CN105555355A - 耳蜗植入电极插入支撑设备 - Google Patents

Abstract

一种电极插入支撑设备用于把耳蜗植入电极插入到患者耳蜗的耳蜗阶中。刚性电极保持器包围耳蜗植入电极的至少一部分同时允许电极在其中自由滑动。电极保持器的尖的远末端适于刺破电极开口穿过患者耳蜗的外表面进入到耳蜗阶中。在插入手术期间插入支撑设备防止所包围电极的顶末端接触电极开口周围的组织。

Description

耳蜗植入电极插入支撑设备

本申请要求2013年7月26日提交的美国临时专利申请61/858,659的优先权，该申请以其整体内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于耳蜗植入电极的插入设备。

背景技术

如图1所示，正常耳朵通过外耳101向鼓膜102传送声音，其带动中耳103的骨头活动，引起耳蜗104的卵圆窗和圆窗口的振动。耳蜗104是长而窄的骨管，绕其轴线螺旋缠绕约两周半。它包括被称为前庭阶的上通道和被称为鼓阶的下通道，所述上通道和下通道通过耳蜗管连接。耳蜗104形成直立的螺旋锥，其中心被称为蜗轴，听觉神经113的螺旋神经节细胞存在于蜗轴中。响应于接收到的中耳103传送的声音，充满流体的耳蜗104作为转换器，以生成被传送到耳蜗神经113并且最终传送到大脑的电脉冲。

在沿着耳蜗104的神经基质把外部声音转换为有意义的动作电位的能力存在问题时，听力会受损。为了改善受损的听力，已经开发了听觉假体。例如，当损伤与中耳103的工作有关时，传统的助听器可被用于以放大声音的形式对听觉系统提供声学机械刺激。或者，当损伤与耳蜗104相关联时，具有植入电极的耳蜗植入物能够利用沿着电极分布的多个电极触头传送的小电流来电刺激听觉神经组织。

图1还示出了典型的耳蜗植入系统的一些部件，其中外部麦克风向外部信号处理器111提供音频信号输入，在该外部信号处理器111中能够实施各种信号处理方案。然后将处理过的信号转换成数字数据格式用于由外部传送器线圈107传送到所述植入物108中。除了接收处理后的音频信息之外，植入物108还执行额外的信号处理，诸如纠错、脉冲形成等，并产生刺激模式(基于所提取的音频信息)，所述刺激模式通过电极引线109被发送到植入的电极阵列110。通常，该电极阵列110包括其表面上的提供耳蜗104的选择性刺激的多个刺激触头112。

电极阵列110包括嵌入在被称为电极载体的软硅胶体中的多个电极布线。电极阵列110需要是机械上鲁棒的、并且还是有弹性的且具有小尺寸，以插入到耳蜗104中。电极阵列110的材料需要是柔软而有弹性的，从而使耳蜗104的神经结构的创伤最小化。但是，太软的电极阵列110往往太易于弯曲使得电极阵列110不能被插入到耳蜗104中到达期望的插入深度。需要在允许在没有阵列弯曲的情况下插入到耳蜗104中期望的插入深度的电极阵列110的一定刚度和使机械力保持在耳蜗104足够低的鼓阶的结构上的电极阵列110的一定弹性之间做出权衡。

耳蜗植入手术中的一个重要步骤是将电极阵列插入到耳蜗的鼓阶中。从电极开口在圆窗膜中的开口开始直至完成电极阵列110的完全插入，插入手术应该尽可能是无创伤的，从而保存残余听力。为了实现该目的，圆窗膜的手术开口和电极插入技术应该是统一的可重复过程。但现实是一些外科医生在圆窗膜中切割出狭缝，而另一些则形成鼓翼(flap)开口。

在一些情形中，当电极阵列110的柔性末端滑动并粘附到进入耳蜗104中的电极开口周围的潮湿组织而不是根据需要穿过电极开口进入时，电极插入过程会被中断。这对于外科医生来说是令人沮丧且耗时的，外科医生通常需要做出重复努力来使电极阵列110的末端穿过电极开口。另外，与潮湿组织的接触会将血液和其它液体积存在电极阵列110的末端上，这继而会污染耳蜗104的内部。外科医生还通过步进地推进电极阵列到鼓阶中来努力尽可能慢地插入电极阵列110，这也是耗时的。

