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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein implantierbare medizinische elektronische Vorrichtungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere implantierbare Augenlidvorrichtungen.
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Die halbseitige Gesichtslähmung ist
eine stark beeinträchtigende
Störung,
die viele Patienten betrifft. Die Ursachen einer halbseitigen Gesichtslähmung sind
unter anderem durch eine idiopathische oder virale Bellsche Lähmung, eine
Parotis-Krebschirurgie, eine Gehörgangtumor-Chirurgie und viele
andere, beispielsweise ein Trauma, gegeben. Wenngleich eine halbseitige
Gesichtslähmung
zu einer generalisierten Entstellung führt, besteht eines der üblichsten
medizinischen Probleme in dem Verlust des Lidschlagreflexes. Der
Verlust des Lidschlagreflexes beseitigt den natürlichen Schutz und die Benetzung der
Augenhornhaut. Der Verlust dieser Okularen Funktion setzt die Augenhornhaut
natürlicherweise dem
Risiko aus, daß eine
Bindehautaustrocknung auftritt und daß sich ein Abrieb der Augenhornhaut entwickelt.
Traditionelle Behandlungen für
diesen Zustand schließen
implantierte Augenlidgewichte oder -federn, benetzende Augentropfen
und ein Schließen der
Augenlider durch chirurgisches Nähen
oder Verbinden ein. Bei jeder dieser existierenden Behandlungen
treten verschiedene Nachteile auf. Bei der Verwendung implantierter
Augenlidgewichte kann das Augenlid beispielsweise durch Verschieben
des Augenlidgewichts geöffnet
werden, wenn sich der Kopf an einer bestimmten Position befindet,
und es unerwünscht
ist, daß das
Augenlid geöffnet
wird.
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Das in 7 dargestellte
Augenlid des Auges 100 weist auf dem oberen Augenlid 108 und
dem unteren Augenlid 110 darüberliegendes Hautgewebe auf.
Die am weitesten posterioren Schichten des oberen Augenlids 40 und
des unteren Augenlids 42 sind der Tarsus 120, 122 und
die Augenbindehaut 140. Die Tarsi 120, 122 bestehen
aus dichtem, unregelmäßigem Bindegewebe
und sind für
die architektonische Form der Lider verantwortlich. Der obere Tarsus 122 erstreckt
sich vom lateralen Rand zur medialen Seite des Auges über die
Länge des
Augenlids. Der obere Tarsus 122 kann im mittleren Lid beispielsweise
etwa 10 mm breit sein, und er verschmälert sich medial und lateral.
Der untere Tarsus 120 weist im wesentlichen die gleiche
Länge auf
wie der obere Tarsus, ist jedoch in der Mitte des Lids schmaler.
Er verschmälert
sich auch medial und lateral von der Mitte des Lids. Die Augenbindehaut 140 haftet
stark am darunterliegenden Tarsus. Zusätzlich dazu, daß sie am
Lidrand mit der Haut verbunden ist, liegt die Bindehaut 140 neben
dem oberen Tarsus 120 und dem unteren Tarsus 122.
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Die Augenlidfalte 112 befindet
sich typischerweise am oberen Rand des Tarsus 122 oder
in der Nähe
von diesem. Die Haut unterhalb der Falte 112 ist über Befestigungen
des Levator aponeurosis 128 fest am darunterliegenden Tarsus 122 angebracht. Der
Aponeurosis 128 hat anteriore Vorsprünge durch den Augenringmuskel 116 zur
Haut 108 und Verbindungen zum Tarsus 122. Oberhalb
der Falte 112 ist die Haut beweglicher, weil dort keine
Befestigungen des oberen Aponeurosis vorhanden sind und weil sie dort
relativ lose am darunterliegenden Septum orbitale 142 befestigt
ist. Das untere Augenlid 42 hat auch eine Falte 114.
Sie markiert im wesentlichen die untere Begrenzung des Tarsus 120.
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Der Augenringmuskel 116, 118 des
oberen Augenlids 40 und des unteren Augenlids 42 ist
beliebig in orbitale und palpebrale Abschnitte eingeteilt. Der palpebrale
Abschnitt ist weiter in preseptale und pretarsale Abschnitte eingeteilt.
Die pretarsalen Abschnitte sind mit Bezugszeichen 124 bzw. 126 für das obere
bzw. das untere Augenlid bezeichnet. Die orbitalen Abschnitte erstrecken
sich über
den orbitalen Rand hinaus und überlagern
die Frontalis-, Temporalis- und Wangenmuskulatur. Die pretarsalen
Augenringmuskeln befinden sich anterior zu den Tarsi 122, 120,
an denen sie fest angebracht sind. Der obere pretarsale Muskel ist
durch anteriore fibröse
Vorsprünge
des Levators 128 sicher zwischen dem Levator aponeurosis 128 und
der darüberliegenden Haut 108 eingebunden.
