuesta evocada es menor que el objetivo, se ajustan la amplitud, la frecuencia y/o la duración de la irrupción de la estimulación mediante un incremento de la ganancia. Si la respuesta evocada es mayor que el objetivo, se ajustan la amplitud, la frecuencia y/o la duración de la irrupción de la estimulación mediante un decremento de la ganancia; y si la respuesta evocada está dentro del margen objetivo, se mantienen los ajustes de la estimulación.

Una realización del sistema de control define un margen operativo del objetivo del patrón de respuesta evocado, en donde el patrón incluye al menos uno de entre un retardo, una duración y una frecuencia de la circulación nerviosa percibida. Si el retardo es mayor, o la duración menor, o la frecuencia menor, que los fijados como objetivo, se ajustan la amplitud o la frecuencia de la estimulación, o la duración de la irrupción, mediante un incremento de la ganancia. Si el retardo es menor, o la duración mayor, o la frecuencia mayor que los fijados como objetivo, se ajusta la amplitud de la estimulación o la frecuencia o la duración de la irrupción mediante un decremento de la ganancia.

Una realización del sistema de control determina dinámicamente el margen del objetivo operativo, usando un reloj o un sensor fisiológico, tal como un sensor del ritmo del corazón, un sensor de la actividad del paciente como un sensor de la presión, un sensor de la impedancia, y similares. El margen operativo y el control dinámico son programables en algunas realizaciones.

Una realización del sistema de control determina dinámicamente los ajustes de la ganancia usando un reloj o sensores fisiológicos. Las ganancias y su control dinámico son programables en algunas realizaciones.

Los terminales de estimulación y percepción pueden estar localizados para situar y/o percibir cualquier nervio periférico, tal como el nervio vago, cualquier región receptora sensorial, tal como un plexo de receptor barométrico, y ganglios del ANS, tales como una placa de grasa cardiaca o un ganglio simpático, y ramales simpáticos cardiacos. En lo que sigue se han ilustrado algunas realizaciones de configuración de terminal.

En la Fig. 18 se ha ilustrado una realización para estimular y percibir el mismo camino de nervio periférico 1874. En la realización ilustrada, se usa un lugar neural 1875 en el camino del nervio 1974 para estimular, y se usa otro lugar neural 1876 en el mismo camino del nervio 1873 para percibir la circulación nerviosa para determinar la respuesta evocada de la estimulación. El camino neural ilustrado puede ser un nervio eferente o bien un nervio aferente. La circulación nerviosa percibida puede ser usada para vigilar la eficacia de los parámetros de estimulación para reclutar circulación nerviosa y para ajustar los parámetros de estimulación para conseguir el objetivo de reclutamiento.

En la Fig. 19 se ha ilustrado una realización para estimular y percibir el mismo lugar neural. Se puede usar el mismo juego de electrodos 1977 para estimular el camino del nervio 1974 y para medir el cambio en la circulación nerviosa ambiente percibida después de la estimulación. Por ejemplo, un ramal (eferente o aferente) del circuito de reflejo, puede ser estimulado con una irrupción, y después puede ser percibido el ramal para determinar si el nivel ambiente o intrínseco de la actividad del nervio aumenta o disminuye dentro de un período de tiempo especificado, después de la estimulación. El período de tiempo especificado corresponde al tiempo del circuito de reflejo. La magnitud de la respuesta de reflejo evocada puede ser usada para determinar si es necesario aumentar o disminuir la estimulación para conseguir el objetivo de estimulación.

