CN103796713A - 食管刺激装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于刺激一个或多个食管肌肉收缩的***。设计成引起食管运动以促进物料向下移动的***，包括用于放入病人的食管中的细长构件和连接至细长构件上的至少一个机械或电刺激器。本发明还提供使用电极和产生的信号序列来刺激和收缩食管肌肉的方法。

Description

食管刺激装置及方法
相关申请的引用
本申请要求于2011年6月27日提交的美国临时专利申请号61/501,338和于2012年3月16提交的美国临时专利申请号61/612,072的优先权，两者标题均为“食管刺激装置”，其公开内容通过引用全部并入本文，就像在本文中完整地提出一样。
技术领域
在其一些实施方式中，本发明涉及用于在GI器官产生运动的装置和方法，并且具体地涉及产生用于减少胃內容物反流的食管运动的装置和方法。
背景技术
食管是具有约25cm的长度、位于食管上***（UES）和食管下***（LES）之间的管状肌肉器官。食管单独地起作用，使用蠕动肌肉活动将食物从口部递送至胃部。蠕动是连续协调的收缩波，其移动通过食管的整个长度，将管腔内的内容物在远端推进至胃部。一级蠕动是由吞咽中枢起动的蠕动波。蠕动收缩波以约2cm/s的速度移动并与测压法记录的收缩相关联。二级蠕动波是由留存的团块、反流的物料、或吞咽的空气（其主要作用是清除食管的留存食物或任何胃食管反流物）产生的食管扩张引起的。三级收缩是同时的、分离的、功能障碍性收缩。麻醉和镇静有导致食管蠕动运动暂停的嫌疑并且降低LES压力，因此胃内容物更易于渗入食管以及在食管中近端移动。
已知反流通过食管的胃内容物影响可增加发病率和死亡速率的病症。胃食管反流（GER）是这样的病症，其中LES自发地开放持续不同的时间，或不适当地关闭且胃内容物上升进入食管中。在喉咽反流（LPR）情形中，胃内容的反流到达上呼吸消化道。为了减轻并治疗此类病症，已经做出努力来开发用于提高LES功能和创造近端地接近胃的替代***的医学和外科手段。在某些场合，可有利的是开发沿食管近端提供至LES的第二“防线”，尤其是将渗入LES的任何胃内容物或食糜或其任何替代品或补充物推回。例如，在插管和/或通风的情况下，这样的需要可通常产生于食管运动被减弱或较不占优势的麻醉ICU病人、CVA病人或其他病人。
管饲法（例如，“胃饲”或“肠饲”）是常见和生命维持方法，但是可能出现并发症。GER通常与管饲法相关联，包括在鼻胃管（NGT）和其他胃饲实践中使用。过去几年中的研究已经讨论了作为使用NGT的效果出现了GER（例如参见，Ibanez等人，“Gastroesophageal reflux in intubatedpatients receiving enteral nutrition:effect of supine and semirecumbentpositions”,JPEN J Parenter Enteral Nutr.1992Sep-Oct;16(5):419-22；Manning等人，″Nasogastric intubation causes gastroesophageal reflux inpatients undergoing elective laparotomy″,Surgery2001Nov;130(5):788-91；以及Lee等人，″Changes in gastroesophageal reflux in patients withnasogastric tube followed by percutaneous endoscopic gastrostomy″,J Formos Med Assoc.2011,66,1102:115-9）。
肺吸入是来自口咽或胃肠道的物料进入喉和下呼吸道中。肺吸入的结果是从毫无伤害，至化学性肺炎或肺炎，至几分钟内因为窒息而死亡。肺吸入的一个常见原因是胃内容物的吸入，如在有关文献中所显示的（例如参见，Pellegrini等人，″Gastroesophageal reflux and pulmonary aspiration:incidence,functional abnormality,and results of surgical therapy″,Surgery.1979Jul;86(l):110-9，表明吸入的发生是由于运动障碍，其干扰食管清除反流酸的能力，并且异常肺部症状可引起胃食管反流或由胃食管反流产生）。
呼吸机相关性肺炎（VAP）是在借助于气管内导管或气管造口术给予机械通气之后48小时或更长时间发展的肺炎。VAP是由微生物侵入到下呼吸道和肺实质中引起的。插管损害口咽和气管的完整性并允许口腔和胃部分泌物进入下气道。VAP的发病机理要求异常口咽和胃部定殖和它们的内容物进一步吸入至下气道。已知胃部定殖的风险因素包括：胃液分泌的改变；胃内容物的碱化；肠道营养物的给予；抗酸剂的给予；和胆红素的存在。根据Torres等人（″Stomach as a source of colonization of the respiratorytract during mechanical ventilation:association with ventilator-associatedpneumonia″,Eur Respir J.1996Aug;9(8):1729-35中），尽管定殖的胃器在VAP发展中的作用尚有争议，文献中存在有助于这些肺部感染部分起源于胃部的主要证据。
美国专利号2011/0130650涉及包括可扩大装置的肠饲装置，该可扩大装置防止或显著降低从消化道吸入至呼吸***。在进一步的方面中，该发明涉及包括所述肠饲装置的***、及其方法和用途。
美国专利号2010/0160996涉及通过以下步骤治疗疾病的方法和设备：“将球囊电极装置***哺乳动物的食管，该球囊电极装置包括：（i）鼻胃（NG）管，其具有内通道和外表面，（ii）至少一个电极，其连接至NG管的外表面，（iii）导体，其延伸穿过NG管的内通道并电连接至电极，以及（iv）球囊，其围绕电极和部分NG管；用流体使球囊膨胀使得电极基本上位于球囊内部体积的中心；并通过导体将至少一个电信号应用至电极使得电磁场从电极发射到哺乳动物的神经和肌肉中的至少一个。”
