用于減少來自可植入脈沖發生器的電磁場感生熱量的系統與方法
【專利說明】用于減少來自可植入脈沖發生器的電磁場感生熱量的系統與方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年9月6日提交的在35U.S.C.§119(e)下的美國臨時專利申請序列N0.61/874，835的優先權，其通過引用的方式包含于此。
技術領域
[0003]本發明涉及可植入電刺激系統以及制造與使用此系統的方法的領域。本發明還涉及在使患者暴露到施加的電磁場的過程中用于減少來自系統的可植入脈沖發生器的熱量的方法與系統，以及制備與使用電刺激系統的方法。
【背景技術】
[0004]已經證實可植入電刺激系統在多種疾病與失調中是有療效的。例如，脊髓刺激系統已經被用作用于慢性疼痛綜合征的治療的治療模式。已經利用周向神經刺激來治療慢性疼痛綜合征與失禁，大量其它應用在調查中。已經應用功能性電刺激系統來恢復脊髓受傷患者中的癱瘓四肢的一些功能性。
[0005]已經開發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(具有脈沖發生器)，一個或多個引線、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、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生器產生通過電極傳送到身體組織的電脈沖。
[0006]由于在MRI過程中使用的大無線電射頻(“RF")，因此，傳統的植入的電刺激系統通常與磁共振成像(“MRI”)不可兼容。RF脈沖可以在植入引線的導體與電極中以及在可植入脈沖發生器的金屬殼體上產生瞬態信號。這些信號可能具有有害影響，包括例如造成組織損傷的組織的不期望的熱量、在引線中的感應的電流、或者電子部件的過早損壞。
【發明內容】
[0007]—個實施方式是用于可植入電刺激系統并且構造與布置為電聯接到引線的可植入控制模塊。控制模塊包括具有內部與外部的殼體。外部的至少一部分是金屬結構并且內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，其布置在所述殼體的所述內部的所述密封隔室中；連接器組件，其聯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引線通過端口可操作地容納時與引線的端子電聯接;饋通互連件，其從連接器組件延伸到殼體的內部的密封隔室中，并且將連接器觸頭聯接到電子子組件；以及線圈，其布置在殼體內或殼體上并且構造并且布置為當施加外部電磁場時短路以便響應于外部電磁場抵抗在密封殼體的外部的金屬結構中的渦電流的產生。
[0008]另一個實施方式是操作電刺激系統的方法。此方法包括提供植入在患者中并且電聯接到可植入電刺激引線的上述的控制模塊;將來自磁共振成像儀的外部電磁場施加到控制模塊；以及利用短路的線圈抵抗在控制模塊的殼體的金屬結構中產生渦電流，以產生與外部電磁場相對的磁通量。
[0009]另一個實施方式是用于可植入電刺激系統以電聯接到引線的可植入控制模塊。控制模塊包括具有內部與外部的殼體。外部的至少一部分是金屬結構并且內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，其布置在殼體的內部的密封隔室中；連接器組件，其聯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引線通過端口可操作地容納時與引線的端子電聯接;饋通互連件，其從連接器組件延伸到殼體的所述內部的密封隔室中以使連接器觸頭電聯接到電子子組件;布置在殼體內或殼體上的線圈；以及信號發生器，其布置在殼體內并且電聯接到線圈以響應于外部電磁場在線圈內產生相對的通量，以抵抗密封殼體的外部的金屬結構中的渦電流的產生。
[0010]另一個實施方式是操作電刺激系統的方法。此方法包括提供植入在患者中并且電聯接到可植入電刺激引線的就在上面描述的控制模塊;將來自磁共振成像儀的外部電磁場施加到控制模塊；以及通過將來自信號發生器的電流施加到線圈以產生于外部電磁場相對的磁通量來抵抗在控制模塊的殼體的金屬結構中產生渦電流。
[0011]又一個實施方式是包括上述控制模塊與可聯接到控制模塊的引線中任一個的套件。引線包括:具有遠端、近端與縱向長度的引線本體;布置在引線本體的遠端上的電極;端子，其布置在引線本體的近端上以用于當引線通過端口可操作地容納時與控制模塊的連接器觸頭電聯接;以及將電極電聯接到端子的導體。
【附圖說明】
[0012]參照下面的附圖描述了本發明的非限定與非詳盡實施方式。在附圖中，除非另外指明，貫穿多個附圖相同的附圖標記表示相同的部件。
[0013]為了更好地理解本發明，將參照下面的詳細描述，將結合附圖閱讀以下詳細描述，在附圖中:
