CN105339040A - 用于背角刺激的桨状导线和导线布置以及使用该导线的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于背角刺激的脊髓刺激导线，包括：桨状主体，其具有远端、近端和从远端延伸到近端的纵向长度；至少一个导线主体，其具有远端部、近端部和纵向长度，所述至少一个导线主体中的每一个的远端部耦接至桨状主体的近端；布置在桨状主体上的电极，其中，电极形成至少两个纵向列，所述至少两个纵向列包括第一列和第二列，且第一列和第二列中心到中心横向地隔开至少7mm；端子，其沿着所述至少一个导线主体的近端部布置；和导体，其将端子电耦接至电极。

Description

用于背角刺激的桨状导线和导线布置以及使用该导线的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2013年6月27日提交的美国临时专利申请No.61/840,240的35U.S.C.§119(e)的权益，该美国临时专利申请通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及可植入电刺激系统和制造及使用这些系统的方法的领域。本发明还涉及用于背角刺激的具有电极的可植入电刺激导线以及制造和使用这些导线和电刺激系统的方法。

背景技术

已经证明可植入电剌激系统在各种疾病和紊乱中具有疗效。例如，脊髓刺激系统已经被用作用于治疗慢性疼痛综合症的治疗方法。功能性电刺激系统已经被应用于恢复脊髓受伤病人的瘫痪四肢的一些功能。

已经研发了刺激器来为各种处理提供治疗。刺激器可以包括控制模块(具有脉冲发生器)、一根或多根导线、和各根导线上的刺激器电极阵列。刺激器电极接触或靠近将被刺激的神经、肌肉或其它组织。控制模块中的脉冲发生器产生由电极输送至人体组织的电脉冲。

发明内容

一个实施例是脊髓刺激导线，该脊髓刺激导线包括：桨状主体，其构造且布置成被植入到病人体内以刺激病人的脊髓的一部分，该桨状主体具有远端、近端和从远端延伸到近端的纵向长度；至少一个导线主体，其具有远端部、近端部和纵向长度，所述至少一个导线主体中的每一个的远端部耦接至桨状主体的近端；布置在桨状主体上的电极，其中，电极形成至少两个纵向列，所述至少两个纵向列包括第一列和第二列，其中，第一列和第二列中心到中心横向地隔开至少7mm；端子，其沿着所述至少一个导线主体的近端部布置；和导体，其将端子电耦接至电极。

另一个实施例是脊髓刺激系统，该脊髓刺激系统包括上述脊髓刺激导线和可耦接至脊髓刺激导线的控制模块。

又一个实施例是脊髓刺激的方法。该方法包括将至少一个电剌激导线植入在病人的脊髓上，使得第一列电极布置在脊髓的第一背角上，并且第二列电极布置在脊髓的与第一背角相对的第二背角上；将所述至少一个电剌激导线耦接至控制模块；和使用第一列电极或第二列电极中的至少一个电极将由控制模块产生的刺激电流施加至第一或第二背角中的至少一个。

附图说明

参照下列附图描述本发明的非限制性且非详尽实施例。在附图中，遍及各图，相似的附图标记表示相似的部分，除非另外指定之外。

为了更佳地理解本发明，现在将对下面的具体实施方式进行参考，将结合附图阅读具体实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的包括电耦接至控制模块的导线的电刺激系统的一个实施例的示意视图；

