專利名稱：具有可變機(jī)械調(diào)節(jié)布線的植入式電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)植入物，特別是涉及應(yīng)用在耳蝸植入系統(tǒng)中的刺激電極。
背景技術(shù)：
用于神經(jīng)刺激或神經(jīng)調(diào)節(jié)的植入式多通道電極需要具有在機(jī)械上是結(jié)實(shí)的，但是又需要是柔性的以及具有小尺寸從而被插入到體腔中，比如人的耳蝸，或者被插入到人體器官中，比如大腦。典型地，大部分植入電極中的導(dǎo)絲從一端到另一端具有均勻的形狀或者是大致筆直的、重復(fù)盤繞的環(huán)，或者是重現(xiàn)的波浪形。在植入的電極相對(duì)于周圍組織持續(xù)移動(dòng)的環(huán)境中，為了避免有害的生物反應(yīng)和大量的傷痕組織的產(chǎn)生，將電極的機(jī)械特性與周圍組織的特性進(jìn)行匹配是非常重要的。正在對(duì)植入電極進(jìn)行開發(fā)，所述植入電極用于甚至更深地插入到具有越來越復(fù)雜的形狀的體腔內(nèi)部分。因此，植入電極應(yīng)該有不一致和不均勻的機(jī)械特性(例如，彎曲和撓曲)以適應(yīng)它必須經(jīng)過的蜿蜒路徑，以及還用于保持與周圍組織的生物兼容性?？赡苤踩腚姌O的某些部分需要具有高度的耐微移動(dòng)性(例如，耳蝸植入電極緊接位于顱骨上皮膚下方的部分)。植入電極的其它部分可能需要有非常好的彎曲性以適應(yīng)盤旋的插入路徑(例如，耳蝸植入電極進(jìn)入耳蝸的部分)。植入電極的一些部分可能被暴露在不時(shí)的沖擊力下， 因此需要對(duì)外部分沖擊具有很強(qiáng)的抵抗力(例如，耳蝸植入電極在顱骨上皮膚下的部分)。在需要高柔性但是空間有限的情況下(例如，在耳蝸內(nèi))，必須實(shí)現(xiàn)這些因素的一些妥協(xié)。很好抵抗微移動(dòng)的電極結(jié)構(gòu)趨于占據(jù)相對(duì)多的空間，而小尺寸的電極結(jié)構(gòu)趨于相對(duì)堅(jiān)硬。目前，隨著電極刺激通道數(shù)量的增加，電極中相應(yīng)的金屬導(dǎo)絲數(shù)量也在增加。從而導(dǎo)致植入電極變得越來越堅(jiān)硬。在此使用的術(shù)語“電極陣列”指的是插入到內(nèi)耳的耳蝸階中的植入電極的頂端部分。電極陣列在它外表面上或者外表面下的稍微凹陷處有多個(gè)電極接觸件以將一個(gè)或多個(gè)電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)音頻神經(jīng)組織?！半姌O引線”指的是從植入件殼體去往電極陣列的植入電極的基礎(chǔ)部分?？赡艹私拥仉姌O，它通常沒有接觸件，以及它封裝將電刺激信號(hào)傳遞到電極陣列上的電極接觸件的連接導(dǎo)絲。術(shù)語“電極”指的是從端到端的整個(gè)植入電極，即電極陣列和電極引線的組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供耳蝸植入電極。耳蝸外電極引線包含用于將電刺激信號(hào)從一植入件殼體傳送到一耳蝸開窗術(shù)開口的電極導(dǎo)絲。包含電極導(dǎo)絲的耳蝸內(nèi)電極陣列從所述耳蝸開窗術(shù)開口伸入到耳蝸階內(nèi)，并終止于多個(gè)電極接觸件，所述電極接觸件用于將所述電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)神經(jīng)組織。所述電極引線中的一條或多條所述電極導(dǎo)絲具有一相關(guān)的引線形狀，并且所述電極陣列中的一條或多條所述電極導(dǎo)絲具有不同于所述引線形狀的、相關(guān)的陣列形狀。所述陣列形狀可以在振幅上不同于所述引線形狀，例如，所述引線形狀可以具有比所述陣列形狀更大的振幅。這些形狀可以包含重復(fù)出現(xiàn)的、平滑變化的波和/或一系列盤繞的環(huán)。在一些實(shí)施例中，所述電極引線中的一條或多條電極導(dǎo)絲可以包括一不具備所述引線形狀的部分，例如，在所述不具備引線形狀的部分的每一側(cè)上都具有具備所述引線形狀的部分。類似的，所述電極陣列中的一條或多條電極導(dǎo)絲可以包括一不具備所述陣列形狀的部分，例如，在所述不具備陣列形狀的部分的每一側(cè)上都具有具備所述陣列形狀的部分。在所述電極陣列中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲的、不具備陣列形狀的部分是剛性的，用于將所述電極陣列推入所述耳蝸階。具有所述引線形狀的所述電極引線中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲也可以包括一具有周期性重現(xiàn)的、不同的第二引線形狀的部分。另外或者可選擇的，所述電極陣列中的一條或多條電極導(dǎo)絲可以具有多個(gè)不同的陣列形狀。一些實(shí)施例還可以包含在所述電極引線的一個(gè)部分周圍的沖擊加強(qiáng)元件，用于抵抗外部沖擊的影響。所述沖擊加強(qiáng)元件可以采用聚合物材料和/或金屬材料。電極引線或者電極陣列可以包括具有一橢圓形橫截面的部分。至少一個(gè)形狀可以包括一重復(fù)出現(xiàn)的、 平滑變化的波和/或一系列盤繞的環(huán)。