由具有凹部或穿孔的制备电极形成的分段电极引导件及其制造方法
【专利说明】由具有凹部或穿孔的制备电极形成的分段电极引导件及其制造方法
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年4月18日提交的序列号为61/829，918的美国临时专利申请和序列号为61/981，606的美国临时专利申请在35U.S.C.§ 119(e)下的权益，二者通过引用的方式包含于此。
技术领域
[0003]本发明涉及电刺激系统与引导件的领域以及制造与利用此系统与引导件的方法。本发明还涉及包括由具有外凹部或穿孔的制备电极形成的分段电极的电刺激引导件，以及制造与利用分段电极、引导件、以及电刺激系统的方法。
【背景技术】
[0004]对于治疗多种症状来说电刺激可能是有用的。对于治疗例如帕金森症、肌张力障碍、特发性震颤、慢性疼痛、亨廷顿病、左旋多巴引发的动作障碍和僵硬、动作迟缓、癫痫和痉挛、进食障碍和情绪障碍来说深层脑部刺激可能是有用的。通常地，在引导件的尖端或附近具有刺激电极的引导件提供了对脑中目标神经元的刺激。磁共振成象(“MRI”)或者计算机化断层显象(“CT”)扫描可以提供用于确定刺激电极应该定位的以将期望的刺激提供到目标神经元的起始点。
[0005]在将引导件植入到患者脑部中以后，可以通过在引导件上的选定电极传送电刺激电流以刺激脑中的目标神经元。通常地，电极形成在布置于引导件的远端部分上的环状件中。刺激电流沿着每个方向从环形电极相等地发射。由于这些电极的环形形状，因此刺激电流不能被引导到环形电极周围的一个或多个特定位置(例如，在引导件周围的一个或多个侧面或点上)。因此，未受引导的刺激可能导致对相邻神经组织的不期望的刺激，从而潜在地导致不期望的副作用。
【发明内容】
[0006]一个实施方式是用于刺激引导件的制备电极，其包括大体圆柱形本体，所述圆柱形本体具有外表面、与外表面相对的内表面、近端端部、以及远端端部。本体包括沿着本体以隔开构造布置的分段电极。每个分段电极都具有在本体的近端端部与远端端部之间延伸的相对侧壁。本体还包括将各分段电极联接到彼此并且形成本体的外表面的连接材料、限定在相邻分段电极之间的切口、以及对于各分段电极来说在分段电极上方的制备电极的外表面中的凹部，使得制备电极在凹部处比制备电极的紧邻部分处薄。
[0007]另一个实施方式是用于刺激引导件的制备电极，其包括大体圆柱形本体，所述本体具有外表面、与外表面相对的内表面、近端端部和远端端部。本体包括沿着本体以隔开构造布置的分段电极。每个分段电极都具有在本体的近端端部与远端端部之间延伸的相对侧壁。本体还包括将多个分段电极中的每个联接到彼此的连接材料、限定在相邻分段电极之间的切口、以及从外表面延伸到本体中并且在两个分段电极之间的至少一个穿孔。连接材料的部分分别在穿孔与制备电极的近端端部和远端端部之间形成第一穿孔边界与第二穿孔边界。
[0008]其它实施方式是制造刺激引导件的方法。此方法包括沿着引导件本体的远端端部部分布置上述任一个制备电极；使引导件本体形成在制备电极周围；以及将连接材料从制备电极移除以释放分段电极。
[0009]另一个实施方式是利用上述制备电极中的任意一个或多个形成的引导件，以在引导件的制造过程中形成分段电极。
【附图说明】
[0010]参照下面的附图描述了本发明的非限定与非详尽实施方式。在附图中，除非另外指明，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同的部件。
[0011]为了更好地理解本发明，将参照下面的结合附图进行领会的详细描述，在附图中:
[0012]图1是根据本发明的用于脑部刺激的设备的一个实施方式的示意性侧视图；
[0013]图2是根据本发明的沿着引导件长度的多个电极高度的径向电流导引的示意图；
[0014]图3A是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的实施方式的立体图；
[0015]图3B是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第二实施方式的立体图；
[0016]图3C是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第三实施方式的立体图；
[0017]图3D是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第四实施方式的立体图；
[0018]图3E是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第五实施方式的立体图；
[0019]图3F是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第六实施方式的立体图；
[0020]图3G是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第七实施方式的立体图；
[0021]图3H是根据本发明的具有多个分段电极的引导件的一部分的第八实施方式的立体图；
[0022]图4A是根据本发明的制备电极的一个实施方式的示意性横向横截面视图；
[0023]图4B是根据本发明的图4A的制备电极的示意性立体图；
[0024]图4C是根据本发明的图4A的制备电极的一个实施方式的示意性侧视图；
[0025]图5是根据本发明的制备电极的第二实施方式的示意性立体图；
[0026]图6是根据本发明的制备电极的第三实施方式的示意性立体图；
[0027]图7是根据本发明的制备电极的第四实施方式的示意性立体图。
【具体实施方式】
[0028]本发明涉及电刺激系统与引导件的领域以及制造与利用此系统与引导件的方法。本发明还涉及包括由具有外凹部或穿孔的制备电极形成的分段电极的电刺激引导件，以及制造与利用分段电极、引导件、以及电刺激系统的方法。
[0029]用于深层脑部刺激的引导件可以包括刺激电极、记录电极、或者二者组合。刺激电极、记录电极、或二者中的至少一部分以仅部分地围绕引导件的圆周延伸的分段电极的形式设置。这些分段电极可以一成组电极设置，每组都具有在特定纵向位置处径向分布在引导件周围的电极。出于描述性目的，在这里相对于深层脑部刺激的使用描述了引导件，但是应该理解的是任一个引导件都可以用于除了深层脑部刺激之外的应用，包括脊髓刺激、夕卜周神经刺激、或者其它神经与组织刺激。
[0030]适当的可植入电刺激系统包括，但不限于至少一个引导件，在引导件的远端端部上布置有一个或多个电极并且在引导件的一个或多个近端端部上布置有一个或多个端子。引导件例如包括经皮引导件。例如在公开号为6，181，969 ;6，516，227 ;6，609，029 ;6，609，032 ;6，741，892 ;7，244，150 ;7，450，997 ;7，672，734 ;7，761，165 ；7，783，359 ;7，792，590 ;7，809，446 ;7，949，395 ;7，974，706 ;8，175，710 ;8，224，450 ；8，271，094 ;8，295，944 ;8，364，278 ;8，391，985 ；和 8，688，235 的美国专利；以及公开号为 2007/0150036 ；2009/0187222 ；2009/0276021 ；2010/0076535 ；2010/0268298 ；2011/0005069 ；2011/0004267 ；2011/0078900 ； 2011/0130817 ； 2011/0130818 ；2011/0238129 ； 2011/0313500 ； 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，上述全部申请及专利都通过引用的方式并入。
[0031]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。
[0032]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的圆周周围的多个电极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。
[0033]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。
[0034]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