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特表2024-508722性障害の機能回復および治療のための電気刺激システムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-28
(54)【発明の名称】性障害の機能回復および治療のための電気刺激システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
A61N 1/36 20060101AFI20240220BHJP
A61N 1/05 20060101ALI20240220BHJP
【ＦＩ】
A61N1/36
A61N1/05
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023548722
(86)(22)【出願日】2022-02-08
(85)【翻訳文提出日】2023-09-13
(86)【国際出願番号】 IB2022051127
(87)【国際公開番号】W WO2022172157
(87)【国際公開日】2022-08-18
(31)【優先権主張番号】17/174,021
(32)【優先日】2021-02-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/174,033
(32)【優先日】2021-02-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/450,392
(32)【優先日】2021-10-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523303839
【氏名又は名称】コンフィア エスアー
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】フラガ ダ シルバ， ロドリゴ アロジョ
(72)【発明者】
【氏名】ステルジオプロ， ニコラオ
(72)【発明者】
【氏名】ストゥーニー， ミカエル ニル
(72)【発明者】
【氏名】ジョゼフ， フィオナ
【テーマコード（参考）】
4C053
【Ｆターム（参考）】
4C053CC10
4C053JJ02
4C053JJ03
4C053JJ04
4C053JJ13
4C053JJ25
(57)【要約】
プログラマブルコントローラと刺激回路と一対の可撓性パドル上に配置された電極のアレイとに結合された刺激ユニットを有する埋め込み可能刺激システムが、少なくとも１つの骨盤（例えば、海綿）神経を選択的に刺激するために提供される。プログラマブルコントローラは、一連の方向性電流流動を伴う電極アレイを選択的に走査し、神経を刺激することにおいて使用するための電極選択を最適化する励起電極ルーチンを起動するように事前にプログラムされる。埋め込み可能刺激システムは、第１のモードに対応する迅速な勃起性応答を誘発するための第１の刺激パルスシーケンス、海綿神経内の神経伝達を機能回復させるための第２の神経機能回復刺激モード、陰茎線維症を減らすための第３の陰茎機能回復モード、および／または下部尿路を制御する神経内の神経伝達を機能回復させるための第４の膀胱神経機能回復モードを起動するようにプログラムされ得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
勃起性機能不全を治療するための埋め込み可能システムであって、前記システムは、電極のアレイを有する可撓性パドルと、
刺激回路とマイクロプロセッサとメモリとを備えているプログラマブルコントローラと
を備え、
前記刺激回路は、前記アレイに動作可能に結合され、前記マイクロプロセッサは、
前記アレイの第１の電極対を選択的に活性化し、それらの間に第１の方向における第１の電流流動を生成することを前記刺激回路に行わせることであって、前記第１の電流流動は、海綿神経を刺激し、第１の勃起性応答を誘い出すように構成されている、ことと、
前記アレイの第２の電極対を選択的に活性化し、それらの間に第２の方向における第２の電流流動を生成することを前記刺激回路に行わせることであって、前記第２の方向は、前記第１の方向と異なり、前記第２の電流流動は、前記海綿神経を刺激し、第２の勃起性応答を誘い出すように構成されている、ことと、
前記第１の勃起性応答または前記第２の勃起性応答のいずれかを第１の好ましい勃起性応答として識別することと、
前記海綿神経の後続の刺激のための好ましい電流方向として、前記第１の方向または前記第２の方向のいずれかの識別を記憶することと
を行うための前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するように構成されている、埋め込み可能システム。
【請求項2】
前記プログラムされた命令は、前記プログラマブルコントローラに関連付けられたセンサシステムによって発生させられた入力に応答して、前記第１の勃起性応答または前記第２の勃起性応答のいずれかを前記第１の好ましい勃起性応答として識別する、請求項１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項3】
前記プログラムされた命令は、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、前記第１の勃起性応答または前記第２の勃起性応答のいずれかを前記第１の好ましい勃起性応答として識別する、請求項１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項4】
前記電極のアレイは、第１の領域と第２の領域とを備え、前記マイクロプロセッサは、前記好ましい電流方向を伴う前記第１の領域内の電極を選択的に活性化し、第３の勃起性応答を発生させることを前記刺激回路に行わせることと、
前記好ましい電流方向を伴う前記第２の領域内の電極を選択的に活性化し、第４の勃起性応答を発生させることを前記刺激回路に行わせることと、
前記第３の勃起性応答または前記第４の勃起性応答のいずれかを第２の好ましい勃起性応答として識別することと、
好ましい領域として、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの識別を記憶することと
を行うための前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するようにさらに構成されている、請求項１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項5】
前記プログラムされた命令は、前記プログラマブルコントローラに関連付けられたセンサシステムによって発生させられた入力に応答して、前記第３の勃起性応答または前記第４の勃起性応答のいずれかを第２の好ましい勃起性応答として識別する、請求項４に記載の埋め込み可能システム。
【請求項6】
前記プログラムされた命令は、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、前記第３の勃起性応答または前記第４の勃起性応答のいずれかを第２の好ましい勃起性応答として識別する、請求項４に記載の埋め込み可能システム。
【請求項7】
前記マイクロプロセッサは、前記好ましい電流方向を伴う前記好ましい領域内の電極のサブセットを順次活性化し、一連の勃起性応答を誘い出すことを前記刺激回路に行わせることと、
好ましい勃起性応答を前記一連の勃起性応答の中から識別することと、
前記海綿神経の後続の刺激のための好ましい励起電極の組として、前記好ましい領域内の少なくとも１つの電極のサブセットの識別を記憶することと
を行うための前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するようにさらに構成されている、請求項４に記載の埋め込み可能システム。
【請求項8】
前記プログラムされた命令は、前記プログラマブルコントローラに関連付けられたセンサシステムによって発生させられた入力に応答して、前記好ましい勃起性応答を前記一連の勃起性応答の中から識別する、請求項７に記載の埋め込み可能システム。
【請求項9】
前記プログラムされた命令は、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、前記好ましい勃起性応答を前記一連の勃起性応答の中から識別する、請求項７に記載の埋め込み可能システム。
【請求項10】
前記マイクロプロセッサは、前記好ましい電流方向において、一連の刺激パラメータを用いて前記好ましい励起電極の組を選択的に活性化し、さらなる一連の勃起性応答を誘い出すことを前記刺激回路に行わせることと、
最適応答を前記一連のさらなる勃起性応答の中から識別することと、
好ましい刺激パラメータとして、前記最適応答を誘い出す前記刺激パラメータを記憶することと
を行うための前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するようにさらに構成されている、請求項７に記載の埋め込み可能システム。
【請求項11】
前記プログラムされた命令は、前記プログラマブルコントローラに関連付けられたセンサシステムによって発生させられた入力に応答して、前記最適応答を前記一連のさらなる勃起性応答の中から識別する、請求項１０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項12】
前記プログラムされた命令は、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、前記最適応答を前記一連のさらなる勃起性応答の中から識別する、請求項１０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項13】
前記好ましい刺激パラメータを記憶している前記プログラムされた命令は、迅速な勃起性応答を誘い出す刺激パラメータを記憶している、請求項１０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項14】
前記好ましい刺激パラメータを記憶している前記プログラムされた命令は、前記海綿神経を介した神経伝達を機能回復させる刺激パラメータを記憶している、請求項１０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項15】
前記好ましい電流方向、前記好ましい領域、前記好ましい励起電極の組、および前記好ましい刺激パラメータを決定する前記プログラムされた命令は、前記埋め込み可能システムが埋め込まれた後、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラからのコマンドに応答して、周期的に実行されるように構成されている、請求項１０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項16】
前記プログラマブルコントローラは、機械学習または人工知能のうちの少なくとも１つを使用して、前記好ましい刺激パラメータを調節するように構成されている、請求項１０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項17】
前記プログラマブルコントローラは、外部患者コントローラから受信されたコマンドに応答して、前記刺激回路を活性化し、迅速な勃起性応答を誘い出す前記刺激パラメータを適用するように構成されている、請求項１３に記載の埋め込み可能システム。
【請求項18】
前記プログラマブルコントローラは、少なくとも１日１回、前記刺激回路を自動的に活性化し、神経伝達を機能回復させる前記刺激パラメータを適用するように構成されている、請求項１４に記載の埋め込み可能システム。
【請求項19】
前記可撓性パドルは、腹腔鏡下外科手術を介して前記骨盤神経叢に埋め込まれるように構成されている、請求項１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項20】
前記可撓性パドルは、半球形状を有し、電極のアレイは、少なくとも２つの電極行と少なくとも２つの電極列とを備えている、請求項１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項21】
前記第２の電流流動の前記第２の方向は、前記第１の電流流動の前記第１の方向に対して斜めである、請求項１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項22】
勃起性機能不全を治療する方法であって、前記方法は、骨盤神経叢に隣接し、かつ海綿神経に近い第１の位置に可撓性パドルを設置することであって、前記可撓性パドルは、電極のアレイを有する、ことと、
プログラマブルコントローラを用いて、前記アレイの第１の電極対を選択的に活性化し、第１の勃起性応答を誘い出す第１の方向における電流流動を用いて、前記海綿神経を刺激することと、
前記プログラマブルコントローラを用いて、前記アレイの第２の電極対を選択的に活性化し、第２の勃起性応答を誘い出す第２の方向における電流流動を用いて、前記海綿神経を刺激することと、
前記第１の勃起性応答と前記第２の勃起性応答を比較し、好ましい勃起性応答を決定することと、
前記プログラマブルコントローラを用いたさらなる刺激の印加のための好ましい電流方向として、前記第１の方向または前記第２の方向のいずれかを前記プログラマブルコントローラに記憶することと
を含む、方法。
【請求項23】
電極のアレイは、第１の領域と第２の領域とを含み、前記方法は、前記プログラマブルコントローラを用いて、前記好ましい電流方向を伴う前記第１の領域内の電極を選択的に活性化し、第３の勃起性応答を発生させることと、
前記プログラマブルコントローラを用いて、前記好ましい電流方向を伴う前記第２の領域内の電極を選択的に活性化し、第４の勃起性応答を発生させることと、
前記第３の勃起性応答と前記第４の勃起性応答を比較し、第２の好ましい勃起性応答を決定することと、
前記プログラマブルコントローラを用いたさらなる刺激の印加のための好ましい領域として、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかを前記プログラマブルコントローラに記憶することと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記プログラマブルコントローラを用いて、前記好ましい電流方向を伴う前記好ましい領域内の電極のサブセットを順次活性化し、一連の勃起性応答を誘い出すことと、好ましい勃起性応答を前記一連の勃起性応答の中から識別することと、
前記プログラマブルコントローラを用いたさらなる刺激の印加のために、前記好ましい領域内の少なくとも１つの電極のサブセットの識別を前記プログラマブルコントローラに記憶することと
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記プログラマブルコントローラを用いて、一連の刺激パラメータを用いて前記好ましい電流方向における電極のサブセットを選択的に活性化し、一連の勃起性応答を誘い出すことと、最適応答を前記一連の勃起性応答の中から識別することと、
前記プログラマブルコントローラを用いたさらなる刺激の印加のために、好ましい刺激パラメータを前記プログラマブルコントローラに記憶することと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項26】
迅速な勃起性応答を誘い出すことまたは前記海綿神経を介して神経伝達を機能回復させることを行うための好ましい刺激パラメータを前記プログラマブルコントローラに記憶することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
電流流動の前記第２の方向は、電流流動の前記第１の方向と異なり、前記第１の方向に対して斜めである、請求項２２に記載の方法。
【請求項28】
前立腺摘除術に続く陰茎線維症を減らすための埋め込み可能システムであって、前記システムは、患者の骨盤神経叢に隣接して配置されるように構成された電極のアレイを有する可撓性パドルと、
刺激回路とマイクロプロセッサとメモリとを備えているプログラマブルコントローラと
を備え、
前記刺激回路は、前記アレイに動作可能に結合され、前記マイクロプロセッサは、前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するように構成され、前記命令は、電極のアレイ内の励起電極の組を選択的に活性化し、前記患者の骨盤神経叢の１つ以上の神経を刺激し、少なくとも部分的陰茎腫脹を誘発させることを前記刺激回路に行わせ、
前記プログラムされた命令は、前立腺摘除術に続く療養期間中、少なくとも１日１回、前記刺激回路の活性化を引き起こし、陰茎線維症のリスクを減らす、埋め込み可能システム。
【請求項29】
前記プログラムされた命令は、一連の刺激パラメータを用いて前記励起電極の組を励起し、陰茎腫脹を誘発するための刺激パラメータの最適組を識別することを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項２８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項30】
前記プログラムされた命令は、前記刺激パラメータの最適組を記憶している、請求項２９に記載の埋め込み可能システム。
【請求項31】
前記プログラマブルコントローラは、陰茎腫脹の程度を監視するセンサに結合され、前記プログラムされた命令は、前記刺激パラメータの最適組として、陰茎腫脹の最も高い程度を発生させる前記刺激パラメータの組をさらに記憶している、請求項３０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項32】
前記プログラムされた命令は、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、前記刺激パラメータの最適組を識別する、請求項３１に記載の埋め込み可能システム。
【請求項33】
前記刺激回路は、０．１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、１０～４８Ｈｚの周波数で、０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する、請求項３２に記載の埋め込み可能システム。
【請求項34】
勃起性機能不全を治療するための埋め込み可能システムであって、前記システムは、患者の骨盤神経叢に隣接して配置されるように構成された電極のアレイを有する可撓性パドルと、
刺激回路とマイクロプロセッサとメモリとを備えているプログラマブルコントローラと
を備え、
前記刺激回路は、前記アレイに動作可能に結合され、前記マイクロプロセッサは、
外部患者コントローラまたは外部医師コントローラからの「オンデマンド」入力に応答して、第１の刺激パラメータの組に従って前記アレイ内の電極のサブセットを活性化し、勃起を誘い出すことを前記刺激回路に行わせることと、
少なくとも毎日、前記外部患者コントローラまたは前記外部医師コントローラからのスケジュール入力に応答して、第２の刺激パラメータの組を用いて、前記アレイ内の前記電極のサブセットを活性化し、陰茎機能回復を促進する勃起性応答を誘い出すことと
を行うための前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するように構成されている、埋め込み可能システム。
【請求項35】