美国专利号2008/0249507涉及“食物给予设备，其包括饲管，该饲管具有远端出口和近端入口，适配成将远端出口***成年病人的胃中同时使近端入口在病人体外，该管适用于将食物或药物从近端口给予至远端出口，并且至少一个电极安装于该管上”。
发明内容
根据本发明一些实施方式的一方面，提供引起食管运动的***。在一些实施方式中，食管运动包括至少一个局部收缩。在一些此类实施方式中，至少一个局部收缩将食管腔的局部区段减小至可选地至少其最初直径的50%。在另一个实施方式中，该至少一个局部收缩充分靠近食管的局部区段。在一些实施方式中，至少一个局部收缩形成至少15mm Hg的局部食管压力，以及可选地至少25mm Hg，或比所述值更高，或更低或其中间值。
在一些实施方式中，该食管运动是图案化运动，包括在不同食管部分的至少两个引起的收缩。可选地，不同食管部分包括相邻食管部分和/或远端食管部分。在一些实施方式中，该至少两个引起的收缩是根据预设顺序依次地和/或按时间产生的。在一些实施方式中，食管运动包括远端前进的收缩波，可选地但并非必须地包括蠕动，在一些实施方式中，此类食管刺激***和/或方法的使用减少胃内容物的反流。在某些情况下，此类方法通过刺激食管以产生模仿自然蠕动的远端移动的收缩波来实现该结果。
在一些实施方式中，引起食管运动的***包括细长构件，其尺寸被调整并被配置成用于经鼻或口放置于病人的食管。在一些实施方式中，该细长构件是医学插管装置，且可选地为胃饲管。
在一些实施方式中，该***进一步包括至少一个刺激器，其安装或可安装于细长构件上，适配成刺激食管的选定部分以引起局部成形的收缩反应。可选地，至少一个刺激器固定至细长构件。在一些实施方式中，可替换地或另外地，至少一个刺激器配备有固定器，所述固定器配置成用于将至少一个刺激器安装在细长构件的选定外部部分上。固定器可沿细长构件的长度可滑动地移动，可选地限制地围绕细长构件的选定外部部分固定，和/或可选地固定地锁定到细长构件的选定外部部分从而防止沿其滑动。
在一些实施方式中，至少一个刺激器包括沿食管长度依次地定位的至少两个刺激器；每个刺激器配置成刺激不同食管部分。可选地，沿医学插管装置的有效长度设置多个刺激器。在一些实施方式中，至少两个刺激器之间存在小于5cm的距离，且最近端刺激器和最远端刺激器之间存在大于10cm的距离。
在一些实施方式中，至少一个刺激器包括一个电极，或多个电极，以允许肌肉组织和/或神经组织的一个或多个局部电刺激（相邻和/或直接接触）。一个或多个电极可根据选择或需要成形，如相关技术中已知的，且例如，可为圆形、矩形、或环形。
在一些实施方式中，至少一个刺激器包括可扩张部件，其可选地为机械刺激器，可选地为可充气的，并且当扩张时，其被调整尺寸和/或成形从而以在食管部分的远端引起成形收缩反应的方式径向地伸出食管部分。
在一些实施方式中，***进一步包括连接至至少一个刺激器的发生器。发生器可提供于病人体外或可选地其尺寸被调整并被配置成用于延长地放置于口内或食管内。发生器可为适配成通过电连接到其上的至少一个电极或至少两个电极产生电刺激的电信号发生器。可选地，发生器可包括用于可充气刺激器情况的泵。发生器可是脉冲发生器和/或能够产生不同形状的信号，例如阶梯波、正弦波、锯齿波、可变宽度的脉冲或它们的任何组合。发生器可包括或可连接至电源，其可以包括或不包括***的元件。在一些实施方式中，电源尺寸被调整并被配置成用于延长地放置于口内或食管内。
在本发明的一些实施方式中，***进一步包括安装或可安装在细长构件上的至少一个传感器。至少一个传感器可远端地安装于最远端刺激器。可选地，最近端传感器定位于与最远端刺激器相距至少5cm，可选地至少10cm，可选地约20cm，或比所述值更高，或更低，或其中间值。在一些实施方式中，至少一个传感器包括以下至少一个：pH传感器、压力传感器、压力计、阻抗传感器、运动传感器、电容传感器和机械传感器。
在一些实施方式中，引起食管运动的***包括导管和控制器，其中导管和控制器配置成用于彼此有线或无线连通。导管包括多个电极和至少一个pH传感器。在一些实施方式中，控制器配置和编程成响应于感测小于3的局部pH的至少一个pH传感器通过多个电极中的至少一个产生电刺激。在使用中，各个实施方式的至少一个pH传感器实时感测局部pH，并且在至少一个pH传感器实时感测低于3的局部pH时多个电极中的至少一个被刺激。在一些实施方式中，安排多个电极和一个或多个pH传感器，使得当pH传感器感测小于3的局部pH时，定位于pH传感器近端的一个或多个电极被刺激。
在一些实施方式的一个方面中，提供了产生食管运动的方法。在一些实施方式中，该方法包括沿食管在远端部分处定位至少两个电极的步骤，该至少两个电极包括近端定位电极和远端定位电极。可选地，该方法也包括将至少两个电极电连接至发生器的步骤。可选地，该方法进一步包括产生信号序列的步骤，该信号序列包括近端定位电极处的第一信号，从而刺激近端食管组织，并包括远端定位电极处的第二信号，从而刺激远端食管组织。在一些实施方式中，该信号序列产生移动通过食管长度的收缩波。
可选地、另外地或可替换地，用***产生食管运动的方法将包括在食管中放入细长构件和可安装于其上的至少一个电极并产生至少一个刺激信号以引起局部成形的收缩反应的步骤。局部成形的收缩反应可是痉挛、完全收缩、部分收缩、蠕动或它们的任何组合。
将至少一个电极连接至预先定位在病人食管中的胃管的方法可包括以离开胃管近端的选定距离将目标部分定位在胃管上的步骤。可选地，该方法还包括提供配置成用于固定地覆盖胃管一部分的电极固定器的步骤。可选地，电极固定器包括可与信号发生器电连接的至少一个电极和锁定装置。可选地，该方法还包括在目标部分上方定位电极固定器的步骤。可选地，定位包括在胃管上或沿胃管套装电极固定器。（在下文中，套装（sleeving）定义为在物体上、其周围、和沿着其滑动套筒、防滑套布（sock）、或其他管状元件（刚性或非刚性），以便至少部分地包装所述物体），可选地，该方法还包括应用锁定装置以将电极固定器固定地锁定到位的步骤。在一些实施方式中，胃管可部分地抽出以暴露目标部分。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文描述的那些相似或等效的方法和材料可以用于本发明实施方式的实践或测试中，下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，将以本专利说明书（包括定义）为准。另外，这些材料、方法、和实施例仅是说明性的，且并不一定旨在进行限制。
