[發明專利]用于電刺激的醫療設備

有效

• 申請號: 201080033339.1
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN102470240A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: D.W.哈伯茨;R.維特
• 申請（專利權）人: 沙皮恩斯腦部刺激控制有限公司;神經誘導技術公司
• 主分類號: A61N1/05
• 分類號: A61N1/05;A61N1/37;A61N1/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;盧江

技術領域

本發明涉及用于電刺激的醫療設備。特別地，本發明涉及包括可植入部分的此類設備。

背景技術

電刺激治療是快速增長的領域，其大部分涉及針對寬廣應用范圍的可植入電刺激設備的成功使用。一個重要應用是深部腦刺激（DBS）。DBS系統可以包括兩個部件：植入的脈沖生成器（IPG）和探針。IPG是電池供電的神經刺激器，該神經刺激器向腦部發送電脈沖以干擾目標部位處的神經元活動。探針通常由約10-15?cm長的導線和多個電極組成。導線將IPG連接到電極，電極位于探針的遠端。IPG可以由神經病學家、護士或受訓技師校準以優化癥狀抑制（symptom?suppression）并且控制副作用。

然而，通常存在對可植入導電結構的關注。期望能夠對具有植入設備的個體進行磁共振成像（MRI）。但是由于與MRI相關聯的大改變磁場，強電場可以產生并且相關聯的電流可以加熱導體周圍的組織，這可能損害組織。尤其在導體端部發現該問題。例如，已經表明對于腦組織中絕緣的20?cm直導線，在1.5?T?MR系統的正常操作模式中，溫度可以升至48℃。認為小于1℃的溫度升高是安全的。

電極中感應電流密度和因此的不期望加熱可以通過使用具有高阻抗的電極來減少。然而，高阻抗的應用就將高阻抗實現為高DC電阻而言與具有長電池壽命是沖突的。

公開的美國專利申請號2008/243218公開了具有來自（一個或多個）導體的配置的一個或多個導體的可植入導聯（lead）可以減少到從MR掃描感應的電場的不希望耦合。公開了配置導聯，因此它們包括具有相對近部分和遠部分的至少一個導體，其中導體折回其本身至少兩次。然而，導體的向后布線（routing）增加了導體的長度。

本發明的發明人已經理解在改進的可植入設備領域中仍舊存在需要，并且因此設計了本發明。

發明內容

實現與MRI可兼容的可植入設備將是有優勢的。為此，實現包括傳導部分的可植入設備將是有優勢的，這在暴露期間最小化或呈現傳導部分中低的任何關聯溫度升高以快速改變電場。通常，本發明優選地尋求單獨或以任何組合緩和、減輕或消除上述劣勢中的一個或多個。特別地，可以被看作本發明目的的是提供一種解決現有技術的上述問題或其他問題的方法。

為了更好地解決這些關注中的一個或多個，在本發明的第一方面中，提供了一種用于電刺激的醫療設備，其包括具有遠端和近端的可植入伸長導聯系統，該導聯系統包括用于連接到一個或多個電極的一個或多個電導體，其中該一個或多個電導體沿具有多個線圈的導聯系統的長度軸纏繞，并且其中線圈的密度是沿長度軸非均勻分布的。

通過纏繞一個或多個電導體，通常由于來自于線圈的自感可以在高頻（MRI頻率）處增加探針的阻抗，而可以將低頻（刺激頻率）處的DC電阻保持低到足以確保相關聯電池供電的脈沖生成器的長電池壽命。MRI頻率通常在用于1-Tesla系統的42?MHz到用于3-Tesla系統的128?MHz之間；并且通常神經刺激-刺激脈沖包含從0.001到10?kHz范圍中的頻率。本發明的發明人已經認識到可能需要非常大數量的線圈以便足以抑制MRI頻率處的阻抗。因此，連同纏繞導體的需要的電導體的長度可能非常大。可以以不同方式制造電導體。以一種方式，使用薄膜技術制造電導體。長纏繞結構可能難以使用薄膜技術制作。而且，由于導線長度增加，所以DC阻抗也增加，這結合電池壽命需求是不期望的。本發明的發明人已經進一步認識到源自具有植入醫療設備的MRI掃描的加熱沿設備是不均勻分布的。因此，通過配置電導體的線圈，使得線圈的密度沿長度軸是非均勻分布的，可以在需要的區域中使用線圈的高密度，而在涉及加熱的問題不太嚴重的區域中可以使用線圈的較低密度。由于沿全部纏繞區域不使用線圈的相同高密度，所以減少了線圈數量和因此的電導體長度，并且同時，由于線圈的存在，可以在適當的區域充足地增加阻抗以呈現適合于結合植入和MRI使用的設備。

特別地，可以結合深部腦刺激（DBS）有益地應用設備，因為腦組織對于局部加熱特別敏感，而且，腦組織的任何損害可能具有非常嚴重的后果。通常，然而，根據實施例的設備可以結合用于多個身體部分的電刺激的探針應用。例如，設備可以結合但不限于諸如以下應用使用：神經刺激、功能刺激、脊髓刺激、腦部刺激、皮層刺激、肌肉刺激、胃腸道刺激、肌肉刺激、心臟起搏和心臟除顫。對于腦部應用，設備可以是從頭骨延伸到腦中到目標體積（volume）的探針形式。對于心臟應用，設備可以是進入脈管的導管形式，例如，在腹股溝中，并且通過脈管延伸到心臟中期望的位置。