DE60214752T2

DE60214752T2 - Multiplexierte steuerungseinheit für elektrodenmatrizen

Info

Publication number: DE60214752T2
Application number: DE60214752T
Authority: DE
Inventors: H. Paul North Oaks STYPULKOWSKI
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2022-03-30
Also published as: US7286878B2; WO2003041795A1; EP1446189B1; US20030093130A1; EP1446189A1; US8116876B2; US20080021292A1; DE60214752D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von implantierbaren Systemen zur Stimulierung von elektrisch anregbarem Gewebe innerhalb eines Patienten. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, das eine Erweiterungseinheit umfasst, die einen implantierbaren Pulsgenerator mit einer implantierbaren Leitung oder Elektroden-Anordnung verbindet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Elektrische Rückenmarkstimulation und Deep-Brain-Stimulation wurden verwendet zur Schmerzlinderung und um Bewegungsstörungen zu kontrollieren. Elektrische Leitungen, die viele Elektroden aufweisen, werden derart in den Körper implantiert, dass ein oder mehrere Kathoden und ein oder mehrere Anoden in optimaler Lage sind, um Vorteile zu erzielen oder unerwünschte Nebenwirkungen zu minimieren. 1 zeigt ein typisches implantierbares elektrisches Stimulierungssystem. Ein implantierbarer Pulsgenerator 10 erzeugt die elektrischen Signale, die die Stimulation bereitstellen werden. Ein Kabel 20 verbindet den implantierbaren Pulsgenerator 10 mit einer Leitung 30. Die Leitung 30 umfasst einzelne Elektroden 31-40. Das Kabel 20 umfasst zehn separate Leiter bzw. Konduktoren, die den implantierbaren Pulsgenerator mit jeder der Elektroden 31-40 verbinden. Implantierbare elektrische Stimulationssysteme werden in der US Patent Nr. 6,473,653 beschrieben.
Ein implantierbarer Controller zur selektiven Übertragung von Signalen an eine Anzahl von Elektroden einer Elektroden-Anordnung ist aus der US-A-6038480 bekannt.
Es wäre wünschenswert, eine Leitung mit einer großen Anzahl von Elektroden, wie zum Beispiel sechzehn oder mehr, für einige Therapien zu verwenden. Die Polarität von jeder Elektrode könnte zugeordnet werden, und die optimalen Kombinationen von Kathoden und Anoden könnten für jeden Patienten ausgewählt werden. Ein anderer Vorteil, mehrere Elektroden aufzuweisen, ist, dass sie die Justierung bzw. Einstellung der Stimulation, nachdem die Komponenten implantiert worden sind, ermöglichen. Insbesondere kann eine implantierte Rückenmarkstimulationsleitung 0,5 cm oder mehr nach dem Einführen bzw. Einsetzen in den Körper nach oben versetzt werden. Idealerweise sollte die Leitung genügend Elektroden umfassen, so dass einige Elektroden ausgeschaltet und andere eingeschaltet werden können, nachdem das Versetzen stattgefunden hat, um zu vermeiden, dass der Patient ein neues Operationsverfahren durchmachen muss. Es kann auch wünschenswert sein, die Stelle bzw. den Ort der Stimulation, nachdem die Leitung implantiert wurde, zu ändern.
Das Verwenden einer großen Anzahl von Elektroden an einer Leitung ist beschränkt worden, zum Teil infolge der Beschränkungen, die sich durch die Leiter, die den implantierbaren Pulsgenerator mit der Leitung verbinden, ergeben. Typische implantierbare elektrische Stimulationssysteme führen Strom von bis zu 20 Milliampere oder mehr durch jeden Leiter, umfassend Stromdichten von 10 Mikrocoulomb pro Quadratzentimeter pro Phase oder mehr. Demzufolge wird jede Elektrode mit einem ziemlich großen Leiter verbunden, um die Energieverluste auf Grund der Impedanz zu minimieren und um adäquate Stärke bereitzustellen, um den Draht mit einer Strom- bzw. Energieversorgung ohne erhebliche Bruchgefahr zu verbinden. Die Größe der Leiter hat es unpraktisch gemacht, eine große Anzahl von Leitern zwischen dem implantierbaren Pulsgenerator und den Elektroden in der Leitung zu verbinden. Ferner ist es schwer, die erforderliche Betriebssicherheit bzw. Zuverlässigkeit zu erzielen, wenn eine große Anzahl von Leitern verwendet wird.
