專(zhuān)利名稱(chēng)：植入式脈沖式射頻療法微刺激系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種能以低功耗脈沖射頻刺激神經(jīng)系統(tǒng)或組織的醫(yī)療裝置。
背景技術(shù)：
神經(jīng)細(xì)胞是由傳遞動(dòng)作電位或神經(jīng)脈沖的軸突以及用于接收該脈沖的樹(shù)突所構(gòu) 成。通常，神經(jīng)系從一神經(jīng)細(xì)胞的脈沖傳遞軸突將動(dòng)作電位傳送至鄰近神經(jīng)細(xì)胞的脈沖接 收樹(shù)突。該軸突在突觸分泌神經(jīng)遞質(zhì)以觸發(fā)下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之樹(shù)突的受體以啟動(dòng)一新電 流。一方面，動(dòng)作電位的傳遞受損因而必需重建正常功能以啟動(dòng)神經(jīng)脈沖。另一方面，由于 傳遞無(wú)用的動(dòng)作電位；因此，必需重建正常功能以阻斷不需要或過(guò)量的神經(jīng)脈沖。自從1960年代已利用電能作用到脊髓以達(dá)疼痛管理的目的。已知應(yīng)用至脊髓神 經(jīng)組織的電場(chǎng)可有效地處理與神經(jīng)組織刺激有關(guān)自身體區(qū)域傳導(dǎo)的某些類(lèi)型疼痛。電能亦 可用于管理各種運(yùn)動(dòng)障礙，例如震顫、肌張力異常、四肢僵硬等的癥狀。因此，電刺激被發(fā)展 用于電刺激療法以治療各種的癥狀或疾病，例如慢性疼痛(如背痛)、震顫、憂(yōu)郁癥、帕金森 氏癥、癲癇、大小便失禁、性功能障礙，或肥胖。然而，傳統(tǒng)的非特異性刺激器會(huì)施予刺激能至該標(biāo)的組織及預(yù)期刺激標(biāo)的以外的 其它非標(biāo)的組織。公知刺激器的另一問(wèn)題為不易準(zhǔn)確地控制所欲神經(jīng)刺激量的所需刺激能量。其中一種電刺激為連續(xù)性射頻(CRF)，其是根據(jù)熱凝所發(fā)展出的一種射頻去神經(jīng) 術(shù)。最近，脈沖式射頻療法(PRF)已被用于疼痛管理，特別指治療慢性疼痛，其可能因降低 奧姆電阻和能量耗散而不會(huì)對(duì)標(biāo)的及周?chē)M織有熱損傷?，F(xiàn)行技術(shù)中的一種已知方法為使 用具有達(dá)40 70伏特脈沖幅度的一種外部刺激器以確保其有效性。然而，此類(lèi)40 70 伏特之高脈沖幅度的缺點(diǎn)為需要用于長(zhǎng)期操作以輸送刺激脈沖的大型電池空間，以及可能 因神經(jīng)接合的再分布或再生而導(dǎo)致神經(jīng)再生后對(duì)疼痛的過(guò)敏。因此，需要重復(fù)地進(jìn)行手術(shù)。因此，仍亟需一種小型且具有高安全性的非破壞性及可植入脈沖射頻刺激器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征為一種藉由具有低電壓之脈沖式射頻刺激系統(tǒng)用于治療一受體神 經(jīng)癥狀或疾病的方法，以克服已知相關(guān)刺激系統(tǒng)的缺點(diǎn)。在一實(shí)施例中，本發(fā)明具有用于治療神經(jīng)癥狀或疾病的可植入脈沖射頻刺激器， 其包含低功耗微控制器，藉由提供一射頻刺激模式用以控制射頻刺激脈沖的操作參數(shù)； 以及至少一電極，用以產(chǎn)生低幅的脈沖射頻刺激，其經(jīng)由傳輸該電刺激模式的線(xiàn)路與 微控制器相連接。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明具有用于治療神經(jīng)癥狀或疾病的刺激系統(tǒng)，其包含用于供應(yīng)電源的遙控充電器；以及
