的穩固的接觸,而且允許在軟膜表面和柔性臂的非電極承載部分之間有間隙。這些間隙會適應脈動的脊髓擴張和收縮。
[0065]圖14和15中示出了具有下降的脊髓卡壓和對脊髓脈動的改善的適應的替代的貼片設計。圖14、15和15A的設備具有不完全的環形構造和彈性,使得設備能夠隨同脊髓輕緩地擴張和收縮。圖14的1-貼片變體70具有螺旋形附著臂72,而圖15和15A的交錯I貼片變體80具有交錯臂82。
[0066]圖14和15的設備進一步降低了在脊髓的給定橫截面部分中的機械收縮的程度。將向內力輕緩地施加在設備上以維持與脊髓接觸的凈效應通過“交錯排列”附著臂或者通過使用“螺旋形”配置的附著臂得以實現。
[0067]圖16和17中示出了 1-貼片施放器(IPA) 90。IPA 90將優選地使外科醫生能夠維持接收器28的1-貼片主組件的穩固的但可逆的附著(attachment)。在維持1-貼片與IPA 90的主組件的穩固附著時,外科醫生能夠以增量的、精確受控的以及可逆的方式調整1-貼片的柔軟的附著臂的位置。在1-貼片被置于脊髓的表面上且柔性附著臂位于其最終位置之后,IPA允許外科醫生安全地且有效地從IPA分離1-貼片。
[0068]IPA 90可作為手持式設備被使用,或者被附著到術中機械推進器設備。外科醫生通過控制插入設備桿92來控制IPA的位置(圖16)。穩定板94被附著到該桿92的端部。板94其輪廓被設置以匹配1-貼片設備28的彎曲,1-貼片設備28其輪廓進而被設置以匹配脊髓SC的彎曲。1-貼片主組件包含收發器天線和控制電路且剛好裝入IPA穩定板94中。
[0069]1-貼片柔性附著臂36自主組件延伸且其輪廓被設置以仿效脊髓表面S的彎曲。為了將1-貼片置于脊髓SC上,這些柔性臂36的遠端在插入過程中可被可逆地擴展。該功能通過將縫合線穿過位于柔性臂36終止點的孔眼96進行固定而實現。然后,雙股縫合線98穿過一系列島狀物100直至被固定到具有旋鈕102的縫合線張力調節桿。外科醫生旋轉該桿以調節延伸臂的形態。當1-貼片被插入到脊髓上時,調節桿被旋轉到達到所希望程度的柔性臂延伸的位置。一旦1-貼片處于所希望的位置,外科醫生便旋轉調節桿直至柔性臂返回其預制位置,形成整個1-貼片設備與脊髓表面的均勻的、輕緩的直接接觸。然后,外科醫生通過剪斷拉緊的縫合線從1-貼片解除IPA。剪斷的縫合線被輕緩地移除,接著再移除IPA。整個插入過程應當在約15秒內完成(圖17)。
[0070]1-貼片系統通常會包括將功率和命令信號無線發射給脊髓電極組件28的薄膜硬脊膜外設備40。該硬脊膜外設備元件40實現了下面的設計目標。可選地,功率/命令中繼設備和脊髓電極之間沒有物理連接(即沒有“栓系”)。沒有圍繞脊髓的CSF的物理性梗阻(避免了形成瘺管的風險)。可選地,沒有設備元件以會導致形成CSF瘺管的風險增加的方式穿透硬脊膜。無線傳輸跨越的距離、間隔可在不影響其它設備設計規格的情況下被做得盡可能短。
[0071]但是,硬脊膜外中繼設備40會暴露于隨著手術而來的一直在硬脊膜外腔中積聚的血液制品/血漿血清。在一些情況下,這些材料會積聚在硬脊膜外設備和硬脊膜之間的腔中,改變中繼設備和脊髓植入體之間的空間和電磁關系。雖然這通常不會是一個顧慮,但在某些情況下硬脊膜外和脊髓元件之間的電磁耦合可被影響,因為它對介入材料的相對空間關系和介電性質高度敏感。
[0072]硬脊膜內中繼設備(IDRD) 120可被用作硬脊膜外中繼元件40的替代物且在某些情況下可具有優異的運行特性。IDRD 120包括置于作為椎管背面的襯壁(line)的硬脊膜內表面上的薄膜功率/命令中繼設備主體122 (參見圖18至21)。柔軟的薄膜設備122其輪廓與背側椎管硬脊膜的彎曲表面相吻合且通過用縫合線124而被保持在適當的位置。它在脊髓電極陣列設備28被放置之后在硬脊膜閉合過程開始時進行放置。硬脊膜閉合過程與標準閉合過程沒有顯著不同。通過在引線纜(lead cable)出口位置使用簡單的“墊圈”夾緊方法,源自薄膜IDRD的引線纜周圍的CSF泄漏的風險被消除。手術后,IDRD主體122會與硬脊膜的內表面齊平。IDRD的低矮輪廓(low profile)不會阻塞CSF流。IDRD和脊髓電極陣列之間的空間關系不會被血液制品在硬脊膜外腔中的術后積聚改變。用于縫合硬脊膜的外科技術與伴隨“標準”的1-貼片的過程所使用的外科技術沒有明顯不同。只是需要額外的幾秒鐘來放置“墊圈”和夾緊設備,比如通過沿著柔性引線128滑動雙壓緊墊圈126越過凹槽130以便通過夾緊或墊圈壓緊設備140將該墊圈固定在適當位置上,同時硬脊膜在墊圈126和IDRD主體122的帶凸緣的、平的止回器132之間被夾緊。IDRD 120可被固定在切開的硬脊膜邊緣134內、硬脊膜10的表面下的位置上,留縫線136 (stay sutures)被置于IDRD主體122的近端和遠端。硬脊膜邊緣134可由縫合線138拉近,然后墊圈126可沿著引線128滑動越過凹槽130使得夾緊或墊圈壓緊設備140嚙合該凹槽。