发明内容

本发明的实施例涉及一种用于将耳蜗植入电极插入到患者耳蜗的耳蜗阶(cochleascala)中的电极插入支撑设备和相应的手术方法。刚性电极保持器包围耳蜗植入电极的至少一部分同时允许电极在其中自由滑动。电极保持器的尖的远末端适于刺破电极开口穿过患者耳蜗的外表面进入到耳蜗阶中。在插入手术期间插入支撑设备防止被包围的电极的顶末端接触电极开口周围的组织。

在电极保持器的至少一部分周围可以具有柔性电极罩，其适于允许电极被置于电极保持器中。在电极保持器的近端处还可具有设备操控部，用于在插入手术期间对插入支撑设备和被包围的电极的手术操纵。而且，在远末端附近可具有插入止挡件，其适于限制远末端到耳蜗阶中的穿透距离。电极凸出机构可允许推动被包围的电极穿过电极开口进入耳蜗阶中。

在具体实施例中，电极保持器可以是圆柱形的并可形成包围至少一部分耳蜗植入电极的开口管状段，和/或包围至少一部分耳蜗植入电极的多孔管状段。电极保持器包括涂覆有减小摩擦的材料的内表面，其促进耳蜗植入电极的被包围的部分的自由滑动。

电极保持器尺寸可以设定为适于在插入手术期间适合在乳突切开通道内；例如，可具有乳突切开段，其尺寸设定为适合在乳突切开通道内，和鼓膜切开段，其尺寸设定为适合在后鼓室切开内，其中这两个段以改变被包围电极的方向的连接角度相交。

附图说明

图1示出了具有耳蜗植入系统的人耳的解剖结构。

图2示出了根据本发明一个实施例的电极插入支撑设备的示例。

图3示出了电极插入支撑设备的远末端的结构细节。

图4强调了远末端的锋利性。

图5示出了具有操控部的电极罩的可替代实施例。

图6示出了具有尺寸设定为适合在乳突切开通道内的乳突切开段和尺寸设定为适合在后鼓室切开内的鼓膜切开段的可替代实施例，其具有使被包围电极的方向改变的连接角度。

图7示出了具有多孔管状段的可替代实施例。

图8A-D示出了具有允许推动电极穿过电极开口进入耳蜗阶中的电极凸出部件的耳蜗植入电极的细节。

图9示出了用于插入到患者耳蜗中的、具有包围在其内的耳蜗植入电极的电极插入支撑设备。

图10示出了根据本发明实施例的结合电极插入支撑设备的手术插入工具的示例。

具体实施方式

本发明的各实施例基于使用电极插入支撑设备，该电极插入支撑设备促进电极开口的一致的切开(例如，在圆窗膜内)和避免电极阵列接触周围组织并被周围组织污染的统一电极插入过程。

图2示出了电极插入支撑设备200，其包括由任何结构上合适的生物兼容材料(例如由金属或硬塑料制成)制成的刚性电极保持器201，其包围至少一部分耳蜗植入电极同时允许被包围的电极在其中自由滑动。电极保持器201可包括涂覆有减小摩擦的材料的内表面207，其促进耳蜗植入电极的被包围部分的自由滑动；该材料例如是高亲水性材料，诸如水凝胶。另外地或可替代地，内表面207可涂覆有特殊涂层，其通常吸收液体(再次例如是水凝胶)，使得即使在插入手术期间在中耳内存在一些血液并进入到电极保持器201内，血液会被内表面207上的涂层材料吸收而不会与电极一起进入耳蜗。

电极保持器201的尖的远末端202适于刺破电极开口穿过患者耳蜗的外表面进入耳蜗阶中。插入支撑设备200防止被包围电极的顶末端在插入手术期间接触电极开口周围的组织。