附图说明
本文中仅通过实施例并参考附图来说明本发明的一些实施方式。现详细地具体参照附图，要强调的是所示细节是通过举例的方式并且目的在于说明性地论述各个实施方式。在这个方面，说明书结合附图使本领域技术人员清楚可以如何实施本发明的实施方式。在附图中：
图1A依照本发明的实施方式示意性地示出定位在病人的食管内并包括多个刺激器的示例性鼻胃管；
图1B依照本发明的实施方式示意性地示出定位在病人的食管内并包括单极刺激器的示例性口饲管；
图1C依照本发明的实施方式示意性地示出定位在病人的食管内并包括多个刺激器和传感器的示例性饲管；
图2A-C依照本发明的一些实施方式示意性地示出在食管中提供的、在不同操作阶段示出的收缩波刺激***的局部切视图；
图3A-D依照本发明的一些实施方式示意性地示出第一示例性刺激序列和相应产生的图案化食管运动；
图4A-D依照本发明的一些实施方式示意性地示出第二示例性刺激序列和相应产生的图案化食管运动；
图5A依照本发明的一些实施方式示意性地示出配备有各自包括两个电极的多个端子的示例性食管插管的顶视图；还示出了来自每个端子的示例性信号序列；
图5B依照一些实施方式示意性地示出配备有各自包括两个电极的多个端子的示例性食管插管的顶视图；还示出了来自每个端子的示例性信号序列；
图6依照本发明的一些实施方式示意性地示出配备有各自包括三个电极的多个端子的示例性食管插管的顶视图；
图7依照本发明的一些实施方式示意性地示出配备有各自包括两个电极的多个端子并连接至开关阵列的示例性食管插管的顶视图；
图8依照本发明的一些实施方式示意性地示出具有随着时间调节极性以产生刺激序列的多个电极的示例性食管插管的顶视图；
图9依照本发明的一些实施方式示意性地示出具有随着时间调节极性以产生其他刺激序列的多个电极的示例性食管插管的顶视图；
图10A-B依照本发明的一些实施方式示意性地示出配备有多个电极的示例性NG管的局部等轴视图和局部顶视图；
图11A-B依照本发明的一些实施方式示意性地示出在致动之前和之后，配备有多个可扩张刺激器的示例性NG管的局部顶视图；
图12依照本发明的一些实施方式示意性地示出定位在病人的食管内并配备有固定地定位的刺激器固定器的示例性NG管；
图13A-D依照本发明的一些实施方式示意性地示出不同示例性固定器；
图14A-B依照本发明的一些实施方式示意性地示出示例性可伸缩套筒型固定器；
图15依照本发明的一些实施方式示意性地示出将固定器递送至饲管的示例性递送装置；以及
图16依照本发明的一些实施方式示意性地示出由递送导管部分形成的示例性自扩张电极固定器的局部切视图。
具体实施方式
为了方便说明和理解，以下优选的实施放射可在示例性食管刺激过程的情形中描述。然而，本发明并不限于具体描述的装置和方法，并可适于各种临床应用而并不偏离本发明的整个范围。例如，装置和相关方法（包括本文所述的概念）可用于刺激其他GI器官，诸如但不限于：胃壁、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、小肠、结肠、大肠、咽喉和食道。
本发明，在一些其实施方式中，涉及在GI器官中产生运动的装置和方法，并且特别涉及至少产生减少胃部內容物反流的食管运动的装置和方法。
一些实施方式的一个方面涉及产生图案化食管运动的***。图案化食管运动可是在产生刺激之后引起和/或协调安排的任何局部或跨食管肌肉扩张或收缩，或它们的任何组合。图案可以是选定的形状和/或大小的局部食管收缩和/或具有选定特征的远端前进收缩波，该选定特征包括但不限于收缩力、波移动速度和波出现频率。在一些实施方式中，图案化食管运动包括蠕动，可选地刺激自然出现的食管蠕动或基于刺激算法序列产生合成蠕动，和/或在病人食管处的局部收缩、远端前进收缩波和/或选择性引起的自然发生蠕动的任何组合。
在一些实施方式中，该***包括至少一个刺激器，其适配成刺激食管的一部分以引起成形收缩反应。在一些实施方式中，至少一个刺激器包括可扩张的部件，可选地可充气的部件，当扩张时其被调整尺寸和/或成形以在食管部分的远端引起成形收缩反应的方式径向地伸出食管部分。可充气刺激器可连接至泵，其可选地为液压或气动的，并可根据选定的方案，例如，预定和/或编程的方案，和可选地，包括脉动致动的方案，而选择性地充气或泄气。
可选地、可替换地或另外地，至少一个刺激器包括配置成用于电刺激邻近/接触的食管肌肉组织的电极。刺激电极可与发生器，可选地脉冲发生器连接或提供方便连接，其配置成产生选定的刺激序列。可选地、可替换地或另外地，内部电源和/或信号源可配备有***，所述***尺寸被调整并被配置成用于置于体内（例如，口腔内），可选地在食管内或食管附近。在一些其他可选的实施方式中，电源和/或信号源可提供（例如，穿戴）在病人身上。在一些示例性实施例中，至少一个电极和/或传感器与这样的内部电源连接，所述内部电源尺寸被调整并被配置成用于置于医学插管装置（例如，饲管）上。
在一些实施方式中，***包括提供在食管中不同相对位置处的多个刺激器。
食管的局部收缩，或食管收缩的任何组合或图案可增加局部和/或平均食管压力。可选地、可替换地或另外地，使用刺激来减少沿LES和UES之间的食管腔截留的局部和/或平均体积从而增加局部和/或平均压力。通过增加食管腔局部区段的压力，可强制逆行的物料或食糜向后移动至较少增压的远端腔段，然而通过增加食管内的平均压力或总压力，可以减少甚至反转引起胃和食管之间正压差的可能反流，从而减少反流物的可能性和体积或甚至防止反流。在一些实施方式中，由单个引起的收缩或一系列引起的收缩引起的局部和/或平均压力可以等于或高于15mm Hg，可选地等于或高于25mm Hg，可选地等于或高于50mm Hg，并且可选地等于或高于100mm Hg，或比任何所述值更低、更高，或其中间值。
在一些实施方式中，***进一步包括、配备有、或连接至医学插管装置，其尺寸被调整或被配置成用于经鼻或口置于病人的食管内。在一些实施方式中，医学插管装置是胃饲管。
