CN102186531A - 避免电极损伤的耳蜗组织保护 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种耳蜗植入装置，其是一个用于插入到耳蜗组织中固定位置中的电极壳。所述电极壳包括了部分包围植入电极的内部容积，以便暴露用于向耳蜗组织传递电刺激信号的电极接头。电极壳允许以对耳蜗组织的最小损伤来插入和移除植入电极。

Description

避免电极损伤的耳蜗组织保护

相关申请的交叉引用

本申请主张享有于2009年10月8日所申请的美国临时专利申请60/103,732的优先权，通过引用，将其合并于此。

技术领域

本发明涉及医疗植入体，更具体地涉及耳蜗植入系统。

背景技术

正常的耳朵如图1所示的那样通过外耳101向鼓膜(耳膜)102传送声音，所述鼓膜移动中耳103的骨头，其依次振动耳蜗104的卵圆窗和圆窗开口。耳蜗104是在其轴附近呈螺旋形缠绕了大约两圈半的狭长管道。耳蜗104包括被称为前庭阶的上部管道和被称为鼓阶的下部管道，二者通过耳蜗管连接。鼓阶形成了垂直螺旋锥，该垂直螺旋锥具有称之为蜗轴(modiolar)的中心，听觉神经113的螺旋神经节细胞存在于其中。响应于由中耳103所传送而接收的声音，液体填充的耳蜗104起着转换器的作用，用以生成电脉冲，所述电脉冲被传送到耳蜗神经113，最后被传送到大脑。当沿着耳蜗104的神经基质，而将外部声音转换为有意义的动作电位的能力存在问题时，听力便受损了。

在某些例子中，可通过耳蜗植入来设法解决听力损伤，所述耳蜗植入是用小电流来电刺激听觉神经组织，所述小电流由沿植入电极分布的多个电极接头所传递。附图1显示了典型耳蜗植入系统的某些部件，其中外部麦克风向外部信号处理级111提供音频信号输入，所述外部信号处理级111执行各种公知信号处理方案中的一个。外部信号处理级111将所处理的信号转换为数字数据格式，例如数据帧序列，用于将其传送到植入接收器108中。除提取音频信息外，植入接收器108可执行额外的信号处理，例如纠错、脉冲形成等，并产生通过连接线109向植入电极110发送的刺激模式(基于提取的音频信息)。一般而言，该植入电极110包括多个在其表面的电极，该电极提供耳蜗104的选择性刺激。

由于穿过耳蜗104移动植入电极110的刚性、摩擦和碰撞，使得植入电极110的插入和放置，以及将植入电极110插入到耳蜗104中会导致耳蜗组织损伤。例如，插入植入电极110可能损坏软组织、膜、薄骨架(thin bony shelves)、血管、神经元等。在多个插入的例子中，损害可能累加。此外，因为设备失效或老化而移除和替换植入电极110也是个严重的问题。例如，具有少许残余听力的患者如今接收混合植入系统，该系统还包括声音-机械刺激部件，当移除或替换植入电极110时可能将会发生进一步的听力损失。另外，存在有使用治疗药物来在所插入的植入电极110周围再生神经组织的研究，因为到达电极的任意新神经组织的生长可能会被破坏或毁坏，所以当电极移除时这将遭受灾难性的后果。

因此，植入电极110的设计者努力工作，以确保其是柔软和柔性的，从而最小化插入损伤。植入电极110还被限制为具有平滑外表的均匀外部特征。在内耳某些区域中插入电极的影响也通过使用一个预成形(例如：预弯曲)的植入电极110而设法解决。但是与因植入电极110的多次外植(explanation)和再植(re-implantion)所累积的永久损伤相关的难题还未被设法解决。

发明内容

本发明的实施例涉及用于插入到耳蜗组织中固定位置的耳蜗植入电极壳。该电极壳包含了部分包围植入电极的内部容积，以便暴露用于向耳蜗组织传递电刺激信号的电极接头。

电极壳还可包括用于将植入电极从电极壳释放的电极释放连接，用于以对耳蜗组织最小化的损伤将缩回植入电极。此外或可选地，该电极壳可包括用于捕捉电极壳内植入电极的电极捕捉连接，用于以对耳蜗组织最小化的损伤来插入植入电极。

