专利名称：医疗探针以及提供医疗探针的方法
技术领域：
本发明涉及用于电刺激的可植入医疗设备的医疗探针以及用于制造这种医疗探针的方法。具体而言，本发明涉及用于脑可植入医疗设备的具有可植入部件的医疗探针。
背景技术：
电刺激治疗是一个快速发展的领域，与广泛范围应用的可植入电刺激设备的成功使用有很大关系。一个示例性应用是深脑刺激(DBS)。中国专利申请公开号CN101708353描述了一种脑刺激电极阵列，包括多个刺激电极，其通过它们相应的单独的电极线而连接到电极接口。电极线布置在膜中，其在探针的近端和远端之间沿着管的内侧缠绕为螺旋形(图1)。膜通常被卷成螺旋形，以便抑制由MRI场所引起的电流。由于螺旋形状，带有线的箔片需要比探针自身的长度长得多，可能达到lm。通常，1m长的膜由大约10-12cm的活块(loose piece)直的部分形成,它们电/机械地连接在一起形成长的长度。在连接点处,膜的各节段通常重叠，造成在重叠处的不同的机械/电性质。US2007/0123765描述了将盘旋聚合物阵列折叠，以获得适用于安装在长的载体上的长直结构。然而，这种折叠或弯曲可能断裂或损坏，弯曲区域更厚，使得以此方式形成的螺旋形线圈沿着探针管的长度将具有不同的性质。本发明的发明人已经意识到，不具有如上所述的与弯曲和/或膜的多长度连接相关联的限制的探针设计将是所期望的，其导致不具有以上所述的限制的更为可靠的探针结构。因此，本发明的目的是提供一种医疗探针设备，与当前已知的方案相比，其具有更高的机械/结构稳定性和被卷绕的薄膜箔片的完整性，以及可植入医疗探针的互连件所需要的长度。
发明内容
可植入的神经刺激设备(例如，用于深脑刺激)包括可植入的电子模块和探针。本发明描述了一种方法，通过该方法，这种探针的互连部件可以由单个薄膜实现，不需要机械连接或弯曲/折叠。该方法为神经刺激设备的关键部件提供了一种耐用和稳定的解决方案。优选的是获得一种探针设计，其能够使得医疗刺激探针的近端和远端之间有效和可靠地电连接。总体而言，本发明优选单独或以任意组合减轻、缓和或消除以上所述的当前解决方案的缺点，具体而言，本发明的一个目标是提供一种方法，其解决以上所述的现有技术中的问题或其它问题。为了更好地解决一个或更多这些问题，在本发明的第一方面，提出了一种医疗探针，其中，互连件提供探针的远端和近端之间的连接。包括薄膜箔片的互连件提供所述连接。箔片是从探针的近端延伸至远端的均匀的螺旋形元件的形式。提供均匀的螺旋形元件显著地降低了在医疗探针的组装期间互连件的薄膜箔片断裂或损坏的可能性。此外，均匀的螺旋形元件使得更容易将薄膜施加到医疗探针的基底元件上，因此与已知现有技术的解决方案相比，提供了医疗探针的更有效率和更可靠的制造。在根据本发明的医疗探针的实施例中，薄膜箔片布置在长的基底元件上，诸如圆柱形元件，例如圆柱形管。使用圆柱形管作为基底元件获得两个目的，薄膜箔片将相对容易地允许将薄膜作为螺旋形组装到基底元件上，并且管形状可以容纳针芯，在使用医疗探针时通常要插入针芯。在根据本发明的医疗探针的实施例中，螺旋形箔片由缠绕到基底元件上的阿基米德螺线形式的箔片制成。使用螺线形箔片形成螺旋形是有用的，因为螺线可以容易地制造在平坦表面上作为单个长的均匀的元件。在根据本发明的医疗探针的一些实施例中，螺旋形箔片的第一和第二侧具有不等或不均的长度。这将例如是使用螺线形薄膜箔片来提供医疗探针中的螺旋形箔片的结果。在根据本发明的医疗探针的实施例中，螺旋形箔片的第一侧位于长基底元件的表面上，而螺旋形箔片的第二侧与长基底元件的表面具有一段距离，从而在基底元件的表面和螺旋形箔片之间限定一体积。在根据本发明的医疗探针的实施例中，各具有相应一组多个连接线的两个薄膜以相互交叉的方式作为螺旋形布置在元件上。在发明人的经验中，这将提供医疗探针的良好的机械稳定性，并且得到充分小直径的设备。