可植入脈沖射頻刺激器，包含低功耗微控制器，藉由提供一射頻刺激模式用以控制射頻刺激脈沖的操作參數(shù)； 以及至少一電極以產(chǎn)生低幅的脈沖射頻刺激，其經(jīng)由傳輸該電刺激模式的線(xiàn)路與微控 制器相連接。在其它實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于治療受體內(nèi)神經(jīng)癥狀或疾病的方法，包 含將至少一電極置于該受體之神經(jīng)節(jié)上或附近或周?chē)M織的適當(dāng)位置；以及藉由供應(yīng)電源的遙控充電器啟動(dòng)該電極以產(chǎn)生脈沖射頻刺激。在本發(fā)明的一實(shí)施 例中，以低幅產(chǎn)生該脈沖射頻刺激。明確而言，本發(fā)明提供一種用于在受體內(nèi)治療疼痛的方法，包含將至少一電極置于該受體之背根神經(jīng)節(jié)上或附近；以及藉由供應(yīng)電源的遙控充電器啟動(dòng)該電極以產(chǎn)生脈沖射頻刺激。在本發(fā)明的一實(shí)施 例中，以低幅產(chǎn)生該脈沖射頻刺激。


本發(fā)明上述的發(fā)明摘述以及詳細(xì)說(shuō)明，并配合附圖閱讀時(shí)將可更加了解。然而，應(yīng) 了解本發(fā)明并非僅局限于該特定僵硬的排列及所示的工具。在該圖中圖1以圖解描述本發(fā)明一具體實(shí)施例之用于脈沖射頻(PRF)疼痛治療的刺激系 統(tǒng)，其包含一微控制器和用于產(chǎn)生低幅PRF刺激的兩支電極，以及用于供應(yīng)電源的遙控充 電器。圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例之電極的示意圖，其是一種棒頂具有一極電極及棒 體具有8個(gè)接觸電極并且以4個(gè)錨釘固定至神經(jīng)或組織的多電極棒。圖3顯示以有或無(wú)根據(jù)本發(fā)明的刺激系統(tǒng)進(jìn)行治療的von Frey行為實(shí)驗(yàn)結(jié)果；其 中與對(duì)照組比較發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組已獲得改善Γ意指P < 0.001，藉由t-檢定法)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明關(guān)于一種藉由較公知刺激系統(tǒng)具有更小體積及更安全的低幅脈沖射頻刺 激系統(tǒng)用于治療神經(jīng)癥狀或疾病的方法。根據(jù)本發(fā)明，意外地發(fā)現(xiàn)利用可產(chǎn)生低幅脈沖射 頻刺激的一或多支電極置于神經(jīng)或組織，例如背根神經(jīng)節(jié)的適當(dāng)位置，可有效用于治療神 經(jīng)癥狀或疾病，以及因此發(fā)展出一種不需電池并且具有高安全性的可植入小型刺激器。由 于該刺激器不需電池因而不必如公知的植入系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)刀以更換耗盡的電池，并且因此可 顯著地減少或消除病人的疼痛以及包括經(jīng)濟(jì)和心理沖擊上的相關(guān)成本。本發(fā)明提供一種用于治療神經(jīng)癥狀或疾病的可植入脈沖射頻刺激器，其包含低功耗微控制器，用以藉由提供射頻刺激模式控制射頻刺激脈沖的操作參數(shù)；以 及至少一電極，用以產(chǎn)生低幅的脈沖射頻刺激，其經(jīng)由傳輸該電刺激模式至該電極 的線(xiàn)路與低功耗控制器相連接。另外，本發(fā)明提供一種用于治療神經(jīng)癥狀或疾病的刺激系統(tǒng)，其包含
用于供應(yīng)電源的遙控充電器；以及可植入脈沖射頻微刺激器，包含低功耗微控制器，用以藉由提供一射頻刺激模式控制射頻刺激脈沖的操作參數(shù)； 以及至少一電極以產(chǎn)生低幅的脈沖射頻刺激，其經(jīng)由傳輸該電刺激模式至該電極的線(xiàn) 路與該控制器相連接。因此，本發(fā)明亦提供一種用于治療一受體內(nèi)神經(jīng)癥狀或疾病的方法，包含將至少一電極置于該受體之神經(jīng)節(jié)上或附近或周?chē)M織的適當(dāng)位置；以及藉由供應(yīng)電源的遙控充電器啟動(dòng)該電極以產(chǎn)生一脈沖射頻刺激。明確而言，本發(fā)明提供一種用于一受體內(nèi)治療疼痛的方法，包含將至少一電極置于該受體之背根神經(jīng)節(jié)上或附近；以及藉由供應(yīng)電源的遙控充電器啟動(dòng)該電極以產(chǎn)生脈沖射頻刺激。