ES2562982T3 - Separación radial helicoidal de contactos en un conductor cilíndrico - Google Patents

Separación radial helicoidal de contactos en un conductor cilíndrico Download PDF

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ES2562982T3 ES11709614.9T ES11709614T ES2562982T3 ES 2562982 T3 ES2562982 T3 ES 2562982T3 ES 11709614 T ES11709614 T ES 11709614T ES 2562982 T3 ES2562982 T3 ES 2562982T3
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David Karl Lee Peterson
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Abstract

Un dispositivo de estimulación cerebral, que comprende: un conductor que tiene una superficie longitudinal, un extremo proximal y un extremo distal; y una pluralidad de electrodos dispuestos a lo largo de la superficie longitudinal del conductor cerca del extremo distal del conductor, comprendiendo la pluralidad de electrodos un primer conjunto de electrodos y un segundo conjunto de electrodos, comprendiendo cada uno de los conjuntos primero y segundo de electrodos al menos cuatro electrodos segmentados que tienen superficies expuestas, teniendo cada superficie expuesta un punto central; en el que los al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto de electrodos están dispuestos en un primer recorrido helicoidal en torno al conductor y los al menos cuatro electrodos segmentados del segundo conjunto de electrodos están dispuestos en un segundo recorrido helicoidal distinto del primer recorrido helicoidal en torno al conductor, en el que la distancia entre los puntos centrales del primer conjunto de electrodos a lo largo del primer recorrido helicoidal es distinta de la distancia entre los puntos centrales del segundo conjunto de electrodos a lo largo del segundo recorrido helicoidal.

Description

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DESCRIPCION
Separacion radial helicoidal de contactos en un conductor cilmdrico Campo
La descripcion esta dirigida a dispositivos y procedimientos para la estimulacion cerebral, incluyendo una estimulacion cerebral profunda. Ademas, la descripcion esta dirigida a dispositivos y procedimientos para la estimulacion cerebral utilizando un conductor que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido helicoidal sustancialmente predefinido en torno a un conductor sustancialmente cilmdrico. La invencion esta definida en las reivindicaciones adjuntas.
Antecedentes
La estimulacion cerebral profunda puede ser util para tratar una variedad de afecciones incluyendo, por ejemplo, la enfermedad de Parkinson, la distoma, el temblor esencial, el dolor cronico, la enfermedad de Huntington, discinesias y rigidez inducidas por levodopa, bradiquinesia, epilepsia y convulsiones, trastornos de la alimentacion y trastornos del estado de animo. Normalmente, un conductor con un electrodo de estimulacion en un extremo, o cerca del mismo, del conductor proporciona la estimulacion a neuronas diana en el cerebro. Los barridos de formacion de imagenes por resonancia magnetica (IRM) o de tomograffa computadorizado (TC) pueden proporcionar un punto de referencia para determinar donde se debena colocar el electrodo de estimulacion para proporcionar el estfmulo deseado a las neuronas diana.
Tras la insercion, se introduce corriente a lo largo de la longitud del conductor para estimular neuronas diana en el cerebro. Esta estimulacion es proporcionada por medio de electrodos, normalmente en forma de anillos, dispuestos en el conductor. La corriente se proyecta desde cada electrodo de forma similar y en todas las direcciones a cualquier longitud dada a lo largo del eje del conductor. Debido a la forma de los electrodos, la selectividad radial de la corriente es minima. Esto tiene como resultado una estimulacion no deseada del tejido neural contiguo, efectos secundarios no deseados y una mayor duracion de tiempo para que se obtenga el efecto terapeutico apropiado. Ademas, los procedimientos actuales a menudo contienen vados o puntos muertos, regiones en las que no se puede llevar a cabo una estimulacion, dentro del perfil de estimulacion. Estas regiones pueden requerir que se cambie el posicionamiento del conductor, y en algunos casos que se retire y se implante el conductor en una orientacion distinta. El documento US-A- 2004/0098074 da a conocer un estimulador para proporcionar patrones controlados y direccionales de estimulacion.