在一些实施方式中，至少一个刺激器固定至医学插管装置。可选地、可替换地或另外地，至少一个刺激器配备有配置成用于固定地覆盖医学插管装置的一部分的固定器。固定器可沿医学插管装置的长度可滑动地移动，和/或可限制地围绕医学插管装置的部分固定。在一些实施方式中，固定器可固定地锁定至医学插管装置的部分从而防止沿其滑动。
固定器可在医学插管装置部分地或完全地从病人的食管或气管中抽出之后套装和/或另外地连接至医学插管装置。可替换地，固定器可在最初放置于病人体内之前安装到医学插管装置上。固定器和/或刺激器的合适位置可在图像引导（imagery guidance）（例如，x射线）下实现。可选地、可替换地或另外地，装置（例如，凹陷、缺口等）提供或产生于医学插管装置的部分上，以通过将固定器/刺激器接合到其上从而允许控制定位。在医学插管装置在病人体内保持到位的情况下，可应用装置以沿着医学插管的外边缘以及在其上远端地推进固定器/刺激器至选定的位置，可选地在x射线监测下。
在一些实施方式中，至少一个刺激器包括沿食管长度依次定位的至少两个刺激器，每个刺激器配置成刺激不同食管部分。可选地，沿医学插管装置的有效长度设置多个刺激器。
在一些实施方式中，其中至少一个刺激器包括多个电极，该电极被安排在本文中称为端子的组中。在一些实施方式中，两个电极形成端子。在一些此类实施方式中，一个电极是正电极，其接收来自信号发生器的电流，而另一个电极是负电极，其是接地的。每个端子之间的距离可是固定的或可变的，并且端子是间隔的使得每个端子之间的距离大于任何给定端子中每个电极之间的距离。例如，端子的宽度（即，端子的电极间的距离）可为5-10mm，并且可选地8mm。每个端子之间的距离可为15-30mm，可选地20mm，或可选地比所述值更低、更高、或其中间值。在每个端子具有两个电极的其他实施方式中，***还包括连接至电极的受控继电器的阵列。受控继电器的阵列可配置成选择性地在正（positively）连接状态，接地（grounded）状态，和断开状态之间转换每个电极。在又其他实施方式中，三个电极形成端子。在此类实施方式中，两个电极可接地，而定位在两个接地的电极之间的第三电极可是连接至信号发生器的正电极。将电极定位使得正电极可以与同一端子的两个负（接地）电极闭合回路。此类设计可将刺激的中心定位于正电极的位置。
在一些实施方式中，***包括至少一个传感器。可选地，传感器提供在至少一个刺激器远端的医学插管装置上。可选地，该传感器是pH传感器，可选地其适配成感测局部pH的变化（例如，降低），例如，由于LES近端胃部内容物的存在。可选地、可替换地或另外地，可使用阻抗传感器，其配置成用于感测提供在刺激器和/或电极之间的组织的阻抗改变，可选地与胃部内容物或其他物质的反应相关联。可选地、可替换地或另外地，可使用其他传感器类型，包括但不限于压力传感器、压力计、湿度传感器、温度传感器、运动传感器、电容传感器和机械传感器。
在一些其他实施方式的一个方面中，提供在插有胃管的病人体内产生食管蠕动的方法。在一些实施方式中，该方法包括以下步骤中至少一个，可选地不具有特定顺序：
1.定位至少两个电极，其包括沿胃管在间隔位置处的一个或多个近端定位电极和一个或多个远端定位电极，其中选择这些位置使得在胃管安装之后，该至少两个电极可以处于食管上***（UES）和食管下***（LES）之间；
2.将至少两个电极电连接至发生器；和/或
3.产生信号序列，其包括在近端定位电极处的第一信号从而刺激近端食管组织以及在远端定位电极处的第二信号从而刺激远端食管组织。
在一些实施方式中，电极应用一系列的一个或多个电系列（electricaltrains）（本文也称为脉冲组）的电流，其中每个系列由一系列循环组成，且每个循环包括一个脉冲。系列或脉冲组内的脉冲特征是脉冲间的间隔（interpulse spacing），并且不同的脉冲组由组内间隔分开。通常，组或系列内脉冲之间的脉冲间的间隔小于至少一些组之间的组间间隔。每个电脉冲具有振幅；在优选的实施方式中，该振幅高于刺激阈值，其中该刺激阈值是当应用至食管的一部分时出现局部收缩的最小电压。在一些实施方式中，刺激阈值在5V至20V之间，可选地在8V至1.0V之间或在10V至15V之间；在其他实施例中，刺激阈值可高于或低于所述值。提供每个脉冲持续一定时间。在一些实施方式中，脉冲宽度（即，持续时间）等于或大于5毫秒，以及可选地等于或大于10毫秒。应用脉冲之后紧接着持续较低的电流和/或无电流。一个脉冲和一个低电流的持续时间一起构成循环。在一些实施方式中，一个循环持续20ms；在其他实施方式中，一个循环持续15ms，或可选地30ms，或比所述值更小、更大、或其中间值。在一些实施方式中，连续地提供多个循环使得这些循环一起形成具有1至2秒持续时间的系列。在其他实施方式中，提供持续时间更长或更短的系列。然后，系列之后紧接着是无电流或由低于阈值的电压（below-threshold voltage）产生的较低电流的持续时间。
在一些实施方式中，系列的序列或其他信号序列产生移动通过食管长度的收缩波。在一些实施方式中，收缩产生或模拟自然蠕动。
在一些实施方式中，在每个系列和脉冲之前，将一个或多个低于阈值的脉冲应用于组织，以使组织准备好并使其更稳定且有效地收缩，并且在较低电压刺激水平下开始收缩。可选地，在每个刺激系列或脉冲之前应用初级、低于阈值的系列。在一些实施方式中，将连续的低于阈值的系列应用于食管的特定部分以降低敏感度，并且从而避免所述部分内的不需要的收缩。例如，LES必须开放以使物料从食管进入胃部。因此，在一个实施方式中，一个或多个电极还可定位在胃管上，从而使得在安装之后它们邻近LES以提供连续的低于阈值的系列，该系列将应用于LES来使其敏感度降低，使得在物料到达时其并不收缩。如果在某些情况下关闭LES是期望的反应，则此类一个或多个电极还可用于关闭LES。
在一些实施方式的一个方面中，提供将至少一个电极连接至便于定位于病人食管中的胃管的方法。在一些实施方式中，该方法包括以下步骤中至少一个，可选地并不具有特定顺序：
1.在离开胃管的近端的选定距离处将目标部分设置在胃管上；
2.提供配置成用于固定地覆盖胃管一部分的电极固定器，该电极固定器包括可与信号发生器电连接的至少一个电极和锁定装置；
3.在目标部分上定位电极固定器；
4.应用锁定装置将电极固定器牢固地锁定到位。