图2A是根据本发明的图1的控制模块的一个实施例的示意视图，控制模块构造且布置成电耦接至细长装置；

图2B是根据本发明的导线延伸部的一个实施例的示意视图，导线延伸部被构造成并且被布置成将图2A的细长装置电耦接至图1的控制模块；

图3是脊髓的一部分的示意截面图；

图4是根据本发明的桨状导线的桨状部的一个实施例的示意俯视图；

图5是根据本发明的桨状导线的桨状部的第二实施例的示意俯视图；

图6是根据本发明的桨状导线的桨状部的第三实施例的示意俯视图；

图7是根据本发明的桨状导线的桨状部的第四实施例的示意俯视图；

图8是根据本发明的桨状导线的桨状部的第五实施例的示意俯视图；

图9是根据本发明的桨状导线的桨状部的第六实施例的示意俯视图；

图10是根据本发明的用于电刺激的四个柱状导线主体的远端的布置的一个实施例的示意俯视图；

图11是根据本发明的用于电刺激的四个柱状导线主体的远端的布置的第二实施例示意俯视图；

图12是根据本发明的刺激系统的部件的一个实施例的示意图，该刺激系统包括布置在控制模块内的电子子组件。

具体实施方式

本发明涉及可植入电刺激系统和制造及使用这些系统的方法的领域。本发明还涉及用于背角刺激的具有电极的可植入电刺激导线以及制造和使用导线和电刺激系统的方法。

适当的可植入电剌激系统包括但不限于：至少一根导线，其具有沿着导线的远端布置的一个或多个电极；和沿着导线的一个或多个近端布置的一个或多个端子。导线包括例如经皮导线和桨状导线。在例如美国专利No.6,181,969；6,516,227；6,609,029；6,609,032；6,741,892；7,244,150；7,450,997；7,672,734；7,761,165；7,783,359；7,792,590；7,809,446；7,949,395；7,974,706；8,175,710；8,224,450；8,271,094；8,295,944；8,364,278和8,391,985；美国专利申请公布2007/0150036；2009/0187222；2009/0276021；2010/0076535；2010/0268298；2011/0005069；2011/0004267；2011/0078900；2011/0130817；2011/0130818；2011/0238129；2011/0313500；2012/0016378；2012/0046710；2012/0071949；2012/0165911；2012/0197375；2012/0203316；2012/0203320；2012/0203321；2012/0316615中发现具有导线的电剌激系统的示例，所有这些美国专利通过引用并入。

图1示意性地示出电刺激系统100的一个实施例。电剌激系统包括控制模块(例如，刺激器或脉冲发生器)102和可耦接至控制模块102的导线103。导线103包括桨状主体104和一个或多个导线主体106。在图1中，导线103被示出为具有两个导线主体106。应理解，导线103可以包括任何适当数量的导线主体，包括例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个导线主体106。电极(诸如电极134)阵列133布置在桨状主体104上，并且端子(例如，图2A-2B中的210)阵列沿一个或多个导线主体106中的每一个布置。

导线103能够以任意适当的方式耦接至控制模块102。在图1中，导线103被示出为直接耦接至控制模块102。在至少一些其它实施例中，导线103经一个或多个中间装置耦接至控制模块102。例如，在至少一些实施例中，一个或多个导线延伸部224(参见例如，图2B)能够布置在导线103与控制模块102之间以在导线103与控制模块102之间延伸一定的距离。除了一个或多个导线延伸部之外或代替一个或多个导线延伸部，可以使用其它中间装置，包括例如，分离器、适配器等或其组合。应理解，在电剌激系统100包括布置在导线103与控制模块102之间的多个细长装置的情况下，中间装置可以被构造成任意适当的布置。

控制模块102通常包括连接器壳体112和密封的电子壳体114。电子子组件110和可选电源120布置在电子壳体114中。控制模块连接器144布置在连接器壳体112中。控制模块连接器144被构造成并且被布置成在导线103与控制模块102的电子子组件110之间实现电连接。

电剌激系统或包括桨状主体104、导线主体106中的一个或多个和控制模块102的电剌激系统的部件通常被植入到病人体内。电剌激系统可以被用于包括但不限于神经刺激、脊髓刺激、肌肉刺激等的各种应用。

电极134可以使用任意导电的生物相容性材料形成。适当的材料的示例包括金属、合金、导电聚合物、导电碳等及其组合。在至少一些实施例中，电极134中的一个或多个由铂、铂铱、钯、钯铑或钛中的一个或多个形成。

任何适当数量的电极134可以布置在桨状主体上，包括例如四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十四个、十六个、二十四个、三十二个或更多个电极134。电极134可以以任意适当的布置设置在桨状主体104上。在图1中，电极134布置成两列，其中每列具有八个电极134。

桨状主体104的电极通常布置在非导电生物相容性材料中或由非导电生物相容性材料隔开，所述非导电生物相容性材料诸如例如硅树脂、聚氨酯、聚醚醚酮(“PEEK”)、环氧树脂等或其组合。桨状主体104和一个或多个导线主体106可以通过任意处理以期望的形状形成，所述任意处理包括例如模制(包括注射模制)、铸造等。非导电材料通常从桨状主体104延伸到一个或多个导线主体106中的每一个的近端。桨状主体104和一个或多个导线主体106的非导电生物相容性材料可以是相同的或不同的。桨状主体104和一个或多个导线主体106可以是整体结构或能够形成为两个独立的结构，所述两个独立的结构永久地或可拆卸地耦接在一起。