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該電極產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)或動(dòng)物較安全的一低幅脈沖射頻刺 激。此處“神經(jīng)癥狀或疾病”指與神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)的癥狀或疾病，包括但不局限于慢性疼 痛例如背痛；運(yùn)動(dòng)障礙，例如震顫、肌張力異?；蛩闹┯?；認(rèn)知障礙，例如帕金森氏癥及 其障障例如肥胖、癲癇、憂(yōu)郁癥；失禁，例如大小便失禁，或性功能障礙。根據(jù)本發(fā)明，該電極被置于一適當(dāng)位置，包括背根神經(jīng)節(jié)(DRG)或脊髓神經(jīng)節(jié) (SG)或腰5腦神經(jīng)的三叉神經(jīng)節(jié)(TG)，或基底神經(jīng)節(jié)(BG)、腦的海馬回、小腦，或自律神經(jīng) 或末稍神經(jīng)。明確而言，該電極被置于背根神經(jīng)節(jié)上或附近。根據(jù)本發(fā)明，此處“射頻刺激脈沖的操作參數(shù)”指產(chǎn)生射頻刺激脈沖的任何操作參 數(shù)，包括但不局限于射頻刺激脈沖的工作周期、振幅和持續(xù)時(shí)間。在一實(shí)施例中，該射頻刺 激脈沖模式可被預(yù)設(shè)及傳輸至電極以產(chǎn)生視使用者需要的一所欲刺激。根據(jù)本發(fā)明，該低功耗微控制器含有用于控制脈沖射頻刺激的一處理器。該微控 制器較佳為被設(shè)計(jì)成較公知電子刺激器更小的體積而可被植入受體內(nèi)。例如，該微控制器 可被置入由任何可植入材料制成的芯片如生物芯片內(nèi)。所需振幅極低，例如低于20伏特， 較佳為低于10伏特。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該所需振幅的范圍為從+10至-10伏特，較 佳為從+5至-5伏特；該刺激脈沖列為在2赫脈率之500千赫頻率的射頻(RF)，以及該持 續(xù)時(shí)間為300秒。用于本發(fā)明的PRF波型可為單相矩狀脈沖形、雙相脈沖形、正弦或三角脈 沖形。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，使用雙向PRF波形以維持電荷平衡。在本發(fā)明的另一實(shí)施 例中，使用正弦或三角形PRF以獲得最佳效能。根據(jù)本發(fā)明，該微控制器被植入受體的體內(nèi)例如皮膚下方，并且必需被置于接近 被治療神經(jīng)或組織的適當(dāng)位置而使該電極能被暴露于被治療神經(jīng)或組織上或附近。該微控 制器經(jīng)由線(xiàn)路輸送電刺激脈沖模式至該電極。例如，根據(jù)本發(fā)明用于背痛治療的刺激器中， 該微控制器可被置于受體的腰椎區(qū)域附近。根據(jù)本發(fā)明，該電極可為具有兩支電極的形式，或一電極具有長(zhǎng)回流路徑之單極 的構(gòu)造，或具有短回流路徑之多極電極，或具有多重控制電極以產(chǎn)生多重刺激的方法；例如 具有復(fù)數(shù)個(gè)接觸電極的引線(xiàn)或棒子。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該電極被延伸入一多電極數(shù) 組以進(jìn)行大面積或多點(diǎn)治療。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，使用兩支電極。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，使用雙極電極。根據(jù)本發(fā)明，在使用之前可定義該刺激模式。舉例而言，使用具有 二或多個(gè)接觸電極的引線(xiàn)，其可傳送一預(yù)設(shè)的電刺激模式至所欲的位置。根據(jù)本發(fā)明，該電極必需置于被治療之神經(jīng)或組織上或附近的適當(dāng)位置。