深腦電剌激探針及深腦電剌激裝置製造方法
2023-09-17 12:53:55
深腦電剌激探針及深腦電剌激裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型適用於電剌激設備領域，提供了一種深腦電剌激探針及深腦電剌激裝置，該深腦電剌激探針包括：主體，主體具有內腔；多根導線，多根導線穿設於內腔中；和多個電極；主體包括膨脹式端部，膨脹式端部在其膨脹後形成具有多個側面的柱體；電極設置在柱體的側面上並形成電極陣列，柱體的多個側面中，至少兩個側面上的電極陣列中的電極的位置互不相同；每個電極至少與一根導線電連接。該深腦電剌激探針的通過設置膨脹式端部並將電極設於該端部，從而保證該端部尺寸較小，便於植入腦部目標區域；同時該端部為膨脹式結構，在植入腦部後，不僅可以軸向調整電極位置，而且可以徑向調整電極位置，實現精確調整和定位的電極位置。
【專利說明】深腦電剌激探針及深腦電剌激裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電剌激設備領域，尤其涉及一種深腦電剌激探針及使用該探針的深腦電剌激裝置。
【背景技術】
[0002]電刺激作為一種有效的治療方式被越來越多地應用於治療各種各樣的疾病。例如:電刺激用於治療慢性疼痛、運動功能紊亂、胃腸疾病，和骨盆底失調。脊髓電刺激已經被發現可以緩和慢性疼痛。胃腸道電刺激可以有效緩解胃輕癱和肥胖症。電刺激骨盆底可以治療大小便失禁，骨盆疼痛以及性功能障礙。深腦電刺激系統能夠有效治療運動功能紊舌L如:帕金森症以及其它一些神經失調，如癲癇。
[0003]典型的深腦電刺激系統一般包含三個部件:脈衝發生器，探針和延長連接線。脈衝發生器是一個由電池供電的裝置，這個裝置通常置於鈦材料的密封塊內，這個裝置可以發送電流脈衝；探針通常包含一個主體,這個主體一般由聚氨酯材料構成,主體內部有彈簧狀的絕緣導線，主體外周布置若干個環形電極，電極的材料通常是鉬金。電極連接至主體內部的絕緣導線，絕緣導線通過延長連接線連接至脈衝發生器。
[0004]深腦電刺激治療的基本原理是:將布置有電極的探針植入到患者腦深部目標區。由脈衝發生器生成的電刺激脈衝經延長連接線傳遞至探針上的電極並刺激特定區域腦神經組織，抑制不正常的神經活動，從而緩解患者的症狀。儘管深腦電刺激有較長的歷史，但其潛在的機理仍不清楚。
[0005]深腦電刺激探針植入的腦部組織位置取決於患者症狀。如:震顫(非帕金森症)典型的植入位置是丘腦中的丘腦腹中間核(VIM:ventrointermedial nucleus);治療帕金森症(肌肉張力失常、僵硬、運動徐緩或不能、震顫)，探針的典型植入位置是戈爾布斯蒼白球(GPI:globus pallidus internus)或者丘腦底核(STN:subthalamic nucleus)。
[0006]上述特定的腦組織目標位置通常位於腦深部且體積較小。例如:丘腦底核(STN)，為一個直徑3到4_的圓形，或者為一個短軸3到4_，長軸4到5mm的橢圓形；GPI或VIM通常長度不超過I到2_。
[0007]深腦電刺激探針植入的一個重要問題是:精確定位探針上電極到腦組織最佳目標區。電極精確的定位是保證治療效果的關鍵。對於較小的腦組織目標區，電極偏移即使不超過1_，往往也會不僅無法得到最佳的治療效果，而且對患者有可能產生不期望的邊緣效應，如:造成患者虛弱、感覺上的改變、語言或者視覺障礙等。
[0008]公知的電極定位到腦組織目標位置的方式是:首先將腦部功能不正常的區域標識出來。這個通常通過安裝一個立體定向裝置到患者頭腦來實現。這個裝置可以將患者腦部結構顯像，並且可以測量。這個裝置起到一個平臺的作用，利用這個平臺將電極導向至目標區域。