图2中描绘的实施例包括围绕至少一部分电极保持器201的柔性电极罩203，其适于允许电极置于电极保持器201内。在该示例中，电极罩203包括多个柔性肋条205，其容易向侧方偏转用于将植入电极插入到电极保持器201的开口管状段(即半管)中。在电极保持器201的近端处是设备操控部，在该情形中是翼状凸出204，用于在插入手术期间插入支撑设备200和被包围电极的手术操纵和定向。

图3示出了电极插入支撑设备200的远末端202的结构细节以及图4强调了远末端202的锋利性。插入止挡件206定位在远末端202附近以限制远末端202在耳蜗阶内的穿透距离。具体而言，远末端202通常具有不超过约一毫米的长度，这是电极插入支撑设备200在鼓阶内侧的期望插入深度。远末端202的高度302在控制电极开口的合适切开时是重要的。特别地，高度302应当与电极阵列110在其基端的厚度相比大致相同或稍大。远末端202具有沿其切割长度303的整个路径的锋利边缘(参见图4)，其使得远端202的旋转运动能够打开/切开电极开口。

紧接在远末端202的切割边缘之后、在到达插入止挡件206之前是不具有切割边缘的短的平坦段301，其防止远末端202过度插入鼓阶内。平坦段301(例如，50μm)和插入止挡件206的尺寸允许远末端202插入足够远以克服圆窗膜的弹性特性，从而促进电极开口的最佳切开，优选地从圆窗膜的一部分产生鼓翼而不是如通过标准注射器的末端的情形那样的相对大的孔。

图5示出了电极罩203的可替代实施例，其具有肋条205和位于电极罩203中间的操作翼501，用于电极插入支撑设备200的手术操作和定向。如所示的那样使操作翼502位于电极罩203的中间允许在电极阵列110插入到耳蜗内以后操作翼501便利地定位在后鼓室切开的面隐窝中，使得电极插入支撑设备200能够被容易地移除。

乳突切开(mastoidectomy)和鼓膜切开(tympanotomy)的相关几何形状使得在要适合到这些空间中的电极插入支撑设备200的相关段之间具有角度可以是有用的。例如，图6示出了具有尺寸设定为适合在乳突切开通道内的乳突切开段601和尺寸设定为适合在后鼓室切开内的鼓膜切开段602的电极插入支撑设备200的实施例，其具有改变被包围电极阵列110的方向的连接角度0。电极插入支撑设备200和包围在其内的电极阵列110轻轻地引入到后鼓室切开中，其中电极插入支撑设备200的锋利末端202能够在圆窗膜中切开电极开口。

图7示出了电极插入支撑设备200的可替代实施例，其中电极保持器201包括多孔管状段701。通过完全包围的管状段701，可能不能够在电极阵列110手术插入到耳蜗中后移除电极插入支撑设备200。从而该实施例将需要适于在颅骨内侧永久的植入。

为了便于电极阵列110插入到耳蜗中，可能有用的是电极插入支撑设备200和电极阵列110的组合包括一个或更多个电极凸出机构。图8A-D示出了具有电极凸出机构的电极阵列110的细节，其允许推动电极阵列110穿过电极开口进入耳蜗阶内。图8A示出了推动翼801的示例，其允许电极阵列110在插入手术期间推动到鼓阶内。图8B示出了在其基部具有凸出盘802的电极阵列110，其与电极插入支撑设备200中的凹槽协作以允许电极阵列110的推动。在图8C中，电极阵列110的基部包括一个或更多个操作环803，其允许电极阵列110推动到鼓阶内。并且如图8D中所示，电极凸出机构可以基于临时操作夹804，其适配在电极阵列110上用于在插入手术期间使用，并且然后在电极插入支撑设备200移除时被移除。

图9示出了具有电极阵列110包围在其内的电极插入支撑设备200，用于插入到患者耳蜗104中。锋利远末端202刺破圆窗膜并恰好刚刚进入鼓阶中。电极插入支撑设备200内的电极阵列110然后能够推动到耳蜗104中而不接触周围组织。

图10示出了根据本发明实施例的结合电极保持器201的手术插入工具1001的示例。工具基部1002可包括一个或更多个滑动槽1003，在其上安装手术插入工具1001。电极保持器201也安装在工具基部1002上。插入工具1001具有手柄1004，其允许插入工具1001控制包围在电极保持器201内的电极阵列110以将其推动到耳蜗中。