前記プログラムされた命令は、一連の刺激パラメータを用いて前記電極のサブセットを励起し、前記第１の刺激パラメータの組および前記第２の刺激パラメータの組のうちの少なくとも１つのための刺激パラメータの最適組を識別することを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項３４に記載の埋め込み可能システム。
【請求項36】
前記プログラムされた命令は、前記刺激パラメータの最適組を記憶する、請求項３５に記載の埋め込み可能システム。
【請求項37】
前記プログラマブルコントローラは、陰茎腫脹の程度を監視するセンサに結合され、前記プログラムされた命令は、前記刺激パラメータの最適組として、陰茎腫脹の最も高い程度を発生させる前記刺激パラメータの組をさらに記憶する、請求項３６に記載の埋め込み可能システム。
【請求項38】
前記プログラムされた命令は、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、前記刺激パラメータの最適組を識別する、請求項３６に記載の埋め込み可能システム。
【請求項39】
前記第１の刺激パラメータの組および前記第２の刺激パラメータの組は、０．１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、１０～４８Ｈｚの周波数において、０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する、請求項３５に記載の埋め込み可能システム。
【請求項40】
前記プログラムされた命令は、少なくとも毎日、前記外部患者コントローラまたは前記外部医師コントローラからのスケジュール入力に応答して、第３の刺激パラメータの組を用いて前記アレイ内の電極のサブセットを活性化し、海綿神経の機能回復を促進する勃起性応答を誘い出すことを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項３５に記載の埋め込み可能システム。
【請求項41】
前記第３の刺激パラメータの組は、０．０１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、１０～４８Ｈｚの周波数において、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する、請求項４０に記載の埋め込み可能システム。
【請求項42】
前立腺摘除術に続く陰茎線維症を減らす方法であって、前記方法は、前立腺摘除術手技中、電極のアレイを有する可撓性パドルを患者の骨盤神経叢に隣接して埋め込むことと、
前記前立腺摘除術手技中または前記前立腺摘除術手技後、電極のアレイに、刺激回路とマイクロプロセッサとメモリとを含むプログラマブルコントローラを結合することであって、前記マイクロプロセッサは、前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するように構成され、前記命令は、電極のアレイ内の励起電極の組を選択的に活性化することを前記刺激回路に行わせる、ことと、
少なくとも１日１回、前記前立腺摘除術手技に続く療養期間中、前記プログラムされた命令を実行することと
を含み、
前記命令は、前記刺激回路の活性化を引き起こし、前記患者の骨盤神経叢の１つ以上の神経を刺激し、少なくとも部分的陰茎腫脹を誘発し、それによって、陰茎線維症のリスクを減らす、方法。
【請求項43】
前記プログラムされた命令を実行することをさらに含み、前記命令は、一連の刺激パラメータを用いて励起電極の組を励起し、陰茎腫脹を誘発するための刺激パラメータの最適組を識別することを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項４２に記載の方法。
【請求項44】
前記刺激パラメータの最適組を記憶することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項45】
前記マイクロプロセッサに結合されたセンサを提供することであって、前記センサは、陰茎腫脹の程度を監視するように構成されている、ことと、前記刺激パラメータの最適組として、陰茎腫脹の最も大きい程度を発生させる前記刺激パラメータの組を記憶することと
をさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項46】
前記刺激パラメータの最適組を識別することは、外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力を受け入れることを含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項47】
前記刺激回路は、０．１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、１０～４８Ｈｚの周波数において、０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する、請求項４２に記載の方法。
【請求項48】
尿失禁を治療するための埋め込み可能システムであって、前記システムは、第１の側に配置された電極のアレイを有する可撓性パドルであって、前記可撓性パドルは、前記患者の骨盤神経叢に隣接して配置されるように構成されている、可撓性パドルと、
刺激回路とマイクロプロセッサとメモリとを備えているプログラマブルコントローラと
を備え、
前記刺激回路は、前記アレイに動作可能に結合され、前記マイクロプロセッサは、前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するように構成され、前記命令は、電極のアレイの少なくとも１つの電極対を活性化し、前記膀胱括約筋の制御に関連付けられた少なくとも１つの神経を刺激し、前記少なくとも１つの神経の機能回復を促進することを前記刺激回路に行わせ、
前記プログラムされた命令は、少なくとも１日１回、前記刺激回路の活性化を引き起こす、埋め込み可能システム。
【請求項49】
前記刺激回路は、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、および０．０１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加する、請求項４８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項50】
前記可撓性パドルは、腹腔鏡下外科手術を介して前記骨盤神経叢に埋め込まれるように構成されている、請求項４８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項51】
前記可撓性パドルは、半球形状を有し、電極のアレイは、少なくとも２つの電極行と少なくとも２つの電極列とを備えている、請求項４８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項52】
前記プログラムされた命令は、少なくとも１日１時間にわたって、前記刺激の活性化を引き起こす、請求項４８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項53】
前記膀胱括約筋の制御に関連付けられた前記少なくとも１つの神経は、陰部神経、下腹交感神経、または骨盤副交感神経である、請求項４８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項54】
前記プログラムされた命令は、電極のアレイの少なくとも１つの電極対を活性化し、陰部神経を刺激し、前記陰部神経の機能回復を促進することを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項４８に記載の埋め込み可能システム。
【請求項55】
前記可撓性パドルはさらに、前記第１の側と反対側の第２の側に配置された電極の第２のアレイを備えている、請求項５４に記載の埋め込み可能システム。
【請求項56】
前記プログラムされた命令は、前記電極の第２のアレイの少なくとも１つの電極対を活性化し、陰部神経を刺激し、前記陰部神経の機能回復を促進することを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項５５に記載の埋め込み可能システム。
【請求項57】
前記プログラムされた命令は、前記電極の第２のアレイの少なくとも１つの電極対を活性化し、下腹交感神経を刺激し、前記下腹交感神経の機能回復を促進することを前記刺激回路にさらに行わせる、請求項５６に記載の埋め込み可能システム。
【請求項58】
尿失禁を治療する方法であって、前記方法は、可撓性パドルを骨盤神経叢に隣接する位置に埋め込むことであって、前記可撓性パドルは、第１の側に配置された電極のアレイを有する、ことと、
前記電極のアレイに、刺激回路とマイクロプロセッサとメモリとを含むプログラマブルコントローラを結合することであって、前記マイクロプロセッサは、前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するように構成され、前記命令は、電極のアレイの少なくとも１つの電極対を活性化することを前記刺激回路に行わせる、ことと、
前記プログラムされた命令を実行し、前記刺激回路の活性化を引き起こし、前記膀胱括約筋の制御に関連付けられた少なくとも１つの神経を刺激することと
を含む、方法。
【請求項59】
前記可撓性パドルは、前立腺摘除術中に埋め込まれる、請求項５８に記載の方法。
【請求項60】
少なくとも１日１回、前記プログラムされた命令を実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項61】
少なくとも１日１回、前記プログラムされた命令を実行することは、少なくとも１時間にわたって、前記神経を刺激することを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項62】
前記刺激回路は、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、および０．０１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加する、請求項５８に記載の方法。
【請求項63】
外部患者コントローラまたは外部医師コントローラを使用して、前記プログラムされた命令を調節することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項64】
前記膀胱括約筋の制御に関連付けられた前記少なくとも１つの神経は、陰部神経、下腹交感神経、または骨盤副交感神経である、請求項５８に記載の方法。
【請求項65】
前記プログラムされた命令を実行し、前記刺激回路の活性化を引き起こすことは、前記陰部神経の刺激を引き起こす、請求項５８に記載の方法。
【請求項66】
前記可撓性パドルは、前記第１の側と反対側の第２の側に配置された電極の第２のアレイをさらに備えている、請求項６５に記載の方法。
【請求項67】
前記マイクロプロセッサは、前記メモリに記憶されたプログラムされた命令を実行するようにさらに構成され、前記命令は、前記電極の第２のアレイの少なくとも１つの電極対を活性化することを前記刺激回路に行わせる、請求項６６に記載の方法。
【請求項68】
前記プログラムされた命令を実行し、前記刺激回路の活性化を引き起こし、下腹交感神経を刺激することをさらに含む、請求項６７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本願は、それらの各々の内容の全体が参照することによって本明細書に組み込まれる２０２１年１０月８日に出願された米国特許出願第１７／４５０，３９２号、２０２１年２月１１日に出願された米国特許出願第１７／１７４，０３３号（現米国特許第１１，１４１，５９０号）、および２０２１年２月１１日に出願された米国特許出願第１７／１７４，０２１号（現米国特許第１１，１４１，５８９号）の優先権を主張する。
本願は、それらの各々の内容の全体が参照することによって本明細書に組み込まれる２０２１年１０月８日に出願された米国特許出願第１７／４５０，３９２号、２０２１年２月１１日に出願された米国特許出願第１７／１７４，０３３号（現米国特許第１１，１４１，５９０号）、および２０２１年２月１１日に出願された米国特許出願第１７／１７４，０２１号（現米国特許第１１，１４１，５８９号）の優先権を主張する。
【0002】
（発明の分野）
本開示は、勃起性機能不全、前立腺摘除術外科手術に続く勃起性機能不全、および脊髄傷害に関連付けられた勃起性機能不全等の性障害を治療および防止するための改良された埋め込み可能電気刺激システムおよび方法に関する。本発明のシステムは、海綿神経を機能回復させるために、陰茎線維症を減らすために、または尿失禁を治療するためにも使用され得る。
本開示は、勃起性機能不全、前立腺摘除術外科手術に続く勃起性機能不全、および脊髄傷害に関連付けられた勃起性機能不全等の性障害を治療および防止するための改良された埋め込み可能電気刺激システムおよび方法に関する。本発明のシステムは、海綿神経を機能回復させるために、陰茎線維症を減らすために、または尿失禁を治療するためにも使用され得る。
【背景技術】
【0003】
性障害（例えば、性機能不全、性異常）は、勃起、物理的快楽、欲求、選好、興奮、または絶頂感を含む正常性活動の任意の段階中に個人の男性または女性またはカップルによって体験される合併症である。性機能不全は、概して、個人の生活の質に顕著な影響を及ぼす。最も広く認められている性障害は、勃起性機能不全（ＥＤ）および女性における性的興奮障害（ＦＳＡＤ）である。
【0004】
陰茎勃起は、協調された神経心血管応答である。Ｄｅａｎ ＲＣ ａｎｄ Ｌｕｅ ＴＦ，Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｅｎｉｌｅ ｅｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｕｒｏｌ Ｃｌｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍ． ２００５ Ｎｏｖ；３２（４）：３７９－９５を参照されたい。萎んだ状態で、陰茎平滑筋は、緊張性に収縮され、栄養目的のために少量の血流のみを可能にする。陰茎勃起は、性刺激が、神経伝達物質（主に、一酸化窒素）の海綿神経終末からの解放を発動するときに生じる。神経伝達物質は、海綿細動脈および洞内の平滑筋細胞の弛緩を引き起こし、増やされた血流を陰茎の中にもたらす。これは、海綿洞に血液で充填させ、白膜に対して拡張させ、部分的に静脈流出口を閉塞させ、したがって、勃起をもたらす。
【0005】
ＥＤは、多様化された病因を伴う複数原因の疾患であり、心因性、血管性、ホルモン性、または神経性であり得る。しかしながら、研究は、神経性および血管性原因が最も広く認められていることを示す。一般に、ＥＤに関与する主な機構は、ニューロン応答における機能停止（例えば、前立腺摘除術、嚢胞摘除術、腹会陰切除、脊髄傷害、または糖尿病）または海綿体および陰茎動脈内の平滑筋の緊張および／または収縮の増加（例えば、高血圧症、アテローム性動脈硬化症、および糖尿病）である。Ｓａｄｅｇｈｉ－Ｎｅｊａｄ Ｈ．，Ｐｅｎｉｌｅｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ ｓｕｒｇｅｒｙ：ａ ｒｅｖｉｅｗ ｏ ｆｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｅｘ Ｍｅｄ． ２００７ Ｍａｒ；４（２）：２９６－３０９を参照されたい。
【0006】
前立腺摘除術は、深刻なＥＤを引き起こすことが知られている。概して、前立腺癌の治療のためのこの不可欠な外科手術手技は、多くの場合、勃起性機能のための神経経路の不可避な途絶に起因して、ＥＤにつながる。これらの内膜神経は、前立腺の周囲に位置し、外科手術中、損傷され得る。現在、外科医は、神経温存外科手術を実施することを試みている。しかしながら、実際のシナリオでは、驚くべきことに、前立腺摘除術を受ける患者の７０％が、ＥＤを発症するであろう。Ｐｅｎｓｏｎ ＤＦ，ＭｃＬｅｒｒａｎ Ｄ，Ｆｅｎｇ Ｚ，Ｌｉ Ｌ，Ａｌｂｅｒｔｓｅｎ ＰＣ，Ｇｉｌｌｉｌａｎｄ ＦＤ，Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ａ，Ｈｏｆｆｍａｎ ＲＭ，Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ ＲＡ，Ｐｏｔｏｓｋｙ ＡＬ，Ｓｔａｎｆｏｒｄ ＪＬ．，５－ｙｅａｒ ｕｒｉｎａｒｙ ａｎｄ ｓｅｘｕａｌ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ：ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｐｒｏｓｔａｔｅ Ｃａｎｃｅｒ Ｏｕｔｃｏｍｅｓ Ｓｔｕｄｙ，Ｊ Ｕｒｏｌ． ２００８ Ｍａｙ；１７９（５ Ｓｕｐｐｌ）：Ｓ４０－４を参照されたい。
【0007】
薬理学的治療が、ＥＤのために現在利用可能である。これらの薬物（例えば、シルデナフィル、Ｖｉａｇｒａ（登録商標）、タダラフィル、Ｃｉａｌｉｓ（登録商標）またはバルデナフィル、Ｌｅｖｉｔｒａ（登録商標））は、ＥＤ患者の大部分にとって効率的である。しかしながら、それらは、前立腺摘除術またはニューロン応答における機能停止に関連付けられたその他の原因から生じるＥＤに関して、低有効性を示す。そのような薬物は、酵素ホスホジエステラーゼタイプ５（ＰＤＥ－５）を阻害することによる神経伝達物質である一酸化窒素の作用を増強することによって、作用する。Ｒｏｔｅｌｌａ ＤＰ．，Ｐｈｏｓｐｈｏｄｉｅｓｔｅｒａｓｅ ５ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ：ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｔ Ｒｅｖ Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖ． ２００２ Ｓｅｐ；１（９）：６７４－８２を参照されたい。ＰＤＥ－５は、ＮＯ刺激によって発生させられた細胞内の第２のメッセンジャであるｃＧＭＰを破壊することに関与する酵素である。ｃＧＭＰは、いくつかのタンパク質依存キナーゼの調整に関わり、それは、平滑筋細胞を弛緩させ、勃起を促進する。したがって、勃起性神経応答の途絶を伴う患者は、そのような投薬療法物に良好に応答しない。これらの患者のための１つの代替は、血管拡張剤の陰茎内注射であり、それは、神経経路から独立して、直接、勃起を生じさせる。Ｌｅｕｎｇｗａｔｔａｎａｋｉｊ Ｓ，Ｆｌｙｎｎ Ｖ Ｊｒ，Ｈｅｌｌｓｔｒｏｍ ＷＪ，Ｉｎｔｒａｃａｖｅｒｎｏｓａｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｒａｕｒｅｔｈｒａｌ ｔｈｅｒａｐｙ ｆｏｒ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｕｒｏｌ Ｃｌｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍ． ２００１ Ｍａｙ；２８（２）：３４３－５４およびＨａｒｄｉｎｇ ＬＭ，Ａｄｅｎｉｙｉ Ａ，Ｅｖｅｒｓｏｎ Ｒ，Ｂａｒｋｅｒ Ｓ，Ｒａｌｐｈ ＤＪ，Ｂａｒａｎｏｗｓｋｉ ＡＰ，Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａ ｎｅｅｄｌｅ－ｆｒｅｅ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｎｅｅｄｌｅ－ ｔｉｐｐｅｄ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｒａｃａｖｅｒｎｏｓａｌ ａｌｐｒｏｓｔａｄｉｌ ｆｏｒ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｉｎｔ Ｊ Ｉｍｐｏｔ Ｒｅｓ． ２００２ Ｄｅｃ；１４（６）：４９８－５０１を参照されたい。アルプロスタジル（プロスタグランジンＥ１、ＰＧＥ１）は、ＥＤのために使用される最も一般的血管拡張剤である。Ｈａｒｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅａｒｄｌｅｙ Ｉ，Ｄｏｎａｔｕｃｃｉ Ｃ，Ｃｏｒｂｉｎ Ｊ，Ｅｌ－Ｍｅｌｉｅｇｙ Ａ，Ｈａｔｚｉｍｏｕｒａｔｉｄｉｓ Ｋ，ＭｃＶａｒｙ Ｋ，Ｍｕｎａｒｒｉｚ Ｒ，Ｌｅｅ ＳＷ，Ｐｈａｒｍａｃｏｔｈｅｒａｐｙ ｆｏｒ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｊ Ｓｅｘ Ｍｅｄ． ２０１０ Ｊａｎ；７（１ Ｐｔ ２）：５２４－４０を参照されたい。血管拡張剤は、針を用いて、海綿体の中に注入され得、患者の８０％超に効果的である。Ｈａｒｄｉｎｇを参照されたい。陰茎内注射の一般的副作用は、陰茎疼痛、出血、血腫、持続勃起症、および陰茎線維症であり、それらは、恒久的ＥＤにつながり得る。Ｌｅｕｎｇｗａｔｔａｎａｋｉｊを参照されたい。