Diese Vorsprünge
verlaufen von der Falte 112 bis hinab zum Lidrand. Der
obere pretarsale Muskel 124 und der untere pretarsale Muskel 126 gehen
lateral in die laterale Lidsehne über und treten über die
mediale Lidsehne in die mediale Augenhöhlenwand ein.
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Das Septum orbitale ist eine mesodermale Schicht
des embryonalen Lids. Im oberen Lid ist das Septum 142 oberhalb
des oberen Rands des Tarsus 122 am Levator aponeurosis 128 befestigt.
Im unteren Lid ist das Septum 144 am unteren Rand des Tarsus 120 befestigt.
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Die Retraktoren der Augenlider dienen
gemeinsam dem Öffnen
der Augenlider. Die Levatormuskeln umfassen den Levator aponeurosis 128 und eine
posteriore obere tarsale Muskelschicht (Müller-Muskel) 130.
Der Aponeurosis 128 verläuft medial und lateral unter
Bildung der Hörner
des Levators.
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Das untere Ende des Aponeurosis 128 geht in
das untere Drittel der anterioren Fläche des Tarsus 122 über.
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Der Müller-Muskel ist am oberen Rand
des Tarsus 122 befestigt.
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Die unteren Augenlidretraktoren umfassen die
kapsulopalpebrale Facia 146. Diese Facia 146 verläuft anterior
und verbindet sich mit dem Septum orbitale und geht in den unteren
Rand des Tarsus 120 sowie in die anteriore und die posteriore
Fläche über. Einige
anterioren Vorsprünge
der Facia können
in den Augenringmuskel eindringen und zur Bildung und zum Erhalten
der Querfalte 114 des unteren Augenlids beitragen. Gleich
posterior der Facia 146 befindet sich der sympathisch innervierte
untere tarsale Muskel (Müller-Muskel) 132.
Es wird angenommen, daß der
Müller-Muskel 132 unterhalb
des unteren Rands des Tarsus 120 endet.
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Die Stimulation eines denervierten
Gesichtsmuskels zum Wiederherstellen seiner Funktion, sogar der
Augenlidfunktion, ist gegenwärtig
bekannt. Beispielsweise ist im Artikel "Control of Paralyzed Axial Muscles by
Electrical Stimulation" von
Zealear, D. L. und H. H. Dedo, Acta Otolaryngol 83: S. 514–527, 1977
ein geschlossenes Regelsystem beschrieben, bei dem die Muskelaktivität von der
intakten Seite des Gesichts verwendet wird, um die Stimulation auf
der denervierten Seite einzuleiten. Im französischen Patent 7 426 103 (Veröffentlichung
2 279 376) mit dem Titel "Process
of Controlling Muscular Contraction on the Paralyzed Side of the
Face Struck with Unilateral Paralysis and Apparatus/Devices Used
to Realize This Process" von
Elbaz und Delerm, veröffentlicht
am 20. Februar 1976, ist eine Vorrichtung beschrieben, die die Muskelaktivität der intakten
Seite überwacht,
um die Stimulationszeitpunkte der verletzten, denervierten Seite
zu steuern. Zusätzlich
ist in US-A-4 799 487, am 24. Januar 1989 Bleicher erteilt, mit
dem Titel "Reanimation
Device and Method for Treating a Paralyzed Face" ein Mikroprozessorsystem beschrieben,
das im wesentlichen die gleichen Funktionen ausführt, die im Artikel von Zealear
u. a. und im französischen
Patent 7 426 103 beschrieben sind. Weiterhin ist beispielsweise
in einem Artikel mit dem Titel "Electronic
Reanimation of Facial Paralysis – A Feasibility Study" von Rothstein und
Berlinger, Otolaryngology – Head
and Neck Surgery, Band 94, Nr. 1 (Januar 1986) ein ähnliches
Konzept beschrieben, in dem die Fähigkeit zum Spiegeln der Lidschlagaktivität aufgezeigt
ist.
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In EP-A-0 033 643 ist eine elektrookulare
Stimulationsvorrichtung offenbart, welche eine implantierbare Einheit
aufweist, die einen Empfänger
enthält,
der mit einem externen Sender in Verbindung steht. Während der
Stimulation wird eine Divergenzbewegung erreicht, um die Okulare
Fehlausrichtung zum korrigieren, während eine chronische Stimulation
zu einer histologischen und anatomischen Änderung des stimulierten Rectus
führt,
was auch auf das Überwinden
der Okularen Fehlausrichtung hinwirkt.
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Damit jedes solche Stimulationssystem
wirksam verwendet wird, muß die
Elektrode für
das System jedoch so ausgelegt sein, daß sie leicht implantiert werden
kann, über
lange Zeit stabil ist, sobald sie implantiert wurde, und eine elektrische
Stimulation bereitstellt, ohne daß dem Patienten Schmerzen zugefügt werden.