端子(例如，图2A-2B中的210)通常沿着电剌激系统100(以及任意分离器、导线延伸部、适配器等)的一个或多个导线主体106的近端布置以便电连接到对应的连接器触头(例如，图2A-2B中的214)。连接器触头布置在连接器(例如，图1-2B中的144；和图2B中的222)中，这些连接器进而布置在例如控制模块102(或导线延伸部、分离器、适配器等)上。电导线、电缆等(未示出)从端子延伸到电极134。通常，一个或多个电极134电耦接至各个端子。在至少一些实施例中，各个端子仅连接到一个电极134。

电导线(“导体”)可以嵌入导线主体106的非导电材料中或可以布置在沿着导线主体106延伸的一个或多个腔(未示出)中。在一些实施例中，对于各个导体，存在单独的腔。在其它实施例中，两个或更多个导体延伸过腔。在一个或多个导线主体106的近端处或靠近一个或多个导线主体106的近端，也可能存在敞开的一个或多个腔(未示出)，例如用于插入探针以促进将一个或多个导线主体106放置在病人体内。另外，在一个或多个导线主体106的远端处或靠近一个或多个导线主体106的远端，可能存在敞开的一个或多个腔(未示出)，例如用于将药物或药剂注射至一个或多个导线主体106的植入部位中。在至少一个实施例中，不断地或在有规律的基础上用盐水、硬膜外流体等冲洗一个或多个腔。在至少一些实施例中，一个或多个腔可永久地或可移除地密封在远端处。

图2A是一个或多个细长装置200的近端的一个实施例的示意侧视图，所述一个或多个细长装置200被构造并且被布置用于耦接至控制模块连接器144的一个实施例。一个或多个细长装置可包括例如图1的导线主体106中的一个或多个、一个或多个中间装置(例如，分离器、图2B导线延伸部224、适配器等或其组合)或其组合。

控制模块连接器144限定至少一个端口，细长装置200的近端能够插入到该至少一个端口中，如由定向箭头212a和212b所示。在图2A(以及在其它图)中，连接器壳体112被示出为具有两个端口204a和204b。连接器壳体112可以限定任何适当数量的端口，包括例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个端口。

控制模块连接器144还包括多个连接器触头，诸如布置在各个端口204a和204b内的连接器触头214。当将细长装置200插入到端口204a和204b中时，连接器触头214可以对准沿着细长装置200的近端布置的多个端子210以将控制模块102电耦接至布置在导线103的桨状主体104上的电极(图1的134)。在例如美国专利No.7,244,150和8,224,450中找到控制模块中的连接器的示例，这些美国专利通过引用并入。

图2B是电剌激系统100的另一个实施例的示意侧视图。电剌激系统100包括导线延伸部224，该导线延伸部224构造且布置成将一个或多个细长装置200(例如，图1的导线主体106中的一个、分离器、适配器、另一个导线延伸部等或其组合)耦接至控制模块102。在图2B中，导线延伸部224被示出为耦接至限定在控制模块连接器144中的单个端口204。另外，导线延伸部224被示出为构造且布置成耦接至单个细长装置200。在替代实施例中，导线延伸部224被构造并且布置成耦接到限定在控制模块连接器144中的多个端口204(例如，图1的端口204a和204b)，或被构造并且布置成接收多个细长装置200(例如，图1的两个导线主体106),或两者。

导线延伸连接器222被布置在导线延伸部224上。在图2B中，导线延伸连接器222被示出为布置在导线延伸部224的远端226处。导线延伸连接器222包括连接器壳体228。连接器壳体228限定至少一个端口230，细长装置200的端子210能够插入到该至少一个端口230中，如由定向箭头238所示。连接器壳体228还包括多个连接器触头，诸如连接器触头240。当将细长装置200插入到端口230中时，布置在连接器壳体228中的连接器触头240能够对准细长装置200的端子210以将导线延伸部224电耦接至沿着导线(图1中的103)布置的电极(图1的134)。

在至少一些实施例中，导线延伸部224的近端同样地被构造并且被布置为导线103(或其它细长装置200)的近端。导线延伸部224可以包括多个导电线(未示出)，所述多个导电线将连接器触头240电耦接至导线延伸部224的与远端226相对的近端248。在至少一些实施例中，布置在导线延伸部224中的导线可以将电耦接至沿着导线延伸部224的近端248布置的多个端子(未示出)。在至少一些实施例中，导线延伸部224的近端248被构造成并且被布置用于插入到布置在另一个导线延伸部(或另一个中间装置)中的连接器中。在其它实施例中(并且如图2B中所示)，导线延伸部224的近端248构造且布置成用于插入到控制模块连接器144中。