Ein vorgeschlagenes System platziert eine Halbleitervorrichtung in die Leitung, um eine Multiplexoperation auszuführen, um die Anzahl von Leitern, die den implantierbaren Pulsgenerator mit den Elektroden verbinden, zu minimieren. Der Halbleiter vergrößert die Größe der Leitung und kann signifikante Änderungen des Standardverfahrens, das derzeit verwendet wird, um Leitungen zu implantieren, sowie der Herstellungsverfahren erfordern.
Deshalb besteht im Stand der Technik ein Bedarf für ein implantierbares elektrisches Stimulationssystem, das eine große Anzahl von Elektroden umfasst, ohne die Größe der Leitungen zu erhöhen, und dass die Anzahl der Leiter, die den implantierbaren Pulsgenerator mit den Elektroden verbinden, minimiert.
ZUSAMMENFASSSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Erweiterungseinheit zur elektrischen Verbindung eines implantierbaren Pulsgenerators zur Verfügung, welcher eine Anzahl von Ausgangsquellen bzw. Ausgängen aufweist, zu einer implantierbaren Elektroden-Anordnung, die eine Anzahl von Elektroden aufweist, wobei die Anzahl von Elektroden in der implantierbaren Elektroden-Anordnung größer als die Anzahl von Ausgangsquellen des implantierbaren Pulsgenerators ist, wobei die Erweiterungseinheit umfasst:
Eingangslinien zum Empfangen von Eingangssignalen von den Ausgangsquellen der implantierbaren Elektroden-Anordnung;
Ausgangslinien zur elektrischen Verbindung der implantierbaren Elektroden-Anordnung mit den Elektroden;
eine Anordnung von programmierbaren Schaltern, wobei jeder Schalter zwischen einer Eingangslinie und zumindest einem Teil der Ausgangslinien verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein implantierbares elektrisches Stimulationssystem zur Verfügung, das eine große Anzahl von Elektroden mit einer reduzierten Anzahl von Leitern umfasst, welches den implantierbaren Pulsgenerator mit den Elektroden verbindet. Die Minimierung der Anzahl von Leitern für eine gegebene Anzahl von Elektroden steigert die Betriebssicherheit bzw. Zuverlässigkeit und die Anzahl von Elektroden, die verwendet werden können.
In einer Ausführungsform werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zur selektiven Interaktion mit elektrisch anregbarem Gewebe eines Patienten realisiert. Die Vorrichtung umfasst einen implantierbaren Pulsgenerator, welcher eine Anzahl von Ausgängen aufweist, die elektrische Signale übertragen und eine implantierbare Elektroden-Anordnung, die eine Anzahl von Elektroden aufweist, wobei die Anzahl von Elektroden größer als die Anzahl von Ausgängen ist. Eine Erweiterungseinheit ist zwischen dem implantierbaren Pulsgenerator und der implantierbaren Elektroden-Anordnung gekoppelt und ist konfiguriert, um die Ausgänge elektrisch mit einem Teil der Elektroden zu verbinden.
Die implantierbare Elektroden-Anordnung kann zumindest einen biomedizinischen Sensor umfassen. Ferner können die Elektroden in einer Reihe oder in einer multidimensionalen Anordnung angeordnet sein.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung können auch mit einer Erweiterungseinheit realisiert werden, die einen implantierbaren Pulsgenerator elektrisch verbindet, der eine Anzahl von Ausgängen aufweist, die Pulssignale an eine implantierbare Elektroden-Anordnung übertragen, die eine Anzahl von Elektroden aufweist, wobei die Anzahl von Elektroden größer als die Anzahl von Ausgängen ist. Die Erweiterungseinheit umfasst eine Anordnung von programmierbaren Schaltern, wobei jeder Schalter zwischen einer Ausgangsleitung und zumindest einem Teil der Elektroden verbunden ist. Die Erweiterungseinheit kann auch eine Programmier-Logikeinheit umfassen, gekoppelt an eine Anordnung von programmierbaren Schaltern, die Programmiersignale empfangen und Signale zum Konfigurieren der programmierbaren Schalter erzeugen.