Es ist beispielsweise wichtig, die Stimulation umgebender Gesichtsmuskeln
oder nahegelegener Sinnesnerven, beispielsweise des supraorbitalen
Nervs, der sich oberhalb des Augenlids befindet, der Arteria supratrochlearis,
die medial zum supraorbitalen Nerv oberhalb des Augenlids liegt, und
des infraorbitalen Nervs, der unterhalb des unteren Augenlids liegt,
zu vermeiden. Die gegenwärtig bekannten
Elektroden bieten nicht alle Funktionen, die auf das Augenlid, das
Auge und umgebende Bereiche anwendbar sind.
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Aus den vorstehend angegebenen und
aus anderen Gründen,
die anhand der nachstehenden Einzelheiten verständlich werden, sind verbesserte implantierbare
Augenlidelektrodenvorrichtungen und Verfahren zum Implantieren solcher
Vorrichtungen erforderlich. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
daher darin, solche Elektroden bereitzustellen.
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Gemäß einem Aspekt sieht die vorliegende Erfindung
eine Elektrodenvorrichtung zum Implantieren in einem Augenlid vor,
welche aufweist: einen Grundkörper
aus nichtleitendem Material mit einem ersten Rand und einem zweiten
Rand und einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei eine Längsachse
zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verläuft, und ein leitendes Material,
das an einer Fläche
des Grundkörpers
aus nichtleitendem Material positioniert ist, und mindestens einen
Leitungsdraht, der in elektrischem Kontakt mit dem leitenden Material
steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von der Längsachse
zu mindestens einem von dem ersten und dem zweiten Rand zu mindestens
einem von dem ersten und dem zweiten Ende hin abnimmt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt sieht
die Erfindung eine Elektrodenvorrichtung zum Implantieren in einem
Augenlid vor, welche aufweist: einen Grundkörper aus nichtleitendem Material
mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand und einem ersten Ende
und einem zweiten Ende, wobei eine Längsachse zwischen dem ersten
und dem zweiten Ende verläuft,
und ein leitendes Material, das an einer Fläche des Grundkörpers aus
nichtleitendem Material positioniert ist, und mindestens einen Leitungsdraht, der
in elektrischem Kontakt mit dem leitenden Material steht, dadurch
gekennzeichnet, daß der
Grundkörper
aus nichtleitendem Material, das leitende Material und der mindestens
eine Leitungsdraht eine erste Elektrode zum Implantieren im oberen
Augenlid bilden, wobei die Elektrodenvorrichtung weiterhin eine
zweite Elektrode mit einem Grundkörper bzw. Körper aus. nichtleitendem Material,
leitendem Material, das an einer Fläche des Grundkörpers aus
nichtleitendem Material angeordnet ist, und mindestens einem Leitungsdraht,
der in elektrischem Kontakt mit dem leitenden Material steht, aufweist,
die in das untere Augenlid zu implantieren ist, wobei der Abstand zwischen
dem ersten und dem zweiten Rand der ersten Elektrode entlang der
Längsachse
größer ist
als der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Rand der zweiten
Elektrode entlang einer Achse von dieser.
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Gemäß einer Ausführungsform
nimmt der Abstand von der Längsachse
zu mindestens einem von dem ersten und dem zweiten Rand zu jedem
von dem ersten und dem zweiten Ende hin ab, um eine Anpassung an
die Form des Augenlids zu erzielen. Gemäß weiteren Ausführungsformen
können
der erste und der zweite Rand entweder konvex oder konkav geformt
sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
der Elektrodenvorrichtung weist die Vorrichtung einen Grundkörper aus nichtleitendem
Material mit einem ersten und einem zweiten Rand und einem ersten und
einem zweiten Ende auf. Eine Längsachse
verläuft
zwischen dem ersten und dem zweiten Ende. Die Elektrodenvorrichtung
weist weiterhin mehrere Streifenleitungselektroden auf, wobei jede
leitende Elektrode eine vorgegebene Länge hat. Eine leitende Elektrode
ist entlang der Längsachse
positioniert, wobei ihre Längsrichtung
senkrecht zur Längsachse verläuft. Ein
Leitungsdraht steht in elektrischem Kontakt mit jeder leitenden
Elektrode. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
dieser Vorrichtung kann jede von den mehreren leitenden Elektroden
als eine Anode oder als eine Kathode geschaltet werden oder in einer
offenen Konfiguration belassen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
dieser Vorrichtung umfassen die mehreren leitenden Elektroden mindestens
drei leitende Elektroden. Eine von den mindestens drei Elektroden
ist als eine aktive Elektrode geschaltet, die zentral zwischen zwei Stromabschirmungselektroden
angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
dieser Vorrichtung sind die leitenden Elektroden in die Oberfläche des
nichtleitenden Grundkörpers
eingelassen. Vorzugsweise sind die leitenden Elektroden unter die
Oberfläche
des nichtleitenden Grundkörpers
eingelassen.
