CN203379485U - 深脑电剌激探针及深脑电剌激装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电剌激设备领域，提供了一种深脑电剌激探针及深脑电剌激装置，该深脑电剌激探针包括：主体，主体具有内腔；多根导线，多根导线穿设于内腔中；和多个电极；主体包括膨胀式端部，膨胀式端部在其膨胀后形成具有多个侧面的柱体；电极设置在柱体的侧面上并形成电极阵列，柱体的多个侧面中，至少两个侧面上的电极阵列中的电极的位置互不相同；每个电极至少与一根导线电连接。该深脑电剌激探针的通过设置膨胀式端部并将电极设于该端部，从而保证该端部尺寸较小，便于植入脑部目标区域；同时该端部为膨胀式结构，在植入脑部后，不仅可以轴向调整电极位置，而且可以径向调整电极位置，实现精确调整和定位的电极位置。

Description

深脑电剌激探针及深脑电剌激装置

技术领域

本实用新型属于电剌激设备领域，尤其涉及一种深脑电剌激探针及使用该探针的深脑电剌激装置。

背景技术

电刺激作为一种有效的治疗方式被越来越多地应用于治疗各种各样的疾病。例如:电刺激用于治疗慢性疼痛、运动功能紊乱、胃肠疾病，和骨盆底失调。脊髓电刺激已经被发现可以缓和慢性疼痛。胃肠道电刺激可以有效缓解胃轻瘫和肥胖症。电刺激骨盆底可以治疗大小便失禁，骨盆疼痛以及性功能障碍。深脑电刺激系统能够有效治疗运动功能紊乱，如：帕金森症以及其它一些神经失调，如癫痫。

典型的深脑电刺激系统一般包含三个部件：脉冲发生器，探针和延长连接线。脉冲发生器是一个由电池供电的装置，这个装置通常置于钛材料的密封块内，这个装置可以发送电流脉冲；探针通常包含一个主体，这个主体一般由聚氨酯材料构成，主体内部有弹簧状的绝缘导线，主体外周布置若干个环形电极，电极的材料通常是铂金。电极连接至主体内部的绝缘导线，绝缘导线通过延长连接线连接至脉冲发生器。

深脑电刺激治疗的基本原理是：将布置有电极的探针植入到患者脑深部目标区。由脉冲发生器生成的电刺激脉冲经延长连接线传递至探针上的电极并刺激特定区域脑神经组织，抑制不正常的神经活动，从而缓解患者的症状。尽管深脑电刺激有较长的历史，但其潜在的机理仍不清楚。

深脑电刺激探针植入的脑部组织位置取决于患者症状。如：震颤（非帕金森症）典型的植入位置是丘脑中的丘脑腹中间核(VIM：ventrointermedialnucleus)；治疗帕金森症（肌肉张力失常、僵硬、运动徐缓或不能、震颤），探针的典型植入位置是戈尔布斯苍白球(GPI：globus pallidus internus)或者丘脑底核(STN：subthalamic nucleus)。

上述特定的脑组织目标位置通常位于脑深部且体积较小。例如：丘脑底核（STN），为一个直径3到4mm的圆形，或者为一个短轴3到4mm，长轴4到5mm的椭圆形；GPI或VIM通常长度不超过1到2mm。

深脑电刺激探针植入的一个重要问题是：精确定位探针上电极到脑组织最佳目标区。电极精确的定位是保证治疗效果的关键。对于较小的脑组织目标区，电极偏移即使不超过1mm，往往也会不仅无法得到最佳的治疗效果，而且对患者有可能产生不期望的边缘效应，如：造成患者虚弱、感觉上的改变、语言或者视觉障碍等。

公知的电极定位到脑组织目标位置的方式是：首先将脑部功能不正常的区域标识出来。这个通常通过安装一个立体定向装置到患者头脑来实现。这个装置可以将患者脑部结构显像，并且可以测量。这个装置起到一个平台的作用，利用这个平台将电极导向至目标区域。