在一些实施方式中，这些步骤中的至少一个包括使用内部成像和/或外部成像（imagery）。可选地、另外地或可替换地，可应用图像引导（imagingguidance），可选地包括x射线和/或RF源，例如，以便定位电极且当在病人体内时改变其在饲管上的位置。这可允许临床医生在调整电极的位置时将饲管尖端保持在合适的位置。
在本发明的一些实施方式中，固定器定位包括以下步骤：在胃管上并且沿着胃管套装电极固定器。可选地，该方法进一步包括以下步骤：部分地抽出胃管以暴露目标部分。
现在参考附图，图1A依照实施方式示意性地示出包括定位在病人食管中细长构件11并包括多个刺激器12的示例性***10。细长构件11可是任何塑料或弹性杆或管，其尺寸被调整以进入并推动通过食管，优选不损伤邻近的组织。细长构件可是探针、导管和/或鼻胃管（NGT），后者可选地用于直接将食物注入病人的胃中和/或泵出食糜以减轻过度的胃部压力。刺激器12可是任何机械、电或化学局部肌肉或神经刺激器。尽管可以提供任何其他数目的刺激器，为了说明的目的还示出4个刺激器12。在一些示例性实施方式中，刺激器12是或包括至少一个电极。在一些实施方式中，每个示出的刺激器12代表围绕细长构件11的局部边缘提供的多个电极。在一些实施方式中，刺激器12按连续顺序提供，可选地其间具有恒定的或可选地改变的距离。可选地，刺激器12包括双极电极，使得多对邻近的非短路（non-short-circuited）电极可用于关闭电路并且从而刺激两个电极接触的以及之间的食管肌肉组织。示出发生器13，可选地电信号发生器，其通过细长构件11连接至刺激器12，可选地在其外边缘上并沿着其外边缘或通过其腔管。为了根据选定方案或逻辑产生一系列食管收缩，诸如可选地模拟自然出现的食管蠕动，可提供分离的发生器输出以便分离电极或电极组12。在一些有利的实施方式中，电极或电极组12之间的间距小于5cm，并且最近端电极或电极组12和最远端电极或电极组12之间的距离为至少10cm。这允许沿着在UES和LES之间食管的重要部分依次地刺激电极或电极组12。
在图1B中，依照实施方式示意性地示出包括定位在病人食管中的口饲管21并包括单极刺激器22的示例性***20。虽然通过鼻腔放置食管插管通常更安全且方便，但是如此图中所表明的，可能存在通过口腔***插管的情况（例如，婴儿病人）。单极刺激器22电连接至外部来源或地面（图中示为“（-）”），并且能够用可选地定位在病人颈部皮肤上的外部电极23选择性关闭电路。可使用单个电极来刺激中性敏感区域，从而从刺激区域并向下可选地至LES或胃过渡段（stomach interim），引起食管收缩波。可选地、可替换地或另外地，单个电极可用于局部肌肉收缩以用作反流胃部内容物的阻挡层和/或用于降低食管总体积并增加食管压力。
在图1C中，依照实施方式示意性地示出包括定位在病人的食管中的饲管31并包括多个刺激器32和传感器33的示例性***30。饲管31可用于直接向小肠（例如，在十二指肠或空肠处开放）引入部分消化的食物或流体。传感器33可是pH传感器，可选地定位在LES或胃入口邻近或近端。在显著较低pH的情况下，诸如在酸性反流食糜存在下，传感器33自动地发信号或启动电极32的刺激方案，以迫使胃部内容物朝胃部流动返回。在不存在传感器的情况下，可应用不同刺激方案，例如连续刺激方案，其中使用不同的电极在特定频率和振幅下依次地刺激局部组织。可选地、可替换地或另外地，引起局部食管收缩或痉挛持续任何选定持续时间，以用作局部物理屏障，从而防止或减少反流物质由其中通过。此类局部收缩/痉挛可是单独的或在食管的不同场所和/或部分产生。
现在参考图2A-C，其依照一些实施方式示意性地示出在食管中提供的、在不同操作阶段示出的收缩波刺激***35的局部切视图。如图2A所示，在一个实施方式中，胃部内容物或食糜从先前布置在食管中的pH传感器36附近的胃的近端地移动离开。一旦感测到pH变化，近端定位的刺激器38发起刺激，其具有适于引起能够推回食糜的远端前进的食管收缩波的大小和/或频率。如图2B和2C所示，收缩波CW由邻近的刺激器38产生并在将食糜朝胃部推回的同时向远端移动。可选地，CW刺激自然发生的食管蠕动，虽然该运动可在至少一个因素方面与自然蠕动不同，例如，在大小、速度和/或频率方面。
现在参照图3A-D，其依照一些实施方式示意性地示出第一示例性刺激序列40和使用刺激***60相应产生的图案化食管运动。如图所示，***60包括延伸横跨食管长度的导管61和多个双极刺激电极对，其包括最近端电极62、其次电极63、电极64和电极65。在该实施方式中，每个电极围绕导管。刺激序列或方案40，通过不同的通道，包括适于刺激提供于电极62和63之间的食管肌肉组织的通道42，适于刺激提供于电极63和64之间的食管肌肉组织的通道44，和适于刺激提供在电极64和65之间的食管肌肉组织的通道46，产生信号的组合。如图所示，通道42用电压V持续时间ΔΤ11刺激食管，因此引起在相同持续时间的局部收缩CNTR11。紧接着，通道44用电压V持续时间ΔΤ12刺激食管，因此引起在相同持续时间的第二局部收缩CNTR12。随后，用电压V持续时间ΔΤ13通过通道46进行刺激，其引起在相同持续时间的第三局部收缩CNTR13。
图4A-D依照一些实施方式示意性地示出第二示例性刺激序列50和仍使用刺激***60相应产生的图案化食管运动。此时，示出具有在部分持续时间ΔΤ22处重叠的相应刺激持续时间ΔΤ21和ΔΤ23和两个通道52和54。这样，移动的收缩波刺激一般性蠕动运动，其中第一局部收缩CNTR21向远端延伸成为CNTR22且后来减弱仅留下远端局部收缩CNTR23。
图5A依照一些实施方式示意性地示出配备有多个端子210的示例性食管插管200，每个端子210具有两个电极：正电极212和负（接地）电极214。将这些电极间隔使得每个端子之间的距离218大于任何给定端子内每个电极间的距离216。如本申请中所使用的，每当提到电极间的距离时，是指中心至中心的距离。每个端子210的电极212和214通过电路（未示出）连接至远端电信号发生器。电流或电压，可选地脉冲电流或电压，提供至正电极212。示例性信号序列220还在图5A中示出。如图所示，脉冲224的系列222提供至每个端子210。在一些实施方式中，信号序列220按时间交错，使得远端设置（distally-located）端子在更近端设置（proximally-located）端子之后接收刺激系列222。通过提供接收交错的信号序列的多个端子210，可以产生收缩波，可选地刺激蠕动。在此实施例中，存在沿着食管向下行进的三个刺激“波”，并且第二波仅在第一波结束之后开始（不重叠）。图5B中可见不同的途径，其中在食管的上部开始的第二波228在沿着食管向下的第一刺激波226完成之前开始。在该实施方式中，可存在两个同时收缩的远端食管部分。这可增加总蠕动效率，同时通过远端收缩/波更好地克服仍能“渗入”的逆行物料。