Das System kann in einem Verfahren verwendet werden, umfassend die Schritte des Implantierens einer Elektroden-Anordnung, die eine Anzahl von Elektroden in der Nähe von elektrisch anregbarem Gewebe eines Patienten aufweist, und Implantierens eines Pulsgenerators, der eine Anzahl von Ausgangs-Elektroden-Anordnungen in dem Patienten aufweist, wobei die Anzahl von Ausgängen geringer als die Anzahl von Elektroden ist. Eine Erweiterungseinheit ist auch zwischen der Elektroden-Anordnung und dem Pulsgenerator implantiert. Die Erweiterungseinheit verbindet die Ausgänge elektrisch mit einem Teil der Elektroden. Nachdem die Vorrichtungen implantiert sind, wird bestimmt, welche Elektroden physisch positioniert werden, um optimale therapeutische Behandlung bereitzustellen und die Erweiterungseinheit ist konfiguriert, um die Ausgänge elektrisch an die Elektroden zu koppeln, welche in den Bestimmungsschritten identifiziert sind. Alternativ kann das Verfahren das Implantieren einer Anordnung, die eine Anzahl von biomedizinischen Sensoren in einem Patienten aufweist, und das Implantieren einer Diagnostikvorrichtung umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist mittels eines Beispieles illustriert und nicht auf die beiliegenden Figuren beschränkt, in welchen gleiche Bezugsnummern ähnliche Elemente anzeigen und in welchen:
1 einen verwandten Stand der Technik eines implantierbaren elektrischen Stimulationssystems zeigt.
2 ein schematisches Diagramm eines implantierbaren elektrischen Stimulationssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist.
3 ein schematisches Diagramm einer Erweiterungseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
2 zeigt ein implantierbares elektrisches Stimulationssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Ein implantierbarer Pulsgenerator (IPG) 220 erzeugt die Stimulierungssignale. Die Struktur und Bedienung eines IPGs ist für Fachleute bekannt. Der IPG 220 ist mit der Erweiterungseinheit 226 mit drei elektrischen Leitern bzw. Konduktoren 222-224 verbunden. Die Erweiterungseinheit 226 ist mit der implantierbaren Elektroden-Anordnung 228 mit sechs Leitern 230-235 verbunden. Die Erweiterungseinheit 226 empfängt drei elektrische Signale an den Leitern 222-224 und überträgt diese Signale an drei der Leiter 230-235. 2 zeigt eine Ausführungsform, in welcher die Erweiterungseinheit 226 näher an der implantierbaren Elektroden-Anordnung 228 als an dem IPG 220 angeordnet ist, um die gesamte Länge der Leiter, die den IPG 220 mit der implantierbaren Elektroden-Anordnung 228 verbinden, zu minimieren. Die Erweiterungseinheit 226 wird in Bezug auf 3 im Einzelnen beschrieben werden.
Die Elektroden-Anordnung 228 kann an einer Stelle innerhalb eines Patienten implantiert werden, benachbart zum Gewebe, das stimuliert wird. Die Elektroden-Anordnung 228 weist sechs Elektroden 238-243 auf, die nur zu Illustrationszwecken in einer geraden Linie angeordnet sind. Jede der Elektroden 238-243 ist elektrisch von den anderen Elektroden isoliert und kann einen Bereich von ungefähr 1-6 mm² aufweisen. Im Betrieb können einzelne benachbarte Elektroden parallel verbunden werden, um einen verbundenen Flächenbereich von 6-24 mm² aufzuweisen. Natürlich können andere Größen und Konfigurationen verwendet werden, um die Behandlungsbedürfnisse des Patienten zu erfüllen. Die Elektroden 238-243 sind elektrisch leitend und sind bevorzugter Weise aus einem Metall wie Platin oder Iridium hergestellt.