【0008】
これらの患者のための別のオプションは、陰茎インプラントであり、それは、陰茎の勃起室内に外科的に埋め込まれた一対の可鍛性または膨張可能ロッドから成る。Ｓａｄｅｇｈｉ－Ｎｅｊａｄを参照されたい。異なるタイプの陰茎人工補綴物（剛体、半剛体、または膨張可能）が存在し、それらの人工補綴物の全ては、通常、術中および術後合併症のリスクを伴う不可逆的かつ破壊的外科手術を要求する。そのような人工補綴物は、高頻度において、外科手術の修正手術を要求する。それにもかかわらず、人工補綴物埋め込みは、より良好な治療オプションの欠如に起因して、一般的手技である。したがって、無痛、安全、より容易、非外傷性、かつより効果的代替を提供する前立腺摘除術後ＥＤ等の神経経路の機能停止から生じるＥＤの治療のためのより良好な療法方略の明確な必要性がある。
【0009】
多数の研究は、海綿神経刺激が、動物および男性において、勃起を誘発および維持し得ることを示している。Ｌｕｅ ＴＦ，Ｓｃｈｍｉｄｔ ＲＡ，Ｔａｎａｇｈｏ ＥＡ，Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｎｉｌｅ ｅｒｅｃｔｉｏｎ，Ｕｒｏｌ Ｉｎｔ． １９８５；４０（１）：６０－４、Ｓｈａｆｉｋ Ａ，Ｓｈａｆｉｋ ＡＡ，Ｓｈａｆｉｋ ＩＡ，Ｅｌ Ｓｉｂａｉ ０．，Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ ｐｅｒｉｎｅａ！ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｓ ｅｒｅｃｔｉｏｎ：ｃｌｉｎｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｉｎｊｕｒｙ ａｎｄ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｊ Ｓｐｉｎａｌ Ｃｏｒｄ Ｍｅｄ． ２００８；３１（１）：４０－３、および Ｓｈａｆｉｋ Ａ，ｅｌ－Ｓｉｂａｉ ０，Ｓｈａｆｉｋ ＡＡ，Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｖｅｒｎｏｕｓ ｎｅｒｖｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ，Ｉｎｔ Ｊ Ｉｍｐｏｔ Ｒｅｓ． ２０００ Ｊｕｎ；１２（３）：１３７－４１を参照されたい。以降、勃起性応答のための電気神経刺激は、前立腺摘除術を受ける患者のためのオプションと見なされている。しかしながら、そのような技術の開発のための障壁は、ヒト海綿神経の複雑な生体構造である。Ｋｌｏｔｚ Ｌ．，Ｉｎｔｒａｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｃａｖｅｒｎｏｕｓ ｎｅｒｖｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｎｅｒｖｅ ｓｐａｒｉｎｇ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ：ｈｏｗ ａｎｄ ｗｈｅｎ？ Ｃｕｒｒ Ｏｐｉｎ Ｕｒｏｌ． ２０００ Ｍａｙ；１０（３）：２３９－４３およびＰｏｎｎｕｓａｍｙ Ｋ，Ｓｏｒｇｅｒ ＪＭ，Ｍｏｈｒ Ｃ．，Ｎｅｒｖｅ ｍａｐｐｉｎｇ ｆｏｒ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｉｅｓ：ｎｏｖｅｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｊ Ｅｎｄｏｕｒｏｌ． ２０１２ Ｊｕｌ；２６（７）：７６９－７７を参照されたい。電気神経刺激のための最適部位を位置特定することは、ヒト海綿神経が、骨盤神経叢から陰茎まで複雑な吻合部を通して進行するので、困難である。さらに、海綿神経の場所に、かなりの解剖学的変動性が存在する。骨盤神経叢は、微視的神経を伴う透明なベールであり、海綿神経は、全ての人に均一に配置されているわけではない。さらに、各患者の生体構造、疾患病期、および癌場所は、独特である。集合的に、これらの障壁は、選択的刺激のための海綿神経セグメントの識別を極度に困難にする。
【0010】
いくつかのこれまでに知られているシステムでは、海綿神経の位置特定および識別が、埋め込み外科手術中に行われる。例えば、Ｌｕｅの米国特許第４，５８５，００５号（特許文献１）は、海綿神経の事前の識別および単離を要求する。Ｓｐｉｎｅｌｌｉの米国特許第７，３２８，０６８号は、最適刺激を達成するために、インプラントの精密な位置付けを要求する陰茎神経経路の刺激のための方法を説明する。Ｓｐｉｎｅｌｌｉでは、神経生理学的監視査定が、埋め込み前に最適刺激部位を位置特定する方法として使用され得る。Ｂｏｖｅｊａの米国特許第７，３３０，７６２号は、渦巻電極、カフ電極、ステロイド溶出電極、巻着電極、およびヒドロゲル電極等の異なるタイプの電極を含む海綿神経の電気神経刺激のためのシステムを開示する。再び、Ｂｏｖｅｊａシステムは、埋め込み前の刺激のための最適部位の識別を要求する。Ｗｈｉｔｅｈｕｒｓｔの米国特許第７，８６５，２４３号は、海綿神経の刺激のためのシステムおよび方法を説明する。しかしながら、刺激されるべき陰部神経および／または他の神経の針路の解剖学的識別は、埋め込み前に位置特定されなければならない。
【0011】
最近、重要な成果が、埋め込み後に海綿神経の位置特定および識別を可能にするＥＤの治療のための実践的神経電気刺激システムを達成することにおいて得られている。例えば、本願の本発明者らによって発明された、Ｆｒａｇａ ｄａ Ｓｉｌｖａ ｅｔ ａｌ．の米国特許第９，８２１，１６３号（特許文献２）および第１０，３００，２７９号は、神経電気刺激システムを説明し、電極が、埋め込み後に刺激され、性的興奮を達成するために好ましい電極励起構成を実験的に決定する。それらの特許に説明される発明は、ＥＤを治療するための神経電気刺激の使用においてかなりの進歩を表すが、電極励起構成が自動化されたプロセスによって決定され得る興奮を生成するための電極励起構成を確実に決定する方法を提供することが望ましいであろう。
【0012】
両側神経温存根治的前立腺摘除術後、一部の患者、特に設計、ＥＤの既往歴または関連付けられたリスク因子を伴わないより若年の患者は、勃起性機能不全から回復し得る。しかしながら、個人が、勃起性機能を取り戻す場合でも、それは、典型的に、長期間にわたり、それは、数年に及び得る。回復期間中、恒久的陰茎内損傷が、生じ、一部は、恒久的ＥＤにつながり得る。
【0013】
前立腺摘除術後ＥＤ病態生理学の理解における最近の進歩が、この病状の管理に関する議論を刺激し、前立腺摘除術後、陰茎機能回復の概念の出現につながっている。例えば、Ｗａｎｇ，Ｒ．，Ｐｅｎｉｌｅ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ：ｗｈｅｒｅ ｄｏ ｗｅ ｓｔａｎｄ ａｎｄ ｗｈｅｒｅ ａｒｅ ｗｅ ｇｏｉｎｇ？，Ｊ Ｓｅｘ Ｍｅｄ，２００７，４（４ Ｐｔ ２）：１０８５－９７、Ｓｅｇａｌ，Ｒ．Ｌ． ｅｔ ａｌ．，Ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｅｎｉｌｅ－ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ：Ｃｌｉｎｉｃａｌ ｅｖｉｄｅｎｃｅ，Ａｒａｂ Ｊ Ｕｒｏｌ，２０１３． １１（３）：２３０－６、Ｇａｎｄａｇｌｉａ，Ｇ．，ｅｔ ａｌ．，Ｐｅｎｉｌｅ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ：ｄｏｅｓ ｉｔ ｗｏｒｋ？，Ｔｒａｎｓｌ Ａｎｄｒｏｌ Ｕｒｏｌ，２０１５，４（２）：１１０－２３、Ｃｌａｖｅｌｌ－Ｈｅｒｎａｎｄｅｚ，Ｊ． ｅｔ ａｌ，Ｐｅｎｉｌｅ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐｒｏｓｔａｔｅ ｃａｎｃｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ，Ａｓｉａｎ Ｊ Ａｎｄｒｏｌ，２０１５． １７（６）：９１６－２２を参照されたい。そのような治療に関する合理性は、勃起を達成することの長期不能性が、体内線維症、陰茎構造の劣化、およびＥＤの進行性悪化につながり、ＥＤの恒久的状態につながることを認識する。
【0014】
前述の参考文献に議論されるように、陰茎勃起の規則的サイクルは、健康な男性における組織酸素化および陰茎機能の維持にとって不可欠である。実際、睡眠中の生理学的夜間陰茎腫脹および自発的勃起は、器官酸素化および機能の維持において重要な役割を果たす。対照的に、勃起を達成することの長期不能性は、Ｇａｎｄａｇｌｉａ；Ｍｕｌｌｅｒ，Ａ．，ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｐｅｒｂａｒｉｃ ｏｘｙｇｅｎ ｔｈｅｒａｐｙ ｏｎ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｎ ａ ｒａｔ ｃａｖｅｒｎｏｕｓ ｎｅｒｖｅ ｉｎｊｕｒｙ ｍｏｄｅｌ，Ｊ Ｓｅｘ Ｍｅｄ，２００８． ５（３）：ｐ．５６２－７０に説明されるように、慢性陰茎低酸素症および結果として生じる線維形成誘導性サイトカイン生産につながる。この好ましくない局所陰茎内環境は、アポトーシスおよび増やされたコラーゲン生産をもたらし、海綿構造を改変し得る。例えば、Ｇａｎｄａｇｌｉａ；Ｍｏｒｅｌａｎｄ，Ｒ．Ｂ．，Ｉｓ ｔｈｅｒｅ ａ ｒｏｌｅ ｏｆ ｈｙｐｏｘｅｍｉａ ｉｎ ｐｅｎｉｌｅ ｆｉｂｒｏｓｉｓ：ａ ｖｉｅｗｐｏｉｎｔ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｉｍｐｏｔｅｎｃｅ，Ｉｎｔ Ｊ Ｉｍｐｏｔ Ｒｅｓ，１９９８． １０（２）：ｐ．１１３－２０を参照されたい。
【0015】
上記の参考文献にさらに議論されるように、陰茎機能回復は、天然勃起性機能を達成するための能力が復元されるまで、陰茎血流を増加させ、体内酸素化を改善し、線維症を回避または減らす目標を伴って、前立腺摘除術時または後における任意の医療介入または介入の組み合わせの使用として定義される。陰茎機能回復治療は、好ましくは、神経再生が達成されるまで、適用されるべきであり、それは、前立腺摘除術後、１２～１８ヶ月、最大で数年もかかり得る。現在、最先端技術は、経口ＰＤＥ５阻害薬、体内注射療法（例えば、アルプロスタジル）、真空勃起デバイス、またはこれらの治療の組み合わせを要求する。Ｍｕｌｈａｌｌ，Ｊ．Ｐ．，ｅｔ ａｌ． ，Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｒｅｃｔｉｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ，Ｊ Ｓｅｘ Ｍｅｄ，２０１３． １０（１）：１９５－２０３およびＦｏｄｅ，Ｍ．，ｅｔ ａｌ．，Ｐｅｎｉｌｅ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ：ｗｈａｔ ｔｈｅ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｒｅａｌｌｙ ｓａｙｓ，ＢＪＵ Ｉｎｔ，２０１３． １１２（７）：ｐ．９９８－１００８ を参照されたい。集合的に、これらのアプローチを使用する臨床試験は、殆どまたは全く改善を報告していない。Ｃｌａｖｅｌｌ－Ｈｅｒｎ ａｎｄ ｅｚ；Ｆｏｄｅを参照されたい。
【0016】
前立腺摘除術後または脊髄傷害後に生じ得る別の合併症は、下部尿路を制御する１つ以上の神経、すなわち、骨盤副交感神経、下腹交感神経、および陰部神経の損傷に起因する尿失禁である。電気刺激が、神経性膀胱機能不全を治療するために使用され得る。以下の技法が、使用されている：経直腸／経膣電気刺激、経表皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）、および仙椎神経神経変調。電気骨盤底刺激（ＥＰＦＳ）は、尿失禁を改善し得る。早期ＥＰＦＳは、肛門および／または膣電極等の外部刺激デバイスによって実施されていたが、これらのデバイスは、刺激中の疼痛または粘膜への損傷をもたらし得る適用される粘膜へのデバイスからの電気電流の漏出を含む、いくつかの副作用と結び付けられる。
【0017】
前立腺摘除術後尿失禁の一次原因は、括約筋機能不全に起因すると説明されている。現在、骨盤底筋訓練（ＰＦＭＴ）が、根治的前立腺摘除術に続く尿失禁を防止するために最も広く推奨される非侵襲性方法である。それにもかかわらず、随意調節を回復するために数ヶ月かかり得、一部の患者は、機能回復の試みを継続するにもかかわらず、持続的失禁を有し得る。「陰部神経およびその分岐の電気刺激は、尿道および骨盤底横紋筋の直接および反射応答を生じさせることができる」（Ｙａｍａｎｉｓｈｉ，Ｔ． ｅｔ ａｌ．，Ｐｅｌｖｉｃ ｆｌｏｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｃｏｎｔｉｎｅｎｃｅ：ａｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａ ｐｌａｃｅｂｏ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｄｏｕｂｌｅ－ｂｌｉｎｄ ｔｒｉａｌ，Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｕｒｏｌｏｇｙ ｖｏｌ． １５８，６ （１９９７）：２１２７－３１）。研究は、骨盤底の低強度電気刺激が、神経再生を促進し、したがって、根治的前立腺摘除術に続く尿機能を改善することに役立ち得ることを示している。Ｙａｍａｎｉｓｈｉ，Ｔｏｍｏｎｏｒｉ ｅｔ ａｌ．，Ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ，ｐｌａｃｅｂｏ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｅｌｖｉｃ ｆｌｏｏｒ ｍｕｓｃｌｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｏｒ ｓｅｖｅｒｅ ｕｒｉｎａｒｙ ｉｎｃｏｎｔｉｎｅｎｃｅ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ，Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｕｒｏｌｏｇｙ ｖｏｌ． １８４，５ （２０１０）：２００７－１２、Ｍａｒｉｏｔｔｉ，Ｇｉａｎｎａ ｅｔ ａｌ．，Ｅａｒｌｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｕｒｉｎａｒｙ ｃｏｎｔｉｎｅｎｃｅ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ ｕｓｉｎｇ ｅａｒｌｙ ｐｅｌｖｉｃ ｆｌｏｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｕｒｏｌｏｇｙ ｖｏｌ． １８１，４ （２００９）：１７８８－９３、Ｙｏｋｏｙａｍａ，Ｔｅｒｕｈｉｋｏ ｅｔ ａｌ．，Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｎｅｒｖａｔｉｏｎ ｖｅｒｓｕｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｕｒｉｎａｒｙ ｉｎｃｏｎｔｉｎｅｎｃｅ ａｆｔｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ，Ｕｒｏｌｏｇｙ ｖｏｌ． ６３，２ （２００４）：２６４－７を参照されたい。
【0018】
これまでに知られているシステムおよび方法の前述の短所に照らして、埋め込み中および／または埋め込み後、海綿神経の場所を系統的に識別し、活性化の異なるモードのための最適パラメータを決定するために使用され得るシステムおよび方法の必要がある。さらに、前立腺摘除術後、組織酸素化を増加させ、陰茎機能を維持し、それによって、線維症を減らし、海綿神経を再生させるために使用され得るシステムおよび方法の必要がある。さらに、尿失禁等の他の骨盤障害を治療するために使用され得るシステムおよび方法の必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0019】
【特許文献1】米国特許第４，５８５，００５号明細書
【特許文献2】米国特許第９，８２１，１６３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0020】
本開示は、陰茎勃起を自発的に取得することが可能でない患者（例えば、前立腺摘除術後ＥＤ等のニューロン応答における機能停止に関連付けられたＥＤを含む勃起性機能不全（ＥＤ））、および女性における性的興奮障害（ＦＳＡＤ）に悩まされる患者においてを含む性障害を治療するための神経電気刺激システムおよび方法を提供し、電極励起構成および刺激パラメータの最適化は、広範な実験的試験を伴わずに達成されることができる。
【0021】
患者における性障害、例えば、ＥＤの治療のための電気刺激システムは、米国特許第９，８２１，１６３号および第１０，３００，２７９号（その全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるように、埋め込み可能刺激ユニットと、外部患者コントローラと、外部医師コントローラとを含み得る。埋め込み可能刺激ユニットは、埋め込み可能パドル上に配置された電極のアレイと、再充電可能であり得る電力供給源とを含む。
【0022】
