CN111263654A

CN111263654A - 带有电极的介入装置

Info

Publication number: CN111263654A
Application number: CN201880056577.0A
Authority: CN
Inventors: J.安索罗梅奥; S.韦伯; K.格伯; K.索尔瓦思; A.查科; J.帕特谢德
Original assignee: Swiss Federal Institute Of Materials Testing And Research; Universitaet Bern
Current assignee: Swiss Federal Institute Of Materials Testing And Research; Universitaet Bern
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-06-09
Also published as: AU2018294550A1; AU2018294550B2; EP3645106A1; JP2020525172A; JP7121886B2; US20210153949A1; WO2019002578A1

Abstract

本发明涉及一种用于手术介入人体或动物体的目标组织的介入装置(20)，该介入装置(20)包括穿透体(100)，该穿透体(100)布置成沿着行进轴线(Z+)行进到目标组织中。穿透体(100)具有带有彼此绝缘的多个电极(e1,e2,e3,e4,...,eN)的外表面。更特别地，穿透体包括基底(5)、数量为N＞1的电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)和数量为M＝N‑1的电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)。第1电传导涂层(cc_e1)至少部分地覆盖基底(5)，而M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,ic_i4,...,ic_iM)的第m电绝缘涂层部分地覆盖N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...)的第m电传导涂层，且N个电传导涂层(cc_e2,cc_e3,cc_e4)的每第n电传导涂层部分地覆盖第(n‑1)电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3)。因此，穿透体(100)的外表面包括由N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)和M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)交替形成的至少L＝N+M个区段(e1,i1,e2,i2,e3,i3,e4)。本发明还涉及一种介入系统，该介入系统包括功率供应单元和如上文描述的介入装置(20；200)，其中介入装置(20；200)的N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)中的至少一个(cc_e1)连接到功率供应单元，使得它形成阴极，且N个电传导涂层中的至少另一个(cc_e2,cc_e3,cc_e4)是阳极。

Description

带有电极的介入装置

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序的用于手术介入人体或动物体的目标组织的介入装置，且更特别地涉及一种包括穿透体的介入装置，该穿透体的外表面设有根据电传导涂层和电绝缘涂层的特别设计的多层构造的彼此绝缘的多个电极。

此类介入装置可用于安全、可控和连续地介入目标组织，诸如骨组织或软组织。

本发明的可能应用可为例如准备耳蜗植入物的放置，该耳蜗植入物是替代受损内耳的功能的电子医疗装置。典型地，耳蜗植入物包括内部接收器或刺激器，其从语音处理器接收外部信号且将它们转换为电脉冲；以及电极阵列，其嵌入耳蜗或内耳中，以通过此类电脉冲直接刺激耳蜗神经。本发明允许安全且有效地准备用于耳蜗植入物的内部接收器的床，以将它固定到患者的颅骨；以及在侧向颅骨基部中钻小的接近孔，以用于植入物线状电极阵列插入内耳中。

在其它方面，本发明适于其中需要通过介入装置(诸如钻具或骨钻工具或类似物)来对人体或动物体的目标组织介入的任何用途，介入装置穿透目标组织，同时需要注意不由此损伤或过度干涉神经。

背景技术

在身体中植入任何假体元件(无论是牙齿的、颅颌面部的、关节的、脊柱的等)需要最大限度地注意防止相邻神经的损伤，且对于假体部分钻孔考虑介入的身体部分或组织的整体解剖结构。

所建立的实践是使用术中监测来定位神经结构，例如在颅骨基部手术期间定位颅神经；测试这些结构的功能或响应；以及在手术期间保持此类神经结构的完整性，例如通过允许及时的纠正措施。