Breve sumario
Una realizacion es un dispositivo para una estimulacion cerebral. El dispositivo incluye un conductor que tiene una superficie longitudinal, un extremo proximal y un extremo distal; y una pluralidad de electrodos dispuestos a lo largo de la superficie longitudinal del conductor cerca del extremo distal del conductor. La pluralidad de electrodos incluye al menos cuatro electrodos segmentados que tienen superficies expuestas, teniendo cada superficie expuesta un punto central. Los al menos cuatro electrodos segmentados estan configurados y dispuestos de forma que cada uno de los puntos centrales este dispuesto en distintas posiciones longitudinales y en distintas posiciones radiales en torno a la superficie longitudinal del extremo distal del conductor.
Otra realizacion es un dispositivo para una estimulacion cerebral. El dispositivo incluye un conductor que tiene una superficie longitudinal, un extremo proximal y un extremo distal; y una pluralidad de electrodos dispuestos a lo largo de la superficie longitudinal del conductor cerca del extremo distal del conductor. La pluralidad de electrodos incluye al menos cuatro electrodos segmentados que tienen superficies expuestas teniendo cada superficie expuesta un punto central. Los puntos centrales de los al menos cuatro electrodos segmentados estan dispuestos en un recorrido sustancialmente helicoidal en torno a la superficie longitudinal del conductor.
Otra realizacion mas es un procedimiento para una estimulacion cerebral que incluye la insercion de un dispositivo en el craneo de un paciente. El dispositivo incluye un conductor que tiene una superficie longitudinal, un extremo proximal y un extremo distal y una pluralidad de electrodos dispuestos a lo largo de la superficie longitudinal del conductor cerca del extremo distal del conductor. La pluralidad de electrodos incluye al menos cuatro electrodos segmentados que tienen puntos centrales, estando dispuestos los al menos cuatro electrodos segmentados en un recorrido helicoidal en torno a la superficie longitudinal del conductor. El procedimiento tambien incluye la produccion de al menos una de una corriente anodica o una corriente catodica en la pluralidad de electrodos para estimular una neurona diana utilizando la pluralidad de electrodos.
La presente invencion esta definida en las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones, los aspectos o ejemplos de la descripcion que no se encuentran dentro del alcance de dichas reivindicaciones se proporcionan unicamente con fines ilustrativos y no forman parte de la presente invencion.
Breve descripcion de los dibujos
Para una mejor comprension de la presente descripcion, se hara referencia a los siguientes dibujos adjuntos.
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En los dibujos, los numeros de referencia similares hacen referencia a partes similares en todas las diversas figuras, a no ser que se especifique lo contrario.
La FIG. 1 es un diagrama esquematico de la corriente radial dirigida a lo largo de los diversos niveles de electrodo a lo largo de la longitud de un conductor, segun la descripcion;
la FIG. 2A es una vista esquematica en perspectiva de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos anulares, segun la descripcion;
la FIG. 2B es una vista esquematica en perspectiva de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos segmentes y dos electrodos anulares, segun la descripcion;
la FIG. 3A es una vista esquematica en perspectiva de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos e ilustra un perfil posible de estimulacion, segun la descripcion;
la FIG. 3B es una vista esquematica en corte transversal de la porcion del conductor de la FIG. 3A y el perfil asociado de estimulacion, segun la descripcion;
la FIG. 4A es una vista esquematica en perspectiva de una realizacion de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido helicoidal, segun la descripcion;
la FIG. 4B es una vista esquematica en perspectiva de otra realizacion de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido helicoidal, segun la descripcion;
la FIG. 4C es una vista esquematica en perspectiva de una tercera realizacion de una porcion de un conductor
que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido helicoidal, segun la descripcion;
la FIG. 5 es una vista esquematica de una realizacion de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad
de electrodos con forma de diamante dispuestos en un recorrido helicoidal, segun la descripcion;
la FIG. 6 es una vista esquematica en perspectiva de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de
electrodos dispuestos en dos recorridos helicoidales, segun la descripcion; y
la FIG. 7 es una vista lateral esquematica de una realizacion de un conductor y un estilete, segun la descripcion. Descripcion detallada
La presente descripcion esta dirigida al area de dispositivos y procedimientos para la estimulacion cerebral, incluyendo una estimulacion cerebral profunda. Ademas, la descripcion esta dirigida a dispositivos y a un procedimiento para la estimulacion cerebral que utilizan un conductor que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido sustancialmente helicoidal en torno a un conductor sustancialmente cilmdrico.