在根据本发明的医疗探针的实施例中，透明的包覆模制层覆盖薄膜螺旋形箔片。包覆模为箔片及其连接线提供保护，并且包覆模的透明性使得能够观察螺旋形箔片。在本发明的第二方面中，提出一种提供如以上实施例所述的医疗探针的方法，其中，该方法包括将薄膜箔片制造成螺线形式的纵向均匀的元件。已经发现，螺线适用于作为螺旋形缠绕到医疗探针的基底元件上。在根据本发明的方法的实施例中，螺线形箔片可以作为螺旋形施加到在医疗探针的远端和近端之间延伸的长基底元件上。使用螺线箔片能够得到比先前的解决方案更长的均匀薄膜，并且使得能够将医疗探针中的互连件的整个薄膜箔片制造成单个的均匀薄膜，其也高度适于医疗探针的可靠和有效率的组装。在根据本发明的方法的实施例中，形成螺线形均匀元件的薄膜箔片沿着其长度设有多个连接线。这意味着线布置在均匀薄膜中，因此降低了与现有技术中的不均匀薄膜造成的不均处理相关联的对连接线的损伤的风险。在根据本发明的方法的实施例中，在薄膜箔片的制造期间，薄膜箔片布局为阿基米德螺线。螺线是良好限定的几何形状，其容易构造，例如通过将工作工具编程到生产工具中以提供薄膜制造过程。在根据本发明的方法的实施例中，薄膜箔片制造在薄片上。这意味着薄膜可以使用标准尺寸的薄片并且使用本领域中已知的生产步骤来制造。在根据本发明的方法的实施例中，在基底元件上施加箔片的步骤包括施加两个螺线形膜，每个膜具有一个或多个连接 线，所述两个螺线形膜以彼此交叉的方式作为螺旋形施加在基底元件上。该构造提供良好的机械稳定性，同时仍然导致医疗探针的充分小的直径。
在根据本发明的方法的实施例中，将箔片施加到基底元件上的步骤包括将两个螺线形膜彼此相邻地施加。使用两个膜而不是单个宽的膜使得总体更容易形成螺旋形，因为宽的薄膜将更硬和更难以盘旋为螺旋形。在根据本发明的方法的实施例中，在薄膜箔片施加到基底元件上形成透明包覆模制层，以便覆盖薄膜箔片，从而保护箔片及其连接线，同时允许观察薄膜箔片。总体而言，本发明的各个方面能够以本发明的范围内的任何可能方式组合并且联接。将从参考以下描述的实施例清楚本发明的这些以及其它方面、特征和/或优点。
将参考附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，其中:
图1显示了根据本发明的医疗探针的示例性实施例，其中，互连件将探针接口柔性片与刺激电极阵列连接。图2显示了根据本发明的医疗探针的示例性实施例中的互连件的详细纵向截面。图3详细显示了根据本发明的医疗探针的示例性实施例中的电极阵列的示例。图4显示了根据本发明的医疗探针的示例性实施例中的互连件的详细示例。图5显示了根据本发明的医疗探针的示例性实施例的探针接口柔性片中的互连件的末端的示例性细节。图6-7分别显示了完整的螺线形薄膜和螺线形膜的一段，在它们作为螺旋形施加在长基底元件以形成互连件之前。图8-9分别示出了本发明的示例性实施例的互连件中的带有5μπι和21μπι的间
距的薄膜箔片螺旋。
具体实施例方式图1显示了根据本发明的医疗探针的长探针，除了长探针之外，医疗探针通常还具有电极模块(未示出)，产生用于电极的电信号，以便产生刺激信号。长探针和电极模块是根据本发明的医疗探针的典型部件。医疗探针包括互连件1，其提供长探针的远端2和长探针的近端3之间的连接。图1显示了在长探针的远端(即，在顶端)的电极20的阵列。图1显示了在长探针的近端3处的探针接口柔性片23。互连件I提供电极阵列20和探针接口柔性片23之间的连接。互连件I包括薄膜箔片4，其具有多个连接线5，提供医疗探针的近端3和远端2之间的电连接。电极阵列20、互连件I和探针接口柔性片23可以由平坦的部件(薄膜或柔性片)制成，并可以通过使用铆接(球触点)而彼此连接。