En la Fig. 20 se han ilustrado nervios simpáticos, eferente y aferente, y nervios parasimpáticos eferentes y aferentes, dentro del sistema nervioso autónomo (ANS). Esta ilustración es útil como referencia para las realimentaciones del sistema de control ilustrado en general en las Figs. 21A-D, 22A-D, 23A-D y 24A-D, En la Fig. 20 se ha ilustrado un sistema nervioso central CNS y los nervios que conectan el sistema nervioso central con la fisiología. Los nervios incluyen nervios simpáticos y nervios parasimpáticos. El sistema nervioso simpático está afiliado con la tensión y la "respuesta de lucha o escape" en caso de emergencia. Entre otros efectos, la "respuesta de lucha o escape" aumenta la presión sanguínea y el ritmo del c<, para aumentar el flujo de sangre a los músculos del esqueleto, y disminuye la digestión para proporcionar energía para la "lucha o escape". El sistema nervioso parasimpático está afiliado con relajación y con la "respuesta de descanso y digestión" la cual, entre otros efectos, disminuye la presión sanguínea y el ritmo del corazón y aumenta la digestión, para conservar la energía. El ANS mantiene la función interna normal y trabaja con el sistema nervioso somático. Tanto los nervios simpáticos como los parasimpáticos incluyen nervios aferentes, los cuales entregan las señales neurales hacia un centro nervioso del CNS, y nervios eferentes, los cuales entregan las señales neurales hacia fuera de un centro nervioso del CNS. La circulación nerviosa en un nervio puede efectuar la circulación nerviosa en otro nervio a través de un circuito de reflejo en la red neural (ilustrada en general como una nube fisiológica, ya que las funciones asociadas con los sistemas nerviosos simpático y parasimpático son muchas y pueden ser integradas por completo entre sí).

Los sistemas de control usan la realimentación en base a una comparación de la respuesta percibida y la respuesta perseguida (Realimentación = Percibida - Perseguida). La realimentación positiva en un sistema de control indica crecimiento exponencial y comportamiento divergente puesto que las diferencias positivas se hacen más positivas y las diferencias negativas se hacen más negativas, y la realimentación negativa en un sistema de control indica mantenimiento de equilibrio y convergencia a una meta. Así, los sistemas de control usan realimentación negativa para alcanzar una salida estable, deseada. Una representación de un amplificador de la operación con una entrada diferencial que tiene terminales positivo y negativo se ha usado en las Figs. 21A-D, 22A-D, 23A-D y 24A-D, para ilustrar la realimentación positiva y negativa desde la perspectiva del sistema de control del IMD.

En general, la estimulación de los nervios simpáticos aumenta la actividad neural simpática y disminuye o inhibe la actividad neural parasimpática, y la estimulación de los nervios parasimpáticos aumenta la actividad neural parasimpática y disminuye la actividad neural simpática. Se usa el ANS como parte del bucle de realimentación para estimuladores neurales que perciben la circulación nerviosa para control. La relación inversa entre actividad parasimpática y simpática da por resultado el uso de realimentación positiva, desde la perspectiva del sistema de control del IMD, para converger en una meta cuando se estimula uno de un nervio parasimpático y un nervio simpático, y en la percepción de la circulación nerviosa en el otro del nervio parasimpático y el nervio simpático.

En las Figs. 21A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio eferente simpático. De acuerdo con una disposición, que no forma parte del invento, en la Fig. 21A se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente simpático (OBJETIVO S.E.) con una respuesta neural percibida del nervio eferente simpático (PERCIBIDO S.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente simpático (ESTIMULACIÓN S.E.). Los nervios eferentes simpáticos percibidos y estimulados pueden ser uno mismo o diferentes nervios. Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el ESTIMULACIÓN S.E. para el nervio de vuelta al nervio PERCIBIDA S.E. Puesto que tanto el nervio estimulado como el percibido son nervios simpáticos, el controlador del IMD usa realimentación negativa, como viene representado por el terminal negativo en el amplificador. Así, la estimulación será reducida si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo. De acuerdo con una disposición que no forma parte del invento, en la Fig. 21B se compara una respuesta neural objetivo para un nervio simpático eferente (simpático (OBJETIVO S.A.) con una respuesta neural percibida del nervio aferente simpático (PERCIBIDA S.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente simpático (ESTIMULACIÓN S.A.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para la ESTIMULACIÓN S.E. de vuelta al nervio PERCIBIDA S.A. Puesto que tanto el nervio estimulado como el percibido son nervios simpáticos, el controlador del IMD usa realimentación negativa, como viene representado por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo. De acuerdo con una realización, en la Fig. 21C se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente parasimpático (OBJETIVO P.E.) con una respuesta neural percibida del nervio eferente parasimpático (PERCIBIDO P.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente simpático (ESTIMULACIÓN S.E.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN S.E. de vuelta al nervio PERCIBIDO P.E. Puesto que el nervio percibido es un nervio parasimpático y el nervio estimulado es un nervio simpático, el controlador del IMD usa realimentación positiva, como viene representada por el terminal positivo en el amplificador. Así, la estimulación será reducida si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y será aumentada si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, en comparación con el objetivo. De acuerdo con una realización, en la Fig. 21D se compara una respuesta neural objetivo para un nervio aferente parasimpático (OBJETIVO P.A.) con una respuesta neural percibida del nervio aferente parasimpático (PERCIBIDA P.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente simpático (ESTIMULACIÓN S.E.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN S.E. de vuelta al nervio PE5CIBIDA P.A. Puesto que el nervio percibido es un nervio parasimpático y el nervio estimulado es un nervio simpático, el controlador del IMD hace uso de realimentación positiva, como viene representada por el terminal positivo en el amplificador. Así, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo.