舉例而 言，被置于受體的適當(dāng)位置時(shí)可藉由任何的影像技術(shù)例如熒光鏡、計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(CT)、 核磁共振顯像儀(MRI)和超音波導(dǎo)引技術(shù)，或非影像導(dǎo)引系統(tǒng)例如全球定位系統(tǒng)(GPS)、磁 場(chǎng)、內(nèi)視鏡導(dǎo)引目測(cè)等，或其組合。根據(jù)本發(fā)明，該電極可利用固定裝置例如錨釘、生物膠、仿生膠(壁虎貼)、用于固 定的生物材料或用于固定該電極至所欲適當(dāng)位置的任何其它固定裝置而被固定至神經(jīng)或 組織。例如，該電極可被固定入組織如被治療之神經(jīng)或組織周?chē)募∪?、韌帶、骨骼或軟骨。 參考圖2，其顯示本發(fā)明的特定實(shí)施例，其是棒頂具有一極電極及棒體具有8個(gè)接觸電極之 具有多電極的棒子，該棒子具有延伸自該棒子并以開(kāi)關(guān)控制的4個(gè)錨釘。在此特定實(shí)施例 中，該4個(gè)錨釘于電極被植入體內(nèi)之后將可延伸自該棒子并且位于所欲適當(dāng)位置，以及該 錨釘固定至被治療之神經(jīng)或組織周?chē)能浌羌?或肌肉。根據(jù)本發(fā)明，該刺激系統(tǒng)不具有電池因而可被制成極小體積的刺激器。在本發(fā)明 的較佳具體實(shí)施例中，用于供應(yīng)電源的遙控充電器被用于該刺激系統(tǒng)內(nèi)。該遙控充電器 可為一近場(chǎng)感應(yīng)偶合器，或具有輸出調(diào)節(jié)器電路之用于電源供應(yīng)的任何其它遙控充電技 術(shù)，例如無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)包括但不局限于電磁感應(yīng)偶合或共振感應(yīng)偶合，或電容偶合，或光線(xiàn) (光、雷射)或射頻(RF)光譜(例如900兆赫帶或放射線(xiàn)或微波)充電系統(tǒng)。例如，可使 用E類(lèi)功率放大器作為體外的電源供應(yīng)器。在本發(fā)明的一更佳實(shí)施例中，該刺激器被植入 背部的皮下，以及該控制器可藉由一對(duì)通過(guò)皮膚的偶合線(xiàn)圈被充電。此外，本發(fā)明的刺激系統(tǒng)可包含用于測(cè)量一或多種功能或生理學(xué)的指示器，例如 被安裝于電極上用于產(chǎn)生刺激之裝置如電極周?chē)窠?jīng)或組織的溫度，及/或用于傳送信 號(hào)包括該功能或生理學(xué)指示器或射頻刺激脈沖之操作參數(shù)的發(fā)送器，其可被配置于微控制 器內(nèi)。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，該刺激系統(tǒng)包含一外部控制器，其用于接收顯示及/ 或傳送電極周?chē)窠?jīng)或組織的一或多種功能或生理學(xué)指示器數(shù)據(jù)，或微控制器的溫度，以 及一或多種電刺激參數(shù)例如工作周期、頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間、脈沖頻率和波形。在本發(fā)明的 一實(shí)施例中，該外部控制器包含用于接收來(lái)自發(fā)送器之信號(hào)的接收器以用于顯示及/或記 錄該信號(hào)或參數(shù)的顯示器或記錄器，及/或用于傳送電刺激參數(shù)模式上之命令至該微控制 器的裝置。根據(jù)該接收器所接收的經(jīng)傳送數(shù)據(jù)可調(diào)整程序化參數(shù)，以及使用其控制電性而 改變脈沖的產(chǎn)生。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該刺激系統(tǒng)包含外部控制器，以及用于測(cè)量一或多種功 能或生理學(xué)指示器數(shù)據(jù)例如組織周?chē)鷾囟戎慌渲糜谠撾姌O內(nèi)的裝置，以及用于傳送信號(hào) 至外部控制器的發(fā)送器及用于接收來(lái)自外部控制器之命令的接收器，其二者均被配置于該 微控制器內(nèi)。圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例之CMOS SoC的系統(tǒng)方塊圖，其中該刺激器包含一配置于 芯片內(nèi)的微控制器以及被植入受體體內(nèi)的雙極電極。參考圖1，該微控制器被配置于提供 一射頻至直流(RF-DC)電路的一芯片，例如集成電路內(nèi)，其包含RF接收器、邏輯控制器以及 PRF驅(qū)動(dòng)器和一雙極輸出線(xiàn)；其中該RF接收器經(jīng)由引線(xiàn)被連接至邏輯控制器，以及該邏輯控制器經(jīng)由引線(xiàn)被連接至PRF驅(qū)動(dòng)器，以及該雙極輸出線(xiàn)被連接至該P(yáng)RF驅(qū)動(dòng)器；以及供應(yīng) 電源的電壓整流器和限壓器，以及任選的低壓差穩(wěn)壓器(LDO)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，藉 由對(duì)偶合線(xiàn)圈再充電。該RF-DC電路從皮膚外的外部IMHz RF電源接收電力。此電路將該RF信號(hào)轉(zhuǎn)變 成DC電壓。其后的限壓器將DC電壓限制在最高為5伏特，其可被LDO調(diào)節(jié)至1. 4 3. 3 伏特。頻率產(chǎn)生器從邏輯控制器的RF源萃取出頻率信號(hào)，其產(chǎn)生用于PRF驅(qū)動(dòng)器的預(yù)設(shè)雙 相PRF波型。該雙相輸出經(jīng)由用于電荷平衡的兩個(gè)偶合電容器被輸送至一對(duì)雙極電極。該 二電極被置入手術(shù)切開(kāi)用于刺激腰5神經(jīng)的區(qū)域。此外，該RF開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)接收器接收 來(lái)自外部控制器例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)的外部命令而導(dǎo)致該邏輯控 制器輸出指定的PRF波型。藉由經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈的E類(lèi)功率放大器供應(yīng)電源，以及藉由該接收器 接收來(lái)自外部控制器的指令，然后傳送至該邏輯控制器以經(jīng)由該雙極電極驅(qū)動(dòng)一脈沖射頻 刺激。此可植入SoC按照醫(yī)療植入通訊系統(tǒng)(MICQ標(biāo)準(zhǔn)使用402兆赫的命令信號(hào)以及使 用低頻(1兆赫)線(xiàn)圈尺寸以利于使用者的校準(zhǔn)和增加穿刺深度。除了該預(yù)設(shè)參數(shù)(藉由 500千赫載波之0. 5秒周期調(diào)制的一脈沖列)之外，該使用者可經(jīng)由一手持裝置指定邏輯控 制器內(nèi)的使用者刺激療程規(guī)劃。該RF電源被感應(yīng)偶合至一線(xiàn)圈天線(xiàn)以及利用由4個(gè)二極 管相連接之金屬氧半導(dǎo)體(M0Q晶體管所構(gòu)成的全波整流器被轉(zhuǎn)換成DC。為降低溫度，漂 浮2PM0S晶體管的體部而使整流電流不通過(guò)基板內(nèi)的PN接面，因此可避免造成額外功率損 耗的反向恢復(fù)電流。2匪OS裝置的體部基于相同目的被弱連接至基板晶體管的板面。該頻 率產(chǎn)生器，一種施密特(Schmitt)觸發(fā)電路，產(chǎn)生1兆赫的頻率。藉由將信號(hào)徑路分流成兩 個(gè)分支，其一具有一反相器及另一不具有一反相器，可獲得雙相脈沖列的輸出。該兩個(gè)各由 三個(gè)增加驅(qū)動(dòng)能力之串聯(lián)反相器所構(gòu)成的PRF驅(qū)動(dòng)器可產(chǎn)生在士 1. 4伏特至士3. 3伏特通 過(guò)芯片外偶合電容器的輸出電壓。該SoC芯片被制造于一 0. 35微米CMOS制程內(nèi)及固定于被連接至彈性環(huán)形天線(xiàn)的 一印刷電路板(PCB)上。此DRG刺激器模塊的尺寸可小至美國(guó)25分硬幣的大小。該RF-DC 電路的測(cè)量效率為80%。當(dāng)連接至10千奧姆和50千奧姆負(fù)載電阻器時(shí)，該P(yáng)RF驅(qū)動(dòng)器可 分別傳送0. 37毫瓦和9. 