本発明の原理によると、埋め込み可能刺激ユニットのプログラマブルコントローラは、迅速な勃起性応答を発生させ、埋め込み後の海綿神経伝達を機能回復させ、および／または陰茎線維症を減らすために適用されるべき励起電極のアレイのサブセットおよび刺激パラメータの選択を最適化するためのルーチンで事前にプログラムされる。事前にプログラムされたルーチンは、続いて、組織治癒後にも、埋め込みプロセスに続いて活性化され、励起電極のサブセットの選択を再最適化し、および／または第１の迅速な応答モード、第２の神経機能回復モード、または第３の陰茎機能回復モードのいずれかにおいて採用される刺激パラメータを調節し得る。
【0023】
好ましい実施形態では、埋め込み可能刺激ユニットは、少なくとも１つの海綿神経を選択的に刺激するために、骨盤神経叢に埋め込まれるようにサイズおよび形状を決定される一対の可撓性パドル上に配置された電極のアレイを含む。対のパドルの各々上の電極のアレイは、刺激回路と、不揮発性メモリと、刺激回路および不揮発性メモリに結合されるマイクロプロセッサとを含む、プログラマブルコントローラに結合される。本発明の一側面によると、プログラマブルコントローラは、および少なくとも２つの領域内において、少なくとも２つの方向において、一連の方向性電流流動を伴うパドル上の電極アレイを選択的に走査し、患者の海綿神経を刺激することにおいて使用するための電極選択を最適化する、励起電極ルーチンを起動するように事前にプログラムされる。
【0024】
電極選択構成プロセスの完了時、電極（「励起電極」）のアレイの好ましいサブセットの識別が、定義され、プログラマブルコントローラの不揮発性メモリに記憶される。その後、記憶された電極構成は、性的興奮、例えば、勃起を引き起こすために十分に、骨盤神経叢の１つ以上の神経、例えば、少なくとも１つの海綿神経を刺激するために最適化された刺激パラメータを用いて、採用される。刺激処方計画は、パルス持続時間、周波数、電圧、および電流を含む刺激パラメータから成り得、埋め込み後、外部医師コントローラおよび／または外部患者コントローラによって、調節され得る。
【0025】
好ましい実施形態では、プログラマブルコントローラは、事前にプログラムされた電極構成プロセスを開始し、刺激回路に、電極アレイの第１の一連の電極対を選択的に活性化させ、第１の方向において、それらの間に第１の電流流動を生成させ、海綿神経を刺激させ、第１の勃起性応答を誘い出させる。続いて、電極構成プロセスは、電極アレイの第２の一連の電極対を選択的に活性化し、第２の電流流動をそれらの間に、第１の方向と異なり、それに対して斜めであり得る第２の方向において生成し、海綿神経を刺激し、第２の勃起性応答を誘い出す。第１および第２の勃起性応答は、次いで、例えば、医師によって、比較され、第１および第２の方向性電流流動のどちらがより好ましい勃起性応答を提供するかを選択し、それによって、好ましい電流流動方向を決定し、それは、将来的刺激のために、不揮発性メモリに記憶され得る。プログラムされた命令は、プログラマブルコントローラに関連付けられたセンサシステムによって発生させられた入力に応答して、または外部患者コントローラまたは外部医師コントローラによって提供される入力に応答して、好ましい勃起性応答を識別し得る。
【0026】
次に、プログラマブルコントローラは、刺激回路に、以前に決定された好ましい電流流動方向を使用して、電極アレイのサブセットを選択的に活性化させ、少なくとも第１および第２の領域内において、海綿神経を刺激させる。特に設計、第１の領域内の電極アレイの第１のサブセットは、第１の局部的応答を発生させるために刺激され、第１の領域と異なる第２の領域内の電極アレイの第２のサブセットは、第２の局部的応答を発生させるために刺激される。第１および第２の局部的応答は、比較され、どちらの応答がより好ましいかを決定し、電極のそれらの対応する領域は、好ましい励起領域として選択され、将来的刺激のために、不揮発性メモリに記憶される。
【0027】
次いで、プログラマブルコントローラは、刺激回路に、順次、以前に決定された好ましい電流流動方向を使用して、好ましい励起領域内で電極のサブセットを活性化させ、一連の勃起性応答を誘い出させる。一連の勃起性応答は、比較され、どちらの応答がより好ましいかを決定し、電極のそれらの対応するサブセットは、好ましい励起電極として選択され、将来的刺激のために、不揮発性メモリに記憶される。
【0028】
方向性電流流動を伴う好ましい励起電極を含む好ましい励起領域が、決定されると、プログラマブルコントローラは、刺激回路を選択的に活性化し、印加される電気刺激が迅速な勃起性応答を誘発する少なくとも第１の刺激モードを定義する。特に設計、プログラマブルコントローラは、刺激回路に、順次、異なる刺激パラメータを採用する第１および第２の刺激処方計画を適用させ、それによって、第１および第２の刺激応答を誘発する。患者の医師または患者は、次いで、第１の応答と第２の応答を比較し、どちらの刺激処方計画がより強いおよび／またはより迅速な勃起性応答を生じさせるかを決定し、その刺激処方計画を好ましい第１の刺激モードとして選択し、不揮発性メモリ内に記憶する。好ましい実施形態では、本発明のシステムは、患者が、例えば、埋め込み可能刺激ユニットを活性化し、迅速な勃起性応答を誘発するためのボタンを押すことによって、「オンデマンド」モードで作動させ得る外部コントローラを含み得る。
【0029】
本発明の別の側面によると、プログラマブルコントローラは、第１の刺激モードより低い電流強度に対応する第２の神経機能回復刺激モードも決定し得る。例えば、神経機能回復刺激モードは、１０～４８Ｈｚの周波数において、０．０１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する刺激パラメータの組を有し得る一方、第１の刺激モードは、１０～４８Ｈｚの周波数において、０．１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、印０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する刺激パラメータの組を有し得る。神経機能回復刺激モードは、少なくとも１つの海綿神経に沿った神経活動の伝達を改善するように設計される。プログラマブルコントローラは、１つ以上の規定された時間において、例えば、患者が覚醒する直前、少なくとも１日１回、神経機能回復刺激パルスシーケンスを自動的に実行するようにプログラムされ得る。
【0030】
本発明の別の側面によると、プログラマブルコントローラは、第２の刺激モードより高い電流強度に対応する第３の陰茎機能回復刺激モードも提供し得る。例えば、陰茎機能回復刺激モードは、１０～４８Ｈｚの周波数において、０．１～１．０ミリ秒のパルス幅を伴って、０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅を印加する刺激パラメータの組を有し得る。陰茎機能回復モードは、少なくとも部分的陰茎腫脹を誘発し、組織酸素化を増加させ、陰茎線維症のリスクを減らすように設計される。プログラマブルコントローラは、陰茎腫脹の程度を監視するセンサに結合され得、プログラムされた命令は、刺激パラメータの最適組として、陰茎腫脹の最も高い程度を発生させる刺激パラメータの組を記憶し得る。プログラマブルコントローラは、より好ましくは、１つ以上の規定された時間に、例えば、患者が覚醒する直前、少なくとも１日１回、陰茎機能回復刺激パルスシーケンスを自動的に実行するようにプログラムされ得る。前立腺摘除術に続いて、神経機能回復刺激モードおよび陰茎機能回復刺激モードの両方は、自動的かつ別個に、少なくとも１日１回、実行され得る。
【0031】
さらに、本発明の原理によると、プログラマブルコントローラは、埋め込み手技が完了されてから数週間または数ヶ月後、励起電極構成プロセスを再活性化し、随意に、第１、第２、および／または第３の刺激モードを選択するようにプログラムされ得る。このように、好ましい励起電極および／または刺激処方計画の選択は、例えば、組織被包化に対処するために、再最適化され、埋め込み可能刺激ユニットを包囲する組織の治癒応答を考慮し得る。加えて、そのような再最適化プログラミングは、本発明のシステムが、埋め込み後に最初に要求されたものより低い電流強度を用いて迅速な勃起性応答を誘発する等、神経機能回復刺激モードによって達成される神経伝達における改善を捕捉することを可能にし得る。そのような調節は、医師または患者の制御下で行われ得る。代替として、第１、第２、および／または第３の刺激モードの励起電極構成および／または刺激処方計画への調節は、機械学習または他の形態の人工知能のうちの少なくとも１つを使用して行われ得る。
【0032】
外部患者コントローラは、患者入力に応答して、埋め込み可能刺激ユニットを選択的に活性化し、励起電極構成プロセスを作動させ、および／または第１、第２、および／または第３の刺激モードにおいて採用される刺激処方計画を精緻化し、第１の刺激モードをオンデマンドで選択的に作動させ、パラメータ、例えば、機能回復刺激モードのための活性化時間および持続時間を設定するように構成され得る。外部医師コントローラも、励起電極構成プロセスを選択的に活性化し、不揮発性メモリに記憶される電極構成および刺激処方計画を改訂および／または再最適化することを含む類似能力を提供するように構成される。外部医師コントローラは、好ましくは、また、埋め込み可能刺激ユニットに問い合わせを行い、埋め込み可能刺激ユニットのステータスおよび使用に関する他の動作データを回収するための能力を提供する。
【0033】
埋め込み可能刺激ユニットと外部患者コントローラとは、好ましくは、無線で通信する。故に、埋め込み可能刺激ユニットは、第１の送受信機を含み得、外部患者コントローラは、第２の送受信機を含み得る。第１および第２の送受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１１またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＴＭ通信スキームを採用し得る。第１の送受信機と第２の送受信機との間の無線通信は、暗号化され得る。外部患者コントローラは、埋め込み可能刺激ユニットとの通信のために特に設計され得るか、または、埋め込み可能刺激ユニットと通信するようにプログラムされたスマートフォン、ラップトップ、タブレット、またはスマートウォッチを備え得る。
【0034】
埋め込み可能刺激ユニットと外部医師コントローラとも、好ましくは、無線で通信し、外部医師コントローラは、第３の送受信機を含み得る。第１および第３の送受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１１またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＴＭ通信スキームを採用し得、第１の送受信機と第３の送受信機との間の無線通信は、暗号化され得る。外部医師コントローラは、埋め込み可能刺激ユニットとの通信のために特に設計され得るか、または、埋め込み可能刺激ユニットと通信するようにプログラムされたスマートフォン、ラップトップ、タブレット、またはデスクトップコンピュータであり得る。
【0035】
電極アレイを有する可撓性パドルは、好ましくは、骨盤神経叢の一部の解剖学的形状に形状適合し、より好ましくは、腹腔鏡下で埋め込まれるようにサイズおよび形状を決定される。一実施形態では、可撓性パドルの各々は、骨盤神経叢の半分に形状適合し、両側刺激を提供する半球形状を有する。各パドルは、個々にアドレス可能な電極の少なくとも２つの行と、２つの列とのアレイを含む。各パドルは、根治的前立腺摘除術に続いて、パドルを骨盤神経叢と接触して保持するように構成される縫合糸孔またはアンカ等の１つ以上の特徴も含み得る。アンカは、例えば、縫合糸または生体適合性糊であり得る。代替として、または加えて、各可撓性パドルは、パドル内および／またはそれを通した結合組織成長を可能にし、パドルを骨盤神経叢に隣接して据え付けるように設計される少なくとも１つの開口部を含み得る。
【0036】
埋め込み可能刺激ユニットを埋め込む方法、埋め込み可能刺激ユニットをプログラムし、好ましい励起電極、電極領域、電流方向、および刺激処方計画を構成し、迅速な勃起性応答を引き起こす、神経伝達を機能回復させる、または陰茎線維症を減らす方法、およびシステムを使用する方法も、本明細書において提供される。埋め込み可能刺激ユニットおよび可撓性パドルは、ロボット誘導外科手術システムを使用した、または腹腔鏡下での埋め込みのためにサイズおよび形状を決定され得る。
【0037】
本発明の別の側面によると、システムは、例えば、下部尿路の１つ以上の神経を電気刺激することによって、尿失禁を治療するために使用され得る。骨盤底の電気刺激は、根治的前立腺摘除術に続いて、神経再生を促進し、したがって、尿機能を改善することに役立ち得る。特に、低強度刺激は、軸索再成長および再接続を促進することによって、神経機能を再確立し得る。
【0038】
プログラマブルコントローラは、刺激回路に、電極のアレイの一対の電極を活性化させ、陰部神経、下腹交感神経、または骨盤副交感神経等の膀胱括約筋の制御に関連付けられた少なくとも１つの神経を刺激させ、神経の機能回復を促進させ得る。膀胱神経機能回復刺激モードは、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、および０．０１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加する刺激パラメータの組を有し得、前立腺摘除術に続いて、少なくとも１日１時間にわたって、自動的に実行され得る。
【0039】
可撓性パドルは、第１の側と反対側の第２の側に配置された電極の第２のアレイをさらに備え得る。プログラマブルコントローラは、刺激回路に、電極の第２のアレイの一対の電極を活性化させ、膀胱括約筋の制御に関連付けられた少なくとも１つの神経を刺激させ得る。
【0040】
上で説明されるシステムを使用し、尿失禁を治療する方法も、本明細書において提供される。例えば、方法は、第１の側に配置された電極の第１のアレイと、骨盤神経叢に隣接する位置における、第２の側の電極の第２のアレイとを有する可撓性パドルを埋め込むことと、プログラマブルコントローラを電極のアレイに結合することと、メモリに記憶される刺激回路に、第１および／または電極の第２のアレイ上の一対の電極を活性化させ、膀胱括約筋の制御に関連付けられた少なくとも１つの神経を刺激させるようにプログラムされた命令を実行することとを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【0041】
本開示のこれらおよび他の特徴、側面、および利点は、以下の説明、添付の請求項、および下記に簡潔に説明される図面に示される付随の例示的実施形態から明白となるであろう。
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【0062】
【発明を実施するための形態】
【0063】
本明細書に説明されるシステムおよび方法は、ニューロン応答における機能停止に関連付けられたＥＤ（例えば、前立腺摘除術、嚢胞摘除術、腹会陰切除、脊髄傷害、および／または糖尿病から生じる）、および海綿体および陰茎動脈内の平滑筋の緊張および／または収縮性の増加に関連付けられたＥＤ（例えば、高血圧症、アテローム性動脈硬化症、および／または糖尿病から生じる）を含む勃起性機能不全（ＥＤ）、および女性における性的興奮障害（ＦＳＡＤ）等の性障害のみならず、尿失禁等の骨盤障害を治療するために使用され得る。
【0064】
本明細書に説明されるシステムおよび方法は、例えば、海綿神経の最末端を電気刺激することによって、除神経された陰茎の機能を復元することが予期される。勃起性応答を誘発するニューロン経路は、骨盤内臓神経叢から生じる副交感入力である。骨盤内臓神経叢は、下下腹神経叢と交絡し、骨盤内の神経の網を形成する、第２、第３、および第４の仙椎神経からの枝から成る。海綿神経は、骨盤内臓神経から派生され、前立腺の周囲にほぼ位置する前立腺神経叢を介して、それに沿って進行し、副交感線維を陰茎の陰核海綿体および尿道海綿体に供給する。したがって、電気神経刺激のための最適部位を位置特定することは、ヒト海綿神経が骨盤神経叢から陰茎まで複雑な吻合部を通して進行するので、困難である。さらに、海綿神経の場所に、かなりの解剖学的変動性が存在する。各患者の生体構造、疾患病期、および／または癌場所は、独特である。骨盤神経叢は、微視的神経を伴う透明なベールであり、海綿神経は、全ての人において均一な位置特定に従うわけではない。したがって、これらの障壁は、選択的刺激のための海綿神経セグメントの識別を極度に困難にする。これらの障壁を克服するためのシステムおよび方法が、本明細書において提供される。
【0065】
図１を参照すると、本開示の原理に従って構築された例示的電気刺激システムの概要が、提供される。図１では、システムのコンポーネントは、相対的または絶対的ベースのいずれにおいても正確な縮尺で描写されない。電気刺激システム１００は、プログラマブルコントローラ３００を有する埋め込み可能刺激ユニット２００と、外部患者コントローラ４００と、外部医師コントローラ５００と、外部充電器６００とを含み得る。
【0066】
ここでまた図２Ａおよび２Ｂを参照すると、埋め込み可能刺激ユニット２００は、少なくとも１つの可撓性パドル（例証として、第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂ：パドルの各々は、電極２０４のアレイと縫合糸孔２０６とを備えている）、ケーブル２０８、およびプログラマブルコントローラ３００を含む。各電極２０４は、組織を刺激するための電気エネルギーを放出するように個々に選択され得る。好ましくは、電極２０４は、埋め込み可能刺激ユニット２００のプログラマブルコントローラによって１つ以上の対で選択されることによって、ユーザまたは医師によって（例えば、外部患者コントローラ４００または医師コントローラ５００を使用して）活性化されると、勃起性組織の刺激を引き起こす。
電極２０４は、均一に配置され得、および／または、異なる空間構成に配置され得る。例えば、電極２０４は、約０．０５ｍｍ～約５．０ｍｍ、より好ましくは、約０．５ｍｍ～約１．５ｍｍ間隔を置かれ得る。例証として、電極２０４は、複数の行および複数の列に配置され、電極２０４の数は、必要に応じて、約１０～５０超の電極まで変動し得る。電極２０４は、電流が１つの電極から別の電極に通過し、それらの間に配置された神経または神経群を刺激するように、双極刺激を印加し得る。電極２０４のアレイは、線維被包化の形成につながり得る有害な組織反応を減らすように設計される組織に優しい形状を有し得る。例えば、電極２０４は、凸面、球状、または平坦形状の部分が、可撓性基板上に露出され、組織を損傷または炎症させ得る鋭い表面を回避するように、サイズおよび形状を決定され得る。電極２０４は、神経の電気刺激のために好適な白金、金、または他の伝導性埋め込み可能材料から作製され得る。
電極２０４は、均一に配置され得、および／または、異なる空間構成に配置され得る。例えば、電極２０４は、約０．０５ｍｍ～約５．０ｍｍ、より好ましくは、約０．５ｍｍ～約１．５ｍｍ間隔を置かれ得る。例証として、電極２０４は、複数の行および複数の列に配置され、電極２０４の数は、必要に応じて、約１０～５０超の電極まで変動し得る。電極２０４は、電流が１つの電極から別の電極に通過し、それらの間に配置された神経または神経群を刺激するように、双極刺激を印加し得る。電極２０４のアレイは、線維被包化の形成につながり得る有害な組織反応を減らすように設計される組織に優しい形状を有し得る。例えば、電極２０４は、凸面、球状、または平坦形状の部分が、可撓性基板上に露出され、組織を損傷または炎症させ得る鋭い表面を回避するように、サイズおよび形状を決定され得る。電極２０４は、神経の電気刺激のために好適な白金、金、または他の伝導性埋め込み可能材料から作製され得る。