[0014]圖1是根據本發明的電刺激系統的一個實施方式的示意性側視圖，該電刺激系統包括具有經由引線本體聯接到控制模塊的槳狀本體的槳狀引線；
[0015]圖2是根據本發明的包括聯接到圖1的控制模塊的經皮引線的電刺激系統的另一個實施方式的示意性側視圖；
[0016]圖3A是根據本發明的布置在圖1的控制模塊中的連接器組件的一個實施方式的示意性側視圖，該連接器組件構造并且布置為容納圖1的引線本體中的一個的近端部分；
[0017]圖3B是根據本發明的布置在圖1的控制模塊中的多個連接器組件的一個實施方式的示意性側視圖，該連接器組件構造并且布置為容納圖1的引線本體的近端部分；
[0018]圖3C是根據本發明的圖1的引線本體中的一個的近端部分、引線延伸部、以及圖1的控制模塊的一個實施方式的示意性側視圖，該引線延伸部構造并且布置為將引線本體聯接到控制模塊；
[0019]圖4是根據本發明的包括布置在控制模塊內的電子子組件的刺激系統的部件的一個實施方式的示意性概視圖；
[0020]圖5是根據本發明的控制模塊與引線的一個實施方式的示意性側視圖，該控制模塊包括位于控制模塊的殼體內或其上的線圈；
[0021]圖6A是根據本發明的控制模塊與引線的一個實施方式的示意性側視圖，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是根據本發明的控制模塊與引線的一個實施方式的示意性側視圖，該控制模塊包括通過調諧電容器短路接地的線圈；以及
[0023]圖7是根據本發明的控制模塊與引線的一個實施方式的示意性側視圖，該控制模塊包括位于控制模塊的殼體內或其上的線圈與聯接到線圈的有源信號發生器。
【具體實施方式】
[0024]本發明涉及可植入電刺激系統以及制造與使用此系統的方法的領域。本發明還涉及用于在使患者暴露到施加的電磁場的過程中改變系統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的方法。
[0025]適當的可植入電刺激系統包括、但不限于電極引線(“引線”)，具有布置在引線的遠端上的一個或多個電極以及布置在引線的一個或多個近端上的一個或多個端子。引線包括，例如經皮引線、槳葉引線、以及封套引線。例如在美國專利％.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;以及美國專利申請公開N0.2005/0165465; 2007/0150036; 2007/0219595;和2008/0071320中發現具有引線的電刺激系統的實例，通過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100的一個實施方式。電刺激系統包括控制模塊(例如，刺激器或脈沖發生器)102、槳狀本體104、以及將控制模塊102聯接到槳狀本體104的一個或多個引線本體106。槳狀本體104與一個或多個引線本體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，兩個引線本體106示出為聯接到控制模塊102。
[0027]控制模塊102通常地包括一個或多個連接器組件144，一個或多個引線本體106的近端可以插入其中以便經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)與在一個或多個引線本體106的每個上的端子(例如圖3A-圖3C中的310)實現電連接。連接器觸頭聯接到電子子組件110與并且端子聯接到電極134。在圖1中，示出了兩個連接器組件144。
[0028]—個或多個連接器組件144可以布置在頂蓋150中。頂蓋150提供了跨越一個或多個連接器組件144的保護性覆蓋。可以利用包括例如鑄造、成型(包括注塑成型)等的任何適當處理形成頂蓋150。此外，一個或多個引線延伸部324(參見圖3C)可以布置在一個或多個引線本體106與控制模塊102之間以延伸一個或多個引線本體106與控制模塊102之間的距離。
[0029]應該理解的是電刺激系統可以包括更多、更少、或不同的部件并且可以具有多種不同的構造，包括在這里引用的電刺激系統參考文獻中公開的這些構造。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皮引線的引線本體106的遠端處或附近。經皮引線沿著引線本體106的長度可以是等直徑的。
[0030]電刺激系統或者電刺激系統的部件，包括一個或多個引線本體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。電刺激系統可以用于多種應用，包括但不限于脊髓刺激、腦刺激、神經刺激、肌肉刺激、心臟刺激等。
[0031]可以利用任何傳導