图2更详细地示出了电极阵列20和探针接口柔性片23之间的互连件I的纵向节段。互连件I包括作为螺旋施加在长的基底元件6 (例如圆柱形元件，诸如圆柱形管)上的一个或多个薄的螺线形膜4。长的基底元件6可以由硅树脂制成，其内直径是大约0.6mm,外直径大约1mm。在根据本发明的医疗探针的示例性实施例中，两个螺线形的薄膜4螺旋地缠绕到基底元件6上。图3示出了医疗 探针的电极阵列20的位置的示例。作为一个示例，在电极阵列20的表面上可以均匀地分布64个电极21。电极阵列20可以由平坦的薄膜制成，其带有由分布在平坦的薄膜部件上的刺激电极21所限定的刺激点。图4示出了如何也可以通过将平坦元件卷入具有管状结构的基底元件中而提供根据本发明的医疗探针的基底元件6。接下来，医疗探针的互连件、电极阵列、以及探针接口柔性片的大部分可以制造成形成最终形状的平坦的薄元件。图5更详细地示出了探针接口柔性片23和与互连件I的连接。探针接口柔性片23提供互连件I和刺激电极21之间的连接。探针接口柔性片23可以实现为平坦的柔性片或平坦的薄膜。薄膜螺线箔片4被缠绕为螺旋形以形成互连件1，该螺旋形开始于探针的近端3，并且通过例如铆接诸如球触点而连接到探针接口柔性片23。在远端2，薄膜4连接到刺激电极21。根据本发明发明人的经验，由于单个膜的宽度产生硬得多的结构，其更难以缠绕到基底元件上，因此两个相对较低宽度的薄膜比单个的较宽的薄膜更容易形成为螺旋形。在互连件I的两端提供了触点区域。在使用两个螺旋形薄膜的情况下，使用2乘以32个触点。根据本发明发明人的经验，以两个步骤制造32个触点比一次制造全部64个触点更容易。互连件I的螺旋形薄膜可以通过铆接诸如球触点而连接到电极阵列20。为了使得能够在磁共振(MR)环境中操作根据本发明的医疗探针，薄膜4的多个连接线应该缠绕为螺线形或螺旋形。以此方式，医疗探针将不会严重影响在MR过程中获得的诊断信息的质量，医疗探针的操作也不会受到MR环境的严重影响。互连件I自身的长度通常是几厘米，通常在6_15cm的范围内，典型地是大约10cm，然而，当薄膜缠绕为螺旋形时，薄膜的所需长度是大约lm。本发明使得能够制造单个纵向均匀薄膜4的较长的长度，其能够在基底部件上缠绕成螺旋形以产生长探针的互连件。大约Im长度的薄膜提供作为本发明的一部分。提供电极阵列20和探针接口柔性片23之间的电连接的多个连接线在制造的过程中可以实现为长薄膜4上的迹线。使用连接很多短直块的技术或者通过将弯的部件弯曲为直的节段而将较长长度的薄膜箔片4作为螺旋形缠绕到长元件6上是现有技术已知的。然而，如同在背景技术中解释的，弯曲和/或连接区域变得比薄膜的剩余部分更硬，使得膜难以以良好的螺旋形布置，使用这种现有技术制造的膜可能在较硬的节段断裂或损坏，有连接变松的风险。利用根据本发明的医疗探针，由于薄膜的纵向均匀的结构，避免了这些限制。本发明的发明人已经意识到，能够在平坦表面上诸如薄片(wafer)上产生图6_7所示例的螺线形膜，然后将该膜作为螺旋形缠绕到长探针的长基底元件6上。本发明的发明人已经经历的是，实际上能够将该螺线形缠绕到长的元件6上，在将膜4作为螺旋形缠绕到基底元件6上之后施加包覆模11。本发明的发明人的经验是，完全能够将初始平坦的螺线形膜作为螺旋形施加在基底元件上，然后施加保护性的包覆模U，而不会在操作中移动或损坏薄膜4，即使膜不平铺在圆柱形表面上。初始平坦的螺线形膜可以例如成形为阿基米德螺线。尽管图6-7显示了单个螺线长度，能够以同心、连续的方式产生多个螺线，其中，较低半径的内螺线由逐渐变大半径的多个其它螺线围绕。这意味着，螺线能够以非常有效率的方式产生，使得在单个薄片上能够产生多个螺线。图8-9示出了医疗探针的互连件I的纵向横截面。长的基底元件6可以是由硅树脂制成的基底管，薄膜沿着基底 元件的长度以螺旋方式布置在该基底元件6上，以形成互连件。