En las Figs. 22A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio aferente simpático. De acuerdo con una realización, que no forma parte del invento, en la Fig. 22A se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente simpático (OBJETIVO S.E.) con una respuesta neural detectada del nervio eferente simpático (PERCIBIDA S.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente simpático (ESTIMULACIÓN S.A.), Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN S.A. de vuelta al nervio PERCIBIDA S.E. Puesto que ambos nervios, el estimulado y el percibido, son nervios simpáticos, el controlador del IMD hace uso de realimentación negativa, como viene representado por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo. De acuerdo con una disposición, que no forma parte del invento, en la Fig. 22V se compara una respuesta neural objetivo para un nervio aferente simpático (OBJETIVO S.A.) con una respuesta neural percibida del nervio aferente simpático (PERCIBIDA S.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio aferente simpático (ESTIMULACIÓN S.A.). Los nervios aferentes simpáticos percibido y estimulado pueden ser el mismo o nervios diferentes. Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentacíón para el nervio ESTIMULACIÓN S.A., de vuelta al nervio PERCIBIDO S.A. Puesto que ambos nervios, el estimulado y el percibido, son nervios simpáticos, el controlador del IMD hace uso de realimentación negativa, como se ha representado por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, la estimulación será reducida si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y será aumentada si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo. De acuerdo con una realización, en la Fig. 22C se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente parasimpático OBJETIVO P.E.) con una respuesta neural percibida del nervio eferente parasimpático (PERCIBIDA P.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio aferente simpático ESTIMULACIÓN S.A.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación par< el nervio ESTIMULACIÓN S.A. de vuelta al nervio PERCIBIDA P.E. Puesto que el nervio percibido es un nervio parasimpático y el nervio estimulado es un nervio simpático, el controlador del IMD hace uso de realimentacíón positiva, como viene representada por el terminal positivo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo. De acuerdo con una realización, en la Fig. 22D se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente parasimpático (OBJETIVO P.A.) con una respuesta neural percibida del nervio aferente parasimpático (PERCIBIDA P.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio aferente simpático (ESTIMULACIÓN S.A.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio (ESTIMULACIÓN S.A.) de vuelta al nervio (PERCIBIDA P.A.). Puesto que el nervio percibido es un nervio parasimpático y el nervio estimulado es un nervio simpático, el controlador del IMD hace uso de realimentación positiva, como viene representada por el terminal positivo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo.