出于该目的，通常通过例如在给定时间激活刺激电极来触发来自患者的电生理信号。通过该操作过程，例如通过记录电极来检测响应。由于连接的计算机系统和其上运行的专用软件，可处理和解释来自患者且由记录电极采集的电生理信号，即用于解读与神经结构的距离。若干方法可用来刺激神经和处理相关的响应信号。例如，肌电图允许基于与此类神经相关联的肌肉的活动程度来得出关于在介入期间与神经的距离的结论。神经刺激产生肌肉响应，其继而代表神经检测。通过处理响应信号，可执行神经与发出刺激信号的装置(诸如探头)之间的距离的评估。典型地，可根据统计分布用统计概率(此类预测距离等于离神经结构的一定范围的预先限定的距离值中的每一个)来估计离神经结构的预测距离。因此，在手术介入过程期间，可考虑装置定位在离神经结构一定距离(例如，出自离散数量的可能距离值)处的可能性，以用于及早防止术中神经损伤。

迄今为止，出于术中神经生理学监测目的的神经刺激系统主要包括集成多个刺激电极的固定刺激探头，该多个刺激电极可由非传导材料分开，例如嵌入树脂保持结构中。

在2015年由Juan Ansó等出版于Otology ＆ Neurology (耳科与神经病学)中的标题为“A neuromonitoring approach to facial nerve preservation during image-guided robotic cochlear implantation”(“在图像引导的自动化耳蜗植入期间面神经保护的神经监测方法”)的科学文章中，公开一种多极面神经刺激探头，其中四个独立的电极嵌入由树脂制成的伸长的支承结构中。在该文章的图1中，对于双极神经刺激，末端电极用作阴极，而三个环状电极用作阳极。

借助于神经监测探头(诸如在上文的文章中)的手术介入必然导致手术介入的中断。实际上，需要中断由单独介入工具(诸如钻头)进行的钻孔操作，以便允许插入不同的探头来执行神经刺激和监测。因此，手术介入实际上将不包括连续的测量和监测，而将需要分为钻孔或神经监测的若干连续阶段。

而且，在所公开的神经监测探头中使用的离散环状电极不容易沿着伸长的支承结构调整尺寸，且因此不适于产生空间不同表面的电极的阵列，该电极缩放不同以允许手术工具的基体或支承结构上许多种多电场分布。因此，在所提到的文章的图1中描绘的情况下，不能通过基体上许多种多电场分布来超精细地调节对神经结构存在的灵敏度。

另外，在文章的神经监测探头中使用的离散环状电极未最佳地构造成将与所检测的刺激响应对应的信号从探头重定向到处理单元。

存在适于在诸如骨的组织中产生孔的市售手术工具，其集成神经刺激装置和/或神经响应感测器件和/或组织表征器件。然而，它们未构造成使得结合的电极有效地实现多电场分布以用于电极-组织(或电极-细胞)界面处电特性的多极表征。

即，US 8,326,414 B2公开一种神经刺激钻头，其包括延伸通过钻头的柄和本体的导体以及绝缘套筒。导体可在钻头的切割末端处提供神经刺激信号。给定在工具末端处带有一个或两个刺激电极的构造。在US 8,326,414 B2中，有意地意在将刺激聚焦在神经刺激钻头的切割末端附近的组织上。

US 8,326,414 B2的刺激钻头的主要缺点中的一个在于，接近钻头产生的电场保持非常狭窄和局部化，因此不是非常通用或可适于多种神经检测情况。由于此类结构，还存在短路的风险。