图6中提供依照一些实施方式示意性地示出的其他示例性食管插管250。食管插管250配备有各自包括三个电极的多个端子260。在一些实施方式中，每个端子包括一个正电极263和在正电极263任一侧上的两个负电极261和262。利用这样的配置，端子的正电极263在两个方向上离开同一端子的负电极261和262比任何其他负电极（例如，264）更近地定位。这样的配置允许更多控制的电流释放和更多控制的刺激区域。在一些实施方式中，正电极263在端子260内与负电极261和262等距定位，从而使刺激集中于正电极263的位置处。图5中的相同刺激方案可与图6中的电极一起使用，图6中，每个端子260具有两个接地的（或其他较低电势）电极而不是一个。
在图7中，示意性地示出具有各自包括两个电极234的多个端子232的示例性食管插管230。依照一些实施方式，图7的食管插管230连接至开关242的阵列240。在一个实施方式中，开关242的阵列240将每个电极234电连接至信号发生器或接地源或使电极234断开。每个电极234配置成选择性地在三个状态（连接至信号发生器、接地、和断开）中的每个之间转换，如通过阵列240导向的。通过在各个连接状态之间选择性地转换电极，可以改变刺激区域。
图8依照一些实施方式示意性地示出随着时间调节的各个电极274的极性，其中电极274定位在示例性食管插管270上。在图8的实施方式中，电极沿着UES和LES之间的食管插管270的长度安排到端子272中在不同间隔位置上。食管插管270上的每个电极274可连接至开关阵列（诸如图7所示）。利用这样的安排，电极274的极性可随着时间调节（如通过开关阵列导向的），以产生电压应用的序列。图8中提供电压应用的一个潜在序列；但是，可应用任何序列，并且本文考虑了所有这样的序列。如所描述的，所有具有位于其旁边的“（+）”的电极正从信号发生器接收电压；具有在其旁边的“（-）”的电极是接地的（或处于其他较低电势）；并且所有不具有符号的电极与信号发生器断开。在每个描述时间的刺激的一般区域由绘制的椭圆表示。如图所示，刺激的区域可随时间控制和改变。这是在控制刺激部分的“长度”时产生远端移动波的一个方法。在此，在最近端“+”和远端之间选择长度。
类似地，图9依照一些实施方式示意性地示出随着时间调节各个电极284的极性，其中电极284定位在示例性食管插管280上。图9示出电压应用的其他潜在序列，提供这些潜在序列以在食管内产生远端前进收缩的示例波。刺激之间空间重叠的程度不必是相干的（coherent）。例如，在极性的第一改变中存在显著的重叠，然后较小的重叠，然后较大的重叠等。
现在参考图10A-B，其依照一些实施方式示意性地示出包括NG管71和多个电极73的示例性刺激***70的局部等轴视图和局部顶视图。电极73和74通过提供在NG管71上或嵌入其壁内的电路75连接至远端的电信号发生器（未示出）。电极73和74可完全地或部分地围绕管71的周围。在下端提供开口72以将食物和其他营养物递送至胃部。
图11A-B中示出可替换的刺激器***80，图11A-B依照一些实施方式示意性地示出在致动之前和之后包括NG管81和多个可扩张刺激器82和84的***80的局部顶视图。在一些示例性实施方式中，刺激器82和/或84是可充气的，且可选地为环形球囊，其围绕NG管80的部分。远端可扩张刺激器82可选地通过线路83连接至远端泵（未示出），然而近端刺激器84可选地通过线路85连接至泵。线路83和/或85可是液压的或气动的线路，其配置成将加压介质从泵相应地提供到刺激器82和/或84中。可选地，以脉动形式提供泵送介质。在图11B中，刺激器82以最大扩张的形式示出。在一些实施方式中，刺激器82可扩张到预定和/或限制的形状和/或尺寸，其引起与其接触的食管组织径向伸展开以引起自然的向下蠕动，并且可选地刺激自发的自然发生的蠕动。
在某些情况下，在现有的嵌套在病人食管中的插管上添加刺激装置是有利的，例如，在进入ICU的病人体内，且NGT到位。图12依照一些实施方式示意性地示出示例性***100，其包括定位在病人的食管内并配备有牢固地定位的刺激器固定器120的NGT110。固定器120包括至少一个刺激器（例如，球囊型或电极型），并显示连接至远端发生器130。固定器120可沿NGT110的长度推动至选定的距离或食管部分。可选地、可替换地或另外地，将NGT110部分地抽出，可选地直到将目标NGT部分从体内驱离和/或可方便地达到以将固定器120放置到其上。固定器120可沿NGT110套装，或其可是轴套型（cuff-type）固定器，该轴套型固定器可布置成限制性地将至少一个刺激器沿NGT110压缩到位。
图13A-D依照一些实施方式示意性地示出不同示例性固定器。在图13A中，示出细长的缝套131，其部分覆盖NGT的近端部分，包括可通过导线134电连接至远端来源（例如，电信号发生器）的多个电极133。缝套131包括横跨其整个长度的狭缝132，从而有助于将其固定至NGT而基本上不需要先使其变宽。在一些实施方式中，缝套131一旦固定到NGT上就可以完全避免沿其移动的方式自身收缩。图13B示出使用不同的轴套类固定器将电极固定至NGT的不同示例性实施方式：远端电极142使用固定器141固定至NGT，并且近端电极144用固定器143固定至NGT。导线145将电极连接至远端信号发生器（未示出）。图13C和13D相应地示出不同的轴套类刺激器固定器150和155的横剖面。轴套类固定器150包括主体151、可通过导线153连接至远端发生器的两个相对电极152。锁定装置154以卡扣锁形式提供在主体151中。当锁定装置154开放时，固定器150允许在标准尺寸的NGT上滑动，并且当锁定时，其被限制到位，并可选地轻微压缩其被限制的NGT部分。扎带型（cable-tie type）固定器155类似地包括主体156，其容纳可用导线158连接至远端发生器的两个相对电极157。与固定器150不同，固定器155包括作为锁定装置的扎带型紧固器159（包括齿轮-齿条部件和棘轮部件），从而允许操作人员调节固定器的紧密度以将电极充分固定到位。在一些示例性实施方式中，由轴套导致的NGT变形确保显著的握持和/或摩擦以便不能沿该管将轴套进行任何移动，同时优选地并不将NGT的内腔限制于较小的直径。在一些实施方式中，轴套使NGT的内腔直径变窄不超过其横断面的10%。