在进一步的具体实施例中，电极壳可包括用于释放到耳蜗组织的治疗物质，例如是电极壳外表面的涂层，或是集成到电极壳体内的物质。还可能有位于电极壳外表面的润滑涂层，用以减少插入耳蜗组织的摩擦。

电极壳也可能提供电极接头与电极壳周围的耳蜗组织的电绝缘。电极壳也可定向地对电刺激信号进行整形，用以将其导向具体目标位置。

电极壳可由聚合物质组成。电极壳可被预弯曲，用于恰当地装配到固定位置。最初电极壳还可以是柔性的，以用于插入到固定位置，而随后在插入到固定位置后，其变硬且变得不是柔性的。

本发明的实施例还包括一种根据以上任意一个电极壳覆盖的耳蜗植入电极。

附图简要说明

图1示出了具有典型耳蜗植入系统的人耳元件。

图2示出了电极壳实施例的透视图和截面图。

图3示出了电极壳可供选择的漏斗状实施例。

图4示出了耳蜗组织内实施的电极壳的图像。

具体实施方式

本发明的实施例涉及组织保护器，该组织保护器保护周围的耳蜗组织不受电极插入和移除的损伤。提供用于插入到耳蜗组织的固定位置的电极壳。电极壳的内部容积部分地包围植入电极，以便暴露用于向耳蜗中的音频神经组织传递电刺激信号的电极接头。电极壳允许以对耳蜗组织具有最小化的损伤来插入和移除植入电极。例如，通过保留植入电极附近的神经组织、使用永久位于体位置处的适当位置的电极壳，可将刺穿电极植入到目标位置，比如说下丘、皮质、耳蜗核或听觉神经的里面或附近，并且取出和重植入电极是便利的。

图2A显示了透视图，而图2B显示了电极壳200具体实例的截面图，所述电极壳200保护耳蜗组织不受植入电极的直接摩擦和碰撞的影响。电极壳200在外形上和植入电极相似并且比植入电极稍大，所以植入电极能够容易地滑入和滑出。聚合物绝缘体保护器201提供主要的结构支撑，并包围了内部容积202，所述内部容积202覆盖了某些或所有的植入电极。绝缘体保护器201还提供与其他组织区域的电绝缘，至少在植入电极和其结构结构(features)周围的附近区域提供电绝缘。导电金属网格203具有开口，通过以最小化的电流损失通过横向耳蜗壁，允许电流流入所期望区域中，所述开口允许植入电极上的电极接头电力地将电刺激信号传递到目标音频神经组织。在其他实施例中，可将接头开口对称地放置于整个电极壳200周围，或仅仅置于特殊位置，或仅仅置于电极壳200的一端。

电极壳200的实施例起组织保护器的作用，通过给植入电极加缓冲，所述组织保护器最小化或抑制了大量的插入损伤。除电极壳200的最初插入以外，保护受影响的组织不受进一步的损害。电极壳200的实施例也可允许植入电极的表面和外部特性变得更加复杂、不平滑和不均匀。由于没有了过去对表面平滑度、圆度和均匀度的限制，这允许新电极设计的开发。例如，植入电极现在可基于具有非常薄外形和尖锐的边缘的薄膜电极。在这种实施例中，电极壳200能够吸收和偏转电极的尖锐特征，而不会对附近组织造成伤害。

一旦处于适当位置并被配置于其最终的固定位置(不管是鼓阶位置，还是在脑干中)，电极壳200保持在原处并提供用于插入和移除植入电极的引导管道。在植入电极插入期间，电极壳200分散来自抵靠电极壳200的植入电极的插入压力，而非使其直接作用在周围组织上。这样，电极插入的受力被更广泛地分布，且发生更少的损伤。

电极壳200通常与植入电极一起植入，且用于保持永久地固定于体内，虽然电极壳200还可能被设计用于必要时从体内移除或恢复。电极壳200也可与插入身体组织的植入电极一起，作为完整单元而被载入。可选地，可先将电极壳200插入组织，之后将植入电极插入电极壳200中。可容易地将植入电极从电极壳200中移除，而使得所述电极壳保持在适当位置。同样的或新的植入电极可被重载入到电极壳200中，而不对周围组织造成额外的损害。如果自从最初将植入电极插入到电极壳200以来已发生了组织或神经生长，则因为电极壳200容纳和保护了新的生长，所以从电极壳200中插入或移除植入电极将导致非常少的额外破坏。