因此，需要一种用于手术介入人体或动物体的目标组织的介入装置或过程，使得：

-考虑到给定的解剖学和神经生理学情况，保证以受控的方式执行手术介入的执行；

-有效地执行手术介入和用于神经监测的探测；

-在确保神经监测和所检测响应从神经结构的传递中的精度的同时，介入装置足够稳健以执行预期的穿透和行进到患者身体的目标组织中；和/或

-基于来自同时的神经监测的最佳且可靠的数据收集以及随后对离神经结构的预测距离的估计，手术介入可自适应地执行。

发明内容

根据本发明，该需要通过如它由独立权利要求1的特征所限定的介入装置和如它由独立权利要求12的特征所限定的介入系统来解决。优选实施例是从属权利要求的对象。

特别地，本发明涉及一种用于手术介入人体或动物体的目标组织的介入装置，其包括布置成优选地沿着行进轴线行进到目标组织中的穿透体。如本文中使用的，用语“介入”特别地涉及手术或操作患者的动作。介入可涉及手术过程、操作或手术。更特别地，在如本文中理解的介入中，通过切割、钻孔、铣削或类似操作来使患者的组织或器官改变或适应。出于该目的，介入装置具有穿透体，其体现为行进到目标组织中。因此，不同于将元件放置在现有腔(诸如体腔)中，借助于穿透体，介入装置产生其自身进入目标组织的路径。

穿透体具有外表面，该外表面带有彼此绝缘的多个电极。更特别地，穿透体包括基底，数量为N＞1的电传导涂层和数量为M＝N-1的电绝缘涂层。

穿透体的结构构造成使得第1电传导涂层至少部分地覆盖基底，M个电绝缘涂层中的每第m电绝缘涂层部分地覆盖N个电传导涂层的第m电传导涂层，且N个电传导涂层中的每第n电传导涂层部分地覆盖第(n-1)电绝缘涂层。

因此，穿透体的外表面包括由N个电传导涂层和M个电绝缘涂层交替形成的至少L=N+M个区段。

在本发明的上下文中，N和M是固定数，且n和m是相关联的变量。例如，当我们有四个电传导涂层和三个电绝缘涂层时，N为4且M为3，而n为1、2、3或4，且m为1、2或3。因此，n∈{1,...,N}且m∈{1,...,M}，其中M＝N-1。

优选地，第(n-1)电绝缘涂层由N个电传导涂层的第n电传导涂层的部分覆盖从n=2开始，即，序列从部分覆盖第一电绝缘涂层的第二电传导涂层开始。结果，介入装置的穿透体的外表面包括交错的一系列电传导涂层和电绝缘涂层的交替部分，其连续地叠盖。

优选地，穿透体包括位于基底与第1电传导涂层之间的基部电绝缘涂层。如果基底是电传导的，这尤其有利。

穿透体还可包括部分覆盖第n=N电传导涂层的最终电绝缘涂层。

优选地，根据本发明的介入装置可采取手术钻头、切割钻、铣削钻或另一材料去除工具的形式，同时有利地集成探头的刺激和感测功能。

无论如何，根据本发明的介入装置可为设计成用于去除组织材料的任何手术工具，其适于诸如铣削、钻孔、骨钻、切割、剃刮、抓握的操作。备选地，根据本发明的介入装置也可为适于执行不要求材料去除的操作的工具，例如采取针、套管针或能量施加器的形式，其中装置的穿透体可动态地移动(例如通过旋转；振荡；平移或其组合)或甚至保持静止或静态。

如上文示出的介入装置的多层结构(其中表面电极的阵列通过与部分叠盖的电绝缘涂层交替的电传导涂层来提供)有利地使多电场分布能够在基底周围产生。

电场分布中的每个使若干构造能够用于在电极-组织(或细胞培养物)界面处对电特性进行多极表征。

由于根据本发明的介入装置的特殊结构布置(其中多个电极设在沿着穿透体的外表面的多个不同距离处)，可根据相应的电极构造来产生若干电场分布。因此，改进神经监测灵敏度，且以提高的空间分辨率执行测量。不仅是那样，而且给定电传导涂层直到基底的至少一个近端(即，在目标组织的穿透中最少行进且与介入装置的远端相反的末端)的基本连续性，所检测响应从神经结构到连接的基于计算机的处理单元的传递在操作上简化且可无缝执行，而不需要复杂的接口。