[0009]腦組織功能的目標位置常常很難或者根本無法在診斷影像上可視，它們的實際位置可能需要通過推測和與標準腦影像集作對比得到。由於患者腦部實際結構與標準影像存在差異，甚至是同一個大腦的不同側都會存在差異，這樣的差異就會造成探針上電極的植入位置偏差。影像獲取時，如果患者移動，也有可能導致探針上電極植入位置的偏差，或者獲取影像的失真。
[0010]通常情況下，在手術期間患者處於意識清楚狀態，在探針植入後，其電極定位前，外科醫生通過神經測試來糾正電極植入位置的偏差。
[0011]為了方便探針植入後，糾正其電極位置，目前探針設計上往往在其遠端包含若干個以一定方式陣列的導電電極，所述電極嵌在聚氨酯材料的主體外周上。這些電極分別與探針主體內部的導線相連，並通過延長連接導線連接到脈衝發生器。使用時，通過控制導線的導通來激活不同的電極組合，達到調整不同刺激位置的目的。
[0012]例如市面上的Model3389深腦電刺激探針，該探針主體材料為聚氨酯，由一個近端和一個遠端組成。遠端直徑1.27_，軸向並置有四個環形電極，每一個環形電極長度為
1.5_，相鄰兩個環形電極之間間距為0.5_，環形電極各自單獨與主體內部的各個導線相連，並通過探針近端連接至植入到患者鎖骨下的脈衝發生器。一定頻率和幅度的電刺激脈衝由脈衝發生器產生後經延長導線傳遞至探針主體遠端的電極，刺激患者腦組織目標區。該探針使用時，通過激活不同的電極組合，可以沿探針主體軸向方向改變電刺激位置。因為相鄰兩電極間距為0.5mm，故其位置調整精度可達0.5mm。
[0013]專利US5843148A揭示了一種電剌激探針。該探針包含一個主體，所述主體有一個近端和一個遠端。這個遠端部分有若干個對角線布置的環形電極。遠端實質上沿縱軸方向是一個圓柱體，每一個電極沿一定角度呈對角線布置在探針軸向上。每一個環電極沿著探針軸呈對角線環繞，並且依據腦部目標位置需求，與相鄰電極之間間隔是0.5mm。
[0014]該探針的遠端可以有三個環形電極和一個頂端電極，這四個電極布置在不超過IOmm的空間內。此處的環形電極可以圍繞探針軸向約180°延伸，或者可以延伸一個更小或更大的角度。也可以使用更多的電極，每一個電極環繞探針不超過90度。在植入的時候或者任何期望調整時，經過測試不同的電極組合以後選擇最佳的電極。使用時，通過立體定向裝置將所述探針定位到患者腦部目標位置。這之後，通過簡單的旋轉探針就可以沿軸向方向調整電極至最佳位置。相比於Model3389深腦電刺激探針，該電極也是可以沿探針軸向方向改變電刺激位置，且這種位置改變是連續性地。
[0015]根據以上所述，深腦電刺激探針植入後，考慮到電極在腦部可能的輕微位置偏差，需要目標區內有多於一個的活動電極可以被利用，以根據需求調整不同的電極組合，達到精確定位的目的。而對於較小的腦部刺激目標區域(如GPI)，長度通常不超過I?2mm，Model3389深腦電刺激探針這樣的調整精度為0.5mm的探針，且僅能使在探針軸向四個電極中的一個在目標區域內，其難以保證電極精確定位；專利US5843148A揭示的探針沿主體軸向方向可以作到連續性改變電刺激位置，但調整方向僅限於主體軸向方向，因而也難以保證電極精確定位。
實用新型內容
[0016]本實用新型的目的在於提供一種深腦電剌激探針，旨在解決現有技術中深腦電剌激探針僅能軸向調整電極位置，難以保證電極精確定位的問題。
[0017]本實用新型是這樣實現的，一種深腦電剌激探針，包括:主體，所述主體具有內腔；多根導線，所述多根導線穿設於所述內腔中；和多個電極；所述主體包括膨脹式端部，所述膨脹式端部在其膨脹後形成具有多個側面的柱體；所述電極設置在所述柱體的側面上並形成電極陣列，所述柱體的多個側面中，至少兩個所述側面上的所述電極陣列中的電極的位置互不相同；每個所述電極至少與一根所述導線電連接。
[0018]進一步地，所述柱體的多個側面中，至少兩個所述側面上的所述電極陣列中陣列的電極數量互不相同。
[0019]進一步地，所述柱體的多個側面中，各所述側面上的所述電極陣列中陣列的電極數量均不相同。
