包括具有非垂直支腿的分段电极的引导件及制造与使用的方法_2

文档序号:9509316阅读:来源:国知局
00 ; 2012/0016378 ; 20 12/0046710 ; 20 12/0071949 ;2012/0165911 ;2012/0197375 ;2012/0203316 ;20 12/0203320 ; 20 12/0203321 ;2012/0316615 ;2013/0105071和2013/0197602的美国专利申请中发现了具有引导件的电刺激系统的实例,所述全部申请和专利都通过引用的方式并入。
[0037]在至少一些实施方式中,从业者可以利用记录电极确定目标神经元的位置以及然后相应地定位刺激电极。在一些实施方式中,可以将相同的电极用于记录与刺激。在一些实施方式中,可以使用独立的引导件;一个引导件具有识别目标神经元的记录电极,以及第二引导件具有在目标神经元识别以后替换第一个的刺激电极。在一些实施方式中,相同的引导件可以包括记录电极与刺激电极或者可以用于记录或刺激的电极。
[0038]图1示出了用于脑部刺激的设备100的一个实施方式。设备包括引导件110、至少部分地布置在引导件110的外周周围的多个电极125、多个端子135、用于将电极连接到控制单元的连接器132、以及用于协助将引导件插入并定位在患者脑部中的探针140。探针140可以由刚性材料制成。用于探针的适当材料的实例包括,但不限于钨、不锈钢和塑料。探针140可以具有把手150以协助插入到引导件110中,以及使探针140与引导件110旋转。优选地在移除探针140以后,连接器132适配在引导件110的近端端部上。
[0039]控制单元(未示出)通常是可植入到患者身体中,例如在患者锁骨区域下方的可植入脉冲发生器。脉冲发生器可以具有八个刺激通道,此八个刺激通道可以独立地编程以控制来自各通道的电流刺激的等级。在一些情形中,脉冲发生器可以具有比八个刺激通道更多或更少的刺激通道(例如,4个、6个、16个、32个或者更多个刺激通道)。控制单元可以具有用于在引导件110的近端端部处容纳多个端子135的一个、两个、三个、四个或更多个连接器端口。
[0040]在操作的一个实例中,可以通过利用颅骨钻(通常称作为骨钻)在患者的颅骨或头盖中钻孔,以及凝固与切刻硬脑膜、脑覆盖物实现进入到脑中的期望位置中。引导件110可以在探针140的协助下插入到颅骨与脑组织中。例如可以利用立体定位框架与微驱动电机系统将引导件110引导到脑内的目标位置。在一些实施方式中,微驱动电机系统可以是全自动的或半自动的。微驱动电机系统可以构造为执行下面动作中的一个或多个(单独或组合):插入引导件110、取回引导件110、或者使引导件110旋转。
[0041]在一些实施方式中,联接到通过目标神经元刺激的肌肉或其它组织的测量设备或者响应于患者或临床医生的单元可以联接到控制单元或微驱动电机系统。测量设备、使用者、或者临床医生可以指示通过目标肌肉或者其它组织对刺激电极或记录电极的响应,以进一步识别目标神经元并且便于刺激电极的定位。例如,如果将目标神经元引导到经历震颤的肌肉,那么可以利用测量设备观察肌肉并且指示响应于神经元的刺激的震颤频率或幅度的改变。另选地,患者或临床医生能够观察肌肉并且提供反馈。
[0042]用于深层脑部刺激的引导件110可以包括刺激电极、记录电极或者刺激电极与记录电极。在至少一些实施方式中,引导件110是可旋转的使得在已经利用记录电极定位神经元以后刺激电极可以与目标神经元对准。
[0043]刺激电极可以布置在引导件110的外周上以刺激目标神经元。刺激电极可以是环状的,使得沿着引导件110的长度在来自电极的位置的每个方向相等地从各电极发射电流。环形电极通常地不能使刺激电流仅从引导件周围的限定角度范围引导。然而,可以利用分段电极将刺激电流引导到引导件周围的选定的角度范围。当分段电极与传送恒定电流刺激的可植入脉冲发生器结合使用时,可以实现电流导引以将刺激更精确地传送到引导件的轴周围的位置(即,径向定位在引导件的轴周围)。
[0044]为了实现电流导引,除了环形电极或者作为环形电极的另选,可以利用分段电极。尽管下面的描述讨论了刺激电极,应该理解的是所讨论的刺激电极的全部构造也可以用于布置记录电极。