Die Elektroden-Anordnung 228 kann eine Vielfalt von verschiedenen Formen aufweisen. Zum Beispiel können die Elektroden-Anordnung 228 und/oder Elektroden 238-243 eben sein oder eine beliebige andere Form (zum Beispiel rund, oval und rechtwinklig) aufweisen. Die Elektroden 238-243 können auch eine dreidimensionale Außenfläche (zum Beispiel zylindrisch, kugelförmig, halbkugelförmig oder konisch) aufweisen. Die Elektroden-Anordnung 228 kann auch eine beliebige Anzahl von Elektroden aufweisen, wie sechzehn oder mehr und kann auch einen oder mehrere biomedizinische Sensoren (nicht dargestellt) anstatt oder zusätzlich zu den Elektroden 238-243 umfassen. Eine Diagnostikvorrichtung (nicht dargestellt) kann mit Elektroden und biomedizinischen Sensoren durch eine Erweiterungseinheit verbunden werden, die ähnlich zu der Erweiterungseinheit 226 ist. Beispiele für Diagnostikvorrichtungen umfassen Glukosesensoren, Schaltungen, die Spannungspegel messen und Vorrichtungen, die Informationen speichern. In einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) können zwei oder mehrere Elektroden-Anordnungen mit einer einzelnen Erweiterungseinheit verbunden werden.
Die Erweiterungseinheit 226 ermöglicht einem Arzt/Mediziner oder Patienten, auszuwählen, welche Elektroden 238-243 Stimulierungspulse empfangen. Im Stande zu sein, Elektroden aus einer großen Anzahl von möglichen Stellen, bereitgestellt durch die bevorzugten Ausführungsformen, auszuwählen und zu aktivieren, ist für den Fall wertvoll, dass eine Stelle auf Grund von mechanischen/elektrischen Problemen, Narbengewebe, Elektroden-Anordnungs-Migration, etc. unbrauchbar wird. Eine nahe benachbarte Stelle könnte ein ähnlich brauchbares Ergebnis liefern. Ferner, vor dem Implantieren weiß man nicht immer, was die beste Stra tegie für die Platzierung der Elektroden-Anordnung und Elektrodenpolarität ist. Die Erweiterungseinheit 226 erlaubt es, dass die Wahl später erfolgt und zusätzliches Programmieren zum späteren Zeitpunkt, um Freiheitsgrade in den aktiven Elektrodenpositionen zu liefern. Zum Beispiel ist es manchmal nützlich, drei oder mehrere Elektroden in einer Reihe (insbesondere quer zur Rückenmarksachse) aufzuweisen, so dass zwei oder drei bei bevorzugten medialen/lateralen Positionen bzw. Stellen ausgewählt werden können. Die vorliegende Erfindung ermöglicht Änderungen nach Implantation im effektiven Stimulationsbereich lediglich durch Programmieren, während die Anzahl von Leitern, die den IPG 220 mit der Elektroden-Anordnung 228 verbinden, minimiert wird.
Die Erweiterungseinheit 226 kann auch verwendet werden, um dem Patienten oder Arzt/Mediziner zu erlauben, die diagnostische Funktion der implantierten Elektroden oder biomedizinischen Sensoren zu optimieren. Eine große Anzahl von Elektroden und/oder biomedizinischen Sensoren kann im Patienten implantiert werden und die optimalen können dann nach der Implantation ausgewählt werden.
3 illustriert ein schematisches Diagramm einer Erweiterungseinheit 226 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Erweiterungseinheit 226 umfasst Eingangslinien 302-304, die die Eingangssignale von dem IPG 220 (dargestellt in 2) empfangen. Die Eingangslinien 302-304 sind mit Schaltkreisen zur Wellenformung 306-308 verbunden. Die Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 sind elektrisch mit Schaltern 310-312 verbunden, die mit Ausgangslinien 314-319 verbunden sind. Die Ausgangslinien 314-319 sind mit der Elektroden-Anordnung 228 (dargestellt in 2) verbunden. Die Erweiterungseinheit 228 kann auch einen Controller bzw. ein Steuergerät 320 zum Steuern der gesamten Operation bzw. Bedienung der Einheit, einen Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltkreis 322 zur Kommunikation mit externen Schaltkreisen, einen Haupttaktgeber 324 und eine Batterie 326 umfassen.