[0020]進一步地，所述柱體的多個側面中，各個側面上的所述電極陣列中陣列的電極的位置均不相同。
[0021]進一步地，所述柱體軸向與所述主體軸向在同一直線上，且所述膨脹式端部沿垂直於所述柱體軸向方向膨脹。
[0022]具體地，所述柱體的長度範圍為5?10mm。
[0023]進一步地，所述柱體的橫截面為四邊形、六邊形或八邊形。
[0024]進一步地，各個所述側面的面積範圍均為0.25?25mm2。
[0025]該深腦電剌激探針的通過設置膨脹式端部並將電極設於該端部，從而保證該端部尺寸較小，便於植入腦部目標區域；同時該端部為膨脹式結構，在植入腦部後，不僅可以軸向調整電極位置，而且可以徑向調整電極位置。另外將膨脹式端部膨脹成的柱體的至少兩個側面上的電極陣列設為不同，可以當一個側面沒有找到適合電極時，可以轉到另一側面上找出適合電極，提高精度，以實現精確調整和定位電極位置。
[0026]本實用新型的另一目的在於提供一種深腦電剌激裝置，其包括脈衝發生器、探針和電連接所述脈衝發生器與所述探針的延長連接線，所述探針為如上所述的深腦電剌激探針。
[0027]進一步地，所述深腦電剌激探針為至少一個。
[0028]本實用新型的深腦電剌激裝置使用了上述的深腦電剌激探針，該深腦電剌激探針的通過設置膨脹式端部並將電極設於該端部，從而保證該端部尺寸較小，便於植入腦部目標區域；同時該端部為膨脹式結構，在植入腦部後，不僅可以軸向調整電極位置，而且可以徑向調整電極位置，實現精確調整和定位的電極位置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型實施例提供的深腦電剌激探針結構示意圖，其中探針膨脹式端部為膨脹狀態；
[0030]圖2是沿圖1中線A-A的剖面圖；
[0031]圖3是圖1中探針膨脹式端部各側面上電極分布位置示意圖，其中3a、3b、3c和3d分別示出了其四側面上電極布置位置；
[0032]圖4是圖1的深腦電剌激探針膨脹式端部收縮時的結構示意圖；
[0033]圖5是本實用新型實施例提供的深腦電剌激裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】[0034]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0035]如圖1所示，本實用新型實施例提供一種深腦電剌激探針I，包含主體10，主體10具有內腔(圖中未示出)和一個膨脹式端部11，內腔可以作為膨脹式端部11的膨脹通道，可以沿箭頭B的方向，通過充氣、充液體或充凝膠的方式使膨脹式端部11膨脹。膨脹式端部11膨脹時形成具有多個側面的柱體，該柱體橫截面呈多邊形，例如可以是四邊形、六邊形或八邊形。膨脹式端部11材料可以是彈性體材料，如:矽膠。主體10可以使用聚氨酯材料製作。主體10的內腔中穿設有多根導線(圖中未示出)。當需要膨脹時，可以用壓力泵向內腔中壓入膨脹物質，如氣體、液體或凝膠，使膨脹式端部11徑向膨脹為柱體。
[0036]圖2示出了圖1中A-A方向的截面視圖，如圖2所示，本實施例中，膨脹式端部11膨脹時的截面形狀為四邊形，其具有四個側面3，分別標示為側面31、側面32、側面33和側面34。當然，若膨脹式端部11膨脹時的截面形狀為六邊形、八邊形或其它多邊形時，則應具有相應數量的側面3。
[0037]如圖3所示，各側面3上均設有電極2，每個電極2至少與一根導線電連接。電極2陣列設置在柱體的側面3上並形成電極陣列，在探針主體10的膨脹式端部11膨脹時，其形成的柱體的多個側面3中，至少兩個側面3上的電極陣列中陣列的電極2的位置互不相同。這樣當一個側面3沒有找到與腦部目標區域接觸適合電極2時，可以轉到另一側面3上找出適合電極2，從而提高探針的精度，實現精確調整和定位電極位置。如圖4所述，當探針主體10的膨脹式端部11為收縮狀態時，該端部11尺寸較小，可方便植入腦部目標區域。