图14A-B依照一些实施方式示意性地示出示例性可伸缩套筒型固定器160。固定器160包括可伸缩管状主体161和多个电极162。在图4A中，示出固定器160，其被压缩并具有允许其容易地围绕NGT部分套装的可选地径向延伸形式，然而在图14B中，其在大部分NGT部分上伸展开并进一步由NGT的直径限制伸展。在一些实施方式中，固定器主体161由聚合物和/或金属的弹性纤维编织。可选地，主体161是自身延伸的。在本发明的一些实施方式中，操作人员（例如，医务人员）在NGT上推动压缩的固定器160直到到达选定的位置然后将其释放以伸展开到位。可选地，操作人员进一步伸展固定器160以使其一部分塑性变形从而进一步将其固定到位。
现在参照图15，其依照本发明的一些实施方式示意性地示出用于将固定器诸如轴套类固定器150递送到饲管（未示出）的示例性递送装置170。递送装置170包括手持主体171和可相对于彼此轴向移动的两个相对颚板（jaw）172和173。触发器174可手动操作以便将颚板172和173之间的距离从将固定器150维持在开放状态的第一较宽距离减小到迫使固定器150压缩并锁定的第二较窄距离。可选地，第一较宽距离和/或第二较窄距离是预定的和/或可编程的。在一些实施方式中，递送装置配置成以依次的方式紧握并固定固定器，然而在其他实施方式中，递送装置可容纳装有固定器的夹座（cartridge）并可应用来依次钉装固定器直到夹座排空。递送装置170可重复使用并且可配置成允许替换单独的固定器或固定器夹座。可替换地，递送装置170可配置成一次性的单一使用。递送装置170可包括机械、电和/或机电机构（未示出）以操作触发之后的钉装（stapling）。可选地，递送装置170包括安全机构（未示出）。
可布置刺激器固定器以径向地延伸在食管内壁上而不是压缩到管上或提供为径向非顺从部件（例如，探针或导管）。图16依照本发明的一些实施方式示意性地示出由递送导管182部分形成的示例性可自身延伸的电极固定器180的局部切视图。如图所示，固定器180包括径向弹性主体183，其可从较小受限直径自身延伸至最终完全延伸直径。多个电极183根据需要以不损坏其延伸能力的方式固定至主体181。固定器主体181在递送导管182中以受限的较小直径递送从而允许更容易地在食管中前进。一旦到位，可抽出导管182，留下到位的固定器180，并允许其逐渐延伸直到完全移除。在一些实施方式中，固定器主体181配置成自由延伸至大于食管内径的直径，因此通过连续地朝向环绕的食管壁应用扩张力将其牢固地保持到位。
尽管已结合其具体实施方式对本发明进行了描述，但应当清楚的是许多替代方案、变更和改变对于本领域技术人员将是清楚的。因此，旨在包含落在所附权利要求的精神和广泛范围内的所有此类替代方案、变更和改变。
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请在此以其整体通过引用并入本说明书内，其程度就像每个单独的出版物、专利或专利申请特定地且单独地指出通过引用并入到本文中。另外，在本申请中任何参考文献的引用或鉴定不应解释为承认此类参考文献构成现有技术。对于使用部分标题的程度，它们不应解释为进行必要的限制。

Claims (50)

1.一种引起食管运动的***，包括：
细长构件，其尺寸被调整并且被配置成用于经口或鼻放入病人的食管中；
一系列刺激器，安装或可安装于所述细长构件上，被定位以刺激一系列间隔开的食管部分，以引起促进远端行进波的局部食管收缩；以及
发生器，连接至所述系列的刺激器。
2.根据权利要求1所述的***，其中至少一个局部收缩充分靠近食管腔的局部区段。
3.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中至少一个局部收缩将所述食管腔的局部区段减小至其最初直径的至少50%。
4.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中至少一个局部收缩形成至少15mm Hg的局部食管压力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中至少一个局部收缩形成至少25mm Hg的局部食管压力。
6.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述食管运动是图案化运动，包括至少两个在不同食管部分引起的收缩。
7.根据权利要求6所述的***，其中所述不同食管部分包括相邻的食管部分。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的***，其中所述不同食管部分包括远端食管部分。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的***，其中所述至少两个引起的收缩是根据预设顺序依次地和/或按时地产生。
10.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述远端行进波包括蠕动。
11.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述发生器尺寸被调整并且被配置成用于延长地放入口腔内或食管内。
12.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述发生器是脉冲发生器。
13.根据前述权利要求中任一项所述的***，进一步包括电源。
14.根据权利要求13所述的***，其中所述电源尺寸被调整并且被配置成用于延长地放入口腔内或食管内。