对病人组织(诸如，脊髓)的刺激在减轻疼痛以及提供其它治疗方面可能是有用的。已经发现，利用高于通常刺激背柱的常规刺激装置的脉冲频率或低于常规装置的脉冲宽度，可以在背角区域中产生刺激，同时常常降低感觉异常的不利的副作用。可以使用相对低的脉冲宽度(例如，30μs或更小)来刺激背角。常规脊髓刺激系统通常使用200μs或更大的脉冲宽度。据信，低脉冲宽度允许补充脊髓的背角中的神经末梢或突触，这可能导致疼痛传递的调谐而没有能够导致感觉异常的到大脑的动作电位的顺向传导。认为发生这种情况是因为脊髓的背角中的末梢对低脉冲宽度非常敏感，并且因为在较小的纤维中产生的动作电位更加难以引出在较大直径的突触后纤维中的动作电位。

图3示意性地图示出由硬脑膜304包围的脊髓302的横向截面图。脊髓302包括中线306和多个高位，脊髓神经312a和312b从所述高位多个延伸。在图3A中，脊髓神经312a和312b被示出为在特定脊髓高位处经对应的背根314a和314b以及腹(或前)根316a和316b附接到脊髓302。通常，背根314a和314b将感觉信息中继到脊髓302，并且腹根316a和316b将马达信息从脊髓302向外中继。

如图3中所示，脊髓302还包括背(或后)柱320和背(或后)角322。常规桨状导线具有被布置成刺激背柱的电极。与常规导线相反，除了刺激背柱以外或作为刺激背柱的替代，桨状导线可以被设计为刺激背角。这些桨状导线包括沿着桨状部的电极列，因为背角在背柱的外部，所以与用于背柱刺激的电极相比，沿着桨状部的电极列横向地隔开更远。例如，为了刺激背角，电极列可以横向地隔开7mm至12mm(中心到中心)或以上。许多桨状导线具有不超过8mm或更小的侧向宽度，并且因此，在两个电极列之间的中心到中心侧向间距处于6mm或更小的范围内。

下述导线中的每一根包括桨状部，所述桨状部具有两个电极列，所述两个电极列被布置成刺激脊髓的两个背角。在至少一些实施例中，下述导线中的每一个具有以至少7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、或12mm或以上的侧向间距(中心到中心距离)布置的两列。在至少一些实施例中，下述导线中的每一根具有两列，所述两列以至少等于在脊髓的胸部、腰部、或颈部(或对于在任意区域内任意特定脊椎高位(或相邻的高位的范围，例如，T8-T10))中的一个的一般成年人(或男性成年人或女性成年人)的背角的端部之间的平均分隔距离的侧向间距(中心到中心距离)布置。如下所述，桨状部还可以包括被布置成刺激病人的背柱的其它电极。

相对于图4-9中所示的实施例，在那些实施例中的等效结构的附图标记仅在第一数字上不同。例如，附图标记404、504、604、704、804、和904均表示桨状部。应理解，除非另外指示，下文相对于具体实施例的结构的任意讨论也适用于其它实施例中的等效结构。例如，除非另外指示，关于电极434a的任意描述也适于电极534a、634a、734a、834a和934a。

桨状导线可以包括位于桨状部上以提供背角刺激的电极和位于桨状部上以提供背柱刺激的其它电极。图4示出桨状导线的桨状部404，一个或多个导线主体406从桨状部延伸。桨状部404包括位于桨状部上的电极434a列440a、电极434a列440b，使得当靠近脊髓植入桨状导线时(例如，在硬膜外腔中)，电极434a列440a、电极434a列440b可以被用来刺激脊髓的背角。列440a、440b之间的中心到中心距离由线446指示。

列440a、440b中的每一个可以包括许多电极434a，包括但不限于一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十二个、十六个或更多个电极。列440a、440b中的每一个中的电极434a可以以均匀方式(如图4所示)或以任意其它规则或不规则模式纵向地隔开。电极434a在大小和形状上可以相同或在大小或形状上可以不同。列440a、440b可以具有相同数量的电极434a或不同数量的电极。列440a、440b相对于电极434a的布置可以相同或可以不同。一列中的电极可以对准另一列中的电极或它们可以不对准或其任意组合。