En las Figs. 23A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio aferente parasimpático. De acuerdo con una realización, en la Fig. 23A se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente simpático (OBJETIVO S.A.) con una respuesta neural percibida del nervio eferente simpático (PERCIBIDA S.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.A.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.A., de vuelta al nervio PERCIBIDA S.E. Puesto que el nervio percibido es un nervio simpático y el nervio estimulado es un nervio parasimpático, el controlador del IMD hace uso de realimentación positiva, como viene representada por el terminal positivo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo. De acuerdo con una realización, en la Fig. 23B se compara una respuesta neural de objetivo para un nervio aferente simpático (OBJETIVO S.A.) con una respuesta neural percibida del nervio aferente simpático (PERCIBIDA S.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio aferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.A.) . Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.A. de vuelta al nervio PERCIBIDA S.A. Puesto que el nervio percibido es un nervio simpático y el nervio estimulado es un nervio parasimpático, el controlador del IMD usa realimentación positiva, tal como está representada por el terminal positivo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará sí la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo. De acuerdo con una disposición, que no forma parte del invento, en la Fig. 23C se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente parasimpático (OBJETIVO P.E.) con una respuesta neural percibida del nervio eferente parasimpático (PERCIBIDA P.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio aferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.A.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.A. de vuelta al nervio PERCIBIDA P.E.. Puesto que ambos nervios, el estimulado y el percibido, son nervios parasimpáticos, el controlador del IMD hace uso de realimentación negativa, como viene representada por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo. De acuerdo con una disposición, que no forma parte del invento, en la Fig. 23D se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente parasimpático (OBJETIVO P.A.) con una segunda respuesta neural del nervio aferente parasimpático (PERCIBIDA P.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio aferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.A.). Los nervios aferentes parasimpáticos percibido y estimulado pueden ser un mismo nervio, o nervios diferentes. Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.A. de vuelta al nervio PERCIBIDA P.A. Puesto que ambos nervios, el estimulado y el percibido, son nervios parasimpáticos, el controlador del IMD hace uso de realimentación negativa, como viene representada por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, se reducirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo.

En las Figs. 24A-D se han ilustrado varias realizaciones del sistema de control para estimular un nervio eferente parasimpático. De acuerdo con una realización, en la Fig. 24A se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente simpático (OBJETIVO S.E.) con una respuesta neural percibida del nervio eferente simpático (PERCIBIDA S.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P-E.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.E. de vuelta al nervio PERCIBIDA S.E. Puesto que el nervio percibido es un nervio simpático y el nervio estimulado es un nervio parasimpático, el controlador del IMD usa realimentación positiva, como viene representado por el terminal positivo del amplificador. Por consiguiente, se disminuirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo. De acuerdo con una realización, en la Fig. 24B se compara una respuesta neural objetivo para un nervio aferente simpático (OBJETIVO S.A.) con respuesta neural percibida del nervio aferente simpático (PERCIBIDA S.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.E.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.E. de vuelta al nervio PERCIBIDA S.A... Puesto que el nervio percibido es un nervio simpático y el nervio estimulado es un nervio parasimpático, el controlador del IMD usa realimentación positiva, como viene representada por el terminal positivo en el amplificador. Por consiguiente, se disminuirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta en comparación con el objetivo. De acuerdo con una disposición, que no forma parte del invento, en la Fig. 24C se compara una respuesta neural objetivo para un nervio eferente parasimpático (OBJETIVO P.E.) con una respuesta de señal percibida del nervio eferente parasimpático (PERCIBIDA P.E.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.E.). Los nervios eferentes parasimpáticos percibido y estimulado pueden ser un mismo nervio o diferentes nervios. Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.E. de vuelta al nervio PERCIBIDA P.E... Puesto que ambos nervios, el estimulado y el percibido, son nervios parasimpáticos, el controlador del IMD hace uso de realimentación negativa, como viene representado por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, se disminuirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo. De acuerdo con una disposición, que no forma parte del invento, en la Fig. 24D se compara una respuesta neural objetivo para un nervio aferente parasimpático (OBJETIVO P.A.) con una respuesta neural percibida del nervio aferente parasimpático (PERCIBIDA P.A.) para generar una señal de estimulación para un nervio eferente parasimpático (ESTIMULACIÓN P.E.). Un circuito de reflejo, representado por la nube fisiológica, proporciona una realimentación para el nervio ESTIMULACIÓN P.E. de vuelta al nervio PERCIBIDA P.A. Puesto que ambos nervios, el estimulado y el percibido, son nervios parasimpáticos el controlador del IMD hace uso de realimentación negativa, como viene representada por el terminal negativo en el amplificador. Por consiguiente, se disminuirá la estimulación si la circulación nerviosa percibida es demasiado alta, y se aumentará si la circulación nerviosa percibida es demasiado baja en comparación con el objetivo.