脑组织功能的目标位置常常很难或者根本无法在诊断影像上可视，它们的实际位置可能需要通过推测和与标准脑影像集作对比得到。由于患者脑部实际结构与标准影像存在差异，甚至是同一个大脑的不同侧都会存在差异，这样的差异就会造成探针上电极的植入位置偏差。影像获取时，如果患者移动，也有可能导致探针上电极植入位置的偏差，或者获取影像的失真。

通常情况下，在手术期间患者处于意识清楚状态，在探针植入后，其电极定位前，外科医生通过神经测试来纠正电极植入位置的偏差。

为了方便探针植入后，纠正其电极位置，目前探针设计上往往在其远端包含若干个以一定方式阵列的导电电极，所述电极嵌在聚氨酯材料的主体外周上。这些电极分别与探针主体内部的导线相连，并通过延长连接导线连接到脉冲发生器。使用时，通过控制导线的导通来激活不同的电极组合，达到调整不同刺激位置的目的。

例如市面上的Model3389深脑电刺激探针，该探针主体材料为聚氨酯，由一个近端和一个远端组成。远端直径1.27mm，轴向并置有四个环形电极，每一个环形电极长度为1.5mm，相邻两个环形电极之间间距为0.5mm，环形电极各自单独与主体内部的各个导线相连，并通过探针近端连接至植入到患者锁骨下的脉冲发生器。一定频率和幅度的电刺激脉冲由脉冲发生器产生后经延长导线传递至探针主体远端的电极，刺激患者脑组织目标区。该探针使用时，通过激活不同的电极组合，可以沿探针主体轴向方向改变电刺激位置。因为相邻两电极间距为0.5mm，故其位置调整精度可达0.5mm。

专利US5843148A揭示了一种电剌激探针。该探针包含一个主体，所述主体有一个近端和一个远端。这个远端部分有若干个对角线布置的环形电极。远端实质上沿纵轴方向是一个圆柱体，每一个电极沿一定角度呈对角线布置在探针轴向上。每一个环电极沿着探针轴呈对角线环绕，并且依据脑部目标位置需求，与相邻电极之间间隔是0.5mm。

该探针的远端可以有三个环形电极和一个顶端电极，这四个电极布置在不超过10mm的空间内。此处的环形电极可以围绕探针轴向约180°延伸，或者可以延伸一个更小或更大的角度。也可以使用更多的电极，每一个电极环绕探针不超过90度。在植入的时候或者任何期望调整时，经过测试不同的电极组合以后选择最佳的电极。使用时，通过立体定向装置将所述探针定位到患者脑部目标位置。这之后，通过简单的旋转探针就可以沿轴向方向调整电极至最佳位置。相比于Model3389深脑电刺激探针,该电极也是可以沿探针轴向方向改变电刺激位置，且这种位置改变是连续性地。

根据以上所述，深脑电刺激探针植入后，考虑到电极在脑部可能的轻微位置偏差，需要目标区内有多于一个的活动电极可以被利用，以根据需求调整不同的电极组合，达到精确定位的目的。而对于较小的脑部刺激目标区域（如GPI），长度通常不超过1～2mm，Model3389深脑电刺激探针这样的调整精度为0.5mm的探针，且仅能使在探针轴向四个电极中的一个在目标区域内，其难以保证电极精确定位；专利US5843148A揭示的探针沿主体轴向方向可以作到连续性改变电刺激位置，但调整方向仅限于主体轴向方向，因而也难以保证电极精确定位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种深脑电剌激探针，旨在解决现有技术中深脑电剌激探针仅能轴向调整电极位置，难以保证电极精确定位的问题。

本实用新型是这样实现的，一种深脑电剌激探针，包括：主体，所述主体具有内腔；多根导线，所述多根导线穿设于所述内腔中；和多个电极；所述主体包括膨胀式端部，所述膨胀式端部在其膨胀后形成具有多个侧面的柱体；所述电极设置在所述柱体的侧面上并形成电极阵列，所述柱体的多个侧面中，至少两个所述侧面上的所述电极阵列中的电极的位置互不相同；每个所述电极至少与一根所述导线电连接。