[0038]請參閱圖1-4，通過在探針主體10設置膨脹式端部11並將電極2設於該端部11，從而保證該端部11尺寸較小，便於植入腦部目標區域；同時該端部11為膨脹式結構，在植入腦部後，可以通過調整探針的植入深度，沿主體10的軸向調整電極2位置，而且當探針的膨脹式端部11，沿探針主體10徑向調整電極2位置，另外，由於膨脹式端部11膨脹時，其形成的柱體的多個側面3中，至少兩個側面3上的電極陣列中陣列的電極2的位置互不相同，當在該柱體的一個側面3上沒有找到合適的電極2時，可以轉至另一側面上查找是否有合適的電極2，從而提高探針的精度，更好、更準確地找到與腦部目標區域接觸最好的電極2。實現精確調整和定位的電極2位置。
[0039]具體地，在探針主體10的膨脹式端部11膨脹時，其形成的柱體的多個側面3中，至少兩個側面3上的電極陣列中陣列的電極2的數量互不相同。通過改變側面3上電極2的數量，使其位置不同。如本實施例中，請參閱圖4,側面31上陣列分布有6個電極2a,側面32上陣列分布有9個電極2b，側面34中間陣列分布有4個電極2d。
[0040]更進一步地，在探針主體10的膨脹式端部11膨脹時，其形成的柱體的多個側面3中，各側面3上的電極陣列中陣列的電極2的數量均不相同，從而使其各側面3上電極位置均不同。即不同側面3上電極2布置的位置也不同，從而在旋轉探針I時，通過查找多個側面3上的電極2，更快找到與腦部目標區域接觸最好的電極2，可以滿足電刺激位置在平面上沿不同角度、不同方向調整的需求，實現精確、快速調整和定位膨脹式端部11的電極2位置。
[0041]當然，即使在探針主體10的膨脹式端部11膨脹時，其形成的柱體的多個側面3中，某些側面3上設有電極2數量相同，也使其上的電極2的位置分布為不同。從而在進一步方案中，各個側面3上的電極陣列中陣列的電極的位置均不同。在旋轉探針I時，可以使得至少一側面3上的電極2能與腦部目標區域接觸，可以滿足電刺激位置在平面上沿不同角度、不同方向調整的需求，實現連續精確調整和定位膨脹式端部11的電極2位置。
[0042]如本實施例中，具體參閱圖2和圖3，主體10膨脹式端部11膨脹時，其橫截面呈正四邊形，其包括四個側面31、32、33、34，側面31上陣列分布有6個電極2a，側面32上陣列分布有9個電極2b，側面33上陣列分布有6個電極2c，側面34中間陣列分布有4個電極2d，四個側面31、32、33、34上電極陣列中陣列的電極的位置均不相同，數量也不完全相同，從而可以在一定平面範圍內沿任意角度、任意方向改變電刺激位置，且這種位置改變可以是連續性地。當然在其它一些實施例中，各側面3上電極2也可以離散分布在相應側面3上。同時，各個側面3上的電極2在相應側面3上的布置位置均不同。也可以實現精確調整和定位膨脹式端部11的電極2位置。
[0043]具體地，在探針主體10的膨脹式端部11膨脹時，其形成的柱體的軸向與主體10的軸向在同一直線上，且該膨脹式端部11沿垂直於該柱體10軸向方向膨脹。即沿主體10的徑向膨脹。具體地，此時，膨脹式端部11長度範圍為5?10mm，即膨脹式端部11膨脹時呈柱體狀，該柱體長度範圍為5?10mm。在其它一些實施例中，如果將膨脹式端部11膨脹時形成的柱體的軸向與主體10的軸向垂直，則需要使該膨脹式端部11沿該柱體10軸向方向膨脹。
[0044]具體地，主體10膨脹式端部11膨脹時，其各側面面積在0.25?25mm2範圍內。
[0045]使用時，先收縮探針I膨脹式端部11，如圖4所示，使膨脹式端部11尺寸縮小，從而在植入腦部時，減小對腦組織的損傷。在探針I植入腦部後，如圖1所示，可沿箭頭B充氣方式膨脹探針I膨脹式端部11，使探針I膨脹式端部11 一側面3與腦部目標區域接觸，再通過激活該側面3上電極2或電極2組合，找出與目標區域接觸的電極2 ;如果該側面3上沒有與目標區域接觸的電極2，則收縮膨脹式端部11，旋轉探針1，再膨脹膨脹式端部11，使其膨脹式端部11另一側面3與目標區域接觸，查找該側面3上是否有與目標區域接觸或接觸最佳的電極2 ;如果還沒找到則重複上一步驟，更換到另一側面3，直至找到與目標區域接觸最佳的電極2為止，從而實現精確連續調整和定位膨脹式端部11的電極2位置。這種深腦電剌激探針I兼具能精確定位其電極和膨脹式端部11尺寸較小的特點。