En la Fig. 25 se ha ilustrado una realización de un método para ajustar la estimulación neural basado en el paráme-
tro(s) percibido. En 2580 se hace una determinación en cuanto a si el parámetro(s) percibido está dentro del margen del objetivo. El parámetro(s) percibido incluye parámetros de circulación nerviosa. En algunas realizaciones, el paráme-
tro(s) percibido incluye también parámetros de los sensores fisiológicos., Si se determina que el parámetro(s) está dentro de un margen del objetivo, se mantienen los ajustes de estimulación 2581, y el proceso retorna a 2580. Si se determina que el parámetro(s) está fuera de un margen del objetivo, el proceso pasa a 2582 para cambiar la estimulación neural en al menos un incremento o un decremento de la ganancia, dependiendo de la disposición, para mover el parámetro(s) percibido hacia el objetivo. Varias realizaciones proporcionan otros márgenes por encima y/o por debajo del margen del objetivo; varias realizaciones proporcionan un sub margen del objetivo dentro del margen del objetivo, y varias realizaciones proporcionan además una serie de otros sub márgenes por encima y/o por debajo del sub margen del objetivo; varias realizaciones proporcionan un sub-sub margen del objetivo dentro de un sub margen del objetivo, y varias realizaciones proporcionan además otros sub-sub márgenes por encima y/o por debajo del sub-sub margen del objetivo. Se pueden usar varios protocolos de ajuste de la estimulación, dependiendo del margen, del sub margen y del sub-sub margen. Así, por ejemplo, se pueden hacer grandes ajustes ajustando para ello un parámetro (por ejemplo, la frecuencia) de la señal de estimulación, y se pueden hacer ajustes- más pequeños ajustando otro parámetro (por ejemplo, la amplitud) de una señal de estimulación.

Un ejemplo de una aplicación es un IMD para controlar la presión sanguínea periférica (hipertensión), En una realización, se estimula la actividad del receptor barométrico y se percibe usando los mismos electrodos. Los receptores barométricos pueden ser estimulados durante un ciclo cardiaco, y ser percibidos durante otro ciclo cardiaco (por ejemplo, el ciclo cardiaco que sigue inmediatamente al ciclo en el que tuvo lugar la estimulación). Se usa control de realimentacíón negativa. En otra realización, un nervio vago o una placa de grasa cardiaca pueden ser estimulados en un primer lugar, y la actividad del receptor barométrico puede ser registrada en un segundo lugar, Se usa también el control de realimentacíón negativa para esta realización, puesto que el nervio vago, la placa de grasa cardiaca, y los receptores barométricos son todos lugares parasimpáticos.

Otro ejemplo de una aplicación es un IMD para tratar la disautonomía (presión sanguínea baja y que varía anormalmente). Una realización percibe actividad del receptor barométrico en un lugar y estimula un ramal de nervio simpático cardiaco en otro lugar. Se usa control de realimentación positiva, ya que los receptores barométricos son lugares parasimpáticos y el ramal de nervio simpático cardiaco es un lugar simpático.

Otro ejemplo de una aplicación es un IMD para tratar el infarto de miocardio, la angina de pecho, y/o el fallo del corazón. Una realización estimula y percibe_respuestas eferentes o aferentes evocadas en el nervio vago en dos lugares. La estimulación y la percepción pueden ser estimulación rostral y percepción caudal, o bien estimulación caudal y percepción rostral. Se usa control de realimentacíón negativa para obtener un nivel de objetivo de la circulación nerviosa evocada. Una realización simula el nervio vago y percibe la circulación nerviosa simpática. Puesto que el nervio vago es un lugar parasimpático, se usa control de realimentación positiva para obtener un nivel de objetivo de la actividad del nervio simpático.

Quienes posean los conocimientos corrientes de la técnica comprenderán que, los módulos y otros circuitos aquí representados y descritos pueden ser implementados usando software, equipo físico, y combinaciones de software y equipo físico. Como tal, el término módulo está destinado a abarcar implementaciones de software, implementaciones de equipo físico, e implementaciones de software y equipo físico.