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Weiterhin ist ein Verfahren zum Implantieren einer
Elektrodenvorrichtung offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen
einer implantierbaren Augenlidelektrode mit einem Grundkörper aus
nichtleitendem Material, der entsprechend der Form eines Augenlids
geformt ist. Ein leitendes Material wird an der Oberfläche des
Grundkörpers
aus nichtleitendem Material angeordnet, und mindestens ein Leitungsdraht
steht in elektrischem Kontakt mit dem leitenden Material. Die implantierbare
Augenlidelektrode wird neben den Fasern des Augenringmuskels angeordnet,
so daß das
leitende Material der implantierbaren Augenlidelektrode neben den
Muskelfasern liegt. Die implantierbare Augenlidelektrode wird vorzugsweise hinter
oder posterior zu den Fasern des pretarsalen Augenringmuskels angeordnet.
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Bevorzugte Ausführungsformen werden nun lediglich
beispielhaft mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer implantierbaren Augenlidelektrode
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 ist
eine Draufsicht von oben auf die Elektrode aus 1,
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3 ist
eine Vorderansicht der Elektrode aus 1,
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4 ist
eine Teilansicht der Position einer Elektrode aus 1 am oberen Augenlid und auch einer am
unteren Augenlid positionierten Elektrode,
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5 ist
eine Draufsicht von oben auf eine Elektrode, worin eine alternative
Form der implantierbaren Augenlidelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt ist,
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6 ist
eine Draufsicht von oben einer alternativen Form einer implantierbaren
Augenlidelektrode gemäß der vorliegenden
Erfindung, und
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7 ist
eine Schnittansicht eines Auges, worin der Ort der implantierbaren
Augenlidelektroden im oberen und im unteren Augenlid dargestellt
ist.
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Mit Bezug auf die 1–3 wird eine implantierbare
Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 weist
eine isolierende Unterlage oder einen Grundkörper aus einem nichtleitenden
Material 12 mit einer Form und mechanischen Eigenschaften auf,
die vom Augenlid leicht und bequem angenommen werden. Beispielsweise
hat der Grundkörper aus
nichtleitendem Material 12 an seinen Enden eine verringerte
Größe, um ihn
an die Form des Augenlids am medialen und temporalen Abschnitt des
Auges anzupassen. Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 weist
weiterhin ein leitendes Material oder leitende Elektroden 14 auf,
die an der Oberfläche
des Grundkörpers
aus nichtleitendem Material 12 positioniert sind. Ein getrennter
Leitungsdraht 16 steht in elektrischem Kontakt mit jeder leitenden
Elektrode 14, so daß jede
leitende Elektrode 14 durch eine Schaltvorrichtung (nicht
dargestellt) als eine Anode, eine Kathode oder in einer nicht verwendeten
oder offenen Konfiguration an einen Stimulator (nicht dargestellt)
angeschlossen werden kann.
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Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 ist
dafür konfiguriert, den
gelähmten,
denervierten Augenringmuskel von Patienten, die an einer halbseitigen
Gesichtslähmung
leiden, zu aktivieren. Weil die Elektrodenmehrfachanordnung 10 dafür ausgelegt
ist, eine dünne Schicht
des gelähmten
Muskels zu aktivieren, sind die Breite der Mehrfachanordnung und
die Länge
der einzelnen leitenden Elektroden oder Streifen 14 vorzugsweise
so groß wie
möglich,
um möglichst
viele Fasern zu kontaktieren, jedoch so geformt, daß eine Anpassung
an das Augenlid und eine bequeme Anformung an dieses erzielt werden.
Diese Stimulation der Augenlid-Muskelfasern muß jedoch mit dem Ziel ausgeführt werden,
den Strom zum Stimulieren benachbarter Sinnesnerven und Bewegungsnerven, welche
die Hebemuskeln innervieren, zu begrenzen, während die halbseitige Gesichtslähmung stimuliert oder
behandelt wird. Die verschiedenen Stimulationsschwellen für denervierte
Muskelfasern sind erheblich höher
als diejenigen für
Nervenfasern. Daher ist es wichtig, die Stromausbreitung zu begrenzen, um
unangenehme Gefühle
zu verhindern. Weiterhin kann eine solche Elektrode zum Konditionieren
des Auges oder des Augenlids an Stelle einer Lidschlagstimulation
verwendet werden. Beispielsweise kann die Elektrodenmehrfachanordnung 10 zum
Konditionieren durch eine nachtetanische Anregung verwendet werden,
welche das Stimulieren von Nerven, um sie wirksamer zu machen, einschließt, wie
Fachleuten bekannt ist.