桨状部404还包括电极434b列442a、442b、442c、442d，电极434b列442a、442b、442c、442d布置在桨状部上，使得它们可以用来刺激脊柱。该布置的相邻列之间的中心到中心侧向间距总体上不超过6mm、5mm、4mm、3mm或2mm并且可以在1mm至5mm的范围内。整个布置总体上使得在两个最外面的列442a、442d之间的中心到中心侧向间距不超过6mm并且可以在1mm至5mm的范围内。

桨状部404被图示为具有用于刺激背柱的四个列442a、442b、442c、442d，但是应理解，这样的布置可以具有任意数量的列，包括但不限于一列(参见，例如，图6和图7)、二列(参见，例如，图9)、三列(参见，例如，图5)、四列、六列或更多列。列442a、442b、442c、442d中的每一个可以包括任意数量的电极434b，包括但不限于一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十二个、十六个或更多个电极。在至少一些实施例中，列中的一个被布置在桨状部的中线上(参见，例如，图5、图6和图7)。

列442a、442b、442c、442d中的每一个中的电极434b可以以均匀方式(如图4所示)或以任意其它规则或不规则模式纵向地隔开。电极434b在大小和形状上可以相同或在大小或形状上可以不同。列442a、442b，442c、442d可以具有相同数量的电极434b或不同数量的电极。列442a、442b、442c、442d相对于电极434b的布置可以相同或可以不同。一列中的电极可以对准任意其它列中的电极或它们可以不对准或这些情况的任意组合。例如，在图4中，列442a的电极对准列442d的电极，并且列442b的电极对准列442c的电极，但是列442a的电极不对准列442b和442c的电极。

用于背角刺激的电极列(例如，列440a、440b)可以与用于背柱刺激的电极列(例如，列442a、442b、442c、442d)纵向地分离，如图4和图5所示，或两组列可以纵向地重叠，其中，重叠是局部的，如图6和图7所示，或重叠是全的，如图9所示。如果在两组列之间存在纵向距离，则在至少一些实施例分隔距离在1mm至6mm的范围内，并且可以是至少1mm、2mm、3mm、4mm或5mm。如果两组列重叠，则用于背角刺激的电极列中的电极可以在搭接区域中与用于背柱刺激的电极列中的电极对齐(参见，图9)或不对齐(参见，图6和图7)。

桨状部可以是均匀的宽度(除在近端和远端处)，如在图4和图6-9中所示。在其它实施例中，桨状部可以是非均匀的宽度，如图5所示。例如，桨状部在区域550中可以更窄而在区域552中可以更宽，用于背柱刺激的电极驻留在区域550中，用于背角刺激的电极驻留在区域552中。该非均匀桨状部宽度可以被应用于例如图4和图6的桨状部构型。

图5示出桨状导线的桨状部504，一个或多个导线主体506从桨状部延伸。桨状部504包括电极534a列540a、电极534a列540b，电极534a列540a、电极534a列540b位于桨状部上以当靠近脊髓植入桨状导线时(例如，在硬膜外腔中)刺激脊髓的背角。桨状部504还包括电极534b列542a、542b、542c，电极534b列542a、542b、542c布置在桨状部上以刺激背柱。列542b具有比列542a、542c更多的电极534b。当植入桨状部504时，列542b可以植入在脊髓的中线上，并且列542b的电极534b可以用于例如至少部分地重复刺激，该刺激可以使用常规等直径经皮导线沿着中线实现。

图6示出桨状导线的桨状部604，一个或多个导线主体606从桨状部延伸。桨状部604包括电极634a列640a、电极634a列640b，电极634a列640a、电极634a列640b位于桨状部上以当靠近脊髓植入桨状导线时(例如，在硬膜外腔中)刺激脊髓的背角。在每列640a、640b中存在八个电极634a。桨状部604还包括十六个电极634b的列642a，十六个电极634b的列642a布置在桨状部上以刺激背柱。列642a具有比列640a、640b更多的电极。当植入桨状部604时，列642a可以植入在脊髓的中线上，并且列642a的电极634b可以用于例如至少部分地重复刺激，该刺激可以使用常规等直径经皮导线沿着中线实现。