另外，离工具末端短距离处的返回电极提供用于包绕末端的电场分布函数的不同变化。

此外，借助于掩模沉积或通过一些其它增材方法，电极可产生在工具的外表面上。因此，可通过修改掩膜概念(concept)或一些其它沉积概念来简单地制造不同的电极尺寸和形状。例如，可期望有源刺激电极的较小有效表面积以在工具的特定位置处提供较高的电流密度。而且，可在基底上产生电极形状的广泛变化，诸如球形、圆锥形或其它类型。电传导涂层和电绝缘涂层的沉积可通过用于产生薄膜的已知技术来执行，诸如物理气相沉积，例如通过溅射或通过等离子喷射蒸发。

如上文描述的那样产生的多层结构(带有基底芯和在这顶上的部分叠盖涂层的分层)固有地稳健且最佳地承受机械应力，该机械应力可在手术介入期间施加，甚至在硬的骨组织上。

此类稳健性使根据本发明的介入装置适于作为测量装置(执行例如探头的功能)且作为用于打孔或对组织穿孔的通用旋转或动态工具(诸如在钻头或骨钻的情况下)的集成用途。因此，由于根据本发明的同一个介入装置的使用，手术介入和用于神经监测的探测可同时启用且可连续进行。

优选地，基底由与介入装置的预期操作(例如机加工操作)的物理需求兼容的医疗级材料制成，诸如医疗钢材。医疗钢材料可为例如碳化钨(WC)或不锈钢。基底也可由金刚石制成。

优选地，M个电绝缘涂层由与介入装置的预期操作(例如机加工操作)的物理需求兼容的医疗级材料制成，诸如氮化硅(Si₃N₄)，而N个电传导涂层优选地由与介入装置的预期操作(例如机加工操作)的物理需求兼容的医疗级材料制成，诸如氮化钛(TiN)。

优选地，M个电绝缘涂层和N个电传导涂层布置成使得穿透体的外表面的至少L=N+M个区段是围绕行进轴线延伸的环。

在可能的实施例中，M个电绝缘涂层和N个电传导涂层布置成使得穿透体的外表面的至少L=N+M个区段包括沿着行进轴线的柱。此类柱因此可产生不同图案的电传导涂层，像沿着行进轴线延伸的线性椭圆形元件。取决于基底的形状，也可能结合具有球状节段形状的电极或其它形状的电极部分(例如，圆柱形、圆锥形或其组合)。

优选地，介入装置包括放大器单元，该放大器单元布置成测量在N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)形成的多个电极之间的组织阻抗。

优选地，介入装置的穿透体具有前端和后端，其中彼此绝缘的多个电极位于穿透体的前端附近，且彼此绝缘的相同多个对应的电极设在穿透体的后端附近。从而，电传导涂层中的每个优选地形成在穿透体的前端附近的电极中的一个和在穿透体的后端附近的对应电极中的一个。像这样，形成电极对，其由相应的电传导涂层来连接。电极在前端和后端处的此类布置允许接触电极，例如，用于提供电压以便生成电磁场或电场或用于其它目的。

本发明还涉及一种介入系统，其包括功率供应单元和如上文描述的介入装置，其中介入装置的N个电传导涂层中的至少一个连接到功率供应单元，使得它形成阴极，且N个电传导涂层中的至少另一个是阳极。此类介入系统允许实现结合上文介入装置和其优选实施例所描述的效果和益处。

优选地，连接到功率供应单元的N个电传导涂层中的该至少一个是第1电传导涂层。第1电传导涂层优选为圆锥形的，且在介入装置的末端处基本形成穿透体的外表面。

根据上文构造，优选地，除了第1电传导涂层之外的电传导涂层是阳极。

根据本发明的介入系统还可包括继电器单元，该继电器单元布置成在该至少一个阳极中的多个之间切换。因此，有利地，功率供应单元可在所提供的若干阴极-阳极构造之间切换，即在介入装置上和周围产生的对应的若干电场分布之间切换。由于在不同电场分布之间转变的该通用性，使得更容易在不同的定向和方向上(例如不同角度的正面或侧向冲突)检测潜在的神经冲突。