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Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10,
die den Grundkörper aus
nichtleitendem Material 12, das leitende Material oder
die Elektroden 14 und die Leitungen, die in elektrischem
Kontakt mit den leitenden Elektroden 14 stehen, aufweist,
bildet eine implantierbare Vorrichtung, die eine gleichmäßigere Stromdichte über die
Elektrodenoberfläche
aufrechterhält.
Sie verhindert, weiterhin die Stromausbreitung zu umgebenden Gesichtsmuskeln
oder nahegelegenen Sinnesnerven, wodurch eine unerwünschte Stimulation
dieser Bereiche vermieden wird. Der Grundkörper aus nichtleitendem Material 12 weist
eine Längsachse 26 auf, die
sich zwischen einem ersten Ende 22 und einem zweiten Ende 24 erstreckt.
Weiterhin weist der Grundkörper
aus nichtleitendem Material 12 einen ersten Rand 18 und
einen zweiten Rand 20 auf.
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Die isolierte Unterlage oder der
dünne flache Grundkörper aus
nichtleitendem Material 12 kann aus jedem geeigneten biokompatiblen
Material, beispielsweise Silikongummi oder Polyurethan, bestehen.
Die Dicke des flachen Grundkörpers
aus nichtleitendem Material 12 ist geringer als 1,5 mm
und vorzugsweise geringer als 1 mm. Es können auch andere Dicken des
Grundkörpers
geeignet sein, sie dürfen
jedoch das umgebende Gewebe bei und nach der Implantation nicht
beeinträchtigen.
Das nichtleitende Material ist steif genug, um das Einführen durch
eine Stichwunde zu ermöglichen,
jedoch flexibel genug, um das Anpassen an die Augenstruktur nach
der Implantation zu ermöglichen.
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Zusätzlich kann der Grundkörper aus
nichtleitendem Material 12 aus einem perforierten Material
bestehen, um das Wachstum und das Anhaften von Gewebe zu unterstützen. In
dem dünnen
flachen Grundkörper
aus nichtleitendem Material 12 können Nahtlöcher zum Anbringen und Halten
der Elektrodenmehrfachanordnung 10 an einer Position im
Augenlid ausgebildet sein. Weiterhin können andere Materialien verwendet
werden, die ein vorteilhaftes Gewebeanhaften bereitstellen. Beispielsweise
könnten
Dacron®-Streifen
verwendet werden, um die Haftung zu verbessern. Diese Streifen könnten in
den Grundkörper
aus nichtleitendem Material 12 eingebettet werden und von
seinen Rändern
vorstehen gelassen werden.
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Die Form des Grundkörpers aus
dem nichtleitenden Material 12 ist für das Anpassen der Elektrodenmehrfachanordnung 10 an
das Augenlid geeignet, und seine Länge und seine Breite sind derart, daß die leitenden
Elektroden 14 so aufgenommen werden, daß so viele Fasern wie möglich mit
der Elektrodenmehrfachanordnung 10 kontaktiert werden können. Der
Grundkörper
aus nichtleitendem Material 12 kann eine beliebige von
zahlreichen Formen oder Konfigurationen annehmen. Wie in 2 dargestellt ist, weisen
das erste und das zweite Ende ein Längsstück auf, das senkrecht zur Längsachse 26 verläuft. Der
erste Rand 18 und der zweite Rand 20 weisen bezüglich der
Längsachse 26 eine
konvexe Form auf. Der Abstand zwischen der Längsachse und dem ersten Rand 18 nimmt
zum ersten Ende 22 und zum zweiten Ende 24 hin
ab. Das Gleiche gilt für den
Abstand zwischen der Längsachse 26 und
dem zweiten Rand 20.
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Alternative Konfigurationen für die Form
des Grundkörpers
aus nichtleitendem Material 12 sind in den 5 und 6 dargestellt.
In 5 weist die implantierbare
Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 einen Grundkörper aus
nichtleitendem Material 51 auf, wobei ein erster Rand 52 eine
konvexe Form bezüglich
einer Längsachse 56 aufweist.
Ein zweiter Rand 54 weist eine konkave Form bezüglich der Längsachse 56 auf.
Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 60 weist,
wie in 6 dargestellt
ist, einen Grundkörper
aus nichtleitendem Material 61 auf, wobei der erste Rand 62 und
der zweite Rand 64 im wesentlichen parallel zur Längsachse 66 verlaufen.
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Wenngleich bei der in den 1–3 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
der Abstand zwischen dem ersten Rand 18 und dem zweiten Rand 20 zum
ersten Ende 22 und zum zweiten Ende 24 hin abnimmt,
sind viele andere Konfigurationen für die Verwendung geeignet.