本發(fā)明的實(shí)施例還包括一種耳蝸植入電極，所述耳蝸植入電極具有耳蝸外電極引線，所述耳蝸外電極引線包含用于將電刺激信號(hào)從植入件殼體傳送到耳蝸開窗術(shù)開口的電極導(dǎo)絲。耳蝸內(nèi)電極陣列包含電極導(dǎo)絲，以及從所述耳蝸開窗術(shù)開口伸入到耳蝸階，并終止于多個(gè)電極接觸件，用于將所述電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)神經(jīng)組織。以及，在所述電極引線的一部分周圍具有沖擊加強(qiáng)元件，用于抵抗外部沖擊的影響。在進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，聚合物材料和/或金屬材料可以被用于所述沖擊加強(qiáng)元件。所述沖擊加強(qiáng)元件可以形成螺旋彈簧形狀，例如由圓形或帶狀線材料來形成。所述沖擊加強(qiáng)元件可以形成管狀并且可以包括切口圖案，用于控制所述沖擊加強(qiáng)元件的機(jī)械特性。另外或者可選擇地，所述沖擊加強(qiáng)元件可以被嵌入到所述電極引線的體內(nèi)。


圖1展示了根據(jù)本發(fā)明一特定實(shí)施例的植入電極的示例。圖2展示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的另一個(gè)植入電極的一部分。圖3展示了一植入電極的另一實(shí)施例的原理。圖4展示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的另一植入電極的示例。圖5A-D展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的螺旋彈簧形式的沖擊加強(qiáng)元件的示例照片。圖6A-C展示了根據(jù)本發(fā)明不同特定實(shí)施例的采用具有不同切口圖案的管狀結(jié)構(gòu)形式的沖擊加強(qiáng)元件的示例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的不同實(shí)施例旨在提供一植入電極，它可以沿自身長度適應(yīng)不同的和潛在矛盾的機(jī)械和物理要求。一些區(qū)域可以提供提高的耐微移動(dòng)性，一些區(qū)域可以具有提高的耐沖擊性，以及其他區(qū)域則可以具有額外的柔性。整個(gè)植入電極仍然滿足所有的限制比如所要求的尺寸，從而它可以最佳地實(shí)現(xiàn)其意圖用途。圖1展示了植入電極100的一個(gè)特定實(shí)施例，植入電極100具有耳蝸外電極引線 101部分，包含多條將電刺激信號(hào)從植入件殼體102傳送到一耳蝸開窗術(shù)開口 103的電極導(dǎo)絲104。耳蝸內(nèi)電極陣列105部分也包含電極導(dǎo)絲104，并從耳蝸開窗術(shù)開口 103延伸到耳蝸階內(nèi)，并終止于用于將電刺激信號(hào)應(yīng)用到目標(biāo)神經(jīng)組織的電極接觸件106。電極引線101 部分中的一條或多條電極導(dǎo)絲104具有相關(guān)的引線形狀，并且電極陣列105部分中的一條或多條電極導(dǎo)絲104具有不同于所述引線形狀的相關(guān)的陣列形狀。例如，圖1中的陣列形狀是一系列平滑變化的波形，允許陣列高度柔韌但是具有最小的橫截面尺寸，以有助于無創(chuàng)傷地植入到耳蝸階中。然而，引線形狀是耐微移動(dòng)的一系列成環(huán)的線圈，所述微移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致在中耳內(nèi)和顱骨上的電極導(dǎo)絲104斷裂。雖然圖1示出每一部分中所有的電極導(dǎo)絲104都具有相同的形狀，但是在其它特定實(shí)施例中卻不必然這樣，所有的電極導(dǎo)絲104未必在相同的位置具有相同的形狀和結(jié)構(gòu)。一些電極導(dǎo)絲104可能被成形而其他的并沒有，在每個(gè)部分中，一些電極導(dǎo)絲104可以具有一個(gè)形狀，而其他電極導(dǎo)絲104可以具有另一形狀。一條或多條電極導(dǎo)絲104中的一些或全部分可以具有橢圓橫截面，而其他電極導(dǎo)絲104可以具有圓形橫截面。因此，各個(gè)電極導(dǎo)絲104的形狀和尺寸是被獨(dú)立選擇的。圖2展示了另一植入電極200的一部分，其中，電極引線201部分中的電極導(dǎo)絲包括一個(gè)未成形的引線部分202，所述未成形的引線部分202的每一側(cè)上都具有引線成形部分203。這種情況下，兩個(gè)引線成形部分203具有相同的形狀，即一系列大振幅波，它提供對(duì)抵靠顱骨和/或在中耳內(nèi)的、電極引線201的部分的反復(fù)微移動(dòng)或拉伸的抵抗能力。在其他特定實(shí)施例中，引線成形部分203可以具有不同的形狀和/或尺寸。類似地，電極陣列 205中的電極導(dǎo)絲包括一個(gè)未成形的陣列部分206，所述未成形的陣列部分206的每一側(cè)上都具有陣列成形部分207。這種情況下，兩個(gè)陣列成形部分207具有相同的形狀，即一小序列的重復(fù)環(huán)，它提供最大的柔韌性以插入到耳蝸階中，而未成形的陣列部分206是剛性的以便將電極陣列205推入到耳蝸階中。