5毫瓦的輸出功率。可成功地測(cè)量不同周期(0. 05至1. 25秒)和 不同調(diào)制頻率G至1000千赫)的PRF波型。當(dāng)藉由紅外線(xiàn)(IR)熱像儀測(cè)量時(shí)，以外部電 源充電之負(fù)載10千奧姆的SoC可耗散12. 48毫瓦以及具有< 39°C的芯片溫度。假設(shè)組織 具有相同的阻抗，用于神經(jīng)刺激的所需功率強(qiáng)度較用于公知方法中更低(大約1/12)。據(jù)信 本發(fā)明為已知刺激系統(tǒng)中唯一不具有電池的SoC式可植入刺激器。藉由動(dòng)物試驗(yàn)可確認(rèn)本 發(fā)明的治療效率。動(dòng)物試驗(yàn)根據(jù)教科書(shū)例如James N. Campbell Γ 和 Richard A. Meyer 1 于 2006 年編輯“神 經(jīng)病變性疼痛之機(jī)制”中所述的von Frey行為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行神經(jīng)病變性疼痛模式的動(dòng)物試驗(yàn)。動(dòng)物準(zhǔn)備此動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中使用雄性史道氏大鼠(Sprague-Dawley rats) (250 300克，臺(tái)灣 國(guó)家實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心)。以每籠5只分成兩組圈養(yǎng)該大鼠并且使其適應(yīng)該實(shí)驗(yàn)環(huán)境(12-小時(shí) 日/夜循環(huán)；22士 1°C的室溫)。全部動(dòng)物可自由攝取食物和水。外科手術(shù)和背根神經(jīng)節(jié)(DRG)的PRF治療
以異氟烷用于誘發(fā)；1.5 2%用于維持)經(jīng)由鼻錐的空氣傳送進(jìn)行全部大 鼠的麻醉。分離腰5脊髓神經(jīng)及利用6-0號(hào)尼龍線(xiàn)的綁扎以進(jìn)行脊神經(jīng)結(jié)扎(SNL)。可確 認(rèn)完全止血。將電極連接至一 PXI-MOl函數(shù)產(chǎn)生器(美國(guó)國(guó)家儀器公司)以產(chǎn)生脈沖射 頻病變。手術(shù)之后將大鼠隨機(jī)分配至兩組對(duì)照組(數(shù)目= 及治療組(數(shù)目=6)。在 SNL手術(shù)之后，治療組的大鼠藉由被準(zhǔn)確置于L4-L5椎間孔之背根神經(jīng)節(jié)的雙極電極根據(jù) 本發(fā)明的PRF刺激以士5伏特、500千赫脈沖、25毫秒持續(xù)時(shí)間進(jìn)行治療。該脈沖以2赫的 速率被傳送持續(xù)5分鐘的時(shí)間。行為實(shí)驗(yàn)全部大鼠在基線(xiàn)測(cè)試之前從第一天即使其適應(yīng)該測(cè)試環(huán)境。就機(jī)械刺激而言，該 大鼠各別被置于墊高篩網(wǎng)地板的塑料盒(10x10x10毫米)內(nèi)然后在閥值測(cè)試之前使其適應(yīng) 15分鐘。利用von Frey絲線(xiàn)測(cè)定SNL手術(shù)之后的機(jī)械性閥值。以連續(xù)上升或下降的方式 進(jìn)行PRF刺激。50%退縮閥值被視為一心室顫動(dòng)(VF)值。手術(shù)之前從第一天的每天，以及 手術(shù)后的第3、5和8天測(cè)量該動(dòng)物。手術(shù)前(pre-op)及手術(shù)后所測(cè)量代表基線(xiàn)(BL)之VF值的該機(jī)械性閥值被示于 圖3。示于圖3的結(jié)果證明脊神經(jīng)結(jié)扎(SNL)后的對(duì)照組大鼠已明顯降低對(duì)von Frey刺激 的機(jī)械性閥值；但是治療組的大鼠則否。手術(shù)后第3、5和8天時(shí)與治療組相比對(duì)照組的平 均VF值明顯較低。明確而言，已發(fā)現(xiàn)手術(shù)后第3天治療組(平均9. 10士 1.15)和對(duì)照組 (平均3. 72士0. 58)之間比較已獲得明顯的改善(p<0. 001)。由于治療組始終比對(duì)照組具有較高的疼痛忍受性，因此認(rèn)為根據(jù)本發(fā)明之低幅 PRF刺激的DRG療法可有效用于治療疼痛。本發(fā)明已提供的上述較佳具體實(shí)施例之描述僅供說(shuō)明和描述的目的。本發(fā)明并非 完全或僅局限于所揭示的固定形式。明顯地，許多的改良及變化將被本領(lǐng)域技術(shù)人員所了 解。本發(fā)明的范圍可被定義于下列的權(quán)利要求范圍及其同等物。