[0046]請參閱圖5，本實用新型還公開了一種深腦電剌激裝置，包括脈衝發生器5、如上所述的深腦電剌激探針I和連接該探針I與脈衝發生器5的延長連接線4。通過延長連接線4連接脈衝發生器5與深腦電剌激探針1，從而使深腦電剌激探針I中的導線與脈衝發生器5電連接。該深腦電剌激裝置使用了上述的深腦電剌激探針1，該深腦電剌激探針I通過設置膨脹式端部並將電極設於該端部，從而保證該端部尺寸較小，便於植入腦部目標區域；同時該端部為膨脹式結構，在植入腦部後，不僅可以軸向調整電極位置，而且可以徑向調整電極位置，實現精確調整和定位的電極位置。通過將探針I上電極精確定位到腦部目標區域，通過脈衝發生器5激活探針I膨脹式端部電極，並找到最佳電極，以對腦部目標區域電剌激。該探針I主體膨脹式端部尺寸小，對腦組織傷害小。本實施例中，脈衝發生器5連接一個深腦電剌激探針I，其它實施例中，脈衝發生器5也可連接多個深腦電剌激探針I。
[0047]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種深腦電剌激探針，包括: 主體，所述主體具有內腔； 多根導線，所述多根導線穿設於所述內腔中；和 多個電極； 其特徵在於，所述主體包括膨脹式端部，所述膨脹式端部在其膨脹後形成具有多個側面的柱體；所述電極設置在所述柱體的側面上並形成電極陣列，所述柱體的多個側面中，至少兩個所述側面上的所述電極陣列中的電極的位置互不相同；每個所述電極至少與一根所述導線電連接。
2.如權利要求1所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:所述柱體的多個側面中，至少兩個所述側面上設置的所述電極陣列中的電極數量互不相同。
3.如權利要求2所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:所述柱體的多個側面中，各所述側面上的所述電極陣列中的電極數量均不相同。
4.如權利要求1所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:所述柱體的多個側面中，各個側面上的所述電極陣列中陣列的電極的位置均不相同。
5.如權利要求1所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:所述柱體軸向與所述主體軸向在同一直線上，且所述膨脹式端部沿垂直於所述柱體軸向方向膨脹。
6.如權利要求5所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:所述柱體的長度範圍為5?IOmm0
7.如權利要求1所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:所述柱體的橫截面為四邊形、六邊形或八邊形。
8.如權利要求1所述的深腦電剌激探針，其特徵在於:各個所述側面的面積範圍均為0.25 ?25mm2。
9.一種深腦電剌激裝置，其包括脈衝發生器、探針和電連接所述脈衝發生器與所述探針的延長連接線，其特徵在於:所述探針為如權利要求1-8任一項所述的深腦電剌激探針。
10.如權利要求9所述的深腦電剌激裝置，其特徵在於:所述深腦電剌激探針為至少一個。
【文檔編號】A61N1/375GK203379485SQ201320507869
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】陳文俊, 莊少春, 崔招煥, 劉鵬 申請人:先健科技(深圳)有限公司