Die Bedienung der Erweiterungseinheit 226 wird nun beschrieben werden. Die Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 empfangen die Eingangssignale, die im Allgemeinen Pulse sind und formen die Eingangssignale, falls notwendig, um. Wellenformung kann Änderungen der Spannungspegel des Pulses oder der Frequenz des Pulses umfassen. Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 können mit einer Vielzahl von elektrischen Komponenten, die Poten tiometer und integrierte Schaltkreise umfassen, ausgeführt werden. Der Controller 320 kann Taktsignale vom Taktgeber 324 empfangen und einen oder mehrere der Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 steuern, um die Polarität, den Spannungspegel oder die Frequenz der Eingangssignale zu ändern.
Die Ausgänge der Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 werden zu Schaltern 310-312 übertragen. Die Schalter 310-312 können mit einer Vielzahl von elektrischen Schaltern, die Halbleiterschalter umfassen, ausgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schalter 310-312 Mikro-Relais-Schalter, die ihren Schaltzustand nach Unterbrechung der Energie- bzw. Stromversorgung beibehalten. Die Batterie 326 kann die Stromversorgung an die Mikro-Relais-Schalter bereitstellen. Die Schalter 310-312 sind elektrisch mit den Ausgangslinien 314-319 verbunden.
Die Schalter 310-312 können konfiguriert werden, um die Signale, die sie an irgendeiner der drei Ausgangslinien 314-319 empfangen, zu übertragen. Die Schalter 310-312 können durch den Controller 320, eine Quelle außerhalb des Körpers, den Übertragungsschaltkreis 322 oder eine beliebige Kombination von den dreien gesteuert werden. Drei Eingangslinien 302, drei Schalter 310-312 und sechs Ausgangslinien 314-319 werden nur zu Illustrationszwecken dargestellt. Die Erweiterungseinheit 288 kann konfiguriert werden, um eine beliebige Anzahl von Eingangslinien und Ausgangslinien zu koppeln. In einer Ausführungsform der Erfindung entspricht die Anzahl der Schalter der Anzahl der Eingangslinien. In derselben Ausführungsform weist jeder Schalter eine Anzahl von Ausgangsports auf, die gleich 1 + der Anzahl von Ausgangslinien – der Anzahl von Schaltern ist. Zum Beispiel, wenn die Erweiterungseinheit mit fünf Eingangslinien und fünfzig Ausgangslinien gekoppelt ist, würde die Erweiterungseinheit fünf 1×46 Schalter benötigen. Alternativ kann jeder der Schalter konfiguriert werden, um mit weniger Ausgangslinien verbindbar zu sein.
Es gibt eine Anzahl von herkömmlichen Technologien, die verwendet werden können, um mit der Erweiterungseinheit 226 zu kommunizieren. Kommunikation kann mit Nadeln, Schraubenzieher, Telemetrie oder elektromagnetischer Energie durchgeführt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung kann der IPG 220 (dargestellt in 2) verwendet werden, um die Erweiterungseinheit 226 zu programmieren. Insbesondere werden die Eingangslinien 302-304 mit dem Controller 320 verbunden. Der Controller 320 kann Hardware oder Software zum Erfassen der Programmiersignale und zum Programmieren von Schaltkreisen zur Wellenformung 306-308 und/oder Schaltern 310-312 umfassen. Solche Programmiersignale können vorbestimmte Programmierzustandspulssequenzen umfassen, oder Pulse weisen vorbestimmte Charakteristika wie Pulslänge auf, gefolgt von Programmierpulsen, die Charakteristika aufweisen, die von dem Controller 320 erfasst werden. Nach Empfangen der Programmiersignale kann der Controller 320 dann Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 und/oder Schalter 310-312 regeln.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Erweiterungseinheit 226 verwendet werden, um die Anzahl von Elektroden, die Pulssignale empfangen, zu erhöhen. Bezug nehmend auf 3, die Schaltkreise zur Wellenformung 306-308 können den Spannungspegel und die Frequenz der empfangenen Pulse verdoppeln. Die Schalter 310-312 können dann gesteuert werden, um die Signale an die Ausgangslinien 314-316 während eines ersten Taktintervalls und an die Ausgangslinien 317-319 während eines zweiten Taktintervalls zu senden. Ferner kann die Bestimmung, welche der Elektroden Anoden oder Kathoden sind, durch den Patienten oder durch Untersuchung bzw. Erforschung durch Ärzte/Kliniker ausgewählt werden, um die erwünschten Effekte von Stimulation zu maximieren, zum Beispiel die Schmerzlinderung maximieren, die Spastizität minimieren, Anfälle stoppen, Muskelkontraktionen verursachen, etc., und auch unerwünschte Nebenwirkungen bzw. -effekte zu minimieren. Die Flexibilität, die durch die Fähigkeit, die Form und Frequenz der Eingangssignale zu ändern, bereitgestellt ist, erlaubt, zahlreiche Arten von Ausgangssignalen bereitzustellen.
