用于減少來(lái)自可植入脈沖發(fā)生器的電磁場(chǎng)感生熱量的系統(tǒng)與方法
【專利說(shuō)明】用于減少來(lái)自可植入脈沖發(fā)生器的電磁場(chǎng)感生熱量的系統(tǒng)與方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月6日提交的在35U.S.C.§119(e)下的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列N0.61/874，835的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用的方式包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及可植入電刺激系統(tǒng)以及制造與使用此系統(tǒng)的方法的領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及在使患者暴露到施加的電磁場(chǎng)的過(guò)程中用于減少來(lái)自系統(tǒng)的可植入脈沖發(fā)生器的熱量的方法與系統(tǒng)，以及制備與使用電刺激系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)證實(shí)可植入電刺激系統(tǒng)在多種疾病與失調(diào)中是有療效的。例如，脊髓刺激系統(tǒng)已經(jīng)被用作用于慢性疼痛綜合征的治療的治療模式。已經(jīng)利用周向神經(jīng)刺激來(lái)治療慢性疼痛綜合征與失禁，大量其它應(yīng)用在調(diào)查中。已經(jīng)應(yīng)用功能性電刺激系統(tǒng)來(lái)恢復(fù)脊髓受傷患者中的癱瘓四肢的一些功能性。
[0005]已經(jīng)開(kāi)發(fā)了刺激器以便為多種療法提供治療。刺激器可以包括控制模塊(具有脈沖發(fā)生器)，一個(gè)或多個(gè)引線、以及在各引線上的刺激器電極陣列。刺激器電極與待刺激的神經(jīng)、肌肉、或者其它組織接觸或者在其附近。在控制模塊中的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生通過(guò)電極傳送到身體組織的電脈沖。
[0006]由于在MRI過(guò)程中使用的大無(wú)線電射頻(“RF")，因此，傳統(tǒng)的植入的電刺激系統(tǒng)通常與磁共振成像(“MRI”)不可兼容。RF脈沖可以在植入引線的導(dǎo)體與電極中以及在可植入脈沖發(fā)生器的金屬殼體上產(chǎn)生瞬態(tài)信號(hào)。這些信號(hào)可能具有有害影響，包括例如造成組織損傷的組織的不期望的熱量、在引線中的感應(yīng)的電流、或者電子部件的過(guò)早損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—個(gè)實(shí)施方式是用于可植入電刺激系統(tǒng)并且構(gòu)造與布置為電聯(lián)接到引線的可植入控制模塊。控制模塊包括具有內(nèi)部與外部的殼體。外部的至少一部分是金屬結(jié)構(gòu)并且內(nèi)部的至少一部分限定密封隔室?？刂颇K還包括:電子子組件，其布置在所述殼體的所述內(nèi)部的所述密封隔室中；連接器組件，其聯(lián)接到殼體的外部并且限定用于容納引線的端口；連接器觸頭，其布置在端口中以當(dāng)引線通過(guò)端口可操作地容納時(shí)與引線的端子電聯(lián)接;饋通互連件，其從連接器組件延伸到殼體的內(nèi)部的密封隔室中，并且將連接器觸頭聯(lián)接到電子子組件；以及線圈，其布置在殼體內(nèi)或殼體上并且構(gòu)造并且布置為當(dāng)施加外部電磁場(chǎng)時(shí)短路以便響應(yīng)于外部電磁場(chǎng)抵抗在密封殼體的外部的金屬結(jié)構(gòu)中的渦電流的產(chǎn)生。
[0008]另一個(gè)實(shí)施方式是操作電刺激系統(tǒng)的方法。此方法包括提供植入在患者中并且電聯(lián)接到可植入電刺激引線的上述的控制模塊;將來(lái)自磁共振成像儀的外部電磁場(chǎng)施加到控制模塊；以及利用短路的線圈抵抗在控制模塊的殼體的金屬結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生渦電流，以產(chǎn)生與外部電磁場(chǎng)相對(duì)的磁通量。