优选地，根据本发明的介入系统包括放大器单元，该放大器单元布置成测量由N个电传导涂层形成的多个电极之间的低信号电压。例如，该多个电极可包括至少一个阴极和一个阳极，或一个阴极和两个阳极，或一个阴极和三个阳极。因此，可在阴极-阳极对中的每个之间产生不同的电场体积导体，且可最佳地检测和记录从神经结构到刺激的响应。

在介入系统的特定实施例中，功率供应单元可布置成提供电正弦波或其它类型的周期波信号，其具有在约1μs与1s之间或在约10μs与约100ms之间或在约100μs与约10ms之间的时间周期。

上文的正弦波或其它波型信号可在约1μA至约100μA或在约10μA与约50μA之间或在1mV与约1V之间的范围内。

在介入系统的不同可能的实施例中，功率供应单元可布置成提供具有在约50μs与约500μs之间或在约100μs与约400μs之间或在约150μs与约300μs之间或约250μs的时间周期的电流脉冲。

优选地，此类电流脉冲在约0.1mA至约1mA或在约0.1mA至约30mA的范围内。

根据本发明的介入系统优选地包括处理单元，该处理单元布置成相对于目标解剖结构(诸如神经)且基于从该至少一个阳极所感知的电信号和肌肉的电活动来推算或计算所述工具的几何特性。

它可另外或备选地包括处理单元，该处理单元布置成基于在至少一个阳极或至少一个电极处发送和/或感知的电信号以及肌肉的电活动来评估与神经的距离。如引入的介入装置的结构优化将神经结构和相关联肌肉的刺激以及给予此类刺激的所检测响应与离神经结构的预测距离相关联的能力，以用于进行中的介入的安全性的连续可靠的实时评估。

根据本发明的介入装置的尖端或其远端(即，在操作中沿着行进轴线最多地行进到目标组织中的末端)也可结合另外的功能元件，优选地用作感测元件，能够测量多种电、机械、机电或热参数。例如，第1电传导涂层(优选地用作阴极电极)可设计成还执行其它功能任务，诸如测量在插入过程期间遇到的组织的电阻抗。因此，介入装置可给出关于所介入的组织的性质的指示，例如所遇到的骨部分是由皮质的还是松质的骨组织组成。备选地或除了那之外，可在尖端处结合温度传感器，例如通过两种不同材料热耦合的原理来产生；和/或应变计，以测量在介入装置逐渐行进到目标组织中时作用于介入装置的机械拉伸和压缩力；和/或电化学传感器，以测量组织或细胞培养物的电或电化学特性(例如pH变化)。介入装置的远端还可设有促动元件，诸如射频天线、热加热元件或其组合。

附图说明

本文中在下文通过示例性实施例且参照附图来更详细地描述根据本发明的介入装置，在附图中：

图1示出根据本发明的介入装置的第一实施例的示意图，呈钻头形式，通过：

在平面(Y-,Z+)中的侧视图，突显M个电绝缘涂层和N个电传导涂层如何布置成使得产生围绕行进轴线交替延伸的相应环；以及

在平面(Y+,Z+)中的截面图，突显N个电传导涂层的第n电传导涂层如何部分地覆盖M个电绝缘涂层的第(n-1)电绝缘涂层；

图2a和图2b示出根据本发明的介入装置的第二和第三可能的实施例，呈相应的钻头的形式，具有穿透体的外表面的区段，其包括沿着行进轴线的不同形状和分布的柱；以及

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f和图3g分别示出根据本发明的介入装置的另外实施例，呈具有电传导涂层和电绝缘涂层的相应不同布置的骨钻的形式。