El conductor para una estimulacion cerebral profunda puede incluir electrodos de estimulacion, electrodos de grabacion o una combinacion de ambos. Un profesional medico puede determinar la posicion de las neuronas diana utilizando el o los electrodos de grabacion y luego posicionar el o los electrodos de estimulacion en consecuencia sin la retirada de un conductor de grabacion ni la insercion de un conductor de estimulacion. En algunas realizaciones, se pueden utilizar los mismos electrodos tanto para una grabacion como para una estimulacion. En algunas realizaciones, se pueden utilizar cables conductores separados; uno con electrodos de grabacion que identifican neuronas diana, y un segundo conductor con electrodos de estimulacion que sustituye el primero tras la identificacion de la neurona diana. Un conductor puede incluir electrodos de grabacion separados en torno a la circunferencia del conductor para determinar con mas precision la posicion de las neuronas diana. En al menos algunas realizaciones, el conductor es girable de forma que los electrodos de estimulacion puedan estar alineados con las neuronas diana despues de que se han localizado las neuronas utilizando los electrodos de grabacion.
Los dispositivos y cables conductores para una estimulacion cerebral profunda estan descritos en la tecnica. Veanse, por ejemplo, la publicacion de patente U.S. 2006/0149335 A1 (“Devices and Methods For Brain Stimulation”), y la solicitud de patente U.S., en tramitacion como la presente, con n° de serie 12/237.888 (“Leads With Non-Circular- Shaped Distal Ends For Brain Stimulation Systems and Methods of Making and Using”).
La FIG. 1 es un diagrama esquematico para ilustrar el direccionamiento radial de la corriente a lo largo de diversos niveles de electrodo a lo largo de la longitud de un conductor 110. Las configuraciones convencionales de conductor con electrodos anulares 220, tal como la mostrada en la FIG. 2A, solo pueden dirigir corriente a lo largo de la longitud del conductor (el eje z). Por lo tanto, como puede apreciarse en la FIG. 2A, se puede desplazar el centroide de estimulacion a cualquier nivel a lo largo de la longitud del conductor (el eje z en la FIG. 1). En otras realizaciones, al colocar una pluralidad de electrodos segmentados en torno a la superficie del cuerpo del conductor, se puede dirigir corriente en el eje x, en el eje y, al igual que en el eje z. Como puede verse en la FIG. 2B, se pueden disponer multiples conjuntos de electrodos segmentados 270 a lo largo de la longitud del conductor 250 ademas de los electrodos anulares 220, o en vez de ellos. El uso de multiples conjuntos de electrodos segmentados puede permitir un direccionamiento tridimensional de la corriente. En algunas realizaciones, la distancia radial, r, y el angulo 0 en torno a la circunferencia del cuerpo 260 de conductor pueden estar dictados por el porcentaje de corriente anodica (reconociendo que la estimulacion se produce principalmente cerca del catodo, aunque los anodos potentes tambien pueden provocar una estimulacion) introducida a cada electrodo. En al menos algunas realizaciones, la configuracion de los anodos y catodos a lo largo de la pluralidad de electrodos segmentados permite que se desplace el centroide de estimulacion a una variedad de distintas ubicaciones a lo largo del cuerpo 260 del conductor. Se reconocera que en al menos algunas realizaciones, se puede utilizar un anodo o catodo separado (tal como un anodo o catodo proporcionado en un generador implantable de impulsos acoplado al conductor).