[0073]圖22和23示出了可以是板載1-貼片脊髓植入體的電子元件的一實施方式。圖22示出了將功率和信息信號電感耦合到電路中的收發器線圈。橋接電路將ac信號轉換成dc電壓電平,以便將功率提供給電路的其余部分。復位信號從經由施密特觸發器(Schmitttrigger)的輸入脈沖產生。圖23示出了控制和脈沖電路的其它元件。這些元件包括產生脈沖列的鎖相回路,該脈沖列由計數器和3位到8行的解碼器進行操作,該解碼器利用單穩態多諧振蕩器將計數器的波列轉換為信號,所述信號被分發給選定電極。上述復位信號被用于在每個脈沖周期結束時使電路元件歸零。
[0074]圖24示出了背側脊柱軸突的軀體組織(somatotopical organizat1n)。本文所記載的設備、系統和方法的實施方式可通過選擇性地激勵陣列結構28中的電極來利用這種組織以便抑制(或以其它方式治療)病人的軀體對應部位的病灶疼痛。軸向區域T11、T12、LI和L2與下腰信號相關聯;L3、L4和L5與腿腳信號152相關聯;而S1-S4與骨盆信號154相關聯;使得施加到這些區域之一的刺激可提供對相關身體結構的疼痛的療效。要注意的是,通過采用直接接觸或者從該陣列的分立電極到脊髓的近場信號傳輸而限制刺激的橫向傳輸對下腰疼痛等的治療會特別有益,因為與下腰疼痛相關聯的軸突可位于鄰近背根入髓區DREZ處,且阻止寄生的(spur1us)或附隨的(collateral)信號傳輸給DREZ可提高療效和/或減少療法的有害作用。
[0075]圖25和25A示出了在脊髓和周圍硬脊膜之間橫向延伸的齒狀韌帶結構。更具體地,圖25是人類脊髓及周圍脊膜的剖面視圖的圖示。蛛網膜A緊靠厚外硬脊膜10。中間柔脊膜層IL位于蛛網膜A和軟脊膜之間。該層有孔且被附著到蛛網膜的內面。它被反折以形成背隔膜S。齒狀韌帶160存在于脊髓SC的任意一側上。齒狀韌帶的膠原核心與軟膜下的膠原質近中地且與硬脊膜膠原質橫向間隔地熔合,如該圖左側所示。可見蛛網膜下腔內的血管V沿著脊髓SC的表面延伸。由圖25A的穿過脊髓的軸向剖面中可見,背根162和腹根164可自脊柱SC向齒狀韌帶160的背側和腹側延伸,該齒狀韌帶通常將脊髓SC的左外側和右外側部分附著到沿著硬脊膜10的內表面的左側和右側區域。例如參考DavidS.Nicholas 等人的 “The Fine Anatomy of the Human Spinal Meninges,,(J.Neurosurg69:276-282 (1988))和 R.Shane Tubbs 等人的 “The Denticulate Ligament: Anatomy andFunct1nal Significance” (J.Neurosurg 94:271-275 (2001)),關于這些解剖結構的額外細節可被理解。
[0076]圖26和26A示出了具有受包括上述柔性襯底或襯背的主體172支撐的電極陣列34的1-貼片170的另一替代實施方式,此處的陣列被配置為嚙合脊髓SC的背側部分。諸如柔性臂174之類的齒狀韌帶附著特征自主體172的左側和右側橫向延伸,所述臂可選地包括與形成該主體的材料相同的襯底或襯背材料。這些臂或其它特征被構造來在脊髓的治療區域的任意一側上附著于左齒狀韌帶和右齒狀韌帶160以便支撐與脊髓的表面嚙合的陣列34。
[0077]齒狀韌帶提供了從側椎管壁延伸至與脊髓側表面上的軟蛛網膜熔合并附著的薄的、但拉伸強度高的纖維附著部(fibrous attachment),如橫截面中所示該纖維附著部近似在脊髓的“赤道”處。該位置及幾何形狀很適于將希望數量的向下/向內壓力輕緩地施加在1-貼片上,可選地不必求助于縫合線且不會將脊髓的任何“非目標”部分用作附著點。齒狀韌帶所支撐的1-貼片設備170的主體可在很大程度上或者完全是柔性的和/或彈性的。電極34可被排列以在脊髓的背柱內提供覆蓋范圍且可被嵌入柔性的硅酮型、生物相容的材料中。諸如附著臂174之類的齒狀韌帶附著特征可有更高的彈性,可選地沒有電子元件包含在它們之中,且可自該設備的電極承載主體部分橫向延伸。這些附著臂可以是薄的(可選地薄于電極陣列附近的襯底)、平的、和/或松軟的。所述附著臂可在鄰近相對于該陣列的端部“賦予(flair) ”較大的寬度,和/或可在這些端部處或在這些端部附近具有略微突起的密紋(groves)或紋理以幫助修剪、卷曲所述臂和/或將所述臂粘附接合到齒狀韌帶。
[0078]在植入過程中,齒狀韌帶支撐的1-貼片設備170可被居中置于脊髓的暴露背柱上。少量的支根可任選地被分段從而為附著臂創造空間(這也可用其它1-貼片實施方式完成)。每個附著臂的擴口端(flared end)可覆蓋在脊髓任意一側上的齒狀韌帶上。在病人處于俯臥位置的情況下,萬有引力會導致1-貼片的電極承載部分在背側脊髓上的輕度貼合。施加在1-貼片上的向下的萬有引力的量不會足夠大到