尽管已经公开了本发明的各种示例性实施例，但对本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的真正范围的情况下，可以做出会实现本发明的一些优点的各种变化和修改。

Claims (20)

1.一种电极插入支撑设备，所述插入支撑设备用于把耳蜗植入电极插入到患者耳蜗的耳蜗阶中，所述插入支撑设备包括：

刚性电极保持器，所述刚性电极保持器包围耳蜗植入电极的至少一部分同时允许所述电极在其中自由滑动；以及

所述电极保持器的尖的远末端，所述尖的远末端适于刺破电极开口穿过所述患者耳蜗的外表面进入所述耳蜗阶中；

其中，在插入手术期间，所述插入支撑设备防止被包围的电极的顶末端接触所述电极开口周围的组织。

2.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，还包括：

柔性电极罩，所述柔性电极罩在所述电极保持器的至少一部分周围，所述柔性电极罩适于允许所述电极被置于所述电极保持器中。

3.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，还包括：

设备操控部，所述设备操控部在所述电极保持器的近端处，用于在所述插入手术期间对所述插入支撑设备和被包围的电极的手术操纵。

4.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，还包括：

插入止挡件，所述插入止挡件在所述远末端附近，所述插入止挡件适于限制所述远末端到所述耳蜗阶中的穿透距离。

5.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，其中所述植入电极包括电极凸出机构，用于推动所述电极穿过所述电极开口进入到所述耳蜗阶中。

6.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，其中所述电极保持器形成包围至少一部分所述耳蜗植入电极的开口管状段。

7.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，其中所述电极保持器形成包围至少一部分所述耳蜗植入电极的多孔管状段。

8.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，其中所述电极保持器包括尺寸设定为适合在乳突切开通道内的乳突切开段和尺寸设定为适合在后鼓室切开内的鼓膜切开段，其中这两个段以改变被包围的电极的方向的连接角度相交。

9.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，其中所述电极保持器尺寸设定为在所述插入手术期间适合在乳突切开通道内。

10.根据权利要求1所述的电极插入支撑设备，其中所述电极保持器包括涂覆有减小摩擦的材料的内表面，其促进所述耳蜗植入电极的被包围的部分的自由滑动。

11.一种把耳蜗植入电极插入到患者耳蜗的耳蜗阶中的方法，所述方法包括：

把耳蜗植入电极的至少一部分包围在刚性电极保持器内同时允许所述电极在其中自由滑动，同时在插入手术期间防止被包围的电极的顶末端接触电极开口周围的组织，

利用所述电极保持器的尖的远末端刺破电极开口穿过所述患者耳蜗的外表面进入到所述耳蜗阶中；以及

插入所述电极超过所述顶末端并进入所述耳蜗阶中。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

在所述电极保持器的至少一部分周围提供柔性电极罩，其适于允许所述电极被置于所述电极保持器中。

13.根据权利要求11所述的方法，在所述电极保持器的近端处的设备操控部用于在插入所述电极时对插入支撑设备和被包围的电极的手术操纵。

14.根据权利要求11所述的方法，其中在所述远末端附近的插入止挡件限制了在刺破电极开口时所述远末端到所述耳蜗阶中的穿透距离。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述植入电极包括电极凸出机构，用于推动所述电极穿过所述电极开口进入所述耳蜗阶中。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述电极保持器形成包围至少一部分所述耳蜗植入电极的开口管状段。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述电极保持器形成包围至少一部分所述耳蜗植入电极的多孔管状段。

18.根据权利要求11所述的方法，其中所述电极保持器包括尺寸设定为适合在乳突切开通道内的乳突切开段和尺寸设定为适合在后鼓室切开内的鼓膜切开段，其中这两个段以改变被包围的电极的方向的连接角度相交。

19.根据权利要求11所述的方法，其中所述电极保持器尺寸设定为在所述插入手术期间适合在乳突切开通道内。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述电极保持器包括涂覆有减小摩擦的材料的内表面，其促进所述耳蜗植入电极的被包围的部分的自由滑动。