【0067】
可撓性パドル２０２は、好ましくは、患者の骨盤神経叢の少なくとも一部に隣接するようにサイズおよび形状を決定される。図２Ａおよび２Ｂに示されるように、第１の可撓性基板２０２ａは、骨盤神経叢の第１の半分に形状適合するように構成され、第２の可撓性パドル２０２ｂは、骨盤神経叢の第２の半分に形状適合するように構成される。可撓性パドルは、骨盤神経叢に形状適合する弧形状を形成するために曲がり得、骨盤神経叢の上に埋め込まれ得る（例えば、前立腺摘除術外科手術中）。好ましくは、可撓性パドル２０２は、電極２０４が海綿神経と最適に接触するように、骨盤神経叢の一部の解剖学的形状に形状適合し、骨盤神経叢のエリアの一部または全体を覆い得る。可撓性パドルは、シリコーンまたは他の可撓性の電気的に非伝導性の材料の構造マトリクスを備え得、該構造マトリクスは、局所生体構造への適合および成型を可能にし、設置を最適化し、組織反応を最小化する。可撓性パドルは、好適な形状（例えば、半球、長方形、正方形、長円形、楕円形、または台形）において設計され、各患者の生体構造および必要性により良好に適合するように寸法を決定された平坦な構造を有し得る。
【0068】
再び図１を参照すると、埋め込み可能刺激ユニット２００は、第１の可撓性パドル２０２ａ上に配置された電極２０４の第１のアレイと、第２の可撓性パドル２０２ｂ上に配置された電極２０４の第２のアレイとを含む。プログラマブルコントローラ３００は、好ましくは、刺激回路を活性化し、第１の可撓性パドル２０２ａ上に配置された１つ以上の電極２０４と第２の可撓性パドル２０２ｂ上に配置された１つ以上の電極２０４とに、患者の勃起性に対する両側電気刺激を同時に印加させるようにプログラムされる。
【0069】
埋め込み可能刺激ユニット２００は、可撓性パドルを骨盤神経叢と接触して維持するために、好ましくは、個々に可撓性パドルに結合された少なくとも１つのアンカを含み得る。アンカは、縫合糸、生体適合性マトリクス、生体適合性糊、またはそれらのある組み合わせから成り得る。１つの好ましい実施形態では、各可撓性パドルは、１つ以上の縫合糸孔２０６を含み、それを通して縫合糸は、可撓性パドルを骨盤神経叢に据え付け得る。埋め込み可能刺激ユニット２００は、長期埋め込みのために好適な１つ以上の生体適合性材料（例えば、チタンケージ、シリコーンケージ）内に被包され得る。一実施形態では、可撓性パドル２０２は、電極２０４間またはパドルの具体的領域内に配置された１つ以上の空洞を含み、パドル内および／またはそれを通した結合組織成長を可能にし、骨盤空洞内への据え付けおよび固定を高め得る。
【0070】
ケーブル２０８が、可撓性パドル２０２ａおよび２０２ｂの電極２０４をプログラマブルコントローラ３００に電気的に結合する。ケーブル２０８は、各電極２０４のための独立ワイヤを有する絶縁された多導体ケーブルであり得る。ケーブル２０８は、図示されるように、複数の枝を含み、可撓性パドルとの接続を可能にし得る。一実施形態では、２つ以上のケーブル２０８は、第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂの電極２０４のアレイの各々に結合され得る。
【0071】
プログラマブルコントローラ３００は、臍線と腸骨稜線との間の下側側腹内に埋め込まれ、回路網を含み得、回路網は、刺激ルーチンを記憶することと、刺激回路に、刺激処方計画によって定義されたパラメータで電気刺激を電極２０４の選択されたサブセットに供給させることとを行うように構成される。そのような刺激処方計画において採用されるパラメータは、パルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および刺激の期間を含み得る。
【0072】
プログラマブルコントローラ３００は、外部患者コントローラ４００によって制御され得、随意に、外部患者コントローラ４００によって給電され得る。外部患者コントローラ４００は、好ましくは、ユーザインターフェース４０２を含み、ユーザインターフェース４０２は、ユーザ、例えば、患者、医師、介護者が刺激セッションを開始することおよび停止することを含むプログラマブルコントローラ３００の限定された数の動作パラメータを調節することを可能にする。プログラマブルコントローラ３００は、それぞれの通信ユニットを介して外部患者コントローラ４００と通信し、通信ユニットの各々は、患者の皮膚を横断して双方向様式において情報を通信すること、随意に、電力をプログラマブルコントローラ３００に伝送することを行うための誘導コイルおよび／またはＲＦ送受信機を含み得る。例えば、外部患者コントローラ４００は、ユーザインターフェース４０２において受信されたユーザ入力に応答して、プログラマブルコントローラ３００および外部患者コントローラ４００内のそれぞれのテレメトリ（またはＲＦ）システムを介して、プログラマブルコントローラ３００を選択的に活性化し得る。
【0073】
好ましい実施形態では、限定された数の刺激パラメータが、非医師ユーザによって行われる調節不良によって引き起こされる傷害の機会を減少させるために、ユーザインターフェース４０２において調節され得る。代替実施形態では、外部患者コントローラ４００も、ユーザインターフェース４０２において受信されるユーザ入力に応答して、刺激パラメータ、例えば、刺激を印加するために使用される電極、パルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および刺激の期間に対する調節をプログラマブルコントローラ３００に送信し得る。一実施形態では、外部患者コントローラ４００は、本明細書の下記に説明されるように、プログラマブルコントローラ３００内に記憶される事前にプログラムされたルーチンを活性化し、最適化された励起電極の組を識別し、それらの電極の識別を不揮発性メモリ内に記憶し得る。
【0074】
外部患者コントローラ４００は、埋め込み可能刺激ユニット２００およびプログラマブルコントローラ３００との使用のために特に設計され得る。代替として、外部患者コントローラ４００は、アプリストアからダウンロードされたアプリケーションまたは「アプリ」を介して、埋め込み可能刺激ユニット２００と通信するようにプログラムされたスマートフォン、ラップトップ、タブレット、スマートウォッチ等であり得る。いずれの場合も、外部患者コントローラ４００は、埋め込み可能刺激ユニット２００および／または外部医師コントローラ５００とインターフェースをとるようにプログラムされ、それらのデバイスとの通信のために、セルラー、８０２．１１Ｗｉｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、および／またはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ＴＭチップセットを使用し得る。具体的に、外部患者コントローラは、患者入力に応答して、プログラマブルコントローラ３００を選択的に活性化するようにプログラムされ得る。
【0075】
外部医師コントローラ５００は、直接、または外部患者コントローラ４００を介してのいずれかにおいて、プログラマブルコントローラ３００と通信するようにプログラムされる。図１に示されるように、外部医師コントローラ５００は、例証として、命令でプログラムされた非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体を有するコンピュータであり得、命令は、コンピュータ上で起動されると、コンピュータにプログラミングをプログラマブルコントローラ３００に提供させる。外部医師コントローラ５００は、外部医師コントローラ５００が、精査のために、プログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００上に記憶されたデータをダウンロードし得るように、プログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００に無線で結合され得る。外部医師コントローラ５００は、プログラマブルコントローラ３００の中にプログラムされた刺激パラメータを再プログラムするために、プログラミングデータをプログラマブルコントローラ３００に転送し得る。例えば、外部医師コントローラ５００は、刺激のために使用されるべき電極対、パルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および刺激の期間等のパラメータをプログラムおよび調節するために使用され得る。外部医師コントローラ５００は、医師による後のアクセスのために、プログラマブルコントローラ３００から回収されるデータを遠隔サーバにアップロードおよび記憶するようにプログラムされ得る。一実施形態では、外部医師コントローラ５００は、下記にさらに説明されるように、所望の電極２０４のサブセットを選択的に活性化し、それらの電極の識別と、性的興奮、または神経または陰茎機能回復を引き起こすために十分な刺激ルーチンとをプログラマブルコントローラ３００の不揮発性メモリに記憶させ得る。
【0076】
外部医師コントローラ５００は、プログラマブルコントローラ３００を選択的に活性化し、不揮発性メモリに記憶される走査プロトコルを実行し得、走査プロトコルは、活性化されると、迅速な勃起性応答を引き起こし、神経機能回復を可能にし、および／または陰茎線維症を減らす好ましい電極対、電流流動方向、および電極領域を決定し、それらの電極の識別をプログラマブルコントローラ３００の不揮発性メモリ内に記憶する。より具体的に、走査プロトコルは、本明細書の下記に説明されるように、所定の様式において、アレイの電極２０４を選択的に活性化し、電流流動の好ましい方向、電流流動の好ましい方向において刺激されるときの電極の好ましい領域、電極の好ましい領域内の好ましい電極対、およびそれらの好ましい電極に適用されるべき好ましい刺激パラメータを決定することによって、刺激回路を介して、プログラマブルコントローラ３００のマイクロプロセッサに電気刺激を供給させ得る。走査プロトコルは、活性化の勃起モードに対応する刺激パルスシーケンス；随意に、少なくとも１つの海綿神経の機能回復のための活性化の機能回復モードに対応する神経機能回復刺激パルスシーケンス；および／または、少なくとも部分的陰茎腫脹を誘発し、陰茎線維症を減らすための活性化の機能回復モードに対応する陰茎機能回復刺激パルスシーケンスを決定するために使用され得る。
【0077】
一実施形態では、外部医師コントローラ５００は、術（例えば、前立腺摘除術）後期間において、好ましい迅速な勃起性応答をもたらす（または、神経または陰茎機能回復のための）好ましい電極対および好ましい刺激パラメータを決定するために使用され得る。外部医師コントローラ５００は、外部患者コントローラ４００によってオンデマンドで活性化されると迅速な勃起性応答を誘発する第１の刺激処方計画と、外部患者コントローラ４００を介して、または自動的にプログラマブルコントローラ３００によって事前に設定された時間において活性化されると、より低い電流強度を提供し、少なくとも１つの海綿神経を介した神経伝達を機能回復させる第２の刺激処方計画とをプログラマブルコントローラ３００の不揮発性メモリに記憶させるために使用され得る。刺激処方計画は、ログラマブルコントローラ３００のメモリに記憶され、それによって、勃起が、後の時間に、それらのパラメータを使用して達成され得る（例えば、外部患者コントローラ４００におけるユーザ入力に応答して）。
【0078】
外部医師コントローラ５００は、埋め込み可能刺激ユニット２００との使用のために特に設計され得る。代替として、外部医師コントローラ５００は、埋め込み可能刺激ユニット２００と通信するようにプログラムされたスマートフォン、ラップトップ、タブレット、デスクトップコンピュータ等であり得る。故に、外部医師コントローラ５００は、アプリストアからダウンロードされたアプリケーションまたは「アプリ」等のソフトウェアを使用して、埋め込み可能刺激ユニット２００および／または外部患者コントローラ４００とインターフェースをとり得、それらのデバイスとの通信のために、セルラー、８０２．１１Ｗｉｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＴＭチップセットを使用し得る。外部医師コントローラ５００は、直接、または外部患者コントローラ４００を介して、埋め込み可能刺激ユニット２００と通信し得る。
【0079】
外部充電器６００が、プログラマブルコントローラ３００と電気的に通信し、それぞれの誘導コイルを介して、プログラマブルコントローラ３００を経表皮的に充電し得る。外部充電器６００は、プログラマブルコントローラ３００の電力レベルが閾値電力レベルを下回ると、インジケータＬＥＤ、可聴アラーム、または振動モータを介して、アラートを発生させ得る。
【0080】
ここで図２Ａ、２Ｂ、および３を参照すると、埋め込み可能刺激ユニットの例示的パドル設計が、図示される。埋め込み可能刺激ユニット２００は、電極２０４のアレイと縫合糸孔２０６とを有する少なくとも１つの可撓性パドル２０２を含み得る。可撓性パドル２０２は、リード２１０を有するケーブル２０８を介して、プログラマブルコントローラ３００に動作可能に結合され得る。ケーブル２０８は、各電極２０４のための独立ワイヤを有する絶縁された多導体ケーブルであり得る。図２Ａは、単一ケーブル２０８が可撓性パドル２０２をプログラマブルコントローラ３００に結合する、ある実施形態を描写する。代替として、図３に示されるように、２つ以上のケーブル２０８が、可撓性パドル２０２をプログラマブルコントローラ３００に結合するために提供され得る。図３の実施形態では、ケーブル２０８のケーブルのうちの１つは、電極２０４のアレイの第１のサブセット、例えば、６つの電極をプログラマブルコントローラ３００に電気的に結合し得、他のケーブル２０８は、電極２０４のアレイの第２のサブセット、例えば、残りの６つの電極をプログラマブルコントローラ３００に電気的に結合し得る。したがって、プログラマブルコントローラ３００は、ケーブル２０８を受け取るための複数のポートを含み得る。
【0081】
可撓性パドル２０２は、曲がり得、例えば、弧形状をとり得、骨盤神経叢と接触するように埋め込まれ得る（例えば、前立腺摘除術外科手術中）。好ましくは、可撓性パドル２０２は、骨盤神経叢の一部の解剖学的形状に形状適合され得る。可撓性パドル２０２は、少なくとも２つの電極行および少なくとも２つの電極列２０４を備え得る。図２Ｂに描写される好ましい実施形態では、電極２０４のアレイは、１２の電極を第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂの各々上に含み得る。可撓性パドル２０２は、突出する部分２０３を含む実質的に半球の形状を有し得、それは、ケーブル２０８から最も遠い可撓性パドルの角から延びている。半球形状は、軟組織を損傷させることを回避し、傷害を最小化し、刺激パルスの電極から神経までの伝達を妨害し得る線維被包化を減らすように選択される。突出する部分２０３はまた、図８Ａおよび８Ｂに関して下記に説明されるように、可撓性パドルが、その領域の生体構造を収容しながら、海綿神経に隣接して設置されることを可能にする。少なくとも１つの電極２０４が、パドルの突出する部分２０３上に配置され得る。
【0082】
依然として、図２Ｂを参照すると、２パドル実施形態が、説明される。本実施形態では、刺激ユニット２００（図１参照）は、各々が電極２０４のアレイと縫合糸孔２０６とを有する第１の可撓性パドル２０２ａと第２の可撓性パドル２０２ｂとを含む。第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂの各々は、ケーブル２０８を介して、プログラマブルコントローラ３００に結合される。代替として、単一ケーブル２０８は、パドル２０２ａおよび２０２ｂをプログラマブルコントローラ３００に結合する枝を含み得る。骨盤神経叢は、概して、２つの神経群を有するので、第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂの各々は、電極２０４のアレイのうちの少なくとも１つが海綿神経と接触するように、１つの神経群のエリアの一部または全体を覆い得る。例えば、第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂは、図２Ｂに示されるように、各半球パドルの突出する部分２０３が互いに面するように、患者内に埋め込まれ得る。突出する部分２０３は、したがって、図９Ａおよび９Ｂに示され、下記に説明されるように、可撓性パドルが、尿道を包囲して設置されることを可能にし得る。好ましい実施形態では、各可撓性パドル２０２は、約２ｍｍの厚さ、約３２．５ｍｍの長さ、および約１８ｍｍの幅を有するが、但し、突出する部分２０３が、約２２ｍｍの幅まで延びている。第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂは、同じまたは異なる寸法を有し得る。２つのパドル間の距離は、埋め込まれると、約０．５ｍｍ～約８ｃｍであり得る。
【0083】
ここで図４Ａおよび４Ｂを参照すると、埋め込み可能刺激ユニット２００において使用するための例示的電極形状が、説明される。電極２０４ａ、２０４ｂ、および２０４ｃの各々は、電極の周囲の線維症形成につながり得る有害な組織反応を減らすように構成される組織に優しい形状を有する。電極２０４ａは、可撓性基板部分２１２から延びている球状部分を有し、ケーブルのワイヤ２１４ａによって、独立して、プログラマブルコントローラ３００の回路網に結合される。電極２０４ｂは、可撓性基板部分２１２の高さの上方に延びている平坦部分を有し、独立して、ケーブルのワイヤ２１４ｂによって、プログラマブルコントローラ３００の回路網に結合される。電極２０４ｃは、平坦であり、可撓性基板部分２１２の表面と同一平面にあり、ケーブルのワイヤ２１４ｃによって、独立して、プログラマブルコントローラ３００の回路網に結合される。有利なこととして、電極形状の各々は、組織を損傷または炎症させ得る鋭い表面を有していない。当業者によって理解されるであろうように、電極２０４のアレイは、これらの電極形状のうちの１つ、２つ、または３つ、または他の好適な組織に優しい形状を使用し得る。
【0084】
ここで図４Ｃ－４Ｅを参照すると、例示的電極形状が、さらに説明され、図４Ｃ－４Ｅは、各電極形状に関する表面電荷密度を描写する。図４Ｃに示されるように、電極２０４ａの半球形状は、電極の表面にわたる均質電荷分布を可能にし、それによって、周囲組織への損傷を伴わずにエネルギーの電極から海綿神経までの効率的伝達を提供する。対照的に、図４Ｄおよび４Ｅに描写されるように、平坦ディスク電極２０４ｂおよび２０４ｃの電荷の分布は、電極の周界上に電荷の大きい蓄積を示し、それは、エネルギー伝達を妨害し、可能性として、組織損傷に影響し得る。
【0085】
図５に関して、プログラマブルコントローラ３００の内部機能コンポーネントの一般化された概略図が、ここで説明される。プログラマブルコントローラ３００は、プログラマブルコントローラ３００のメモリに記憶される刺激処方計画に従って、好ましい励起電極の刺激を引き起こすようにプログラムされる。プログラマブルコントローラ３００は、好ましくは、マイクロプロセッサ３０２と、不揮発性メモリ３０４と、通信ユニット３０６と、システムセンサ３０８と、電力供給源３１０と、刺激回路３１２と、デマルチプレクサ３１４とを含む。