图7示出桨状导线的桨状部704，一个或多个导线主体706从桨状部延伸。桨状部704包括电极734a列740a、电极734a列740b，电极734a列740a、电极734a列740b位于桨状部上以当靠近脊髓植入桨状导线时(例如，在硬膜外腔中)刺激脊髓的背角。在每列740a、740b中存在六个电极734a。桨状部704还包括二十个电极734b的列742a，二十个电极734b的列742a布置在桨状部上以刺激背柱。列742a具有比列740a、740b更多的电极。当植入桨状部704时，列742a可以植入在脊髓的中线上，并且列742a的电极734b可以用于例如至少部分地重复刺激，该刺激可以使用常规等直径经皮导线沿着中线实现。

在一些实施例中，桨状部不包括特别地被布置用于背柱刺激的电极(但是对背角的刺激也可能导致对背柱的一些刺激。)。图8示出桨状导线的桨状部804，一个或多个导线主体806从桨状部延伸。桨状部804包括电极834a列840a、电极840a列840b，电极834a列840a、电极840a列840b位于桨状部上以当靠近脊髓植入桨状导线时(例如，在硬膜外腔中)刺激脊髓的背角。在至少一些实施例中，可以使得两列840a、840b之间的桨状部804的一部分(诸如，沿着桨状部的长度纵向地延伸的桨状部的中心部分)特别地沿着侧向方向比桨状部的其它部分的柔性大得多，使得桨状部可以环绕脊髓的大致圆筒形状更容易地弯曲。通过例如使用不同的材料用于该部分或使用具有较低硬度或较高柔性的相同的一般材料(例如，聚氨酯或硅树脂)或将桨状部在该区域中制得更细，可以将桨状部的该部分制成柔性的。应理解，桨状部的类似的柔性部分可以合并到本文所描述的另一个浆状部的任意部分中。

图9示出桨状导线的桨状部904，一个或多个导线主体906从桨状部延伸。桨状部904包括电极934a列940a、电极934a列940b，电极934a列940a、电极934a列940b位于桨状部上以当靠近脊髓植入桨状导线时(例如，在硬膜外腔中)刺激脊髓的背角。桨状部904还包括电极934b列942a、942b，电极934b列942a、942b布置在桨状部上以刺激背柱。

本文公开了可以靠近脊髓(例如，在硬膜外腔中)植入并且耦接至控制模块以通过电极为背角或背柱中的一者或两者提供刺激脊髓或其任意组合的桨状导线中的任一种。

替代地，可以使用柱状导线主体代替桨状部，诸如来自经皮导线的那些柱状导线主体。图10示出四个柱状导线主体1040a、1042a、1042b、和1040b，所述四个柱桨状导线主体1040a、1042a、1042b、和1040b以与图9的桨状部904的布置类似的布置被布置。导线主体1040a、1040b包括环电极1034a并且被植入以刺激背角。导线主体1042a、1042b包括环电极1034b并且被植入以刺激脊柱。导线主体1040a、1042a、1042b、和1040b可以都是单独经皮导线的远端，或两个或更多个导线主体可以在接近图10中所示的部分耦接在一起。在例如美国专利No.8,332,049和美国专利申请公布No.2010/0070009；2011/0009933；2011/0029052；2012/0215295；和2012/0316610中可以找到具有单个或多个导线主体的经皮导线的进一步的描述，所有这美国专利通过引用并入本文。

图11示出四个柱状导线主体1140a、1142a、1142b、和1140b的类似的布置。这些导线主体上的电极1034a、1034b是分段电极。每个分段电极环绕导线主体的圆周仅以部分方式(例如，不超过75％、67％、60％、50％、40％、33％、25％、20％、17％、或15％或更小)延伸。在一些实施例中，在每个纵向位置处，可能存在环绕导线的圆周布置的多个分段电极。例如在美国专利申请公布No.2010/0268298；2011/0005069；2011/0130803；2011/0130816；2011/0130817；2011/0130818；2011/0078900；2011/0238129；2012/0016378；2012/0046710；2012/0071949；2012/0165911；2012/197375；2012/0203316；2012/0203320；2012/0203321中可以找到分段电极的进一步的描述，所有这些美国专利申请通过引用并入本文。还应理解，导线主体可以包含环电极和分段电极的任意组合，并且也可以在导线的端部处包含末端电极。