Los métodos ilustrados en esta exposición no están destinados a ser excluyentes de otros métodos, dentro del alcance en la materia de la que aquí se trata. Quienes posean los conocimientos corrientes de la técnica comprenderán, tras la lectura y la comprensión de esta exposición, otros métodos que están dentro del alcance en la materia de la que aquí se trata. Las realizaciones antes identificadas, y partes de las realizaciones ilustradas, no son necesariamente mutuamente excluyentes. Esas realizaciones, o partes de las mismas, pueden combinarse. Por ejemplo, varias realizaciones combinan dos o más de los procesos ilustrados. Dos o más parámetros percibidos pueden ser combinados en un parámetro compuesto usado para proporcionar una estimulación neural (NS) deseada, o bien una terapia anti hipertensión (AHT). En varias realizaciones, los métodos antes proporcionados son implementados como una señal de datos del ordenador incorporada en una onda portadora o señal propagada, que representa una secuencia de instrucciones las cuales, cuando son ejecutadas por un procesador, hacen que el procesador ejecute el respectivo método. En varias realizaciones, los métodos proporcionados en 1 o que antecede son implementados como un conjunto de instrucciones contenidas en un medio accesible por ordenador, capaz de dirigir a un procesador para que ejecute el método respectivo. En varias realizaciones, el medio es un medio magnético, un medio electrónico, o un medio óptico.

Aunque aquí se han ilustrado y descrito realizaciones específicas, apreciarán quienes posean los conocimientos corrientes de la técnica que la realización específica representada puede ser sustituida por cualquier disposición que se calcule para conseguir el mismo fin. Esta solicitud está destinada a cubrir las adaptaciones o las variaciones en la materia de la que aquí se trata. Ha de quedar entendido que la descripción hecha en lo que antecede está destinada a ser ilustrativa y no restrictiva. Para quienes sean expertos en la técnica, resultarán evidentes combinaciones de las antes citadas realizaciones, así como combinaciones de partes de las antes citadas realizaciones, tras la revisión de la descripción que se ha hecho en lo que antecede. El alcance en la materia de la que aquí se trata deberá quedar determinado con referencia a las reivindicaciones que se acompañan, juntamente con todo el alcance de sus equivalentes para los cuales están autorizadas tales reivindicaciones.

Claims (33)

1. Un dispositivo para entregar una terapia por estimulación neural de bucle cerrado a un objetivo neural deseado en un sistema nervioso autónomo (ANS)para converger sobre una respuesta neural deseada en un lugar de percepción neural en el ANS, en que el ANS incluye un circuito de reflejo que comprende:

un generador de pulsos adaptado para proporcionar una señal de estimulación neural para estimular el objetivo neural deseado;

un módulo de procesado de la señal adaptado para recibir y procesar una señal de circulación nerviosa representativa de la actividad del nervio percibido en el lugar de percepción neural; y

un controlador conectado al generador de pulsos y al módulo de procesado de la señal

con lo que:

la terapia de estimulación neural estimula el objetivo neural deseado y afecta a la circulación nerviosa en el lugar de percepción neural a través del circuito de reflejo del ANS;

el módulo de procesado de la señal está adaptado para recibir y procesar la señal de circulación nerviosa, convirtiéndola en una señal indicadora de una respuesta neural de reflejo detectada para estimular el objetivo neural; y

el controlador está adaptado para ajustar al menos un parámetro de estimulación de la señal de estimulación neural, basado en la respuesta neural de reflejo detectada para hacer que la respuesta neural de reflejo detectada converja en la respuesta neural deseada a la señal de estimulación neural en que el control incluye:

un objetivo programado para la señal indicadora de la respuesta de reflejo detectada;

un comparador de realimentación configurado para recibir la señal indicadora de la respuesta de reflejo detectada procedente del módulo de procesado de la señal, comparar la señal indicadora de la respuesta de reflejo detectada con el objetivo programado, y generar una señal de realimentación para uso para controlar la terapia de estimulación neural de bucle cerrado; y

un controlador neural adaptado para recibir la señal de realimentación y generar una señal de control de estimulación usando la señal de realimentación para ajustar el al menos un parámetro de estimulación para hacer que la respuesta neural de reflejo detectada converja en la respuesta neural deseada;