【0086】
マイクロプロセッサ３０２は、プログラマブルコントローラ３００の機能コンポーネントに電気的に結合され、それらを制御する。マイクロプロセッサ３０２は、プログラマブルマイクロプロセッサと、揮発性メモリと、プログラミングを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ３０４と、ファームウェアおよびシステム動作パラメータおよび患者データのログを記憶するための不揮発性ストレージ、例えば、フラッシュメモリとを含む市販のマイクロコントローラユニットを備え得る。マイクロプロセッサ３０２のメモリは、マイクロプロセッサ３０２によって実行されると、本明細書のそれらに帰する機能性をプログラマブルコントローラ３００のプロセッサおよび機能コンポーネントに提供させるプログラム命令を記憶する。マイクロプロセッサ３０２は、好ましくは、プログラミングデータ（例えば、刺激処方計画、励起電極の識別、刺激パラメータ等）が、マイクロプロセッサ３０２の不揮発性メモリ３０４内に記憶され、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００を使用して、調節され得るように、プログラム可能である。
【0087】
マイクロプロセッサ３０２は、アレイ上の電極２０４の任意の選定された組み合わせの電気刺激を可能にし、したがって、単純双極構成を提供するようにプログラム可能であり得る。マイクロプロセッサ３０２は、電極２０４のアレイの所望のサブセットを選択的に活性化し、有益である刺激を提供する電極のアレイのサブセットおよび１つ以上の刺激処方計画を決定し、マイクロプロセッサ３０２による後続使用のために、その情報を不揮発性メモリ３０４内に記憶するためのルーチンでさらにプログラムされ得る。本開示において使用されるように、用語「励起電極」は、好ましい電流流動方向のための好ましい勃起性応答を提供することが決定された電極のサブセットを指す。さらに、本開示において使用されるように、用語「刺激処方計画」は、励起電極に適用されると、好ましい迅速な勃起性応答を誘発すると患者または医師によって判断される刺激パラメータの組、または、少なくとも１つの海綿神経を介した神経伝達を復元または補強するために好ましいと患者または医師によって決定された刺激を提供する刺激パラメータの組を指す。
【0088】
例えば、マイクロプロセッサ３０２は、電力を放出するデマルチプレクサ３１４を使用して、刺激回路３１２を介して励起電極２０４の組に電気信号を送信するように電力供給源３１０に指示し得る。マイクロプロセッサ３０２によって使用される刺激処方計画は、性的興奮、例えば、勃起を引き起こすために、または神経または陰茎機能回復のために十分な電気刺激を、刺激回路３１２および骨盤神経叢を介して、少なくとも１つの海綿神経に供給する。ルーチンは、自動的に、および／または外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００におけるユーザ入力に応答して、識別および記憶された電極のサブセットを活性化し得る。加えて、下記に説明されるように、不揮発性メモリ３０４は、外部患者コントローラ４００または外部医師コントローラ５００によって指示され得るように、埋め込み可能刺激ユニット２００の埋め込み後の最初と、埋め込み後の後の時間との両方において、好ましい刺激処方計画のための励起電極の組と刺激パラメータとの識別を可能にするために、電極のアレイを走査するために事前にプログラムされたルーチンを記憶する。励起電極の組は、最良の性的興奮、例えば、勃起性応答をもたらし、メモリに記憶される。励起電極の組の識別は、後の刺激のために記憶され、さらに、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００に伝送され得る。
【0089】
刺激パラメータは、性的興奮を提供し、神経再生を促進し、および／または神経再生を改善し、勃起性機能不全および女性における性的興奮障害等の性障害を治療するように選択される。例えば、刺激は、勃起を生じさせ、維持し得、神経（例えば、骨盤神経叢の神経および／または海綿神経）再生を経時的に促進および／または改善し得る。例として、パルス持続時間は、約０．５ミリ秒～約１０ミリ秒、約０．５ミリ秒～約５ミリ秒、約１ミリ秒～約４秒、または約１ミリ秒～約３ミリ秒であるようにプログラムされ得る。交流の周波数は、約１０Ｈｚ～約３０Ｈｚ、約１０Ｈｚ～約２５Ｈｚ、約１０Ｈｚ～約２０Ｈｚ、または約１５Ｈｚ～約２５Ｈｚであるようにプログラムされ得る。電圧は、約１Ｖ～約１５Ｖ、約５Ｖ～約１０Ｖ、約１Ｖ～約５Ｖ、または約１０Ｖ～約１５Ｖであるようにプログラムされ得る。電流は、約１ミリアンペア～約１００ミリアンペア、約１ミリアンペア～約５０ミリアンペア、約１ミリアンペア～約２０ミリアンペア、約２０ミリアンペア～約５０ミリアンペア、約５０ミリアンペア～約１００ミリアンペア、または約７５ミリアンペア～約１００ミリアンペアであるようにプログラムされ得る。刺激の期間は、所定の時間の間、自動的に刺激するようにプログラムされ得るか、または、例えば、ユーザインターフェース４０２におけるユーザ入力に応答して、刺激し得る。例えば、刺激は、所望の勃起の期間の一部中またはその全体中、維持され得る。神経再生のために、所定の時間間隔において、経時的に刺激することが好ましくあり得る。例えば、自動刺激は、１時間毎、１日１回、１日２回、１日３回、１日４回、１日おき、３日おき、または毎週１０分～２時間の期間、１０分～１時間、１０分～３０分、１０分～２０分、または１時間～２時間にわたって、生じ得る。好ましくは、神経再生のための刺激は、振動する電流または低周波電気刺激を使用して生じる。
【0090】
マイクロプロセッサ３０２は、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００に通信するように構成される回路網を有する通信ユニット３０６に結合される。通信ユニット３０６は、プログラマブルコントローラ３００が、外部患者コントローラ４００によって、給電、プログラム、および／または制御され得るように、プログラマブルコントローラ３００と外部患者コントローラ４００との間の刺激コマンド、随意に、電力の伝送を可能にする。例えば、マイクロプロセッサ３０２は、外部患者コントローラ４００の対応する通信ユニット（例えば、テレメトリシステムおよびコイルを有する誘導ユニットおよび／または送受信機およびアンテナを有するＲＦユニット）から受信される刺激コマンドに応答して、刺激セッションを開始または停止させ得るか、または査定を行い、電極２０４のアレイの好ましいサブセットを決定し得る。通信ユニット３０６は、プログラマブルコントローラ３００が外部医師コントローラ５００によって、給電、プログラム、および／または制御され得るように、プログラマブルコントローラ３００と外部医師コントローラ５００との間のプログラミングデータ、随意に、電力の伝送をさらに可能にする。例えば、マイクロプロセッサ３０２は、外部医師コントローラ５００の対応する通信ユニット（例えば、テレメトリシステムおよびコイルを有する誘導ユニットおよび／または送受信機およびアンテナを有するＲＦユニット）から受信されるプログラミングデータに応答して、刺激のために使用される励起電極の組内に含まれる電極のみならず、パルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および／または刺激の期間を含む好ましい刺激処方計画に対する変更を指示し得る。
【0091】
通信ユニット３０６は、誘導コイルに電気的に結合されるテレメトリシステムを含み得る。テレメトリシステムおよびコイルのための技術は、当業者に周知であり、磁石、短距離テレメトリシステム、より長距離のテレメトリシステム（Ｚａｒｌｉｎｋ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（Ｏｔｔａｗａ，Ｃａｎａｄａ）から利用可能なＭＩＣＳ ＲＦ Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ等を使用して）、またはペースメーカープログラマに類似する技術を含み得る。代替として、コイルは、電力のみを伝送するために使用され得、別個の無線周波数送信機が、双方向または一方向性データ通信を確立するために、プログラマブルコントローラ３００、外部患者コントローラ４００、および／または外部医師コントローラ５００内に提供され得る。
【0092】
通信ユニット３０６は、アンテナ（密閉筐体の内側または外部にあり得る）に結合される送受信機を採用する（テレメトリシステムおよびコイルの有無にかかわらず）通信回路も含み得る。送受信機は、好ましくは、無線周波数（ＲＦ）送受信機を備え、アンテナを介して、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００内に配置される類似送受信機回路との双方向通信のために構成される。例えば、送受信機は、刺激コマンドを外部患者コントローラ４００から、およびプログラミングデータを外部医師コントローラ５００から受信し得る。マイクロプロセッサ３０２は、通信ユニット３０６のアンテナおよび送受信機を介して、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００の対応する送受信機およびアンテナから受信されるプログラミングデータおよび／または刺激コマンドに応答して、刺激のために使用される励起電極の組内に含まれる、電極、およびパルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および／または刺激の期間を含む好ましい刺激処方計画に対する変更を指示し得、刺激セッションを開始または停止させ得、および／または、査定を行い、電極の好ましいサブセットを再査定し得る。送受信機は、低電力動作モードも含み得、それによって、送受信機は、周期的にアウェイクし、着信メッセージをリッスンし、そのプログラマブルコントローラに割り当てられた独特のデバイス識別子を含むそれらのメッセージのみに応答する。加えて、送受信機は、暗号化ルーチンを採用し、プログラマブルコントローラ３００から送信されるメッセージ、またはそれによって受信されるメッセージが、傍受または偽造されることができないことを確実にし得る。通信ユニット３０６は、無線チップセット、例えば、Ｗｉｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＴＭ、セルラー、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等を含み得、それによって、プログラマブルコントローラ３００が、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００と無線で通信することを可能にする。
【0093】
システムセンサ３０８は、プログラマブルコントローラ３００のシステムの動作を監視する１つ以上のセンサ、システム動作およびシステム障害に関連するログデータを備え得、
ログデータは、外部医師コントローラ５００を使用した後の読み出しのためにログ内に記憶され得る。マイクロプロセッサ３０２は、センサ信号をシステムセンサ３０８から受信し、センサ信号に基づいて、刺激パラメータを調節するようにプログラムされ得る。センサ３０８は、例えば、湿度センサを含み、プログラマブルコントローラ３００の筐体内の湿気を測定し、それは、例えば、充電中のバッテリ温度を測定し、バッテリの安全動作を確実にするために、電子コンポーネントおよび／または温度センサの状態に関連する情報を提供し得る。システムセンサからのデータは、マイクロプロセッサ３０２によってログをとられ、外部医師コントローラ５００への後の伝送のために、不揮発性メモリ３０４内に記憶され得る。
ログデータは、外部医師コントローラ５００を使用した後の読み出しのためにログ内に記憶され得る。マイクロプロセッサ３０２は、センサ信号をシステムセンサ３０８から受信し、センサ信号に基づいて、刺激パラメータを調節するようにプログラムされ得る。センサ３０８は、例えば、湿度センサを含み、プログラマブルコントローラ３００の筐体内の湿気を測定し、それは、例えば、充電中のバッテリ温度を測定し、バッテリの安全動作を確実にするために、電子コンポーネントおよび／または温度センサの状態に関連する情報を提供し得る。システムセンサからのデータは、マイクロプロセッサ３０２によってログをとられ、外部医師コントローラ５００への後の伝送のために、不揮発性メモリ３０４内に記憶され得る。
【0094】
電力供給源３１０は、プログラマブルコントローラ３００の電気コンポーネントに給電し、一次セルまたはバッテリ、二次（再充電可能）セルまたはバッテリ、または両方の組み合わせを備え得る。代替として、電力供給源３１０は、セルまたはバッテリを含まないこともあり、代わりに、経表皮的エネルギー伝達システム（ＴＥＴ）を介して、例えば、誘導結合によって、皮膚を通して伝達されるエネルギーを貯蔵するコンデンサを備えている。好ましい実施形態では、電力供給源３１０は、リチウムイオンバッテリを備えている。
【0095】
刺激回路３１２は、選択された電極が電気刺激を所望のパラメータにおいて供給するように、電力供給源３１０から供給されるエネルギーを使用して、パルスを電極２０４に送信するように構成される。
【0096】
マイクロプロセッサ３０２は、アレイの任意の電極２０４のサブセットが刺激回路３１２に選択的に結合され得るように、デマルチプレクサ３１４にさらに結合され得る。このように、適切な電極組は、所望の療法効果を達成するために、患者の身体内に埋め込まれる電極の選択全体から選定され得る。デマルチプレクサ３１４は、好ましくは、高速で動作し、それによって、連続刺激パルスが異なる電極組み合わせに印加されることを可能にする。
【0097】
図６に関して、外部患者コントローラ４００の内部機能コンポーネントの一般化された概略図が、ここで説明される。外部患者コントローラ４００は、ユーザインターフェース４０２と、プログラマブルマイクロプロセッサ４０４と、通信ユニット４０６と、電力供給源４０８と、入力および出力回路網（Ｉ／Ｏ）４１０とを含み得る。上で解説されるように、外部患者コントローラ４００は、埋め込み可能刺激ユニット２００との使用のために特に設計され得るか、または、代替として、埋め込み可能刺激ユニット２００および／または外部医師コントローラ５００と通信するようにプログラムされた多目的スマートフォン、ラップトップ、タブレット、スマートウォッチ等であり得る。後者の場合では、ユーザインターフェース４０２、プログラマブルマイクロプロセッサ４０４、通信ユニット４０６、電力供給源４０８、およびＩ／Ｏ４１０は、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、スマートウォッチ等上に事前にインストールされたハードウェアであり得る。
【0098】
マイクロプロセッサ４０４は、外部患者コントローラ４００の内部機能コンポーネントに電気的に結合され、それらを制御するように構成される。マイクロプロセッサ４０４は、プログラマブルマイクロプロセッサと、揮発性メモリと、プログラミングを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリと、ファームウェアおよびシステム動作パラメータおよび患者データのログを記憶するための不揮発性ストレージ、例えば、フラッシュメモリとを含む市販のマイクロコントローラユニットを備え得る。マイクロプロセッサ４０４のメモリは、マイクロプロセッサ４０４のプロセッサによって実行されると、本明細書のそれらに帰する機能性をプロセッサおよび外部患者コントローラ４００の機能コンポーネントに提供させるプログラム命令を記憶し得る。好ましくは、マイクロプロセッサ４０４は、プログラム可能であり、ユーザインターフェース４０２において、および／または外部医師コントローラ５００において、受信されるユーザ入力に応答して、刺激のために使用される励起電極の組内に含まれる電極、およびパルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および／または刺激の期間を含む好ましい刺激処方計画に対する変更を記憶し、通信ユニット４０６を介してプログラマブルコントローラ３００に刺激コマンドおよびプログラミングデータを送信するようにプログラムされる。
【0099】
マイクロプロセッサ４０４は、通信ユニット４０６に結合され得、それは、プログラマブルコントローラ３００および外部医師コントローラ５００と通信し得る。通信ユニット４０６は、テレメトリシステムを有する誘導ユニットおよびコイル、および／または送受信機およびアンテナを有するＲＦユニットを含み得、無線チップセット、例えば、Ｗｉｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＴＭ、セルラー、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等を伴い、それによって、外部患者コントローラ４００が、プログラマブルコントローラ３００および／または外部医師コントローラ５００と無線で通信し、随意に、電力をプログラマブルコントローラ３００に供給することを可能にする。
【0100】
ユーザインターフェース４０２は、ユーザ入力を受信し、情報をユーザに表示する。ユーザインターフェース４０２は、ユーザ入力を受信し、および／または情報をユーザに表示するために、ボタン、ＬＥＤ、ディスプレイ、タッチスクリーン、キーパッド、マイクロホン、スピーカ、トラックボール等を含み得る。例えば、ユーザインターフェース４０２は、電流刺激パラメータを表示し、ユーザが刺激パラメータを調節することを可能にし得る。好ましい実施形態では、限定された数の刺激パラメータが、ユーザインターフェース４０２において調節され、非医師ユーザによって行われる調節によって引き起こされる傷害の機会を減少させ得る。例えば、ユーザインターフェース４０２は、ユーザが、迅速な勃起性応答を誘発するための第１のモードに対応する第１の刺激パルスシーケンス、海綿神経内の神経伝達を機能回復させるように選択される第２の神経機能回復刺激モード、または陰茎線維症を減らすように選択される第３の陰茎機能回復モード等の励起電極を使用した刺激セッションを開始または停止させることのみを可能にし得る。
【0101】
電力供給源４０８は、外部患者コントローラ４００の電気コンポーネントに給電し、一次セルまたはバッテリ、二次（再充電可能）セルまたはバッテリ、または両方の組み合わせを備え得る。代替として、電力供給源４０８は、ポートであり、外部患者コントローラ４００が、コンポーネントに給電するために、従来の壁ソケットの中に差し込まれることを可能にし得る。
【0102】
入力および出力回路網（Ｉ／Ｏ）４１０は、コンピュータとの有線通信等のデータ通信のためのポート、および／または、外部患者コントローラ４００の使用に関連するプログラム命令またはデータが記憶され得る除去可能メモリ（例えば、ＳＤカード）を受け取るためのポートを含み得る。
【0103】