图12是包括布置在控制模块内的电子子组件1210的电刺激系统1200的部件的一个实施例的示意图。应理解，电刺激系统可以包括更多、更少或不同的部件，并且可以具有各种不同的构造，包括在本文引用的刺激器参考文献中公开的那些构造。

虽然图11和图12两者都示出使用四个导线主体，但是应理解，其它实施例将包括用于远侧角刺激的两个导线主体和用于背柱刺激的任意数量导线主体(包括但不限于零个、一个、两个、三个、四个、六个或更多个导线主体)。导线主体的电极可以对齐或不对齐。图11和图12中的布置的一个可能的优点在于，在一些实施例中，导线主体可以单独使用导引器经由皮肤植入。桨状导线常常通过外科手术植入。

若需要，则电剌激系统的部件中的一些(例如，电源1212、天线1218、接收器1202和处理器1204)可以定位在可植入脉冲发生器的密封壳体内的一个或多个电路板或类似载体上。可以使用任意电源1212，包括例如电池，诸如一次电池或可充电电池。其它电源的示例包括超级电容器、核电池或原子电池、机械谐振器、红外线收集器、热驱动能量源、挠曲驱动(flexuralpowered)能量源、生物能电源、燃料电池、生物电电池、渗透压泵等，包括在通过引用并入本文的美国专利No.7,437,193中描述的电源。

作为另一个替代方案，功率可以由外部电源经可选天线1218或二次天线通过感应耦合来供应。外部电源可以在永久或周期性基础上处于安装在用户的皮肤上的装置中或设置成靠近用户的单元中。

如果电源1212是可充电电池，则若需要，可以使用可选的天线1218对电池再充电。通过天线将电池与用户外部的再充电单元1216感应耦合，可以为电池提供功率以便再充电。这样的布置的示例可以在上文识别的参考文献中找到。

在一实施例中，电流通过桨状部或导线主体上的电极134发射以刺激神经纤维、肌肉纤维、或靠近电刺激系统的其它身体组织。处理器1204一般被包括以控制电刺激系统的定时和电特性。例如，若需要，则处理器1204可以控制脉冲的定时、频率、强度、持续时间和波形中的一个或多个。此外，若需要，则处理器1204可以选择哪些电极可以用来提供刺激。在一些实施例中，处理器1204选择哪个(哪些)电极是阴极以及哪个(哪些)电极是阳极。在一些实施例中，处理器1204被用来识别哪些电极为期望的组织提供最有用的刺激。

可以使用任意处理器，并且任意处理器可以如例如以一定间隔产生脉冲的电子设备一样简单，或处理器能够接收并解释来自例如允许脉冲特性的修改的外部编程单元1208的指令。在示出的实施例中，处理器1204耦接至接收器1202，该接收器1202进而耦接至可选天线1218。若需要，则这允许处理器1204从外部资源接收指令以例如引导脉冲特性和电极的选择。

在一个实施例中，天线1218能够从通过编程单元1208编程的外部遥测单元1206接收信号(例如，RF信号)。编程单元1208可以在遥测单元1206的外部或可以是遥测单元1206的部分。遥测单元1206可以是穿戴在用户的皮肤上的装置或可以由用户携带并且若需要则可以具有类似于寻呼机、蜂窝电话、或遥控装置的形式。作为另一个替代方案，遥测单元1206不可以由用户穿戴或携带，而是可能仅在本地台或在临床医生的办公室处是可用的。编程单元1208可以是可以为遥测单元1206提供信息以便传输至电刺激系统1200的任意单元。编程单元1208可以是遥测单元1206的部分或可以经无线或有线连接为遥测单元1206提供信号或信息。适当的编程单元的一个示例为由用户或临床医生操作以发送信号至遥测单元1206的计算机。

经天线1218和接收器1202发送至处理器1204的信号可以用来修改或以其它方式指导电刺激系统的操作。例如，信号可以用来修改电刺激系统的脉冲，诸如修改脉冲持续时间、脉冲频率、脉冲波形和脉冲强度中的一个或多个。信号也可以指导电刺激系统1200停止操作，开始操作，开始对电池充电，或停止对电池充电。在其它实施例中，刺激系统不包括天线1218或接收器1202，并且处理器1204根据编程工作。

可选地，电剌激系统1200可以包括发送器(未示出)，其耦接至处理器1204；和天线1218，其用于将信号传输回遥测单元1206或能够接收信号的另一个单元。例如，电刺激系统1200可以传输指示电刺激系统1200是否正适当地工作或指示电池何时需要充电或电池中剩余的电量的信号。处理器1204还能够传输关于脉冲特性的信息，使得用户或临床医生可以确定或验证特性。