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Por lo tanto, los cables conductores radialmente segmentados convencionales, tales como los mostrados en la FIG. 2B, pueden ser utiles para mejorar la programabilidad de un estimulador cerebral profundo debido a que pueden ser controlados en multiples dimensiones. Al proporcionar un mejor control, se puede minimizar o evitar la estimulacion de regiones en las que no es deseable una terapia. Ademas, puede ser util el control del centroide de estimulacion para reducir el tiempo necesario para proporcionar una terapia.
Aunque los cables conductores radialmente segmentados pueden proporcionar un mejor control del area que esta siendo estimulada, puede seguir habiendo presentes vados o puntos muertos, regiones en las que no puede conseguirse una estimulacion selectiva, en el perfil de estimulacion. Para estimular una region vada o de punto muerto, el conductor puede tener que ser maniobrado en el interior del cuerpo del paciente. En algunos casos, el conductor puede necesitar ser retirado e implantado una segunda vez para conseguir la estimulacion apropiada. Por lo tanto, los puntos muertos pueden ser a menudo la causa de una terapia ineficaz.
La FIG. 3A es una vista esquematica en perspectiva de una estimulacion selectiva radial utilizando una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos segmentados. El conductor 300 incluye multiples electrodos segmentados 320 dispuestos en el cuerpo 310 del conductor. Los electrodos segmentados 320 tienen capacidad para estimular una region 330 en torno al conductor 300. Como puede apreciarse en las FIGS. 3A y 3B, se puede controlar la region de estimulacion 330 en los tres ejes, como se ha descrito anteriormente mas arriba con referencia a la FIG. 1.
La FIG. 3B es un corte transversal esquematico de la porcion del conductor 300 de la FIG. 3A y el perfil de estimulacion asociado con la porcion. Como puede verse en la FIG. 3B, la region de estimulacion 330 esta dispuesta circunferencialmente en torno al cuerpo 310 del conductor. Al controlar la cantidad de corriente dirigida a cada electrodo segmentado, se puede modificar el perfil de estimulacion segun se desee. Por ejemplo, en una realizacion, se puede controlar el perfil de estimulacion, de forma que no se produzca estimulacion fuera de la region diana 340. Este tipo de control puede ser util cuando no se ha colocado un conductor 300 en el centro de la region diana 340. En tal situacion, el control del perfil de estimulacion puede ser util para contener la estimulacion dentro de la diana.
Como puede verse en la FIG. 3B, aunque los electrodos segmentados radialmente son utiles para controlar el perfil de estimulacion, pueden seguir existiendo vados o puntos muertos en la region diana 340 cuando no se puede conseguir una estimulacion. Estos puntos muertos estan ubicados normalmente en regiones entre electrodos segmentados. Un punto muerto 350 puede tener como resultado una estimulacion ineficaz y un mayor tiempo de tratamiento.
El numero de electrodos y la posicion de los electrodos dictaran los posibles perfiles de estimulacion y el numero de puntos muertos dentro de esos perfiles. El posicionamiento de los electrodos puede describirse haciendo referencia a los centros de los electrodos, denominados de aqrn en adelante “puntos centrales”. Los puntos centrales pueden estar ubicados en cualquier lugar en torno a la superficie del conductor. En algunas realizaciones, la distribucion uniforme de los puntos centrales en torno a una extension longitudinal predefinida del conductor conseguira un perfil de estimulacion y una selectividad de perfil mas deseables.