權(quán)利要求
1.一種用于治療神經(jīng)癥狀或疾病的刺激系統(tǒng)，其特征在于，包含用于供應(yīng)電源的遙控充電器；以及可植入脈沖射頻微刺激器，包含低功耗微控制器用以藉由提供射頻刺激模式控制射頻刺激脈沖的操作參數(shù)；以及至少一電極以產(chǎn)生低幅的脈沖射頻刺激，其經(jīng)由傳輸該電刺激模式的線(xiàn)路與該控制器 相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該神經(jīng)癥狀或疾病選自由慢性疼痛、運(yùn)動(dòng) 障礙、認(rèn)知障礙、肥胖、癲癇、憂(yōu)郁癥、失禁、性功能障礙、背痛、震顫、肌張力異常、四肢僵硬、 帕金森氏癥、肥胖、癲癇、憂(yōu)郁癥、大小便失禁所構(gòu)成的群組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該電極被置于所欲中樞或末稍神經(jīng)系統(tǒng) 上或附近組織，包括迷走神經(jīng)、胃神經(jīng)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)、皮質(zhì)組織、深層腦部、背根神經(jīng)節(jié)或脊髓 神經(jīng)節(jié)或腰5腦神經(jīng)的三叉神經(jīng)節(jié)，或基底神經(jīng)節(jié)、腦的海馬回、小腦，或自律神經(jīng)或末稍 神經(jīng)上或附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該射頻刺激脈沖的操作參數(shù)包含射頻刺 激脈沖的工作周期、振幅和持續(xù)時(shí)間。
5 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該低功耗微控制器含有用于控制脈沖射 頻刺激的一處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該低功耗微控制器被配置入一芯片內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該所需振幅低于20伏特，較佳為低于10 伏特，更佳為+10至-10伏特，又更佳為從+5至-5伏特。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該P(yáng)RF波型為單相矩狀脈沖形、雙相脈沖 形、正弦或三角脈沖形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該電極可為具有兩支電極的形式，或一電 極具有長(zhǎng)回流路徑之單極的構(gòu)造，或具有短回流路徑之多極電極，或具有多重控制電極的 刺激模式或被延伸入一多電極數(shù)組以進(jìn)行大面積或多點(diǎn)治療。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該電極是雙電極的形式，或具有多個(gè)接 觸電極的一引線(xiàn)形式。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該電極藉由影像技術(shù)或非影像導(dǎo)引系 統(tǒng)，或其組合被置于所欲的位置，較佳藉由熒光鏡、計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(CT)、核磁共振顯像 儀(MRI)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、磁場(chǎng)、內(nèi)視鏡導(dǎo)引目測(cè)被置于所欲的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該用于電源供應(yīng)的遙控充電器是一近場(chǎng) 感應(yīng)偶合器、電磁感應(yīng)偶合或共振感應(yīng)偶合，或電容偶合，或光線(xiàn)或射頻(RF)光譜充電系 統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，藉由一對(duì)偶合線(xiàn)圈被充電。