Die Erfindung ist verwendbar in Verbindung mit elektrisch anregbarem Gewebe, das sowohl Nervengewebe als auch Muskelgewebe umfasst. Das Nervengewebe umfasst periphere Nerven, die Rückenmarksoberfläche, das profunde Rückenmark, profundes Hirngewebe und Hirnoberflächengewebe. Das Muskelgewebe umfasst Skelettmuskel (rot), glatter Muskel (weiß) und Herzmuskel. Ferner wirkt die Erfindung insbesondere gut bei rotem Skelettmuskel, da Stimulation von solch einem Muskel nur die Muskelfasern direkt unter der Kathode aktivieren kann. Aktionspotentiale breiten sich nicht von Muskelfaser zu Muskelfaser aus, wie sie es im glatten Muskel oder Herzmuskel machen. Daher ist eine breite Anordnung von Kathoden nützlich, um mehrere Fasern von einem roten Muskel zu rekrutieren bzw. einzustellen.
Vorteilhafte Verwendungen für die Elektroden-Anordnung L1-L5, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, umfassen:

a. Über oder in motorischem Rindenfeld oder Zerebellumkortex, wo es somatotopische Karten bzw. Abbildungen des Körpers gibt, und wo genaue Kontrolle bzw. Steuerung des Stimulusortes helfen kann, die Bewegungen oder Kontrolle der verschiedenen Körperteile zu beeinflussen.
b. Über oder in dem Sinneszentrum bzw. Rindenzentrum, das auch eine somatotopische Karte aufweist, so dass Parästhesie und/oder motorische Effekte für bestimmte Körperteile eingestellt werden können.
c. Im Thalamus, wo es eine dreidimensionale Körperkarte gibt, und wo es Lamina von Zellen gibt, die am besten aktiviert werden können (oder teilweise aktiviert), unter Verwendung vieler Kontakte oder Programmierung.
d. Im tiefen Gewebe, wo Stimulation vorteilhafter Weise durch zylindrische Leitungen erreicht wird.
e. Quer zu und über die Cauda equina (Nerven im Rückenmarkskanal die von der Spitze des Rückenmarks herunterlaufen), um hohe Selektivität der Stimulation zu ermöglichen.
f. In der Cochlea, wo es nicht ausreichend Raum für viele Drähte gibt, aber viele Kanäle benötigt werden, und wo Feinabstimmung, welche Stellen entlang der Cochlea stimuliert werden, zu viel besserem Hörvermögen führen dürfte.
g. Über Verzweigungen oder motorische Nerven oder große Nerven, um bestimmte Faszikel zu aktivieren.
h. In der Retina, wo, wenn ein Patient kein Licht auf die Rückseite des Auges bekommt, die bevorzugte Ausführungsform in neuralen Mustern stimulieren könnte, als ob Licht dort in den Fokus käme und wahrgenommen würde.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass Ärzten/Medizinern und Patienten ermöglicht wird, IPGs und Elektroden-Anordnungen, hergestellt durch verschiedene Firmen, zu verwenden. Die offenbarte Erweiterungseinheit kann zum Anschließen bzw. Koppeln eines IPGs, der nicht gestaltet wurde, um mit einer bestimmten Elektroden-Anordnung zu funktionieren bzw. zu operieren, verwendet werden. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Erweiterungseinheit zusätzliche Schaltkreise umfassen kann, die speziell gestaltet sind, um eine bestimmte Erweiterungseinheit an eine bestimmte Elektroden-Anordnung zu koppeln.