为电极壳200涂覆例如用于促进神经再生和增长因子的抗生素或药物的治疗药剂，或者涂覆组织附着促进剂(promoter)也可能是有用的。或者，这种治疗药剂可集成到电极壳200的部分或所有材料中，以通过治疗药剂的洗脱而被释放。此外或可替换地，可用润滑剂整体或部分地涂抹电极壳200，用以减少插入摩擦。

电极壳200可被预成形，用以更适于安置。例如，电极壳200可被预弯曲成包围耳蜗轴。电极壳200的实施例在室温下和插入期间可以是相对柔软的，之后随着时间、热度、水合作用或这些因素的组合而变硬和变得更加有刚性。随后在电极壳200变的有刚性之后，其提供用于植入电极插入的指向通道。可选地或额外地，电极壳200可被折叠，用于插入到狭小空间内，随之在插入后，通过释放机制来配置该电极壳，例如，通过机械的、温度的、水压的、水合作用、温度或形状记忆作用来配置该电极壳。在另一实施例中，电极壳200可以是关节式结构，其能够容易地沿着诸如耳蜗的腔的长度而弯曲，还能够获得耳蜗通道的向上螺旋形结构。

在插入植入电极之前使用电极壳200的一个优点在于：因为不像现有技术中的植入电极，所以可以特意地将电极壳200设计成允许以最小损伤而插入到给定体腔中，该电极壳200并不受由电极线和接头以及它们的封装(硅酮(硅树脂))所施加的约束的负担。当然，电极壳200可由任意不引起排斥的有机材料组成，例如聚合物、或金属与聚合物的混合体。另一个优点在于：电极壳200可被成形、操作和涂覆，而无需担心破坏或毁坏关键电极部件，例如导线、接头、压缩胶囊等。

电极壳200可被设计成完全插入到内耳开窗(cochleostomy)中，因此在内耳开窗位置处只需要一个开口。或者不是通过内耳开窗而插入，电极壳200可被具体地设计成具有通过圆窗而插入的弯管(elbow)形，而且仍然引导植入电极平稳地滑入耳蜗。

图3示出了漏斗状电极壳300的实例，其中，外部顶端301保护周围组织，使之不受植入电极的尖端的影响。电极壳300和常规植入电极相比，通常更为柔软和易于插入。内部顶端302具有能够接收柔性杆插入工具的球状末端的球截面形状，所述柔韧杆插入工具用于将电极壳300推入到耳蜗内所期望的位置上(例如，参见附图4A-B中的电极壳400)。内部顶端302还形成了电极捕捉连接，用于当插入完成时，捕捉电极壳300内的植入电极末端；并且相似地，其形成了电极释放连接，使得如果之后需要移除电极，则用于缩回所述植入电极，以从电极壳300释放植入电极。

虽然已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明的真正范围的情况下而做出各种变化和修改，这将获得本发明的某些优点。

Claims (13)

1.一种耳蜗植入装置，包括：

电极壳，所述电极壳用于插入到耳蜗组织内的固定位置，所述电极壳包括用于部分地包围植入电极的内部容积，以便暴露用于向所述耳蜗组织传递电刺激信号的多个电极接头。

2.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳包括用于从所述电极壳释放所述植入电极的电极释放连接，从而以对所述耳蜗组织最小的损伤来缩回所述植入电极。

3.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳包括用于捕捉电极壳内所述植入电极的电极捕捉连接，从而以对所述耳蜗组织最小的损伤来插入所述植入电极。

4.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳包括用于释放到所述耳蜗组织的治疗物质。

5.根据权利要求4的装置，其中，所述治疗物质是所述电极壳的外表面的涂层。

6.根据权利要求4的装置，其中，所述治疗物质被集成到所述电极壳体内。

7.根据权利要求1的装置，还包括：

位于所述电极壳的外表面的润滑涂层，用以减少插入所述耳蜗组织的摩擦。

8.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳还提供电极接头与所述电极壳周围的耳蜗组织的电绝缘。

9.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳还提供所述电刺激信号的定向整形。

10.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳由聚合物质组成。

11.根据权利要求1的装置，其中，所述电极壳被预弯曲，用于恰当地装配到固定位置。

12.根据权利要求1的装置，其中，最初所述电极壳是柔性的，用于插入到固定位置，而之后，在插入到所述固定位置后所述电极壳变硬且变得有刚性。

13.一种由权利要求1到12中任意一个的电极壳所覆盖的耳蜗植入电极。

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