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，該用于電源供應(yīng)的遙控充電器是E類(lèi)功 率放大器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含外部控制器以接收、記錄、處 理、顯示或傳送一或多種功能或生理學(xué)指示器或電刺激參數(shù)的資料及/或被置于電極內(nèi)用 于測(cè)量一或多種電極周?chē)M織或神經(jīng)功能或生理學(xué)指示器數(shù)據(jù)的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，該微控制器進(jìn)一步包含一用于傳送信 號(hào)至外部控制器的發(fā)送器及/或一用于接收來(lái)自外部控制器之命令的接收器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，該電極周?chē)窠?jīng)或組織的溫度被測(cè)量 及被傳送至該外部控制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，包含外部控制器，及被置于電極內(nèi)用于 測(cè)量和處理一或多種功能或生理學(xué)指示器數(shù)據(jù)的裝置，以及用于傳送信號(hào)至外部控制器的 發(fā)送器及用于接收來(lái)自外部控制器之命令的接收器，其二者均被配置于該微控制器內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該電極可利用錨釘、生物膠、仿生膠(壁 虎貼)、用于固定的生物材料或其它固定裝置被固定至該神經(jīng)或組織周?chē)慕M織例如肌肉、 韌帶、骨骼或軟骨。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該低功耗微處理器被配置于SoC芯片內(nèi)， 較佳該SoC芯片被固定于連接至彈性環(huán)形天線(xiàn)的一印刷電路板(PCB)上。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該芯片包含一 RF接收器、一邏輯控制器以及一 PRF驅(qū)動(dòng)器和一雙極輸出線(xiàn)；其中該RF接收器經(jīng)由 一引線(xiàn)被連接至一邏輯控制器，以及該邏輯控制器經(jīng)由一引線(xiàn)被連接至一 PRF驅(qū)動(dòng)器，以 及該雙極輸出線(xiàn)被連接至該P(yáng)RF驅(qū)動(dòng)器；以及用于供應(yīng)電源的電壓整流器和限壓器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含低壓差穩(wěn)壓器(LDO)，較佳 是藉由一對(duì)偶合線(xiàn)圈再充電。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種植入式脈沖式射頻療法微刺激系統(tǒng)和一種藉由具有低電壓之脈沖式射頻刺激系統(tǒng)治療受體內(nèi)神經(jīng)癥狀或疾病的方法，以克服已知相關(guān)刺激系統(tǒng)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61N1/05GK102120060SQ201010565828
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者呂學(xué)士, 施文彬, 林啟萬(wàn), 林木煉, 溫永銳, 邱弘緯 申請(qǐng)人:合一生技投資股份有限公司