Wie beispielsweise in den alternativen Ausführungsformen aus den 5 und 6 dargestellt ist, können die Ränder des Grundkörpers aus
nichtleitendem Material konkave, konvexe oder parallele Formen annehmen,
und der Grundkörper
kann auch zu einem oder zum anderen Ende schmäler sein. Weiterhin kann der
Grundkörper
aus nichtleitendem Material eher elliptisch geformt oder sogar kreisförmig sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier in den Figuren
dargestellten Formen beschränkt,
sondern sie ist nur durch die anliegenden Ansprüche beschränkt.
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wie in 3 dargestellt
ist, weist die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 eine
obere Fläche 28 und
eine untere Fläche 30 auf. Fünf leitende
Elektroden 14 sind an der oberen Fläche 28 des nichtleitenden
Grundkörpers 12 angeordnet.
Die leitenden Elektroden 14 können aus jedem geeigneten leitenden
Material bestehen, das bei implantierbaren Elektrodenvorrichtungen
verwendbar ist, wie beispielsweise Edelstahl, leitenden Polymeren und
Platiniridiumfolie. Vorzugsweise besteht das Material aus Platiniridiumfolie.
Als eine Alternative zu einzelnen leitenden Elektroden 14 kann
ein Drahtgitter, beispielsweise aus Platiniridiumfolie, auf der
oberen Fläche 28 des
Grundkörpers
aus nichtleitendem Material 12 verwendet werden, um die
Funktion des leitenden Materials bereitzustellen.
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Die leitenden Elektroden 14 sind
dünne und schmale
Elektroden. Die Länge
von jeder der Elektroden ist eine direkte Funktion des Abstands
zwischen dem ersten Rand 18 und dem zweiten Rand 20 des Grundkörpers aus
nichtleitendem Material 12. Wie in 2 dargestellt ist, ist daher die leitende
Elektrode 14c in der Mitte des Grundkörpers aus nichtleitendem Material 12 länger als
die anderen Elektroden, die zum ersten Ende 22 und zum
zweiten Ende 24 hin angeordnet sind. Die Längen der
anderen Elektroden nehmen ab, wenn der Abstand zwischen dem ersten
Rand 18 und dem zweiten Rand 20 zum ersten Ende 22 und
zum zweiten Ende 24 hin geringer wird. Die leitenden Elektroden 14 sind
entlang der Längsachse 26 angeordnet,
wobei ihre Längsrichtung
senkrecht zur Längsachse 26 verläuft. Die
leitenden Elektroden 14 sind senkrecht zur Längsachse 26 angeordnet,
um das Fließen
von Strom parallel zu den Muskelfasern, also den Fasern des Augenringmuskels,
im Augenlid, die vom medialen zum temporalen Abschnitt des Auges
verlaufen, zu erleichtern. Indem dafür gesorgt wird, daß der Strom
parallel zu den Muskelfasern fließt, werden niedrige Stimulationsschwellen
erreicht.
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Die leitenden Elektroden 14 sind
jeweils an der oberen Fläche 28 des
Grundkörpers
aus nichtleitendem Material 12 angeordnet, um eine gleichmäßige Elektrodenstromverteilung
zu erreichen und um die Möglichkeit
einer Gewebsbeschädigung
mit den hohen Stimulationsniveaus, die zum Stimulieren des denervierten
Muskels erforderlich sind, zu reduzieren. Zum Erreichen dieser Funktionen
sind die Elektroden leicht unter die obere Fläche 28 zurückgezogen.
Wenngleich diese Positionierung leitender Elektroden 14 bevorzugt
ist, können
auch andere alternative Positionen geeignet sein. Beispielsweise
können die
leitenden Elektroden 14 an der oberen Fläche 28 positioniert
sein oder mit der oberen Fläche 28 abschließen.
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Wenngleich die leitenden Elektroden 14 vorzugsweise
als dünne
und schmale Elektroden mit einer rechteckigen Form ausgebildet sind,
können auch
andere Elektrodenformen geeignet sein. Beispielsweise können kreisförmige Elektroden,
elliptisch geformte Elektroden oder Elektroden mit einer anderen
geometrischen Form, die eine geeignete Stimulation bereitstellen
können,
verwendet werden.
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Zusätzlich kann jede beliebige
Anzahl leitender Elektroden verwendet werden, wenngleich die Elektrodenmehrfachanordnung 10 fünf leitende
Elektroden 14 aufweist. Beispielsweise kann die Anzahl der
Elektroden 8, 4 oder sogar 1 betragen.