図７を参照すると、外部医師コントローラ５００上に実装されるソフトウェアが、ここで説明される。ソフトウェアは、メインブロック５０２と、イベントログブロック５０４と、データダウンロードブロック５０６と、構成設定ブロック５０８と、ユーザインターフェースブロック５１０と、アラーム検出ブロック５１２と、センサ較正ブロック５１４と、ファームウェアアップグレードブロック５１６と、デバイス識別子ブロック５１８と、ステータス情報ブロック５２０とを含む図７に図式的に描写されるいくつかの機能ブロックを備えている。ソフトウェアは、好ましくは、Ｃ＋＋で記述され、オブジェクト指向フォーマットを採用する。１つの好ましい実施形態では、ソフトウェアは、デスクトップおよびラップトップコンピュータ上で従来採用されるようなＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｅｄｍｏｎｄ，Ｗａｓｈ．）の商標名）またはＵｎｉｘ（登録商標）ベースのオペレーティングシステムの上で起動するように構成される。上で議論）されるように、コンピュータは、送受信機と、アンテナと、無線カードとを含み得、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格、セルラー、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＴＭ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等に準拠し、それによって、プログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００が、外部医師コントローラ５００と無線で通信することを可能にする。
【0104】
メインブロック５０２は、好ましくは、医師のコンピュータ上で実行され、他の機能ブロックの全体的動作を制御するメインソフトウェアルーチンを含む。メインブロック５０２は、医師がプログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００上に記憶されるイベントデータおよびアラーム情報をそのオフィスコンピュータにダウンロードすることを可能にし、外部医師コントローラ５００がプログラマブルコントローラ３００の動作を直接制御することも可能にする。メインブロック５０２は、医師がファームウェア更新および構成データをプログラマブルコントローラ３００にアップロードすることも可能にする。
【0105】
イベントログブロック５０４は、プログラマブルコントローラ３００からダウンロードされた動作データの記録であり、イベントログブロック５０４は、例えば、治療セッション開始および停止時間、現在の刺激パラメータ、前の治療セッションからの刺激パラメータ、センサデータ、バッテリ電流、バッテリ電圧、バッテリステータス等を含み得る。イベントログは、アラームまたは他の異常条件等のイベントの発生も含み得る。
【0106】
データダウンロードブロック５０６は、プログラマブルコントローラ３００が外部医師コントローラ５００に結合された後、ダウンロードのためにデータを外部医師コントローラ５００に転送するようにプログラマブルコントローラ３００にコマンドするルーチンである。データダウンロードブロック５０６は、自動的に、またはユーザインターフェースブロック５１０を介した医師の指示で、イベントログ内に記憶されるデータのダウンロードを開始し得る。
【0107】
構成設定ブロック５０８は、プログラマブルコントローラ３００の動作を制御するプログラマブルコントローラ３００内に記憶されるパラメータを構成するルーチンである。時間間隔タイミングパラメータは、例えば、無線通信をリッスンするために、またはプログラマブルコントローラ３００の動作を制御するためにアウェイクされることに先立って、プロセッサがスリープモードに留まる長さを決定し得る。時間間隔タイミングパラメータは、例えば、刺激セッションの持続時間を制御し得る。プログラマブルコントローラ３００に伝送される時間間隔タイミング設定は、イベントデータがマイクロプロセッサ３０２内のメモリに書き込まれる時間および頻度も決定し得る。ある実施形態では、外部医師コントローラ５００は、データを外部患者コントローラ４００に転送するようにも構成され、外部医師コントローラ５００は、外部患者コントローラ４００のマイクロプロセッサ４０４によって実行されるファームウェアによって使用されるタイミングパラメータを構成するためにも使用され得る。ブロック５０８は、医師によって、マイクロプロセッサ３０２の動作上の限界値に関連するマイクロプロセッサ３０２のメモリに記憶されるパラメータを構成するためにも使用され得る。これらの値は、プログラマブルコントローラ３００が動作し得るとき、および動作していないこともあるときの時間等を含み得る。
【0108】
ブロック５０８は、プログラマブルコントローラ３００の動作の制御に関連するマイクロプロセッサ３０２のメモリに記憶されるパラメータも構成し得る。これらの値は、刺激パラメータを含み得る。
【0109】
ユーザインターフェースブロック５１０は、プログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００およびデータダウンロードブロック５０６から読み出される情報の表示をハンドリングし、直感的な容易に理解されるフォーマットにおいて医師の精査のためにその情報を提示する。そのような情報は、プログラマブルコントローラ３００のステータス、治療セッション開始および停止時間、現在の刺激パラメータ、前の治療セッションからの刺激パラメータ、センサデータ、バッテリステータス等を含み得る。ユーザインターフェースブロック５１０は、医師がセッションタイミング、刺激パラメータ、および要求を構成し、励起電極のサブセット等を決定または再決定するために、情報を入力することを可能にするユーザインターフェース画面も発生させる。
【0110】
アラーム検出ブロック５１２は、プログラマブルコントローラ３００から読み出されるデータを評価し、医師の注意のために、異常条件をフラグで知らせるルーチンを含み得る。例えば、アラーム検出ブロック５１２は、システムセンサ３０８によって測定されたパラメータが所定の閾値を上回るまたは下回るとき、フラグを付け得る。
【0111】
センサ較正ブロック５１４は、例えば、劣化または湿度の変化に起因するプログラマブルコントローラ３００内で採用されるシステムセンサ３０８の変動を試験または測定するためのルーチンを含み得る。ブロック５１４は、次いで、センサからの測定されたデータを補正するためのオフセット値を算出し、マイクロプロセッサ３０２の不揮発性メモリ内への記憶のために、その情報をプログラマブルコントローラ３００に伝送し得る。
【0112】
ファームウェアアップグレードブロック５１６は、プログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００上にインストールされるコントローラファームウェアのバージョン番号をチェックし、アップグレードされたファームウェアが存在するかどうかを識別するためのルーチンを備え得る。該当する場合、ルーチンは、医師に通知し、医師が改訂されたファームウェアをプログラマブルコントローラ３００および／または外部患者コントローラ４００の不揮発性メモリ内にダウンロードすることを可能にし得る。
【0113】
デバイス識別子ブロック５１８は、マイクロプロセッサ３０２の不揮発性メモリ３０４内に記憶されるプログラマブルコントローラ３００のための独特の識別子と、外部医師コントローラ５００がプログラマブルコントローラ３００に結合されると、そのデータを読み取るためのルーチンとを含み得る。デバイス識別子は、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００から受信される通信がその特定のプログラマブルコントローラのために意図されることを確認するためにも、プログラマブルコントローラ３００によって使用され得る。同様に、この情報は、受信されたメッセージがそのシステムに関連付けられたプログラマブルコントローラによって発生させられたかどうかを決定するために、外部患者コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００によって採用される。最後に、デバイス識別子情報は、外部患者コントローラ４００とプログラマブルコントローラ３００とが適合した組を構成することを確認するために、外部医師コントローラ５００によって、採用され得る。
【0114】
ステータス情報ブロック５２０は、プログラマブルコントローラ３００に問い合わせを行い、現在のステータスデータをプログラマブルコントローラ３００から読み出すためのルーチンを備えている。そのような情報は、例えば、バッテリステータス、刺激パラメータ、治療セッションの内部クロック上の日時、現在使用中のファームウェアおよびハードウェアに関するバージョン制御情報、およびセンサデータを含み得る。
【0115】
図８Ａおよび８Ｂは、それぞれ、前立腺および骨盤神経叢上の可撓性パドル２０２ａおよび２０２ｂの位置付けを図示する。図２Ａおよび２Ｂに関して上で説明されるように、可撓性パドル２０２ａおよび２０２ｂの各々は、電極２０４のアレイと、縫合糸孔２０６とを有し、１つ以上のケーブル２０８を介して、プログラマブルコントローラ３００に結合される。システムは、腹腔鏡下で、例えば、可撓性パドルを折り畳み、それらをトロカールに通すことによって、埋め込まれ得る。図８Ａおよび８Ｂにおける挿入図は、膀胱と、前立腺と、尿道と、骨盤底とを示す、局所生体構造を描写する。図８Ａでは、可撓性パドル２０２は、前立腺に対して位置付けられて示される。代替として、可撓性パドル２０２は、図８Ｂに示されるように、パドル２０２が尿道を包囲するように、骨盤神経叢に対して位置付けられ得る。骨盤神経叢上への埋め込みは、前立腺を部分的または完全に除去した前立腺摘除術を受けている患者にとって好ましくあり得る。
【0116】
ここで図９Ａおよび９Ｂを参照すると、可撓性パドル２０２の位置付けが、説明される。図２Ａおよび２Ｂに関して上で説明されるように、各可撓性パドル２０２は、好ましくは、実質的に半球の形状を有し、突出する部分２０３が、ケーブル２０８から最も遠い可撓性パドルの角から延びている。第１の可撓性パドル２０２ａおよび第２の可撓性パドル２０２ｂは、露出された電極を伴う可撓性パドルの側面が、骨盤神経叢に接触し、可撓性パドルが、尿道を包囲し、突出する部分２０３が、互いに面するように位置付けられ得る。可撓性パドル２０２は、縫合糸孔２０６を含み、それを通して、縫合糸が、可撓性パドルを骨盤神経叢に据え付け得る。図９Ａでは、第１の位置は、パドルの突出する部分２０３が互いに近接するように図示される。図９Ｂでは、第２の位置は、パドルの突出する部分２０３が互いからより遠くに離れるように示され、それは、患者の海綿神経が尿道からより遠くに離れで位置する場合、有利であり得る。
【0117】
電極のアレイに動作可能に結合されるプログラマブルコントローラ３００は、パドルの埋め込み中、電極２０４を選択的に活性化し、可撓性パドルを埋め込むための最適位置、例えば、図９Ａおよび９Ｂに示されるような第１の位置または第２の位置を決定するようにプログラムされ得る。例えば、可撓性パドルは、骨盤神経叢に隣接し、かつ少なくとも１つの海綿神経の近傍にある第１の位置に設置され得る（例えば、図９Ａ）。プログラマブルコントローラは、次いで、刺激装置回路に、第１の位置における電極２０４を活性化させ、第１の位置応答を発生させ得る。海綿神経の活性化は、例えば、陰茎プレチスモグラフを使用して測定され、陰茎直径または円周変動および陰茎腫脹を測定し得る。
【0118】
可撓性パドルは、次いで、骨盤神経叢に隣接し、少なくとも１つの海綿神経の近傍の第１の位置と異なる第２の位置に移動させられ得る（例えば、図９Ｂ）。プログラマブルコントローラは、再び、第２の位置における電極２０４を選択的に活性化し、第２の位置応答を発生させ得る。プログラマブルコントローラは、センサシステム３０８からのフィードバックを介して、または外部患者コントローラ４００または外部医師コントローラ５００からの入力に応答して、第１位置応答と第２の位置応答とを比較し、勃起性応答を誘い出す位置を決定することも行い得る。２つ以上の位置が、勃起性応答を誘い出す場合、著しい不快感または副作用を引き起こさずに、最強または最も迅速な勃起性応答を誘い出す位置が、好ましいパドル設置位置として選択され得る。
【0119】
ここで図１０Ａ－１０Ｃを参照すると、電極２０４のアレイ内の電流流動の順次変動させられる方向を用いて組織刺激を査定するプロセスが、説明される。上で解説されるように、可撓性パドル２０２ａおよび２０２ｂ上の電極２０４の各々は、個々にアクセスされ、ソースまたはシンクとしての役割を果たし、図１０Ａ－１０Ｃにおける電極２０４間の矢印によって示されるように、複数の方向における電流流動を可能にし得る。図１０Ａでは、電流流動の第１の方向は、他方の可撓性パドルに向かって対角線方向に矢印２２０ａによって示される。例えば、電流は、電極１から電極２に流動するが、電極１と電極３または４との間では流動しない。図１０Ｂは、電流流動の第２の方向２２０ｂを示し、電流は、各可撓性パドル内の電極２０４間において、対角線方向に他方の可撓性パドルから離れるように流動する。図１０Ｂに示されるように、電流流動の第２の方向は、電極対の活性化が、神経を刺激し、それによって、応答を誘い出すであろう確率を増加させるために、好ましくは、電流流動の第１の方向に対して斜めである。図１０Ｂに描写されるように、電流は、電極１から電極３に流動するが、電極１と電極２または４との間では流動しない。図１０Ｃは、電流流動の第３の方向２２０ｃを示し、電流は、各可撓性パドル内の電極２０４間において、下向き方向に流動する。例えば、電流は、電極１から電極４に流動し得るが、電極１から電極２または３へは流動しない。当業者によって理解されるであろうように、電極２０４のアレイの数および配置に応じて、電流流動の方向は、図１０Ａ－１０Ｃに示されるものと異なり得る。
【0120】
図１１Ａ－１１Ｃに関して、例示的領域の中への電極２０４の群化が、説明される。図１１Ａ－１１Ｃは、それぞれ、図１０Ａ－１０Ｃに描写される電流流動方向に対応する。電極２０４の各アレイ、例えば、第１のアレイおよび第２のアレイは、電極２２２の少なくとも２つの所定の領域を有する。例えば、電極の第１の領域２２２ａおよび電極の第２の領域２２２ｂは、第１の可撓性パドル上に配置され得、電極の第３の領域２２２ｃおよび電極の第４の領域２２２ｄは、第２の可撓性パドル上に配置され得る。当業者によって理解されるであろうように、各パドルは、３つ以上の電極の領域を有し得、電極の領域は、異なる電極のサブセット対を含むように変動させられ得る。各領域内に含まれる電極２０４の数および組成物は、電流流動の方向に依存し得る。例えば、図１１Ａにおける電極の第１の領域２２２ａは、電極１－５を含み得る一方、図１１Ｂにおける電極の第１の領域２２２ａは、電極１－４および６を含み得、図１１Ｃにおける電極の第１の領域２２２ａは、電極１、３、４、６、７、１０、および１１を含み得る。
【0121】
ここで図１２Ａ－１２Ｃを参照すると、電極のアレイ内の好ましい電極対の選択が、示される。図１２Ａ－１２Ｃの各々は、それぞれ、図１０Ａ－１０Ｃに描写される方向性電流流動に対応し、かつ、それぞれ、図１１Ａ－１１Ｃに描写される電極の領域に対応する。電極２０４の各アレイは、電極の各領域２２２内に少なくとも１つの電極対を有し、各電極対は、電極のアレイからの２つの電極２０４を含む。電極の各領域２２２は、電極の他の領域２２２と同じまたは異なる数の電極２０４および電極対を有し得る。
【0122】
図１３を参照すると、励起電極のサブセットを識別するためのプログラムされた方法が、説明され、電流流動の好ましい方向、電極の領域、および好ましい電極対が、決定されている。その電極選択プロセスに続いて、好ましい勃起性応答を誘い出すための好ましい刺激処方計画のためのパラメータを決定するプログラムされた方法が、完了される。本発明の一側面によると、プログラマブルコントローラ３００は、電極のアレイに動作可能に結合され、電極２０４を選択的に活性化し、励起電極および好ましい刺激処方計画を決定するようにプログラムされる。
【0123】
より具体的に、プログラマブルコントローラ３００は、例えば、図１０Ａ－１０Ｃに示されるような少なくとも２つの電流流動の方向において、電極のアレイ内の電極２０４を選択的に活性化するようにプログラムされる。順次刺激が、電極のアレイ上の各電極対間に印加され得、勃起性応答が、測定され得る。勃起性応答を決定するために、海綿神経の活性化が、例えば、陰茎プレチスモグラフを使用して測定され、陰茎直径または円周変動および陰茎腫脹を測定し得る。各電極のアレイに関して、勃起性応答を誘い出す電流流動の方向が、電流流動の好ましい方向として選択され得る。電極の各アレイ上の電流流動の２つ以上の方向が勃起性応答を誘い出す場合、著しい不快感または副作用を伴わずに最強勃起性応答を誘い出す電流流動の方向が、好ましい電流流動方向として選択され得る。例えば、図１３は、電流流動の第２の方向２２０ｂが、電極のアレイの各々に関して、電流流動の好ましい方向として選択されていることを示す。当業者によって理解されるであろうように、第１の可撓性パドル上の電流流動の好ましい方向は、第２の可撓性パドル上の電流流動の好ましい方向と同じであることも、異なることもある。
【0124】
プログラマブルコントローラ３００は、先行プロセスからの好ましい電流流動方向を使用して、領域別に、電極のアレイ内の電極２０４を選択的に活性化するようにさらにプログラムされ得る。例えば、電流流動の第２の方向２２０ｂが、好ましい電流流動方向である場合、好ましい電流流動方向に対応する電極の領域が、図１１Ｂに図示されるように、活性化され得る。順次刺激が、電極の各アレイ上の各電極対間において、好ましい電流流動方向に各領域内で印加され得、勃起性応答が、再び、上で説明されるものと同じ方法を使用して、各局部的刺激に関して測定される。電極の各アレイに関して、勃起性応答を誘い出す電極の領域が、好ましい電極領域として選択され得る。２つ以上の領域電極が、勃起性応答を誘い出す場合、著しい不快感または副作用を引き起こさずに、最強勃起性応答を誘い出す電極の領域が、好ましい領域として選択される。例えば、図１３は、第１の可撓性パドル上の電極の第２の領域２２２ｂおよび第２の可撓性パドル上の電極の第３の領域２２２ｃが好ましい領域として選択されることを描写する。
【0125】
次に、プログラマブルコントローラ３００は、電極のアレイ内の電極２０４を好ましい電流流動方向および好ましい領域において選択的に活性化する。例えば、図１３は、電流流動の第２の方向２２０ｂが、好ましい電流流動方向であり、第１の可撓性パドル上の電極の第２の領域２２２ｂおよび第２の可撓性パドル上の電極の第３の領域２２２ｃが、好ましい領域であることを描写する。順次刺激が、電極のアレイ上の各電極対間において、電流流動の好ましい方向に、好ましい領域内で印加され得、勃起性応答が、上で説明される同じ方法を使用して、測定され得る。電極の各アレイに関して、勃起性応答を誘い出す１つ以上の電極対が、好ましい電極対として選択され得る。２つ以上の電極対が、勃起性応答を誘い出す場合、著しい不快感または副作用を引き起こさずに、最強勃起性応答を誘い出す１つ以上の電極対が、好ましい電極対として選択され得る。図１３では、３つの好ましい電極対２２４が、励起電極のサブセットとして識別される。当業者によって理解されるであろうように、第１の可撓性パドル上の好ましい電極対の数は、第２の可撓性パドル上の好ましい電極対の数と同じであることも、異なることもある。
【0126】