硅树脂包覆模11施加在薄膜和硅树脂基底管之上，以形成结实和稳定的互连件。包覆模可以由本领域已知的生物相容材料制成。在包覆模中提供针芯入口 25，使得能够将针芯插入基底元件6中。针芯需要使探针在探针插入要刺激的组织(例如脑组织)期间较硬。图8-9还示出了当从平坦的螺线形薄膜开始卷起薄膜时，薄膜4的第一纵向边缘7 (当安装在基底元件上时)将沿着其长度接触长基底元件6 (硅树脂基底管)的表面，而薄膜的第二纵向边缘8将从基底元件6的表面升起一段距离。升起的薄膜4可以标记为偏折或偏弯。以此方式，利用偏折可以实现沿着互连件不带有弯曲或连接的纵向均匀的薄膜4。这可以被认为是制造这种医疗探针的过程的简化，因为对包含线的薄膜的多个弯曲或粘合/连接的操作被降至最小，实际上可以完全避免。图8-9分别示出了具有5 μ m偏折和21 μ m偏折的螺旋形薄膜。这种在维持包覆模制可能性的同时围绕长的基底元件卷绕薄膜螺线的新技术也可以通过将两个螺线交叉地放置以获得甚至更好的MRI相容性而实现。在本发明的第二方面，提供了一种提供医疗探针的方法，该医疗探针具有互连件1，该互连件I提供医疗探针的远端2和近端3之间的连接。通过以螺线的方式在平坦表面(例如薄片)上将箔片制造成纵向均匀的元件而提供螺线形薄膜箔片4。在箔片的制造期间，螺线形的箔片被提供多个连接线，以便当放置在医疗探针中时提供电极阵列20和探针接口柔性片23之间的电连接。箔片4作为螺旋形施加到在探针的所述远端和所述近端之间延伸的长基底元件上。图6示出了根据本发明的单个完整薄膜螺线的示例，例如在平坦的薄片上制造。图7更详细地示出了在薄片的表面上的薄膜螺线的一部分。根据本发明的医疗设备的一个示例性实施例是深脑刺激探针，其中电极21的阵列设置在探针的远端2，并且由相应的连接线连接到探针的近端3处的探针接口柔性片23。与电极连接的连接线是薄膜箔片4的一部分。薄膜螺线箔片4从薄片移下，并且作为螺旋形缠绕在长元件6 (例如形成探针的基底元件6的圆柱形管)上。在根据本发明的方法中，三个主要部件(电极阵列20、连接件I和探针接口柔性片23)可以如下地放置在一起:阵列电极20缠绕在基底管形式的长基底元件6周围。通常，基底管由硅树脂制成，其内直径是大约0.6mm，外直径大约1mm。然后，薄膜螺线4缠绕成螺旋形以产生互连件I (一个或两个薄膜)。在将薄膜4固定到基底管6之后，适当材料(诸如硅树脂)的包覆模11被施加到管和薄膜上。在根据本发明的方法的实施例中，作为包覆模的步骤的一部分，形成针芯入口 25。针芯入口 25形成为使得针芯容易和可靠地进入长基底元件中的中央纵向中空部。针芯入口可以制造成在移去针芯之后可以闭合。现在将稍微更详细地描述螺线薄膜4在薄片上的设计。薄膜可以以螺线样式制造在平坦表面上，例如在薄片上。具体而言，薄膜在薄片上可以形成为阿基米德螺线。带有降低的半径的多匝组成的这种螺线在极坐标中可以由等式表示如下:
//J = A 4~ B -1p
其中A是初始点，B是相邻线之间的距离。在笛卡尔坐标系中，这种螺线的等式如下:.Y = β{#) €0^ψy::= Ρ.(φ).5 ηφ
以此方式，在6"的薄片上可以产生每个宽度为0.556mm、长度为至少Im的13个膜。带有连接线的螺线薄膜4从薄片剥离/取下，并且以螺旋形缠绕在长基底元件6(例如管)上，以实现电极阵列20和探针的近端3处的探针接口柔性片23上的连接器之间的互连件I。这有点特别，因为薄膜已经在薄片上制备为阿基米德螺线，所得到的薄膜的两个长边缘具有不同的长度，并且薄膜因此将不会平铺在基底元件的表面上。本发明的发明人已经证明/计算出，与圆柱的间距/升起/距离(也称为偏折)将保持足够小，以允许卷起的膜的制造和包覆模制。图6示出了薄片上的螺线，图7给出了该螺线的细节。