En algunas realizaciones, los puntos centrales estan dispuestos en un recorrido helicoidal en torno a un conductor cilmdrico. La FIG. 4A es una vista esquematica de una realizacion de una porcion de un conductor 400 que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido helicoidal 415 en torno al cuerpo 410 del conductor. Se muestra que los puntos centrales de cada uno de los electrodos 450 indican la ubicacion del electrodo 450. La FIG. 4A muestra una realizacion, en la que un conductor 400 tiene ocho electrodos 450, teniendo cada uno un punto central, dispuestos a lo largo de un recorrido helicoidal 415 con una extension longitudinal de 6 mm.
Como puede verse en la FIG. 4A, los puntos centrales de los electrodos 450 pueden estar dispuestos en un recorrido helicoidal 415 en torno al cuerpo 410 del conductor. La disposicion de los electrodos puede describirse con referencia al numero de electrodos dispuestos en una vuelta completa del recorrido helicoidal. En algunas realizaciones, los electrodos pueden estar dispuestos de forma que cada revolucion completa del recorrido helicoidal 415 incluya dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, diez, doce, catorce o dieciseis electrodos 450.
El recorrido helicoidal 415 puede tener cualquier numero de vueltas en torno al cuerpo 410 del conductor. En algunas realizaciones el recorrido helicoidal 415 forma una vuelta completa en torno a la circunferencia del cuerpo 410 del conductor. En algunas otras realizaciones, el recorrido helicoidal 415 forma dos, tres, cuatro o cinco vueltas o revoluciones completos en torno al cuerpo 410 del conductor. Se comprendera que el numero de vueltas del recorrido helicoidal 415 puede ser proporcional al numero de electrodos 450 dispuestos en el conductor 400 y tambien se comprendera que el recorrido helicoidal 415 tambien puede incluir una vuelta parcial, ademas de la una o mas vueltas completas. Por ejemplo, en realizaciones que tienen ocho electrodos 450, el recorrido helicoidal 415 puede formar dos revoluciones en torno al cuerpo 410 del conductor, de forma que cada revolucion incluya cuatro electrodos 450. Puede disponerse cualquier numero de electrodos en el conductor 400. En algunas realizaciones, puede haber dispuestos uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez, doce, catorce o dieciseis electrodos en el conductor 400. De forma similar, en al menos algunas realizaciones, el numero de revoluciones formadas por el recorrido helicoidal 415 puede oscilar entre media revolucion y cinco revoluciones completas.
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En algunas realizaciones, los electrodos 450 estan dispuestos en torno a la superficie longitudinal del extremo distal del conductor 400, de forma que no haya dispuestos dos electrodos cualesquiera 450 en la misma posicion radial. En algunas realizaciones, los electrodos 450 estan dispuestos a lo largo de la superficie longitudinal del extremo distal del conductor 400, de forma que no haya dispuestos dos electrodos cualesquiera en la misma posicion longitudinal. En algunas realizaciones, en las realizaciones que tienen un recorrido helicoidal 415 de electrodos 450, los electrodos pueden estar dispuestos en torno al recorrido helicoidal 415 de forma que los electrodos 450 esten dispuestos en distintas posiciones longitudinales y en distintas posiciones radiales.
La FIG. 4B es una vista esquematica en perspectiva de otra realizacion de una porcion de un conductor 400 que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en un recorrido helicoidal 415. Como puede apreciarse en la FIG. 4B, el recorrido helicoidal 415 de la FIG. 4b es similar al recorrido helicoidal 415 de la FIG. 4A. Sin embargo, el numero de electrodos dispuestos en el conductor 400 de la FIG. 4B es menor que el numero de electrodos dispuestos en el conductor 400 de la FIG. 4A. Espedficamente, el conductor 400 de la FIG. 4B solo incluye la mitad del numero de electrodos dispuestos en el conductor 400 de la FIG. 4A. Por lo tanto, al incluir menos electrodos 450 a lo largo del recorrido helicoidal 415, se puede conseguir un distinto perfil de estimulacion. Se apreciara que la distancia entre los puntos centrales de los electrodos 450 en la FIG. 4B es el doble de la distancia entre puntos centrales de los electrodos 450 en la FIG. 4A a lo largo de los recorridos helicoidales 415.