以上说明、示例和数据提供本发明的组成部分的制造和使用的描述。由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以实现本发明的许多实施例，所以本发明也存在于下文所附的权利要求中。

Claims (20)

1.一种脊髓刺激导线，包括：

桨状主体，其构造且布置成被植入到病人体内以刺激病人的脊髓的一部分，所述桨状主体具有远端、近端和从所述远端延伸到所述近端的纵向长度；

至少一个导线主体，其具有远端部、近端部和纵向长度，所述至少一个导线主体中的每一个的远端部耦接至所述桨状主体的近端；

布置在所述桨状主体上的多个电极，其中，所述多个电极形成至少两个纵向列，所述至少两个纵向列包括第一列和第二列，其中，所述第一列和第二列中心到中心横向地隔开至少7mm；

多个端子，其沿着所述至少一个导线主体的近端部布置；和

多个导体，其将所述多个端子电耦接至所述多个电极。

2.根据权利要求1所述的脊髓刺激导线，其中，所述至少两个纵向列进一步包括第三列，所述第三列至少部分地布置在所述第一列与第二列之间。

3.根据权利要求2所述的脊髓刺激导线，其中，所述至少两个纵向列进一步包括第四列，所述第四列至少部分地布置在所述第一列与第二列之间。

4.根据权利要求3所述的脊髓刺激导线，其中，所述第一列和第二列构造且布置成当沿着脊髓的中线植入所述桨状主体时用于刺激一般成年人的背角。

5.根据权利要求4所述的脊髓刺激导线，其中，所述第三列和第四列构造且布置成当沿着脊髓的中线植入所述桨状主体时用于刺激一般成年人的背角。

6.根据权利要求2所述的脊髓刺激导线，其中，所述第三列包括比所述第一列以及比所述第二列更多的电极。

7.根据权利要求1所述的脊髓刺激导线，其中，所述至少两个纵向列进一步包括第三列，所述第三列沿着所述桨状主体的中线布置。

8.根据权利要求1所述的脊髓刺激导线，其中，所述至少两个纵向列进一步包括第三列和第四列，所述第三列和第四列布置在所述桨状主体上并且中心到中心横向地隔开不超过5mm。

9.根据权利要求1所述的脊髓刺激导线，其中，所述第三列和第四列不与所述第一列和第二列纵向地重叠。

10.根据权利要求1所述的脊髓刺激导线，其中，所述第三列和第四列与所述第一列和第二列纵向地隔开至少2mm。

11.一种脊髓刺激系统，包括：

根据权利要求1所述的脊髓刺激导线；

控制模块，其能够耦接至所述脊髓刺激导线。

12.一种脊髓刺激的方法，所述方法包括：

将至少一个电剌激导线植入在病人的脊髓上，使得第一列电极布置在所述脊髓的第一背角上，并且第二列电极布置在所述脊髓的与所述第一背角相对的第二背角上；

将所述至少一个电剌激导线耦接至控制模块；和

使用第一列电极或第二列电极中的至少一个电极将由所述控制模块产生的刺激电流施加至所述第一背角或第二背角中的至少一个。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，植入至少一个电剌激导线包括植入桨状导线，所述桨状导线包括桨状主体，其中，第一列电极和第二列电极布置在所述桨状主体上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一列和第二列中心到中心横向地隔开至少7mm的距离。

15.根据权利要求12所述的方法，植入至少一个电剌激导线包括植入第一柱状导线主体和第二柱状导线主体，所述第一列电极布置在所述第一柱状导线主体上，所述第二列电极布置在所述第二柱状导线主体上。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一列中的电极是环形电极。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一列中的电极是分段电极，其中，每个分段电极环绕所述第一柱状导线主体的圆周延伸不超过75％。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一导线主体是第一导线的部分，并且所述第二导线主体是第二导线的部分。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个电剌激导线包括至少一个第三列电极，所述方法进一步包括使用所述至少一个第三列电极中的至少一个电极将由所述控制模块产生的刺激电流施加到病人的背柱。

20.根据权利要求12所述的方法，其中，施加刺激电流包括使用所述第一列或所述第二列电极中的至少一个电极将由所述控制模块产生的刺激电流施加到所述第一背角和所述第二背角两者。