Claims

Erweiterungseinheit (226) zur elektrischen Verbindung eines implantierbaren Pulsgenerators (220), welcher eine Anzahl von Ausgängen hat, zu einer Leitung, welche eine implantierbare Elektroden-Anordnung (228) mit einer Anzahl von Elektroden (239-243) beinhaltet, wobei die Anzahl von Elektroden (239-243) in der implantierbaren Elektroden-Anordnung (228) größer als die Anzahl von Ausgängen des implantierbaren Pulsgenerators (220) ist, wobei die Erweiterungseinheit (226) umfasst: – Eingangslinien (302-304) zum Empfangen von Eingangssignalen von den Ausgängen des implantierbaren Pulsgenerators (220); – Ausgangslinien (314-319) zur elektrischen Verbindung der implantierbaren Elektroden-Anordnung (228) mit den Elektroden (239-243); – eine Anordnung von programmierbaren Schaltern (310-312), wobei jeder Schalter (310-312) zwischen einer Eingangslinie und zumindest einem Teil der Ausgangslinien (314-319) verbunden ist; wobei die Erweiterungseinheit dem implantierbaren Pulsgenerator, welcher eine Anzahl von Ausgängen hat, ermöglicht, mit einer Leitung verwendet zu werden, welche eine Elektroden-Anordnung mit einer Anzahl von Elektroden hat, die größer als die Anzahl von Ausgängen ist.
Erweiterungseinheit (228) gemäß Anspruch 1, zudem umfassend: eine Logik-Programmiereinheit, welche an die Anordnung von programmierbaren Schaltern (310-312) gekoppelt ist, welche Programmiersignale empfängt und Signale zur Konfiguration der programmierbaren Schalter (310-312) erzeugt.
Erweiterungseinheit (228) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Anordnung von Schaltern (310-312) Mikro-Relais Schalter umfasst, welche ihren Schaltzustand nach Entfernen der Stromversorgung beibehalten.
Erweiterungseinheit (228) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, zudem umfassend eine Anordnung von Schaltkreisen zur Wellenformung (306-308), welche an die Anordnung von Schaltern (310-312) und die Ausgänge gekoppelt ist.
Erweiterungseinheit (228) gemäß Anspruch 4, wobei zumindest manche der Schaltkreise zur Wellenformung (306-308) dazu konfiguriert sind, die Frequenz der an den Ausgängen empfangenen Signale zu ändern.
Erweiterungseinheit (228) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei zumindest manche der Schaltkreise zur Wellenformung (306-308) dazu konfiguriert sind, die Amplitude der an den Ausgängen empfangenen Signale zu ändern.
Erweiterungseinheit (228) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anordnung von Schaltern (310-312) mechanisch einstellbare Schalter umfasst.
Erweiterungseinheit (228) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anordnung von Schaltern (310-312) magnetisch einstellbare Schalter umfasst.
Vorrichtung zur selektiven Interaktion mit elektrisch anregbarem Gewebe eines Patienten, wobei die Vorrichtung umfasst: – einen implantierbaren Pulsgenerator (220), welcher eine Anzahl von Ausgängen hat, die elektrische Signale übertragen; – eine Leitung, welche eine implantierbare Elektroden-Anordnung (228) mit einer Anzahl von Elektroden (238-243) beinhaltet, wobei die Anzahl von Elektroden (238-243) größer als die Anzahl von Ausgängen ist; und – eine Erweiterungseinheit (226) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die implantierbare Elektroden-Anordnung (228) zumindest einen biomedizinischen Sensor umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Elektroden (238-243) in einer Reihe angeordnet sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Elektroden in einer multidimensionalen Anordnung angeordnet sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei, ein erster Abstand zwischen dem implantierbaren Pulsgenerator (220) und den programmierbaren Schaltern (310- 312) der Erweiterungseinheit (226) größer als ein zweiter Abstand zwischen den programmierbaren Schaltern (310-312) der Erweiterungseinheit (226) und der implantierbaren Elektroden-Anordnung (228) ist.