En al menos algunas otras realizaciones, tambien se puede modificar el propio recorrido helicoidal 415 para conseguir un distinto perfil de estimulacion. La FIG. 4C es una vista esquematica en perspectiva de una tercera realizacion de una porcion de un conductor 400 que tiene una pluralidad de electrodos 450 dispuestos en un recorrido helicoidal 415. Como puede verse en la FIG. 4C, el recorrido helicoidal 415 incluye mas vueltas a lo largo de una longitud dada del cuerpo 400 del conductor que los recorridos helicoidales 415 de las FIGS. 4A y 4B. Con un recorrido helicoidal predefinido 415, puede haber dispuesto cualquier numero de electrodos 450 a lo largo del recorrido helicoidal 415 segun se desee.
Por lo tanto, en algunas realizaciones, se puede ajustar la separacion de los electrodos 450 cambiando el angulo helicoidal, definido como el angulo entre el recorrido helicoidal 415 y una lmea axial del conductor 400. En algunas realizaciones, el angulo helicoidal es entre 5 y 90 grados. Por lo tanto, se puede ajustar la separacion de los electrodos 450 escogiendo el angulo helicoidal apropiado, el numero de electrodos, el numero de revoluciones deseado o cualquier combinacion de los mismos. En vez de escoger el angulo helicoidal, se pueden escoger la extension longitudinal del recorrido helicoidal 415 y el numero de revoluciones para obtener el recorrido helicoidal 415. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la extension longitudinal del recorrido helicoidal 415 esta entre 3 mm y 15 mm. En algunas realizaciones la extension longitudinal no es mas de 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm o 40 mm. En algunas realizaciones, la extension longitudinal es al menos 1 mm, 2 mm, 3 mm, 5 mm o 10 mm. Al escoger la extension longitudinal y el numero de revoluciones del recorrido helicoidal 415, se puede definir el recorrido helicoidal 415 y se pueden distribuir los electrodos.
En algunas realizaciones, los electrodos 450 estan distribuidos uniformemente en torno al recorrido helicoidal 415, de forma que cada punto central del electrodo 450 se encuentre a la misma distancia desde el punto central del electrodo contiguo 450 mas cercano a lo largo del recorrido helicoidal 415. Por ejemplo, se puede escoger la ubicacion de los electrodos 415 de forma que la distancia entre los puntos centrales adyacentes de los electrodos 450 a lo largo del recorrido helicoidal 415 sea de 2 a 4 mm de separacion (por ejemplo, 2 a 2,6 mm de separacion). En al menos algunas realizaciones, se escoge el propio recorrido helicoidal 415 de forma que los electrodos 450 esten distribuidos uniformemente en torno a la superficie del conductor, de forma que cada electrodo 450 se encuentre alejado la misma distancia de los cuatro electrodos 450 mas cercanos. Por ejemplo, puede haber formado un conductor 400 en el que el punto central de cada electrodo 450 se encuentre alejado 2,43 mm de los puntos centrales de los cuatro electrodos 450 mas cercanos. Al reducir la distancia entre electrodos 450, se puede reducir el numero de vados o puntos muertos en el perfil de estimulacion.
De forma alternativa, se puede definir la separacion entre electrodos por medio del angulo radial entre ellos en torno al cuerpo del conductor. En algunas realizaciones, el angulo radial entre puntos centrales adyacentes es el mismo para cada uno de los electrodos. Por ejemplo, el angulo radial entre puntos centrales adyacentes a lo largo del recorrido helicoidal puede ser entre 10 y 270 grados. En algunas realizaciones, el angulo radial entre electrodos adyacentes a lo largo del recorrido helicoidal es de al menos 30 grados. En al menos algunas otras realizaciones, la separacion angular radial entre puntos centrales adyacentes a lo largo del recorrido helicoidal es de al menos 15 grados, al menos 30 grados, al menos 45 grados, al menos 60 grados, al menos 72 grados, al menos 90 grados, al menos 120 grados o 180 grados.