在其他特定實(shí)施例中，陣列成形部分207可以具有不同的形狀和/或尺寸。圖3展示了植入電極300的另一實(shí)施例的原理。耳蝸外電極引線301具有多條電極導(dǎo)絲302，用于將電刺激信號(hào)從植入件殼體傳送到耳蝸開窗術(shù)開口。至少一條電極導(dǎo)絲 302的引線部分具有相關(guān)引線形狀，在這里是大的重復(fù)出現(xiàn)的三角形波。在電極引線的耳蝸開窗術(shù)開口端處的耳蝸內(nèi)電極陣列305伸入耳蝸階中，并包含多個(gè)電極接觸件306，所述多個(gè)電極接觸件306連接到電極導(dǎo)線301，用于將電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)神經(jīng)組織。至少一根電極導(dǎo)絲302的陣列部分具有不同于引線形狀的相關(guān)陣列形狀，在這里是更多更小尺寸的三角形波。圖4展示了植入電極400的另一實(shí)施例的示例，其中電極的自然放松狀態(tài)是相對(duì)筆直的，但是在彈性硅橡膠材料制成的主電極體內(nèi)是具有一條或多條電極導(dǎo)絲的電極引線 401部分，這些電極導(dǎo)絲具有相關(guān)引線形狀(在此情況下為能夠抵抗電極400的微移動(dòng)的兩個(gè)大波)，而電極陣列405部分中的一條或多條電極導(dǎo)絲具有其自己的相關(guān)陣列形狀(這里為許多更小的波)。電極引線401周圍的硅橡膠體用作沖擊加強(qiáng)元件以抵抗外部分沖擊的作用。在其他實(shí)施例中，這樣的沖擊加強(qiáng)元件可以由合適的聚合物材料和/或金屬材料制成。圖5A-D展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的螺旋彈簧形式的沖擊加強(qiáng)元件的示例照片。 圖5A中的螺旋彈簧501由圓形線(wire)制成，而螺旋彈簧502由帶狀線制成。可以通過控制如線材料、尺寸、彈簧直徑和彈簧節(jié)距這樣的特性來實(shí)現(xiàn)需要的機(jī)械特性。在電極引線的一部分周圍的沖擊加強(qiáng)可以被嵌入到主電極體內(nèi)(例如圖5B和5C中所示)，或是主電極體外(例如圖5D中所示)。圖6A-C展示了根據(jù)本發(fā)明不同特殊實(shí)施例的具有帶有不同切口圖案的管狀結(jié)構(gòu)形式的沖擊加強(qiáng)元件的示例。可以通過控制切口的數(shù)量、尺寸和相對(duì)布置來實(shí)現(xiàn)需要的機(jī)械特性，比如彎曲半徑和方向以及沖擊阻力。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的不同示例性實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的實(shí)際范圍的情況下，可以對(duì)其作出不同的變化和修改，這些變化和修改會(huì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種耳蝸植入電極，包括耳蝸外電極引線，包含多條電極導(dǎo)絲，用于將電刺激信號(hào)從植入件殼體傳送到耳蝸開窗術(shù)開口 ；以及耳蝸內(nèi)電極陣列，包含所述多條電極導(dǎo)絲，以及從所述耳蝸開窗術(shù)開口伸入到耳蝸階， 并終止于多個(gè)用于將所述電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)神經(jīng)組織的電極接觸件；其中，所述電極引線中的一條或多條電極導(dǎo)絲具有相關(guān)的引線形狀，并且所述電極陣列中的一條或多條電極導(dǎo)絲具有不同于所述引線形狀的、相關(guān)的陣列形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，所述陣列形狀與所述引線形狀在振幅上不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，至少一個(gè)形狀包括一重復(fù)出現(xiàn)的、平滑變化的波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，至少一個(gè)形狀包括一系列盤繞的環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，所述電極引線中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲包括一個(gè)不具備所述弓I線形狀的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中，所述電極引線中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲包括在所述不具備引線形狀的部分的每一側(cè)上的、具有所述引線形狀的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，所述電極陣列中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲包括不具備所述陣列形狀的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電極，其中，所述電極陣列中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲包括在所述不具備陣列形狀的部分的每一側(cè)上的、具有所述陣列形狀的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電極，其中，所述電極陣列中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲的、 不具備所述陣列形狀的部分是剛性的，用于將所述電極陣列推入所述耳蝸階。