具有低电量警示的前庭植入物系统

摘要

描述了一种前庭植入物系统，该前庭植入物系统包括可植入前庭刺激器，该可植入前庭刺激器提供前庭刺激信号，以电刺激被患者前庭感觉的目标神经组织。当给定警报条件发生时，患者警告警报进程就更改刺激信号以改变患者的前庭感觉，由此向患者警告该警报条件。

说明书

相关申请的交叉引用

该申请要求2011年6月20日提交的美国临时专利申请61/498,760 的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及可植入刺激系统，并且更具体地涉及一种具有低电量 警示功能的前庭植入物系统。

背景技术

如图1中所示，正常耳朵引导来自外耳廓101的声音通过大致圆 柱形的耳道110，以使鼓膜102（耳膜）振动。鼓膜102使中耳103的 骨骼（锤骨、砧骨和镫骨）移动，这些骨骼使耳蜗104振动，耳蜗继 而起换能器的作用，以向大脑产生被解释为声音的电脉冲。

另外，内耳也包括平衡感测前庭系统，其包括前庭迷路、其三个 互连并且互相垂直的半规管：上半规管106；后半规管107；和水平半 规管108（以及内耳的椭圆囊和球囊内的耳石器官116）。前庭迷路的 半规管和耳石包括粘性内淋巴液117中的毛细胞118，以感测头部取向 和头部移动，由此激活前庭神经纤维119，该神经纤维将电平衡信号发 送给大脑105。

在一些人体内，前庭系统受损或受伤。这种前庭机能障碍可能导 致平衡问题，诸如不稳定、眩晕和视觉不稳定。在日常生活中，这可 能是显著缺陷。为了处理这些问题，前庭系统的电刺激能够帮助恢复 平衡功能，并且前庭植入物当前正在发展，以提供这种人工平衡信号。

图1也示出诸如美国专利申请61/366,345（在此通过引用并入） 中描述的前庭植入物系统的一些组件。外部处理器111处理外部运动信 号（来自未示出的一个或多个传感器），以产生前庭刺激信号。外部发 射器线圈112通过皮肤将刺激信号耦合至植入的接收器线圈113。然后， 植入的前庭刺激器114通过电极引线109将刺激信号传递至前庭刺激 器电极115，该刺激器电极115电刺激目标神经组织，诸如半规管106、 107、108，一个或两个耳石器官，和/或前庭神经105，或者被患者前 庭感觉为平衡信号的神经节。

前庭植入物系统的一个挑战在于系统所需的相对大量功率。基于 陀螺的运动传感器具有相对高的能量消耗，并且这需要处于前庭植入 物系统的植入部分中或外部部分中的相对大的电池，和/或相对频繁的 电池再充电循环。时常将需要当激活前庭植入物时开启电刺激，和当 系统关闭（例如，当电池耗尽时）时结束电刺激。两者都是有挑战性 的情况，因为电刺激模式的各自变化可能导致严重的患者不适（例如， 眩晕）。诸如电刺激模式的变化的特定情况也可能潜在地有危险性；例 如，当患者正在驾驶汽车时，对前庭器官的电刺激突然停止，尤其是 当这意料之外地发生时如此。因而，在电池停止起作用并且前庭系统 的电刺激关闭之前提前警告患者很重要。

发明内容

本发明的实施例针对一种前庭植入物系统，和操作这种系统的对 应方法。可植入前庭刺激器提供前庭刺激信号，以电刺激被患者前庭 感觉的目标神经组织。当给定警报条件发生时，患者警告警报进程更 改刺激信号以改变患者的前庭感觉，由此向患者警告该警报条件。

在进一步的具体实施例中，警报条件可预示系统的操作功能性的 变化，由此，更改的刺激信号向患者警告该变化。例如，操作功能性 的变化可包括系统的操作功能性的降低、和/或系统的操作功能性的终 止。

警报条件可包括低电量条件，和/或降低或失去与系统的外部部分 的连接。可能存在多种不同的警报条件，使得警报进程对每种不同的 警报条件，以不同的独特方式来更改刺激信号。警报进程可将刺激信 号更改为恒定起搏模式，而与感觉输入无关。另外或作为替换方式， 警报进程可短时段更改刺激信号以向患者警告该警报条件，然后转换 回以允许不更改的刺激信号。在这种布置中，多次重复短时段的更改 可能有用。并且警报进程可在该短时段的更改期间终止刺激信号。

本发明的实施例也针对另一种前庭植入物系统，和操作这种系统 的对应方法。可植入前庭刺激器提供前庭刺激信号，以电刺激被患者 前庭感觉的目标神经组织。当发生给定警报条件时，患者警报进程就 激活独立于刺激信号的分离感觉通道上的患者警报信号，以向患者警 告该警报条件。

在进一步这种实施例中，警报条件可预示系统的操作功能性的变 化，由此，警报系统向患者警告该变化。例如，操作功能性的变化可 包括系统的操作功能性的降低、或系统的操作功能性的终止。警报条 件可包括低电量条件，或降低或失去与系统的外部部分的连接。可有 多种不同的警报条件，使得对于各种警报条件有不同的独特患者警报 信号。可经由患者的其他感觉系统而非前庭器官来路由患者警报信号。 警报信号可以是振动信号、听觉信号、视觉信号或电刺激信号。能够 由前庭植入系统的外部佩戴单元和/或由其可植入单元引发警报信号。