[0045]引导件100包括引导件本体110、一个或多个选择环形电极120、以及多组分段电极130。引导件本体110可以由诸如例如聚合物材料的生物可兼容、非传导材料形成。适当的聚合物材料包括,但不限于硅\聚氨酯、聚脲、聚氨酯脲、聚乙烯等。一旦将引导件100植入在身体中,引导件100便可以与身体组织接触延长的时间期间。在至少一些实施方式中,引导件100具有不大于1.5mm的横截面直径,并且引导件100的横截面直径可以在0.5mm到1.5mm的范围内。在至少一些实施方式中,引导件100具有至少10cm的长度,并且引导件100的长度可以在10cm到70cm的范围内。
[0046]电极可以利用金属、合金、传导性氧化物、或者任何其它适当传导性生物可兼容材料制成。适当材料的实例包括,但不限于铂、铂铱合金、铱、钛、钨、钯、钯铑等。优选地,电极由生物可兼容的并且在用于期望的使用过程的操作环境中的期望操作情形下基本上不腐蚀的材料制成。
[0047]每个电极都可以是使用的或未使用的(切断)。当使用电极时,可以将电极用作阳极或阴极并且运送阳极或阴极电流。在一些情形中,电极在一段时间期间可能是阳极并且在一段时间期间可能是阴极。
[0048]以环形电极120的形式的刺激电极可以布置在引导件本体110的任意部分上,通常布置在引导件100的远端端部附近。在图1中,引导件100包括两个环形电极120。可以沿着引导件本体110的长度布置任意数量的环形电极120,包括例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、i 个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个或者更多个环形电极120。应该理解的是,可以沿着引导件本体110的长度布置任意数量的环形电极。在一些实施方式中,环形电极120是大体圆柱形的并且包绕在引导件本体110的整个外周周围。在一些实施方式中,环形电极120的外径基本上等于引导件本体110的外径。环形电极120的长度可以根据期望治疗与目标神经元的位置而改变。在一些实施方式中,环形电极120的长度小于或等于环形电极120的直径。在其它实施方式中,环形电极120的长度大于环形电极120的直径。最远端环形电极120可以是覆盖引导件的远端尖端的大部分或全部的尖端电极(例如,参见图3E中的尖端电极320a)。
[0049]深层脑部刺激引导件可以包括一组或多组分段电极。因为在深层脑部刺激中的目标结构关于远端电极阵列的轴通常是非对称的,因此分段电极可以提供比环形电极更加卓越的电流导引。替代地,目标可以定位在延伸通过引导件的轴的平面的一侧上。通过使用径向分段电极阵列(“RSEA”)不仅能够沿着引导件的长度而且还能围绕引导件的外周执行电流导引。这提供了精确的三维目标锁定并且将电流刺激传送到神经目标组织,同时潜在地避免了刺激其它组织。具有分段电极的引导件的实例包括下述公开号的美国专利申请:2010/0268298 ;2011/0005069 ;2011/0130803 ;2011/0130816 ;2011/0130817 ;2011/0130818 ;2011/0078900 ;2011/0238129 ;2012/0016378 ;2012/0046710 ;2012/0071949 ; 2012/0165911 ;2012/197375 ; 2012/0203316 ; 20 12/0203320 ;2012/0203321,上述专利申请全部都通过引用的方式包含于此。
[0050]引导件100示出为具有多个分段电极130。可以在引导件本体110上布置任意数量的分段电极130,包括例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、^
个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个或者更多个分段电极130。应该理解的是可以沿着引导件本体110的长度布置任意数量的分段电极130。分段电极130通常地仅围绕引导件的外周延伸 75%、67%、60%、50%、40%、33%、25%、20%、17%、15%或者更少。
[0051]分段电极130可以分组成几组分段电极,其
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