15.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述细长构件是医学插管装置。
16.根据权利要求15所述的***，其中所述医学插管装置是胃饲管。
17.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述至少一个刺激器包括电极。
18.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述至少一个刺激器固定到所述细长构件。
19.根据权利要求1-17中任一项所述的***，其中所述至少一个刺激器具有固定器，其经配置用于将所述至少一个刺激器安装在所述细长构件的选定外部部分上。
20.根据权利要求19所述的***，其中所述固定器可沿所述细长构件的长度滑动。
21.根据权利要求19-20中任一项所述的***，其中所述固定器可限制地围绕所述细长构件的选定外部部分固定。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的***，其中所述固定器可固定地锁定到所述细长构件的选定外部部分从而防止沿其滑动。
23.根据前述权利要求中任一项所述的***，其进一步包括安装或可安装在所述细长构件上的至少一个传感器。
24.根据权利要求23所述的***，其包括安装到最远端刺激器的远端的至少一个传感器。
25.根据权利要求24所述的***，其中最近端传感器定位于与所述最远端刺激器相距至少5cm处。
26.根据权利要求23-25中任一项所述的***，其中所述至少一个传感器包括以下传感器中的至少一个：pH传感器、压力传感器、压力计、阻抗传感器、运动传感器、电容传感器和机械传感器。
27.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中多个刺激器沿医学插管装置的有效长度设置。
28.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述至少一个刺激器包括至少一个可扩张部件，其被调整尺寸和/或成形为使得当扩张时其以在所述可扩张部件的远端引起食管收缩的方式径向伸展食管部分。
29.根据权利要求28所述的***，其中所述至少一个可扩张部件是可充气的。
30.根据权利要求28-29中任一项所述的***，其中所述发生器包括泵。
31.一种食管刺激装置，所述食管刺激装置包括：
食管插管，以及
沿食管插管的长度被间隔的多个刺激器，其中所述多个刺激器中的至少两个刺激器之间存在小于5cm的距离，且最近端刺激器和最远端刺激器之间存在大于10cm的距离。
32.根据权利要求31所述的食管刺激装置，其进一步包括电连接到所述多个刺激器中的至少一个的电源。
33.根据权利要求31-32中任一项所述的食管刺激装置，其进一步包括电连接到所述多个刺激器中的至少一个的信号发生器。
34.根据权利要求31-33中任一项所述的食管刺激装置，其中所述多个刺激器被安排到多个端子中，其中所述多个端子中的每个包括2或3个电极。
35.根据权利要求34所述的食管刺激装置，其中所述多个端子中的每个具有一个正电极和一个负电极。
36.根据权利要求34所述的食管刺激装置，其中所述至少一个端子包括两个负电极和定位在所述两个负电极之间的一个正电极。
37.根据权利要求34-36中任一项所述的食管刺激装置，其中所述多个端子被定位成使得端子内的每个电极之间的端子内距离短于所述多个端子的每个之间的端子间距离。
38.根据权利要求37所述的食管刺激装置，其中端子内的每个电极之间的所述端子内距离在5mm到10mm的范围内，而所述多个端子的每个之间的所述端子间距离在15mm到30mm的范围内。
39.根据权利要求31-34中任一项所述的食管刺激装置，其进一步包括连接到所述多个电极的开关阵列，其中所述多个电极的每个选择性电连接到信号发生器、电连接到接地位置、或断开。
40.一种产生食管运动的方法，所述方法包括：
沿食管上***和食管下***之间的食管在间隔的部分处定位至少两个电极，包括近端定位电极和远端定位电极；
将所述至少两个电极电连接到发生器；以及
产生信号序列，其包括刺激近端食管组织的近端定位电极处的第一信号和刺激远端食管组织的远端定位电极处的第二信号。
41.根据权利要求40所述的方法，其中信号序列产生行进食管长度的收缩波。
42.一种刺激食管肌肉以在食管内引起一个或更多收缩的方法，所述方法包括：
在食管中定位包括插管和多个电极的食管刺激装置；
至少将所述多个电极中的第一个电连接到接地位置；
至少将所述多个电极中的第二个电连接到信号发生器；以及
至少向所述多个电极中的第二个提供信号序列，其中所述信号序列包括脉冲组序列，其中至少每个脉冲组中的一些脉冲之间的时间小于至少一些脉冲组之间的时间。
43.根据权利要求42所述的方法，其中至少脉冲组中的一些脉冲具有大于刺激阈值电压的电压。
44.根据权利要求42-43中任一项所述的方法，其中所述信号序列进一步包括一个或多个低于刺激阈值的调节脉冲。
45.一种使用权利要求1-30中任一项所述的***产生食管运动的方法，
所述方法包括：
在食管中放入所述细长构件和至少一个可安装于其上的电极；以及
产生至少一个刺激信号以引起局部食管收缩。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述局部食管收缩是痉挛。
47.根据权利要求45所述的方法，其中所述局部食管收缩是蠕动。
48.一种将至少一个电极连接到定位于病人食管中的胃管的方法，所述方法包括：
将目标部分定位在所述胃管上从其近端的选定距离处；
提供配置成固定地覆盖所述胃管的一部分的电极固定器，所述电极固定器包括锁定装置和与信号发生器可电连接的至少一个电极；
将所述电极固定器定位在所述目标部分上；以及
应用所述锁定装置将所述电极固定器固定地锁定到位。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述定位包括将所述电极固定器在所述胃管上并且沿着所述胃管套装。
50.根据权利要求48-49中任一项所述的方法，进一步包括部分地抽出所述胃管以暴露所述目标部分。
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