薄片通常是6" (152.4mm)的薄片。该薄膜螺线4可以从薄片移去以产生活块螺线。薄片的外尺寸被留空，因此初始直径是5" (=127mm)。所画的螺线的宽度是556 μ m，两个相邻的螺线之间的间距是700 μ m。表I给出了一个薄片上的螺线的计算。在一个薄片上似乎可以实现13个螺线。本领域技术人员将清楚的是，与先前已知的技术相比，该方法将导致增加的制造效率。因为单个探针通常期望两个膜，在一个薄片上制造十二个螺线是有吸引力的，从一个薄片能够产生六组互连件。所有的螺线可以在两端具有连接区域。因此，在薄片上的布局可以具有其它尺寸。
权利要求
1.一种医疗探针，其中，互连件(I)提供所述探针的远端(2)和近端(3)之间的连接，所述互连件包括提供所述连接的薄膜箔片(4)， 其特征在于，所述箔片是从所述探针的近端延伸至远端的均匀的螺旋形元件。
2.如权利要求1所述的医疗探针，其中，所述箔片布置在长的基底元件(6)上，诸如圆柱形元件，例如圆柱形管。
3.如权利要求1所述的探针，其中，所述螺旋形箔片(4)的第一侧(7)位于所述长元件(6)的表面上，而所述螺旋形箔片的第二侧(8)与所述长基底元件(6)的表面具有一段距离，从而在所述基底元件(6)的表面和所述螺旋形箔片之间限定一体积(10)。
4.如权利要求3所述的探针，其中，所述螺旋形箔片(4)的第一和第二侧具有不等或不均的长度。
5.如权利要求1所述的探针，其中，所述螺旋形箔片(4)由缠绕到所述基底元件上的阿基米德螺线形式的箔片制成。
6.如权利要求1所述的探针，包括两个薄膜，每个薄膜具有多个连接线，所述两个薄膜以彼此交叉的方式作为螺旋形布置在所述元件上，以获得良好的机械稳定性，并获得充分小直径的设备。
7.如权利要求1所述的探针，包括: 覆盖所述薄膜螺旋形箔片的透明包覆模制层(11)，以便对所述箔片及其连接线提供保护，同时仍使得能够观察所述螺旋形箔片。
8.一种提供如权 利要求1所述的医疗探针的方法，包括将所述薄膜箔片制造成螺线形式的纵向均匀的元件。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述螺线形箔片作为螺旋形施加到在所述探针的远端和近端之间延伸的长基底元件上。
10.如权利要求8所述的方法，包括沿着所述螺线形均匀元件以多个连接线制造所述薄膜箔片。
11.如权利要求8所述的方法，其中，在所述薄膜箔片的制造期间，所述箔片布局为阿基米德螺线。
12.如权利要求8所述的方法，包括在薄片上制造所述薄膜箔片的步骤。
13.如权利要求9所述的方法，其中，在基底元件上施加箔片的步骤包括施加两个螺线形膜，每个膜具有一个或多个连接线，所述两个螺线形膜以彼此交叉的方式作为螺旋形施加在所述基底元件上，以提供良好的机械稳定性，同时仍获得充分小的直径。
14.如权利要求9所述的方法，其中，将箔片施加到基底元件上包括将两个螺线形膜彼此相邻地施加。
15.如权利要求8所述的方法，包括: 在所述薄膜箔片施加到所述基底元件上之后提供覆盖所述薄膜箔片的透明包覆模制层，以便保护所述箔片及其连接线，同时允许观察所述薄膜箔片。
全文摘要
本发明提供一种医疗探针，其具有单个的纵向均匀的互连件，该互连件提供探针的远端和近端之间的连接。通过在薄片上将薄的均匀的膜形成为螺线，并且接下来将该螺线作为螺旋形施加在医疗探针的基底元件上，从而获得该互连件。利用多个连接线制造该薄膜螺线，使得能够在电子模块和医疗探针的远端处的多个电极(电极阵列)之间进行连接。
文档编号A61N1/05GK103221090SQ201180057006
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者M.G.帕德尔, M.M.J.德克雷 申请人:沙皮恩斯脑部刺激控制有限公司