Wenngleich die Anzahl der Elektroden 14 variieren kann, steht
jede der Elektroden in elektrischem Kontakt mit mindestens einer
Drahtleitung. Beispielsweise ist die Drahtleitung 17 mit
der Elektrode 14a verbunden, die dem zweiten Ende 24 am
nächsten
liegt, und jede der anderen leitenden Elektroden 14b–e ist
elektrisch mit anderen getrennten Leitungsdrähten verbunden. Die anderen
getrennten Leitungsdrähte
werden dann als Leitung 16 aus dem Grundkörper aus
nichtleitendem Material 12 geführt. Dünne Drahtleitungen in der Art der
Leitung 17 können
beliebige geeignete Leitungsdrähte,
beispielsweise aus Edelstahl oder aus MP-35N-Draht, einschließen, wobei
eine PTFE-Isolation verwendet wird, wenn dies erforderlich ist,
beispielsweise bei der Bündelung
in der Leitung 16. Die Drahtleitungen der Leitung 16 werden
dann mit der Schaltvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die mit
einem Stimulator (nicht dargestellt) oder einer Impulserzeugungsvorrichtung
verbunden ist. Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann zusammen mit einem Stimulator in der Art eines implantierbaren
Impulsgenerators (IPG) (beispielsweise in das Mastoid implantiert),
einer Standardstimulationseinheit oder einem von der intakten Seite
des Gesichts gesteuerten Stimulator verwendet werden. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Stimulator beschränkt und
nur durch die in den anliegenden Ansprüchen beschriebene Erfindung
beschränkt.
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Die Schaltvorrichtung (nicht dargestellt)
ermöglicht
das Schalten der Leiterelektroden 14a–e entweder als Anoden,
als Kathoden oder in einer offenen Konfiguration, also unbenutzt.
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
wird zum Minimieren der Stromausbreitung eine abgeschirmte mehrpolare Konfiguration
der leitenden Elektroden 14 verwendet. Beispielsweise könnten die
leitenden Elektroden 14a und 14e positiv sein,
während
die Elektrode 14c negativ sein könnte. Bei einer anderen Konfiguration könnte die
Elektrode 14c als die aktive Elektrode geschaltet sein,
wobei die leitenden Elektroden 14b und 14e die
zwei Stromabschirmungselektroden sind. Es können auch andere abgeschirmte
mehrpolare Konfigurationen verwendet werden, und die jeweilige abgeschirmte
mehrpolare Konfiguration, die verwendet wird, hängt davon ab, welche Konfiguration
die Stromausbreitung, beispielsweise zu den supraorbitalen, infraorbitalen
und supratrochlearen Nerven um das Auge, wirksamer verhindert.
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Wie in 4 dargestellt
ist, werden gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zwei implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnungen 10, 11 verwendet.
Die implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 ist
in das obere Augenlid 40 eines Patienten implantiert, und eine
schmalere implantierbare Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 11 ist
in das untere Augenlid 42 implantiert. Wegen der unterschiedlichen
Form und Größe des oberen
und des unteren Augenlids weisen die darin implantierten Elektrodenmehrfachanordnungen
gemäß dieser
Ausführungsform
auch unterschiedliche Formen und Größen auf. Beispielsweise ist
die Breite zwischen dem ersten und dem zweiten Rand der in das untere
Augenlid 42 implantierten Elektrodenmehrfachanordnung 11 geringer als
die Breite der in das obere Augenlid 40 implantierten Elektrodenmehrfachanordnung 10.
Weiterhin kann die Form der Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 11 verschieden
sein. Beispielsweise kann der erste Rand der Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 11 konkav
geformt sein, um eine bequeme Anpassung an das untere Augenlid zu
erreichen.
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Es sollte für Fachleute offensichtlich
sein, daß sowohl
die Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 als auch die
Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 11 jede beliebige
der vorstehend beschriebenen Formen und Konfigurationen annehmen
können.
Beispielsweise können
die Elektrodenmehrfachanordnungen verschiedene Anzahlen leitender Elektroden
aufweisen, können
die Elektroden verschiedene Formen und Konfigurationen aufweisen, kann
der Anschluß der
leitenden Elektroden an den Stimulator verschieden sein, kann die
Form des Grundkörpers
aus nichtleitendem Material verschieden sein usw.
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4,
eine Teilansicht des oberen Augenlids 40 und des unteren
Augenlids 42, zeigt die Position an den Augenlidern, an
der die implantierbaren Augenlidelektroden-Mehrfachanordnungen 10 und 11 implantiert
sind. 7 ist eine Schnittansicht
des Auges, worin die implantierbaren Elektrodenmehrfachanordnungen 10 und 11 als
hinter den tarsalen Augenringmuskeln 124 bzw. 126 implantiert
dargestellt sind.
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Beim Verfahren zum Implantieren der
implantierbaren Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 wird
eine Stichwunde oder ein Einschnitt in die Falte 112 am
oberen Augenlid 42 eingebracht. Die implantierbare Augenlidmehrfachanordnung 10 ist
steif genug, um das Einführen
durch den Einschnitt zu ermöglichen.