具体实施方式

在以下描述中，某些用语为了方便来使用，且不意在限制本发明。用语“右”、“左”、“上”、“下”、“下方”和“上方”是指图中的方向。该用语包括明确提到的用语以及它们的派生和带有类似含义的用语。而且，诸如“之下”、“下面”、“以下”，“上方”、“上面”、“近侧”、“远侧”等的空间相对用语可用来描述一个元件或特征与如图中示出的另一元件或特征的关系。这些空间相对的用语意在包含除了图中示出的位置和定向之外在使用或操作中的装置的不同位置和定向。例如，如果图中的装置翻转，那么描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件将在其它元件或特征“上方”或“之上”。因此，示例性用语“下面”可包含上方和下面的位置和定向两者。装置可另外定向(旋转90度或在其它定向)，且相应地解释本文中使用的空间相对的描述词。同样，沿着和围绕各种轴线的运动的描述包括各种特殊的装置位置和定向。

为避免在各个方面和说明性实施例的描述和图中重复，应理解的是，许多特征对许多方面和实施例是共同的。方面从描述或图中的省略不意味着该方面在结合该方面的实施例中丢失。替代地，该方面可为了清楚且为避免复杂描述来省略。在该上下文中，以下内容应用于该描述的其余部分：如果(为了使图清楚)图包含未在描述的直接相关联部分中解释的参考标记，那么参照先前或以下描述段。此外，为了清晰，如果在图中部分的并非所有特征设有参考标记，参照示出相同部分的其它图。在两个或更多个图中相似的标号表示相同或类似的元件。

参照图1a和图1b的实施例，根据本发明的用于手术介入人体或动物体的目标组织的介入装置采取手术钻头20的形式，且包括穿透体100，穿透体100带有布置成沿着行进轴线Z+行进到目标组织中的尖锐的前端101或远端以及平坦的后端102或近端。

在前端101和后端102中的每个处，穿透体100具有带有四个电极e₁,e₂,e₃,e₄的外表面，该电极通过三个绝缘区段i₁,i₂和i₃彼此绝缘。它还包括用作支承件的基底5。

电极e₁,e₂,e₃,e₄和其间的绝缘区段i₁,i₂,i₃实际上通过四个电传导涂层cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4和三个电绝缘涂层ic_i1,ic_i2,ic_i3的特殊布置来产生。

第1电传导涂层cc_e1覆盖基底5。而且，每个绝缘涂层ic_i1,ic_i2,ic_i3部分地覆盖相应的电传导涂层cc_e1,cc_e2,cc_e3；而每个电传导涂层cc_e2,cc_e3,cc_e4部分地覆盖相应的下面的电绝缘涂层ic_i1,ic_i2,ic_i3。

上文的特殊布置使得穿透体100的外表面包括由四个电传导涂层cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4和三个电绝缘涂层ic_i1,ic_i2,ic_i3交替形成的区段e₁,i₁,e₂,i₂,e₃,i₃,e₄。因此，这些区段采取围绕行进轴线Z+延伸的环e₁,i₁,e₂,i₂,e₃,i₃,e₄的形式。第一电传导涂层cc_e1与电绝缘涂层ic_i1协作形成区段e1，该区段在前端101处是基本圆锥形的电极且用作钻头20的末端。电传导涂层cc_e1在后端102处的区段e₁处连接到功率供应单元，且在前端101处的区段e1处形成阴极。由对应的部分叠盖的电传导涂层cc_e2,cc_e3,cc_e4产生的区段e₂,e₃和e₄是用作阳极的电极。因此，由于区段e₂至e₄在后端102处也是可接近的，可接触它们。由于在使用中钻头20旋转，电极的接触可例如借助于刷等来实施。

在图1中表示的特定实施例中，穿透体100包括位于基底5与第1电传导涂层cc_e1之间的基部电绝缘涂层ic_i0。当基底5本身是电传导的时，该额外设计特征尤其有用。