en que el objetivo neural deseado es un lugar de estimulación neural parasimpático, y el lugar de percepción neural es un lugar de percepción neural simpático, estando adaptado el controlador para ajustar en al menos un parámetro de la señal de la estimulación neural para converger sobre la respuesta neural deseada en el lugar de percepción neural simpático, o bien reducir la estimulación si la señal de circulación nerviosa es demasiado baja, y aumentar la estimulación sí la señal de circulación nerviosa es demasiado alta, en que el objetivo neural deseado es un lugar de estimulación neural simpático, y el lugar de percepción neural es un lugar de percepción neural parasimpático, estando adaptado el controlador neural para ajustar el al menos un parámetro de la señal de estimulación neural para converger sobre la circulación nerviosa percibida deseada en el lugar de percepción neural parasimpático reduciendo la estimulación si la señal de circulación nerviosa es demasiado baja y aumentando la estimulación si la señal de circulación nerviosa es demasiado alta.

2. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que la señal indicadora de la respuesta neural de reflejo detectada incluye una señal indicadora de un patrón de circulación nerviosa.

3. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que la señal indicadora de la respuesta neural de reflejo detectada incluye una señal indicadora de la intensidad de la circulación nerviosa.

4. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que la señal indicadora de la respuesta neural de reflejo detectada incluye una señal indicadora de un patrón de circulación nerviosa y de la intensidad de la circulación nerviosa.

5. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el módulo de procesado de la señal está adaptado para implementar un algoritmo de reducción del ruido, para identificar las características de la señal de la circulación nerviosa.

6. El dispositivo según la reivindicación 5, en el que el algoritmo de reducción del ruido incluye una transformación en onda pequeña.

7. El dispositivo según la reivindicación 5, en el que el algoritmo de reducción del ruido identifica un patrón y una intensidad de la señal de circulación nerviosa.

8. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el módulo de procesado de la señal incluye un amplificador y un filtro adaptados para procesar y vigilar la circulación nerviosa.

9. El dispositivo según la reivindicación 8, en el que el amplificador incluye un amplificador con una ganancia de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 99.000.

10. El dispositivo según la reivindicación 9, en el que el filtro incluye un filtro de paso de banda para dar paso a las frecuencias comprendidas en un margen desde aproximadamente 30 Hz hasta aproximadamente 3.000 Hz.

11. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador está adaptado para implementar el protocolo de estimulación neural para ajustar la duración de la señal de estimulación neural.

12. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador está adaptado para implementar el protocolo de estimulación neural para ajustar una frecuencia para la señal de estimulación neural.

13. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador está adaptado para implementar el protocolo de estimulación neural para ajustar la amplitud de la señal de estimulación neural.

14. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador está adaptado para implementar el protocolo de estimulación neural para ajustar dos o más parámetros de la señal de estimulación neural, siendo seleccionados los dos o más parámetros de un grupo de parámetros consistente en una duración de la señal de estimulación neural, una frecuencia de la señal de estimulación neural y una amplitud de la señal de estimulación neural.

15. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el objetivo neural deseado y el lugar de percepción neural son un mismo lugar neural, y el controlador está adaptado para aplicar la señal de estimulación neural y además percibir la señal de circulación nerviosa dentro de un periodo especificado después de la estimulación del primer lugar.

16. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el lugar de percepción neural es un primer lugar en un camino neural, y el objetivo neural deseado es un segundo lugar en el camino neural.

17. El dispositivo según la reivindicación 1, que comprende:

al menos un primer puerto adaptado para conectar un primer terminal y un segundo puerto adaptado para conectar un segundo terminal, en que:

el generador de pulsos está conectado a al menos el primer puerto y adaptado para proporcionar una primera señal de estimulación neural en el primer terminal;

el módulo de procesado de la señal está adaptado para recibir y procesar una señal de circulación nerviosa procedente del segundo terminal convirtiéndola en una señal indicadora de una respuesta neural de reflejo detectada para estimular el objetivo neural en un electrodo del segundo terminal; y

el controlador está adaptado para ajustar al menos un parámetro de estimulación de la primera señal de estimulación neural en base a la respuesta neural de reflejo detectada en el electrodo del segundo terminal, para hacer que la respuesta neural de reflejo detectada converja en la respuesta neural deseada a la primera señal de estimulación neural.