进一步地，所述柱体的多个侧面中，至少两个所述侧面上的所述电极阵列中阵列的电极数量互不相同。

进一步地，所述柱体的多个侧面中，各所述侧面上的所述电极阵列中阵列的电极数量均不相同。

进一步地，所述柱体的多个侧面中，各个侧面上的所述电极阵列中阵列的电极的位置均不相同。

进一步地，所述柱体轴向与所述主体轴向在同一直线上，且所述膨胀式端部沿垂直于所述柱体轴向方向膨胀。

具体地，所述柱体的长度范围为5～10mm。

进一步地，所述柱体的横截面为四边形、六边形或八边形。

进一步地，各个所述侧面的面积范围均为0.25～25mm²。

该深脑电剌激探针的通过设置膨胀式端部并将电极设于该端部，从而保证该端部尺寸较小，便于植入脑部目标区域；同时该端部为膨胀式结构，在植入脑部后，不仅可以轴向调整电极位置，而且可以径向调整电极位置。另外将膨胀式端部膨胀成的柱体的至少两个侧面上的电极阵列设为不同，可以当一个侧面没有找到适合电极时，可以转到另一侧面上找出适合电极，提高精度，以实现精确调整和定位电极位置。

本实用新型的另一目的在于提供一种深脑电剌激装置，其包括脉冲发生器、探针和电连接所述脉冲发生器与所述探针的延长连接线，所述探针为如上所述的深脑电剌激探针。

进一步地，所述深脑电剌激探针为至少一个。

本实用新型的深脑电剌激装置使用了上述的深脑电剌激探针，该深脑电剌激探针的通过设置膨胀式端部并将电极设于该端部，从而保证该端部尺寸较小，便于植入脑部目标区域；同时该端部为膨胀式结构，在植入脑部后，不仅可以轴向调整电极位置，而且可以径向调整电极位置，实现精确调整和定位的电极位置。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的深脑电剌激探针结构示意图，其中探针膨胀式端部为膨胀状态；

图2是沿图1中线A-A的剖面图；

图3是图1中探针膨胀式端部各侧面上电极分布位置示意图，其中3a、3b、3c和3d分别示出了其四侧面上电极布置位置；

图4是图1的深脑电剌激探针膨胀式端部收缩时的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的深脑电剌激装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种深脑电剌激探针1，包含主体10，主体10具有内腔（图中未示出）和一个膨胀式端部11，内腔可以作为膨胀式端部11的膨胀通道，可以沿箭头B的方向，通过充气、充液体或充凝胶的方式使膨胀式端部11膨胀。膨胀式端部11膨胀时形成具有多个侧面的柱体，该柱体横截面呈多边形，例如可以是四边形、六边形或八边形。膨胀式端部11材料可以是弹性体材料，如：硅胶。主体10可以使用聚氨酯材料制作。主体10的内腔中穿设有多根导线（图中未示出）。当需要膨胀时，可以用压力泵向内腔中压入膨胀物质，如气体、液体或凝胶，使膨胀式端部11径向膨胀为柱体。

图2示出了图1中A-A方向的截面视图，如图2所示，本实施例中，膨胀式端部11膨胀时的截面形状为四边形，其具有四个侧面3，分别标示为侧面31、侧面32、侧面33和侧面34。当然，若膨胀式端部11膨胀时的截面形状为六边形、八边形或其它多边形时，则应具有相应数量的侧面3。

如图3所示，各侧面3上均设有电极2，每个电极2至少与一根导线电连接。电极2阵列设置在柱体的侧面3上并形成电极阵列，在探针主体10的膨胀式端部11膨胀时，其形成的柱体的多个侧面3中，至少两个侧面3上的电极阵列中阵列的电极2的位置互不相同。这样当一个侧面3没有找到与脑部目标区域接触适合电极2时，可以转到另一侧面3上找出适合电极2，从而提高探针的精度，实现精确调整和定位电极位置。如图4所述，当探针主体10的膨胀式端部11为收缩状态时，该端部11尺寸较小，可方便植入脑部目标区域。