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，所述電極引線中的、具有所述引線形狀的所述一條或多條電極導(dǎo)絲包括具有周期性重現(xiàn)的、不同的第二引線形狀的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，所述電極陣列中的所述一條或多條電極導(dǎo)絲具有多個(gè)不同的陣列形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，進(jìn)一步包括在所述電極引線的一個(gè)部分周圍的沖擊加強(qiáng)元件，用于抵抗外部沖擊的影響。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極，其中，所述沖擊加強(qiáng)元件為聚合物材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極，其中，所述沖擊加強(qiáng)元件為金屬材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，所述電極導(dǎo)絲具有橢圓形橫截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，至少一個(gè)形狀包括一重復(fù)出現(xiàn)的、平滑變化的波。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，至少一個(gè)形狀包括一系列盤繞的環(huán)。
18.一種耳蝸植入電極，包括耳蝸外電極引線，包含多條電極導(dǎo)絲，用于將電刺激信號(hào)從植入件殼體傳送到耳蝸開窗術(shù)開口 ；耳蝸內(nèi)電極陣列，包含所述多條電極導(dǎo)絲，以及從所述耳蝸開窗術(shù)開口伸入到耳蝸階， 并終止于多個(gè)用于將所述電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)神經(jīng)組織電極接觸件；以及在所述電極引線的一個(gè)部分周圍的沖擊加強(qiáng)元件，用于抵抗外部沖擊的影響。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的耳蝸植入電極，其中，聚合物材料被用于所述沖擊加強(qiáng)元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的耳蝸植入電極，其中，金屬材料被用于所述沖擊加強(qiáng)元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的耳蝸植入電極，其中，所述沖擊加強(qiáng)元件形成螺旋彈簧形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的耳蝸植入電極，其中，圓形線材料被用于所述沖擊加強(qiáng)元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的耳蝸植入電極，其中，帶狀線材料被用于所述沖擊加強(qiáng)元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的耳蝸植入電極，其中，所述沖擊加強(qiáng)元件形成管狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的耳蝸植入電極，其中，所述沖擊加強(qiáng)元件包括切口圖案，用于控制所述沖擊加強(qiáng)元件的機(jī)械特性。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的耳蝸植入電極，其中，所述沖擊加強(qiáng)元件被嵌入到所述電極引線的體內(nèi)。
全文摘要
描述了一種耳蝸植入電極。一基本電極引線將電刺激信號(hào)從植入件殼體傳送到耳蝸開窗術(shù)開口，且電極引線的一個(gè)部分具有周期性重現(xiàn)的引線形狀。位于電極引線的耳蝸開窗術(shù)端處的頂端電極陣列伸入耳蝸階中，并且包括用于將電刺激信號(hào)施加到目標(biāo)神經(jīng)組織的電極接觸件。電極陣列的一個(gè)部分具有不同于引線形狀的、周期性重現(xiàn)的陣列形狀。
文檔編號(hào)A61N1/05GK102361665SQ201080006696
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者克勞德·喬利, 斯蒂芬·尼耳森, 法布里斯·貝奧 申請(qǐng)人:Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司