[0009]另一個(gè)實(shí)施方式是用于可植入電刺激系統(tǒng)以電聯(lián)接到引線的可植入控制模塊?？刂颇K包括具有內(nèi)部與外部的殼體。外部的至少一部分是金屬結(jié)構(gòu)并且內(nèi)部的至少一部分限定密封隔室。控制模塊還包括:電子子組件，其布置在殼體的內(nèi)部的密封隔室中；連接器組件，其聯(lián)接到殼體的外部并且限定用于容納引線的端口；連接器觸頭，其布置在端口中以當(dāng)引線通過(guò)端口可操作地容納時(shí)與引線的端子電聯(lián)接;饋通互連件，其從連接器組件延伸到殼體的所述內(nèi)部的密封隔室中以使連接器觸頭電聯(lián)接到電子子組件;布置在殼體內(nèi)或殼體上的線圈；以及信號(hào)發(fā)生器，其布置在殼體內(nèi)并且電聯(lián)接到線圈以響應(yīng)于外部電磁場(chǎng)在線圈內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)的通量，以抵抗密封殼體的外部的金屬結(jié)構(gòu)中的渦電流的產(chǎn)生。
[0010]另一個(gè)實(shí)施方式是操作電刺激系統(tǒng)的方法。此方法包括提供植入在患者中并且電聯(lián)接到可植入電刺激引線的就在上面描述的控制模塊;將來(lái)自磁共振成像儀的外部電磁場(chǎng)施加到控制模塊；以及通過(guò)將來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的電流施加到線圈以產(chǎn)生于外部電磁場(chǎng)相對(duì)的磁通量來(lái)抵抗在控制模塊的殼體的金屬結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生渦電流。
[0011]又一個(gè)實(shí)施方式是包括上述控制模塊與可聯(lián)接到控制模塊的引線中任一個(gè)的套件。引線包括:具有遠(yuǎn)端、近端與縱向長(zhǎng)度的引線本體;布置在引線本體的遠(yuǎn)端上的電極;端子，其布置在引線本體的近端上以用于當(dāng)引線通過(guò)端口可操作地容納時(shí)與控制模塊的連接器觸頭電聯(lián)接;以及將電極電聯(lián)接到端子的導(dǎo)體。
【附圖說(shuō)明】
[0012]參照下面的附圖描述了本發(fā)明的非限定與非詳盡實(shí)施方式。在附圖中，除非另外指明，貫穿多個(gè)附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
[0013]為了更好地理解本發(fā)明，將參照下面的詳細(xì)描述，將結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述，在附圖中:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的電刺激系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該電刺激系統(tǒng)包括具有經(jīng)由引線本體聯(lián)接到控制模塊的槳狀本體的槳狀引線；
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明的包括聯(lián)接到圖1的控制模塊的經(jīng)皮引線的電刺激系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖；
[0016]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的布置在圖1的控制模塊中的連接器組件的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該連接器組件構(gòu)造并且布置為容納圖1的引線本體中的一個(gè)的近端部分；
[0017]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的布置在圖1的控制模塊中的多個(gè)連接器組件的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該連接器組件構(gòu)造并且布置為容納圖1的引線本體的近端部分；
[0018]圖3C是根據(jù)本發(fā)明的圖1的引線本體中的一個(gè)的近端部分、引線延伸部、以及圖1的控制模塊的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該引線延伸部構(gòu)造并且布置為將引線本體聯(lián)接到控制模塊；
[0019]圖4是根據(jù)本發(fā)明的包括布置在控制模塊內(nèi)的電子子組件的刺激系統(tǒng)的部件的一個(gè)實(shí)施方式的示意性概視圖；
[0020]圖5是根據(jù)本發(fā)明的控制模塊與引線的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該控制模塊包括位于控制模塊的殼體內(nèi)或其上的線圈；
[0021]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的控制模塊與引線的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該控制模塊包括圖案化在控制模塊的殼體上的線圈；