请参阅图1-4，通过在探针主体10设置膨胀式端部11并将电极2设于该端部11，从而保证该端部11尺寸较小，便于植入脑部目标区域；同时该端部11为膨胀式结构，在植入脑部后，可以通过调整探针的植入深度，沿主体10的轴向调整电极2位置，而且当探针的膨胀式端部11，沿探针主体10径向调整电极2位置，另外，由于膨胀式端部11膨胀时，其形成的柱体的多个侧面3中，至少两个侧面3上的电极阵列中阵列的电极2的位置互不相同，当在该柱体的一个侧面3上没有找到合适的电极2时，可以转至另一侧面上查找是否有合适的电极2，从而提高探针的精度，更好、更准确地找到与脑部目标区域接触最好的电极2。实现精确调整和定位的电极2位置。

具体地，在探针主体10的膨胀式端部11膨胀时，其形成的柱体的多个侧面3中，至少两个侧面3上的电极阵列中阵列的电极2的数量互不相同。通过改变侧面3上电极2的数量，使其位置不同。如本实施例中，请参阅图4，侧面31上阵列分布有6个电极2a，侧面32上阵列分布有9个电极2b，侧面34中间阵列分布有4个电极2d。

更进一步地，在探针主体10的膨胀式端部11膨胀时，其形成的柱体的多个侧面3中，各侧面3上的电极阵列中阵列的电极2的数量均不相同，从而使其各侧面3上电极位置均不同。即不同侧面3上电极2布置的位置也不同，从而在旋转探针1时，通过查找多个侧面3上的电极2，更快找到与脑部目标区域接触最好的电极2，可以满足电刺激位置在平面上沿不同角度、不同方向调整的需求，实现精确、快速调整和定位膨胀式端部11的电极2位置。

当然，即使在探针主体10的膨胀式端部11膨胀时，其形成的柱体的多个侧面3中，某些侧面3上设有电极2数量相同，也使其上的电极2的位置分布为不同。从而在进一步方案中，各个侧面3上的电极阵列中阵列的电极的位置均不同。在旋转探针1时，可以使得至少一侧面3上的电极2能与脑部目标区域接触，可以满足电刺激位置在平面上沿不同角度、不同方向调整的需求，实现连续精确调整和定位膨胀式端部11的电极2位置。

如本实施例中，具体参阅图2和图3，主体10膨胀式端部11膨胀时，其横截面呈正四边形，其包括四个侧面31、32、33、34，侧面31上阵列分布有6个电极2a，侧面32上阵列分布有9个电极2b，侧面33上阵列分布有6个电极2c，侧面34中间阵列分布有4个电极2d，四个侧面31、32、33、34上电极阵列中阵列的电极的位置均不相同，数量也不完全相同，从而可以在一定平面范围内沿任意角度、任意方向改变电刺激位置，且这种位置改变可以是连续性地。当然在其它一些实施例中，各侧面3上电极2也可以离散分布在相应侧面3上。同时，各个侧面3上的电极2在相应侧面3上的布置位置均不同。也可以实现精确调整和定位膨胀式端部11的电极2位置。

具体地，在探针主体10的膨胀式端部11膨胀时，其形成的柱体的轴向与主体10的轴向在同一直线上，且该膨胀式端部11沿垂直于该柱体10轴向方向膨胀。即沿主体10的径向膨胀。具体地，此时，膨胀式端部11长度范围为5～10mm，即膨胀式端部11膨胀时呈柱体状，该柱体长度范围为5～10mm。在其它一些实施例中，如果将膨胀式端部11膨胀时形成的柱体的轴向与主体10的轴向垂直，则需要使该膨胀式端部11沿该柱体10轴向方向膨胀。