除了那之外，穿透体100包括最终的电绝缘涂层ic_i4，其部分地覆盖第四电传导涂层cc_e4，且在穿透体100的外表面上形成另外的绝缘区段i₄。

基底5在该情况下由医疗钢材制成，诸如碳化钨(WC)或不锈钢。另外，基底也可由金刚石或任何其它合适材料制成。

三个电绝缘涂层ic_i1,ic_i2,ic_i3由氮化硅制成。类似地，最终的电绝缘涂层ic_i4也由氮化硅制成。

四个电传导涂层cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4由氮化钛制成。

参照图2a和图2b的实施例，电绝缘涂层和电传导涂层布置成使得产生可变伸长的传导材料的柱或带。在图2a中，外表面区段e₁,e₂,e₃,...,e_N产生方格或点式图案的电极。在图2b中，外表面区段e1_s,e2_s,e3_s,e4_s是传导材料的椭圆形带，其形成基本平行的电极，该电极沿着行进轴线延伸，该行进轴线对应于介入装置的穿透体100的目标组织中的行进。

基于支承多层结构的介入装置200的基底的形状，电绝缘和电传导涂层可布置成产生结合不同形式的电极e₁,e₂,e₃,e₄的穿透体100的外表面的区段，如图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f和图3g中对于三个骨钻状介入装置所示出的。特别地，形成电极的区段可为不同类型的球状或球形条的节段。

示出本发明的方面和实施例的该描述和附图不应视为限制限定所保护发明的权利要求。换句话说，虽然在图和前述描述中详细地示出和描述了本发明，此类示出和描述被认为是说明性或示例性的且不是限制性的。可在不脱离该描述和权利要求书的精神和范围的情况下进行各种机械、组成、结构、电和操作上的改变。在一些情况下，未详细地示出众所周知的电路、结构和技术，以免使本发明不清楚。因此，将理解的是，可由本领域的普通技术人员在以下权利要求书的范围和精神内进行改变和修改。特别地，本发明覆盖带有来自上文和下文描述的不同实施例的特征的任何组合的另外实施例。

本公开还覆盖图中单独示出的所有另外的特征，但它们可未在前述或以下描述中描述。而且，在图和描述中描述的实施例的单个备选方案和其特征的单个备选方案可从本发明的主题或所公开的主题中放弃。本公开包括由限定在权利要求书或示例性实施例中的特征所组成的主题以及包括所述特征的主题。

此外，在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元或步骤可实现权利要求书中陈述的若干特征的功能。某些措施在相互不同的从属权利要求中陈述的纯粹(mere)事实不指示这些措施的组合不能有利使用。结合属性或值的用语“基本”、“约”、“大致”等特别地也分别限定精确的属性或精确值。在给定数值或范围的上下文中，用语“约”是指例如在给定值或范围的20%内、10%内、5%内或2%内的值或范围。描述为联接或连接的构件可电或机械地直接联接，或它们可经由一个或多个中间构件来间接联接。权利要求书中的任何参考标记不应解释为限制范围。

Claims

1.用于手术介入人体或动物体的目标组织的介入装置(20；200)，所述介入装置(20；200)包括穿透体(100)，所述穿透体(100)布置成优选地沿着行进轴线(Z+)行进到所述目标组织中，其中所述穿透体(100)具有带有彼此绝缘的多个电极(e₁,e₂,e₃,e₄,...,e_N)的外表面，其特征在于，所述穿透体(100)包括基底(5)、数量为N＞1的电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)和数量为M=N-1的电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,ic_i4,...,ic_iM)，其中第1电传导涂层(cc_e1)至少部分地覆盖所述基底(5)，M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)中的每第m电绝缘涂层部分地覆盖N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...)的第m电传导涂层，且所述N个电传导涂层(cc_e2,cc_e3,cc_e4)中的每第n电传导涂层部分地覆盖第(n-1)电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3)，使得所述穿透体(100)的外表面包括由所述N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...cc_eN)和所述M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)交替形成的至少L=N+M个区段(e₁,i₁,e₂,i₂,e₃,i₃,e₄)。