Die Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 wird dann hinter
dem tarsalen Augenringmuskel 124 neben dem Tarsus 122 angeordnet.
Die leitenden Elektroden 14 der implantierbaren Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 10 liegen
neben der hinteren Fläche
der Fasern des tarsalen Augenringmuskels 124. Der Ort der
Augenlidelektrode hinter oder posterior den Fasern des oberen tarsalen
Augenringmuskels 124 ist bevorzugt, um das Stimulieren
umgebender Gesichtsmuskeln oder nahegelegener Sinnesnerven zu vermeiden.
Weiterhin bietet diese Position eine direkte Stimulation der Muskeln
des Augenlids, welche das Auge am wirksamsten schließen, wobei
dies die Stimulation zur Bewegung des Levator aponeurosis und des
Müller-Muskels 130 einschließt.
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Die Elektrodenmehrfachanordnung 10 in
der in 1 dargestellten
Konfiguration ist so orientiert, daß die leitenden Elektroden 14 senkrecht
zu den Fasern des Augenringmuskels 124 verlaufen. Der Strom
fließt
dann parallel zu diesen Muskelfasern, um die niedrigsten erforderlichen
Stimulationsschwellen zu erhalten. Zum Minimieren der Stromausbreitung
wird die abgeschirmte mehrpolare Konfiguration verwendet, wie vorstehend
beschrieben wurde. Weiterhin verhindert die isolierende Unterlage
oder der Grundkörper
aus nichtleitendem Material die Stromausbreitung zu unerwünschten
Abschnitten des Augenlids. Nachdem die Elektrodenmehrfachanordnung
zwischen dem Tarsus 122 und den Fasern des tarsalen Augenringmuskels 124 positioniert
wurde, wird die Leitung herausgeführt, so daß sie über den lateralen oder den
temporalen Lidwinkel 134 durch eine Punktionswunde aus
dem Augenlid 40 austritt, wie am besten in 4 dargestellt ist.
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Die Position der Augenlidelektroden-Mehrfachanordnung 11 ist
in 7 auch hinter dem
unteren tarsalen Augenringmuskel 126 dargestellt. Das Verfahren
zum Implantieren der Elektrodenmehrfachanordnung 11 ähnelt sehr
der Implantation der Elektrodenmehrfachanordnung 10, wobei
ein Einschnitt oder eine Stichwunde in der Falte 114 des
unteren Augenlids 42 ausgebildet wird und die Elektrodenmehrfachanordnung 11 durch
den Einschnitt an eine Position hinter dem unteren tarsalen Augenringmuskel 126 eingeführt wird.
Die leitenden Elektroden befinden sich neben der posterioren Fläche der
Fasern des unteren tarsalen Augenringmuskels, wobei der Grundkörper aus
nichtleitendem Material die Stromausbreitung zu unerwünschten
Abschnitten des Augenlids und dem umgebenden Bereich verhindert
und den Strom in den Muskelfasern 126 konzentriert. Wie
bei der Elektrodenmehrfachanordnung 11 wird die Leitung
der Elektrodenmehrfachanordnung 11 aus dem lateralen Lidwinkel 134 des
Auges herausgeführt.
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Es sollte Fachleuten verständlich sein,
daß die
implantierbaren Augenlidelektroden-Mehrfachanordnungen 10 zusätzlich zum
Implantieren hinter dem tarsalen Augenringmuskel 124 des
oberen Augenlids 40 auch zwischen der Haut 108 und
den Fasern des oberen Augenringmuskels 124 implantiert werden
können,
wobei die leitenden Elektroden neben der anterioren Fläche der
Muskelfasern 124 liegen. Auf diese Weise verhindert der
Grundkörper
aus nichtleitendem Material die Stromausbreitung zur darüberliegenden
Haut und konzentriert den Strom in die darunterliegenden Muskelfasern 124.
Weiterhin kann die Elektrodenmehrfachanordnung 11 auch zwischen
der Haut 110 und dem unteren tarsalen Augenring muskel 126 implantiert
werden, wobei die leitenden Elektroden neben der anterioren Fläche der Muskelfasern 126 liegen.
Wiederum verhindert der Grundkörper
aus nichtleitendem Material auf diese Weise die Stromausbreitung
zur darüberliegenden Haut 110 und
konzentriert den Strom in die Muskelfasern 126.
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Fachleute werden weiterhin verstehen,
daß es
andere Stellen am Auge geben kann, die von der Implantation einer
solchen Elektrode profitieren würden,
ohne daß unerwünschte Abschnitte
um das Auge herum stimuliert werden. Beispielsweise kann die Elektrodenmehrfachanordnung
neben jedem Abschnitt des Augenringmuskels implantiert werden, um
ihn zu stimulieren.