具体地，主体10膨胀式端部11膨胀时，其各侧面面积在0.25～25mm²范围内。

使用时，先收缩探针1膨胀式端部11，如图4所示，使膨胀式端部11尺寸缩小，从而在植入脑部时，减小对脑组织的损伤。在探针1植入脑部后，如图1所示，可沿箭头B充气方式膨胀探针1膨胀式端部11，使探针1膨胀式端部11一侧面3与脑部目标区域接触，再通过激活该侧面3上电极2或电极2组合，找出与目标区域接触的电极2；如果该侧面3上没有与目标区域接触的电极2，则收缩膨胀式端部11，旋转探针1，再膨胀膨胀式端部11，使其膨胀式端部11另一侧面3与目标区域接触，查找该侧面3上是否有与目标区域接触或接触最佳的电极2；如果还没找到则重复上一步骤，更换到另一侧面3，直至找到与目标区域接触最佳的电极2为止，从而实现精确连续调整和定位膨胀式端部11的电极2位置。这种深脑电剌激探针1兼具能精确定位其电极和膨胀式端部11尺寸较小的特点。

请参阅图5，本实用新型还公开了一种深脑电剌激装置，包括脉冲发生器5、如上所述的深脑电剌激探针1和连接该探针1与脉冲发生器5的延长连接线4。通过延长连接线4连接脉冲发生器5与深脑电剌激探针1，从而使深脑电剌激探针1中的导线与脉冲发生器5电连接。该深脑电剌激装置使用了上述的深脑电剌激探针1，该深脑电剌激探针1通过设置膨胀式端部并将电极设于该端部，从而保证该端部尺寸较小，便于植入脑部目标区域；同时该端部为膨胀式结构，在植入脑部后，不仅可以轴向调整电极位置，而且可以径向调整电极位置，实现精确调整和定位的电极位置。通过将探针1上电极精确定位到脑部目标区域，通过脉冲发生器5激活探针1膨胀式端部电极，并找到最佳电极，以对脑部目标区域电剌激。该探针1主体膨胀式端部尺寸小，对脑组织伤害小。本实施例中，脉冲发生器5连接一个深脑电剌激探针1，其它实施例中，脉冲发生器5也可连接多个深脑电剌激探针1。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深脑电剌激探针，包括：

主体，所述主体具有内腔；

多根导线，所述多根导线穿设于所述内腔中；和

多个电极；

其特征在于，所述主体包括膨胀式端部，所述膨胀式端部在其膨胀后形成具有多个侧面的柱体；所述电极设置在所述柱体的侧面上并形成电极阵列，所述柱体的多个侧面中，至少两个所述侧面上的所述电极阵列中的电极的位置互不相同；每个所述电极至少与一根所述导线电连接。

2.如权利要求1所述的深脑电剌激探针，其特征在于：所述柱体的多个侧面中，至少两个所述侧面上设置的所述电极阵列中的电极数量互不相同。

3.如权利要求2所述的深脑电剌激探针，其特征在于：所述柱体的多个侧面中，各所述侧面上的所述电极阵列中的电极数量均不相同。

4.如权利要求1所述的深脑电剌激探针，其特征在于：所述柱体的多个侧面中，各个侧面上的所述电极阵列中阵列的电极的位置均不相同。

5.如权利要求1所述的深脑电剌激探针，其特征在于：所述柱体轴向与所述主体轴向在同一直线上，且所述膨胀式端部沿垂直于所述柱体轴向方向膨胀。

6.如权利要求5所述的深脑电剌激探针，其特征在于：所述柱体的长度范围为5～10mm。

7.如权利要求1所述的深脑电剌激探针，其特征在于：所述柱体的横截面为四边形、六边形或八边形。

8.如权利要求1所述的深脑电剌激探针，其特征在于：各个所述侧面的面积范围均为0.25～25mm²。

9.一种深脑电剌激装置，其包括脉冲发生器、探针和电连接所述脉冲发生器与所述探针的延长连接线，其特征在于：所述探针为如权利要求1-8任一项所述的深脑电剌激探针。

10.如权利要求9所述的深脑电剌激装置，其特征在于：所述深脑电剌激探针为至少一个。

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