18. El dispositivo según la reivindicación 17, en el que:

el generador de pulsos está además conectado al segundo puerto y adaptado para proporcionar una segunda estimulación neural en el segundo terminal;

el módulo de procesado de la señal está además conectado al primer puerto y adaptado para recibir y procesar una señal de circulación nerviosa procedente del primer terminal convirtiéndola en una segunda señal indicadora de la circulación nerviosa en un electrodo del segundo terminal; y

el controlador está adaptado para proporcionar la segunda señal de estimulación neural con parámetros de estimulación neural deseados basados en la segunda señal indicadora de la circulación nerviosa.

19. El dispositivo según la reivindicación 17, en el que la circulación nerviosa incluye circulación nerviosa en un lugar de nervio aferente, y el controlador está adaptado para proporcionar la primera señal de estimulación neural con los parámetros deseados para un lugar de nervio eferente basada en la primera señal indicadora de la circulación nerviosa en el lugar del nervio aferente.

20. El dispositivo según la reivindicación 17, en el que la circulación nerviosa incluye circulación nerviosa en un primer camino neural, y el controlador está adaptado para proporcionar la primera señal de estimulación neural con los parámetros deseados, para un segundo camino neural basado en la primera señal indicadora de la circulación nerviosa en el primer camino neural.

21. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que:

el módulo de procesado de la señal incluye medios para identificar al menos una característica de la señal de circulación nerviosa; y

el controlador está adaptado para ajustar el al menos un parámetro de estimulación en base a la al menos una característica de la señal de circulación nerviosa.

22. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el lugar de estimulación neural parasimpático incluye un lugar del nervio vago.

23. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el lugar de estimulación neural parasimpático incluye un lugar de receptor barométrico y el lugar de percepción neural simpático incluye un ramal de nervio simpático cardiaco.

24. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el lugar de estimulación neural simpático incluye un ramal de nervio simpático cardiaco, y el lugar de percepción neural parasimpático incluye un lugar de receptor barométrico.

25. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador neural está configurado para recibir una señal de control de entrada dinámica para ajustar el objetivo.

26. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador neural está configurado para recibir una señal de control de entrada de ganancia, para incrementar y decrementar la ganancia para una intensidad de la estimulación neural en base a la señal de control de realimentación.

27. El dispositivo según la reivindicación 26, en el que el controlador neural está configurado para recibir una señal, de control de entrada dinámica para ajustar la ganancia.

28. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador neural está configurado para recibir una señal de control de entrada asociada, para asociar la actividad neural percibida a un acontecimiento de estimulación neural.

29. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador neural está configurado para asociar la actividad neural percibida a un acontecimiento de estimulación neural, usando una señal de control de entrada asociada para verificar una relación causal entre la actividad neural detectada y estimulada, para recibir una señal de control de entrada de la ganancia para incrementar y decrementar la ganancia para una intensidad de la estimulación neural en base a la señal de control de realimentación, y para recibir una señal de control de entrada dinámica para ajustar un objetivo para la circulación nerviosa percibida y para ajustar la ganancia.

30. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el lugar de estimulación neural es un camino neural y el lugar de percepción neural es en el mismo camino neural.

31. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el lugar de estimulación neural es el lugar de percepción neural.

32. El dispositivo según la reivindicación 1, que comprende además un módulo de entrada dinámica para producir una señal de control dinámica basada en al menos uno del parámetro detectado fisiológico y una señal de tiempo, comprendiendo además el controlador un asociador para producir una señal de control del resultado asociada, que verifique una relación causal entre la actividad neural detectada y la estimulada, estando adaptado el controlado neural para recibir la señal de control dinámica y la señal del resultado asociada y generar la señal de control de estimulación usando la señal de realimentación, la señal de control dinámica y la señal de resultado asociada.

33. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el controlador incluye la memoria adaptada para almacenar los parámetros programables relacionados con la percepción de la circulación nerviosa, la provisión de estimulación neural y la generación de la señal de control dinámica.