[0022]圖6B是根據(jù)本發(fā)明的控制模塊與引線的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該控制模塊包括通過(guò)調(diào)諧電容器短路接地的線圈；以及
[0023]圖7是根據(jù)本發(fā)明的控制模塊與引線的一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，該控制模塊包括位于控制模塊的殼體內(nèi)或其上的線圈與聯(lián)接到線圈的有源信號(hào)發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明涉及可植入電刺激系統(tǒng)以及制造與使用此系統(tǒng)的方法的領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及用于在使患者暴露到施加的電磁場(chǎng)的過(guò)程中改變系統(tǒng)的電路徑的阻抗的阻抗電路，以及制備與使用阻抗電路和電刺激系統(tǒng)的方法。
[0025]適當(dāng)?shù)目芍踩腚姶碳は到y(tǒng)包括、但不限于電極引線(“引線”)，具有布置在引線的遠(yuǎn)端上的一個(gè)或多個(gè)電極以及布置在引線的一個(gè)或多個(gè)近端上的一個(gè)或多個(gè)端子。引線包括，例如經(jīng)皮引線、槳葉引線、以及封套引線。例如在美國(guó)專利％.6，181，969;6，516，227;6，609，029;6,609，032;6,741,892;7,244，150;7,672,734;7,761,165;7,949,395;和7,974，706;以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2005/0165465; 2007/0150036; 2007/0219595;和2008/0071320中發(fā)現(xiàn)具有引線的電刺激系統(tǒng)的實(shí)例，通過(guò)引用的方式包括其全部。
[0026]圖1示意性地示出了電刺激系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方式。電刺激系統(tǒng)包括控制模塊(例如，刺激器或脈沖發(fā)生器)102、槳狀本體104、以及將控制模塊102聯(lián)接到槳狀本體104的一個(gè)或多個(gè)引線本體106。槳狀本體104與一個(gè)或多個(gè)引線本體106形成引線。槳狀本體104通常地包括電極134陣列。控制模塊102通常地包括電子子組件110與布置在密封殼體114中的電源120。在圖1中，兩個(gè)引線本體106示出為聯(lián)接到控制模塊102。
[0027]控制模塊102通常地包括一個(gè)或多個(gè)連接器組件144，一個(gè)或多個(gè)引線本體106的近端可以插入其中以便經(jīng)由布置在連接器組件144中的連接器觸頭(例如圖3A-圖3B中的316;以及圖3C中的340)與在一個(gè)或多個(gè)引線本體106的每個(gè)上的端子(例如圖3A-圖3C中的310)實(shí)現(xiàn)電連接。連接器觸頭聯(lián)接到電子子組件110與并且端子聯(lián)接到電極134。在圖1中，示出了兩個(gè)連接器組件144。
[0028]—個(gè)或多個(gè)連接器組件144可以布置在頂蓋150中。頂蓋150提供了跨越一個(gè)或多個(gè)連接器組件144的保護(hù)性覆蓋?？梢岳冒ɡ玷T造、成型(包括注塑成型)等的任何適當(dāng)處理形成頂蓋150。此外，一個(gè)或多個(gè)引線延伸部324(參見(jiàn)圖3C)可以布置在一個(gè)或多個(gè)引線本體106與控制模塊102之間以延伸一個(gè)或多個(gè)引線本體106與控制模塊102之間的距離。
[0029]應(yīng)該理解的是電刺激系統(tǒng)可以包括更多、更少、或不同的部件并且可以具有多種不同的構(gòu)造，包括在這里引用的電刺激系統(tǒng)參考文獻(xiàn)中公開(kāi)的這些構(gòu)造。例如，如圖中所示，替代槳狀本體104，電極134可以以陣列布置在形成經(jīng)皮引線的引線本體106的遠(yuǎn)端處或附近。經(jīng)皮引線沿著引線本體106的長(zhǎng)度可以是等直徑的。
[0030]電刺激系統(tǒng)或者電刺激系統(tǒng)的部件，包括一個(gè)或多個(gè)引線本體106、控制模塊102，并且在槳狀引線的情形中，槳狀本體104通常地植入到患者的身體中。電刺激系統(tǒng)可以用于多種應(yīng)用，包括但不限于脊髓刺激、腦刺激、神經(jīng)刺激、肌肉刺激、心臟刺激等。
[0031]可以利用任何傳導(dǎo)