通过如由独立权利要求1和14要求的主旨解决本发明的这些目 标。本发明的各种实施例是从属权利要求的主题。

附图说明

图1示出人耳中的、包括前庭植入物系统的一个具体实施例的各 种解剖学结构。

具体实施方式

本发明的实施例针对一种前庭植入物系统的患者警告警报，其向 患者警告一个或多个警报条件，诸如低电池功率。可获得各种特定机 制，其中一些由患者私用，并且其它的是公共的，并且也能够由患者 附近的人有意识别。

例如，能够在可植入前庭刺激器114中实现私人患者警告布置， 可植入前庭刺激器114提供前庭刺激信号，以电刺激半规管（106、107、 108）的目标神经组织和/或被患者前庭感觉的耳石器官116。然后，当 给定警报条件发生时，患者警告警报进程（例如，在前庭刺激器114 内运行的软件进程）就更改刺激信号以改变患者的前庭感觉，由此向 患者警告该警报条件。

例如，警报条件可包括低电量条件，和/或降低或失去与系统的外 部部分的连接。另一警报条件可预示系统的操作功能性的变化，诸如 系统的操作功能性的降低、和/或系统的操作功能性的终止，由此更改 的刺激信号向患者警告该变化。因而，在一些实施例中，可能存在多 种不同的警报条件，使得警报进程对各种不同的警报条件，以不同的 独特方式来更改刺激信号。

警报进程可将前庭刺激器114的刺激信号更改为独立于感觉输入 的恒定起搏模式。另外或作为替换方式，警报进程可短时段更改来自 前庭刺激器114的刺激信号以向患者警告该警报条件，然后转换回以 允许不更改的刺激信号。在这种布置中，多次重复短时段的更改可能 有用。并且警报进程可在该短时段的更改期间终止来自前庭刺激器114 的刺激信号。

能够在可植入前庭刺激器114中实现私人患者警告布置，可植入 前庭刺激器114提供前庭刺激信号，以电刺激半规管（106、107、108） 的目标神经组织和/或被患者前庭感觉的耳石器官116。然后，当发生 给定警报条件时，患者警报进程（例如，在前庭刺激器114内运行的 软件进程）就激活独立于刺激信号在分离感觉通道上的患者警告信号， 以向患者警告该警报条件。例如，警报条件可包括低电量条件，和/或 降低或失去与系统的外部部分的连接。另一警报条件可预示系统的操 作功能性的变化，诸如系统的操作功能性的降低、和/或系统的操作功 能性的终止，由此更改的刺激信号向患者警告该变化。因而，在一些 实施例中，可能存在多种不同的警报条件，使得对于各种警报条件， 警告进程可能以不同的独特方式来更改刺激信号。患者警报信号可以 是振动信号、听觉信号、视觉信号或电刺激信号。

在上文中，对前庭植入物系统的引用应当被广义地理解为包括提 供影像平衡感测系统的刺激信号的所有可植入布置。具体地，这种布 置可能包括或者可能不包括内部或外部运动传感器。例如，无运动感 测信号的前庭植入物系统可能对于涉及美尼尔氏病的治疗有用，并且 可被称为美尼尔氏植入物。并且前庭植入物布置也可与其它相关可植 入系统集成在一起，诸如中耳植入物、耳蜗植入物、骨传导植入物、 听性脑干植入物，等等。并且刺激信号可通过下列装置发生：即当前 耳蜗植入物技术中通常使用的电装置；光学装置（例如，美国专利 7,488,341和美国专利申请12/368,548中公开的；通过引用将两者合并 于此）；机械装置（例如，如美国专利申请11/193,034中公开的，通 过引用将其合并于此），和/或不同类型的刺激信号的某种组合。并且 可以组合以所描述的变体中的任何变体的具体警报信号和警报条件。

可以部分地用任何常规计算机编程语言来实现本发明的实施例。 例如，可以用程序化程序语言（例如，“C”）、或者面向对象编程语 言（例如，“C++”、Python）来实现优选实施例。本发明的可替换实 施例可被实现为预编程硬件元件、其他相关组件或硬件和软件组件的 组合。

实施例可以部分地被实现为用于与计算机系统一起使用的计算机 程序产品。这种实现可包括被固定在有形媒体上的一系列计算机指令， 诸如计算机可读媒体（例如，磁盘、CD-ROM、ROM或硬盘）上，或 者可经由调制解调器或诸如通过介质连接至网络的通信适配器的其他 接口装置传输至计算机系统。该介质可以为有形介质（例如，光或模 拟通信线路），或者利用无线技术（例如，微波、红外或其他传输技 术）实现的介质。该系列的计算机指令具体化为上文关于该系统所述 的所有或部分功能性。本领域技术人员应理解，可以用用于和许多计 算机架构或操作系统一起使用的许多编程语言写出这种计算机指令。 此外，可将这种指令存储在任何存储器设备中，诸如半导体，磁、光 或其他存储装置，并且可使用任何通信技术传输这种指令，诸如光、 红外、微波或其它传输技术。预期这种计算机程序产品可作为具有附 加打印或电子文档（例如，套装软件）的可移动介质分发，利用计算 机系统（例如，在系统ROM或固定盘上）预载，或者通过网络（例如， 因特网或万维网）从服务器或电子公告板分发。

虽然已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对于本领域技 术人员应显而易见的是，不偏离本发明的真正范围的情况下，能够做 出将实现本发明一些优点的各种变化和修改。