2.根据权利要求1所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述穿透体(100)包括位于所述基底(5)与所述第1电传导涂层(cc_e1)之间的基部电绝缘涂层(ic_i0)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述穿透体(100)包括最终的电绝缘涂层(ic_i4)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述介入装置是手术钻头、探头、切割钻或铣削钻，或另一材料去除工具。

5.根据前述权利要求中任一项所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述基底(5)由与所述介入装置(20；200)的例如机加工操作的预期操作的物理需求兼容的医疗级材料制成，诸如医疗钢材。

6.根据前述权利要求中任一项所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)由与所述介入装置(20；200)的例如机加工操作的预期操作的物理需求兼容的医疗级材料制成，诸如氮化硅。

7.根据前述权利要求中任一项所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)由与所述介入装置(20；200)的例如机加工操作的预期操作的物理需求兼容的医疗级材料制成，诸如氮化钛。

8.根据前述权利要求中任一项所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)和所述N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...cc_eN)布置成使得所述穿透体的外表面的至少L＝N+M个区段是围绕所述行进轴线(Z+)延伸的环(e₁,i₁,e₂,i₂,e₃,i₃,e₄)。

9.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的介入装置(20；200)，其特征在于，所述M个电绝缘涂层(ic_i1,ic_i2,ic_i3,...,ic_iM)和所述N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)布置成使得所述穿透体的外表面的至少L＝N+M个区段包括沿着所述行进轴线(Z+)的柱(e1_s,e2_s,e3_s,e4_s)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的介入装置，其特征在于，所述穿透体(100)具有前端(101)和后端(102)，彼此绝缘的所述多个电极(e₁,e₂,e₃,e₄,...,e_N)位于所述穿透体(100)的前端(101)附近，且彼此绝缘的相同多个对应的电极(e₁,e₂,e₃,e₄,...,e_N)设在所述穿透体(100)的后端(102)附近。

11.根据权利要求10所述的介入装置，其特征在于，所述电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)中的每个在所述穿透体(100)的前端(101)附近形成所述电极(e₁,e₂,e₃,e₄,...,e_N)中的一个，且在所述穿透体(100)的后端(102)附近形成所述对应的电极(e₁,e₂,e₃,e₄,...,e_N)中的一个。

12.介入系统，所述介入系统包括功率供应单元和根据前述权利要求中任一项所述的介入装置(20；200)，其中所述介入装置(20；200)的N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)中的至少一个(cc_e1)连接到所述功率供应单元，使得它形成阴极，且所述N个电传导涂层中的至少另一个(cc_e2,cc_e3,cc_e4)是阳极。

13.根据权利要求12所述的介入系统，其特征在于，所述N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)中的所述至少一个是第1电传导涂层(cc_e1)。

14.根据权利要求13所述的介入系统，其特征在于，不同于所述第1电传导涂层(cc_e1)的所述电传导涂层(cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)是阳极。

15.根据权利要求12至权利要求14中任一项所述的介入系统，其特征在于，所述介入系统包括继电器单元，所述继电器单元布置成在所述至少一个阳极中的多个(cc_e2,cc_e3,cc_e4)之间切换。

16.根据权利要求12至权利要求15中任一项所述的介入系统，其特征在于，所述介入系统包括处理单元，所述处理单元布置成相对于诸如神经的目标解剖结构且基于从所述至少一个阳极所感知的电信号和肌肉的电活动来推算或计算所述工具的几何特性。

17.根据权利要求12至权利要求16中任一项所述的介入系统，其特征在于，所述介入系统包括放大器单元，所述放大器单元布置成测量在N个电传导涂层(cc_e1,cc_e2,cc_e3,cc_e4,...,cc_eN)形成的多个电极之间的低信号电压。