好ましい電極対２２４が決定された後、周波数と強度振幅の独特の組み合わせを有する複数の刺激パラメータが、好ましい電極対に印加され得る。異なる使用のための刺激パルスシーケンスが、異なる刺激パラメータを有する異なるモードにおいて好ましい電極対を活性化することによって発生させられた応答を比較することによって、決定され得る。例えば、勃起のための活性化のモードに対応する刺激パルスシーケンスが、決定され得る。勃起を生じさせるための刺激処方計画は、０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、０．１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加し得る。代替として、または加えて、デバイスは、少なくとも１つの海綿神経を機能回復させるために、および神経機能回復のための活性化のモードに対応する神経機能回復刺激処方計画を決定するために、使用され得る。神経機能回復刺激処方計画は、勃起を生じさせるための刺激処方計画より低い電流強度を伴う刺激パラメータを備え得る。例えば、神経機能回復刺激処方計画は、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、および０．０１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加し得る。神経機能回復刺激処方計画は、少なくとも１日１回、自動的に実行するようにプログラムされ得る。
【0127】
代替として、デバイスは、陰茎機能回復のための活性化のモードに対応する陰茎機能回復刺激処方計画を決定するために使用され得る。前立腺摘除術後、海綿神経が、傷つけられている場合、または完全に切断されている場合、陰茎機能回復刺激処方計画は、少なくとも部分的陰茎腫脹を誘発し、組織酸素化を増加させ、陰茎機能を維持し、それによって、陰茎線維症を減らすために使用され得る。そのような刺激処方計画は、海綿神経が自然に再確立する間、または神経機能回復刺激処方計画からの補助を伴って再接続および再生する間、少なくとも１日１回、実行され得る。陰茎機能回復刺激処方計画は、神経機能回復刺激処方計画より高い電流強度と、勃起を生じさせるための刺激処方計画より低い電流強度とを伴う刺激パラメータを備え得る。例えば、陰茎機能回復刺激処方計画は、０．５～２５ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、０．１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加し得る。陰茎機能回復刺激処方計画は、少なくとも１日１回、自動的に実行するようにプログラムされ得、そのような作動は、神経機能回復プログラムと異なる時間に生じ得る。
【0128】
電流流動の好ましい方向、電極領域、電極対、および刺激パラメータは、プログラマブルコントローラ３００、外部患者コントローラ４００、および／または外部医師コントローラ５００の不揮発性メモリに記憶され得る。複数の刺激処方計画も、プログラマブルコントローラが患者または医師入力に応答して選択的に活性化され得るように、プログラマブルコントローラ３００、外部患者コントローラ４００、および／または外部医師コントローラ５００のメモリに記憶され得る。例えば、患者は、勃起を生じさせるために、刺激処方計画を選択的に活性化し得る。代替として、そのようにプログラムされた場合、プログラマブルコントローラは、前立腺摘除術に続いて、少なくとも１日１回、好ましくは、各機能回復刺激処方計画に関して１時間にわたって、神経機能回復刺激処方計画および／または陰茎機能回復刺激処方計画を自動的に実行し得る。
【0129】
図１４に関して、術中走査プロセスの動作の概略が、説明される。順次刺激が、電極の各アレイ内の各電極対間で印加されるであろう。各電極対の刺激は、他の電極対のパルス間期間中、自動的に印加されるであろう。術中刺激は、海綿神経の活性化を可能にし、それは、陰茎プレチスモグラフによって検出され、陰茎直径または円周変動および陰茎腫脹を測定する。走査手技の間、構成あたり刺激の１～２分の期間が、適切な測定を可能にするために必要とされ得る。各刺激間の５分の休止期間が、安定化のために可能にされ、腫脹減退不応性効果を回避し得る。
【0130】
図１５では、好ましくは、埋め込み後、骨盤神経叢を介して、電気刺激を少なくとも１つの海綿神経に供給し、性的興奮、例えば、勃起を引き起こすように位置付けられる、電極のアレイのサブセットを決定するための例示的方法が、説明される。方法７００では、７０２において、刺激パラメータが、設定され、それらは、使用されるべきアレイ内の電極２０４の対、パルス持続時間、交流の周波数、電圧、電流、および刺激の期間を含み得る。刺激パラメータは、外部患者コントローラ４００において設定され得るが、好ましくは、外部医師コントローラ５００において設定される。７０４では、電気刺激が、設定された刺激パラメータにおいて、アレイの選択された電極対間で、組織、例えば、骨盤神経叢に供給される。設定された刺激パラメータにおけるアレイの選択された電極対は、外部医師コントローラ５００を介して、医師によって選択され、および／または、上で説明される走査プロトコルの結果として、決定され得る。７０６では、性的興奮、例えば、勃起が、達成されたかどうかが観察される。該当しない場合、刺激パラメータは、選択された電極対に関してリセットされ得るか、または、異なる電極対が、同じパラメータを用いて、または調節されたパラメータにおいて、刺激のために選択され得る。性的興奮が、達成された場合、電極対を含む刺激パラメータが、プログラマブルコントローラ３００、外部患者コントローラ４００、および／または医師コントローラ５００におけるメモリに記憶される。
【0131】
随意に、性的興奮が達成された後も、さらなる刺激が、７１０において、調節された刺激パラメータを使用して、電極対において行われ得るか、または、さらに異なる電極対が、同じパラメータを用いて、または調節されたパラメータにおいて、刺激のために選択され、７１２において、より強い性的興奮が達成され得るかどうかを決定し得る。該当しない場合、刺激は、７１０において、異なる構成を用いて、繰り返され得るか、または、試験は、終了し得、７０８において記憶されるパラメータが、使用され得る。より強い性的興奮が達成された場合、電極対を含む刺激パラメータは、プログラマブルコントローラ３００、外部患者コントローラ４００、および／または医師コントローラ５００におけるメモリ内に、好ましいパラメータとして記憶され、７０８において以前に記憶されたパラメータは、上書きされ得る。随意に、より強い性的興奮が達成された後も、さらなる刺激が、７１０において、電極対において、調節された刺激パラメータを使用して、行われ得るか、または、さらに異なる電極対が、同じパラメータを用いて、または調節されたパラメータにおいて、刺激のために選択され、７１２において、さらにより強い性的興奮が達成され得るかどうかを決定し得る。
【0132】
ユーザが、好ましいパラメータが決定されたことに満足すると、アレイ内の全ての電極対合が試験されたので、または、好適な性的興奮が達成されたので、好ましいパラメータが、記憶される。このように、好ましいパラメータにおける刺激ルーチンは、患者外部コントローラ４００および／または外部医師コントローラ５００によって、性的興奮、例えば、勃起を引き起こすために、後の時間、例えば、数分、数時間、数日、数ヶ月、数年後に、開始され得る。
【0133】
ここで図１６を参照すると、可撓性パドルのための最適位置付けを決定するための例示的方法が、説明される。方法８００では、ステップ８０２において、電極のアレイが、骨盤神経叢に隣接し、かつ少なくとも１つの海綿神経の近傍にある第１の位置に設置される。少なくとも１つの電極対が、選択的に活性化され、少なくとも１つの海綿神経を刺激し、第１の位置応答を発生させる。ステップ８０４では、同じプロセスが、第１の位置と異なる骨盤神経叢に隣接し、少なくとも１つの海綿神経の近傍にある第２の位置において、繰り返される。具体的に、少なくとも１つの電極対が、選択的に活性化され、少なくとも１つの海綿神経を刺激し、第２の位置応答を発生させる。ステップ８０６では、第１の位置応答および第２の位置応答は、比較され、どちらの応答がより強い位置勃起性応答を誘い出すかを決定する。２つ以上の位置が、勃起性応答を誘い出す場合、著しい不快感または副作用を引き起こさずに、最強勃起性応答を誘い出す位置が、最適位置として選択され得る。プロセスは、第３の位置において、繰り返され、可撓性パドルを埋め込むための最適位置をさらに決定し得る。
【0134】
ここで図１７を参照すると、勃起を引き起こすために好ましい刺激処方計画、随意に、神経機能回復のための、および／または陰茎機能回復のための好ましい刺激処方計画を決定するための例示的方法が、説明される。方法９００では、ステップ９０２において、少なくとも１つの電極対のアレイが、選択的に活性化され、少なくとも１つの海綿神経を刺激する。少なくとも１つの電極対が、第１の方向および第２の方向において、選択的に活性化され、それぞれ、第１の方向性応答および第２の方向性応答を発生させ得る。ステップ９０４では、第１の勃起性応答を誘い出す電流流動の方向が、第１の方向性応答と第２の方向性応答とを比較することによって、決定され得る。ステップ９０６では、少なくとも１つの電極対のアレイが、好ましい方向において、選択的に活性化され、少なくとも１つの海綿神経を刺激する。第１の領域内の少なくとも１つの電極対および第２の領域内の少なくとも１つの電極対は、好ましい方向において、選択的に活性化され、それぞれ、第１の局部的応答および第２の局部的応答を発生させ得る。
【0135】
ステップ９０８では、第２の勃起性応答を誘い出す電極の領域が、第１の局部的応答および第２の局部的応答を比較することによって、決定され得る。プロセスは、次いで、繰り返され、好ましい電極対を決定する。ステップ９１０では、少なくとも１つの電極対のアレイが、好ましい方向において、好ましい領域内で、選択的に活性化される。好ましい領域内の第１の電極対および第２の電極対が、好ましい方向において、選択的に活性化され、それぞれ、第１の対応答および第２の対応答を発生させ得る。ステップ９１２では、第３の勃起性応答を誘い出す１つ以上の電極対が、第１の対応答と第２の対応答とを比較することによって、決定され得る。
【0136】
ステップ９１４では、好ましい電極対が、異なる周波数および電流強度において、選択的に活性化され得る。好ましい電極対は、第１のシミュレーション処方計画を有する第１のモードにおいて、および第１の刺激処方計画と異なる刺激パラメータを採用する、第２の刺激処方計画を有する第２のモードにおいて、選択的に活性化され、第１の応答および第２の応答を発生させ得る。随意に、ステップ９１６では、勃起のための活性化のモードが、第１のモード応答と第２のモード応答とを比較することによって、決定され得る。随意に、ステップ９１８では、比較は、繰り返され、少なくとも１つの海綿神経の機能回復のための活性化のモードを決定し得る。随意に、ステップ９２０では、比較は、繰り返され、陰茎線維症を減らすための陰茎機能回復のための活性化のモードを決定し得る。ステップ９２２では、活性化の決定されたモードは、プログラマブルコントローラ３００、外部患者コントローラ４００、および／または医師コントローラ５００のメモリに記憶され得る。
【0137】
ここで図１８を参照すると、海綿神経内の神経伝達の機能回復のための刺激処方計画を有する好ましいモードを調節するための例示的方法が、説明される。方法１０００では、ステップ１００２－１０１０が、方法９００におけるステップ９１４－９１８に類似する。ステップ１００２では、好ましい電極対は、第１の刺激処方計画を有する第１のモードにおいて、選択的に活性化され、第１の応答を発生させ得る。ステップ１００４では、好ましい電極対は、第２の刺激処方計画を有する第２のモードにおいて、選択的に活性化され、第２の応答を発生させ得る。ステップ１００６では、第１の応答と第２の応答とが、比較され得る。随意に、ステップ１００８では、活性化の迅速な勃起モードが、比較に基づいて、決定され得る。随意に、ステップ１０１０では、少なくとも１つの海綿神経の機能回復を促進させるための活性化のモードが、比較に基づいて、決定され得る。神経機能回復モードは、活性化の迅速な勃起モードより低い電流強度刺激を供給し得る。随意に、ステップ１０１２では、活性化の神経機能回復モードが、機械学習または他の種類の人工知能を使用して、調節され得る。加えて、好ましい電極は、神経活動を測定するためにも使用され得、それらの測定値は、活性化の機能回復モードを調節し、より効率的または効果的神経伝達を可能にするために、人工知能と併せて使用され得る。代替として、図１８の方法は、勃起を生じさせるための刺激処方計画または線維症を減らすための陰茎機能回復刺激処方計画を調節するために使用され得る。
【0138】
迅速な勃起性応答を引き起こすこと、海綿神経内の神経伝達を機能回復させること、または陰茎線維症を減らすことを行うための刺激処方計画に加え、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、例えば、下部尿路の１つ以上の神経を電気刺激することによって、尿失禁を治療するために使用され得る。上で説明されるように、骨盤底の電気刺激は、神経再生を促進し、したがって、根治的前立腺摘除術に続く尿機能を改善することに役立ち得る。特に、低強度刺激は、軸索再成長および再接続を促進することによって、神経機能を再確立し得る。
【0139】
ここで図１９を参照すると、局所生体構造の略図が、示される。下部尿路を制御する神経は、骨盤副交感神経と、下腹交感神経と、陰部神経とを含む。可撓性パドルは、好ましくは、外部括約筋を制御する陰部神経が刺激されるように構成される。しかしながら、可撓性パドルの埋め込み場所および電極の構成に応じて、下腹交感神経を含む、電極と直接接触しない、追加の神経も、機能回復され得る。
【0140】
ここで図２０Ａおよび２０Ｂを参照すると、例示的可撓性パドルの断面側面図が、示される。図２Ａおよび２Ｂに示されるそれらに類似する可撓性パドル２０２が、尿失禁を治療するために使用され得る。特に、埋め込み可能刺激ユニットは、上で説明されるように、各々が電極２０４のアレイと縫合糸孔とを備えている第１および第２の可撓性パドル２０２と、ケーブルと、プログラマブルコントローラとを含み得る。電極２０４は、複数の行および複数の列に配置され得、電流が１つの電極から別の電極に通過し、それらの間に配置された神経または神経群を刺激するように、双極刺激を印加し得る。可撓性パドル２０２は、好ましくは、患者の骨盤神経叢の少なくとも一部に隣接するようにサイズおよび形状を決定される。第１の可撓性基板は、骨盤神経叢の第１の半分に形状適合するように構成され、第２の可撓性パドルは、骨盤神経叢の第２の半分に形状適合するように構成される。可撓性パドルは、曲がり、骨盤神経叢に形状適合する弧形状を形成し得、例えば、前立腺摘除術外科手術中、骨盤神経叢の上に埋め込まれ得る。好ましくは、可撓性パドル２０２は、電極２０４が陰部神経との最適接触にあるように、骨盤神経叢の一部の解剖学的形状に形状適合し、骨盤神経叢のエリアの一部または全体を覆い得る。可撓性パドルは、シリコーンまたは他の可撓性の電気的に非伝導性の材料の構造マトリクスを備え得、それは、局所生体構造への適合および成型を可能にし、設置を最適化し、組織反応を最小化する。可撓性パドルは、好適な形状（例えば、半球、長方形、正方形、長円形、楕円形、または台形）において設計され、各患者の生体構造および必要性により良好に適合するように寸法を決定される平坦な構造を有し得る。
【0141】
図２０Ａに示されるように、可撓性パドル２０２は、第１の複数の電極２０４ａをパドルの第１の表面上に含み得る。図２０Ｂに示されるように、可撓性パドル２０２は、加えて、第２の複数の電極２０４ｂをパドルの第１の表面と反対側の第２の表面上に含み得る。図２０Ｂの実施形態は、特に、下腹交感神経等の損傷された神経が骨盤底に隣接していないこともあるので、尿失禁を治療するために有益であり得る。低強度刺激が、下部尿路を制御する１つ以上の神経を機能回復させるために使用されるので、骨盤神経叢のより大きい部分は、悪影響を伴わずに刺激され得る。
【0142】
図２０Ｃおよび２０Ｄは、それぞれ、患者の骨盤神経叢上に位置付けられた図２０Ａおよび２０Ｂの可撓性パドルの設置を示す挿入詳細図を伴う斜視図である。好ましくは、可撓性パドル２０２は、パドルが尿道を包囲し、陰部神経に隣接するように、骨盤神経叢に対して位置付けられる。図２０Ｄは、第１の複数の電極２０４ｃおよび第２の複数の電極２０４ｄをパドルの反対側の表面上に有する図２０Ｂの可撓性パドルの埋め込みを示す。第１の複数の電極２０４ｃは、骨盤底の近傍の神経を刺激するように構成され得、第２の複数の電極２０４ｄは、膀胱頸部および内部括約筋の近傍の神経を刺激するように構成され得る。特に、この構成は、より大きい面積が刺激されることを可能にし、それは、陰部神経に加え、下腹交感神経、または電極と直接接触しない他の神経の機能回復および再生をもたらし得る。
【0143】
低強度刺激は、損傷された軸索の再成長および神経の再接続を促進し、好ましくは、神経を活性化しないように設計され得る。故に、患者は、刺激を知覚することが可能ではないはずであり、生理学的応答は、存在しないはずである。いくつかの実施形態では、最適電極対は、決定される必要はない。代わりに、好ましくは、各可撓性パドル上の電極が全て、活性化され、それは、領域内の全ての神経を刺激し、その再生を促進する、骨盤神経叢のエリアを増加させる。代替として、各可撓性パドル上の１つのみの電極対または複数の電極対が、活性化され得る。
【0144】
好ましくは、膀胱神経機能回復刺激モードは、少なくとも１つの海綿神経を機能回復させるための神経機能回復刺激モードのための電流強度に類似する低電流強度を有する。例えば、膀胱神経機能回復刺激処方計画は、０．１～２ｍＡの範囲内の電流振幅、１０～４８Ｈｚの範囲内の周波数、および０．０１～１ミリ秒の範囲内のパルス幅を印加し得る。プログラマブルコントローラは、少なくとも１時間にわたって、少なくとも１日１回、１つ以上の規定された時間（例えば、患者が覚醒する直前）に、膀胱神経機能回復刺激パルスシーケンスを自動的に実行するようにプログラムされ得る。
【0145】
上で説明されるように、プログラマブルコントローラは、外部患者コントローラによって制御され得る。外部患者コントローラは、好ましくは、ユーザ、例えば、患者、医師、介護者が、プログラマブルコントローラの限定された数の動作パラメータを調節すること（膀胱神経機能回復刺激セッションを開始および停止することを含む）を可能にするユーザインターフェースを含む。外部医師コントローラは、外部患者コントローラおよびプログラマブルコントローラと通信するようにプログラムされ得る。外部医師コントローラは、プログラマブルコントローラの不揮発性メモリに、外部患者コントローラによってオンデマンドで、または、事前に設定された時間にプログラマブルコントローラによって自動的に活性化されると、下部尿路を制御する神経内の神経伝達を機能回復させる膀胱神経機能回復刺激処方計画を記憶させるために使用され得る。
【0146】
本発明の種々の例証的実施形態が、上で説明されるが、種々の変更および修正が、本発明から逸脱することなく、その中に行われ得ることが、当業者に明白であろう。添付の請求項は、本発明の真の範囲内に該当する、全てのそのような変更および修正を網羅するように意図される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4-1】
【図4-2】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A-10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20-1】
【図20-2】
【国際調査報告】