En algunas realizaciones, los electrodos tambien pueden estar dispuestos en torno a la superficie longitudinal del conductor, de forma que se minimice la suma de las distancias entre los puntos centrales de los electrodos. Por ejemplo, en algunas realizaciones se escoge primero una extension longitudinal. Esta extension longitudinal define la longitud del recorrido helicoidal en torno al que estaran dispuestos los electrodos. A continuacion, se puede definir una funcion de coste como la maximizacion de la distancia minima desde cualquier punto central hasta cualquier otro punto central. Evaluando la funcion de coste, se puede obtener un recorrido helicoidal resultante y se pueden disponer los electrodos en el recorrido segun se desee.
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Con independencia del parametro o del procedimiento utilizado para ubicar los electrodos, al distribuir uniformemente los puntos centrales en torno al conductor, aumenta la probabilidad de poder estimular un punto diana dado, sin estimular puntos no deseados, y pueden realizarse menos ajustes a la ubicacion del conductor tras su implantacion. Es decir, aumenta la capacidad para estimular de forma selectiva.
La FIG. 5 es una vista esquematica de una realizacion de una porcion de un conductor que tiene electrodos segmentados con forma de diamante dispuestos en un recorrido helicoidal. De forma similar a las FIGS. 4A, 4B y 4C, la FIG. 5 muestra un conductor 500 que tiene una pluralidad de electrodos 520 dispuestos en un recorrido helicoidal 500 en torno al cuerpo 510 del conductor. El conductor 500 incluye electrodos (con dos electrodos dispuestos en la porcion posterior), aunque puede haber dispuesto un numero cualquiera de electrodos en el conductor 500. Los electrodos de la FIG. 5 estan dispuestos en el cuerpo 510 del conductor en torno a un recorrido helicoidal 550 que tiene una extension longitudinal de 7,5 mm. Debido a que el numero de revoluciones es el mismo que en la FIG. 4, y a que se aumenta la extension longitudinal, el recorrido helicoidal de la FIG. 5 tendra un angulo helicoidal mayor, lo que tiene como resultado una mayor separacion entre los electrodos 520.
Los electrodos pueden tener cualquier forma y tamano adecuados. Los electrodos pueden tener la misma forma o pueden tener distintas formas. La forma en corte transversal del electrodo tambien puede variar. En algunas realizaciones, como en la FIG. 5, los electrodos 520 tienen forma de diamante. En al menos algunas otras realizaciones, los electrodos pueden tener un corte transversal que es un cfrculo (veanse, por ejemplo, las FIGS. 4A, 4B, 4C y 6), un ovalo, un rectangulo, un cuadrado o un triangulo. Ademas, es posible crear un conductor que tiene multiples electrodos de distintas formas. Por ejemplo, un unico conductor puede tener tanto electrodos circulares como electrodos con forma de diamante. Los electrodos pueden estar dispuestos en cualquier configuracion deseada. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los electrodos alternan entre una primera forma y una segunda forma.
La FIG. 6 es una vista esquematica en perspectiva de una porcion de un conductor que tiene una pluralidad de electrodos dispuestos en dos recorridos helicoidales. Se puede denominar a esta realizacion una disposicion de “doble helice”. En esta realizacion, hay definido un primer recorrido helicoidal 615 a lo largo de la circunferencia del cuerpo 610 del conductor. Hay dispuesto un primer conjunto de electrodos 650 en el primer recorrido helicoidal 615. Entonces, se puede definir un segundo recorrido helicoidal 625 a lo largo de la circunferencia del cuerpo 610 del conductor. Entonces, se puede disponer un segundo conjunto de electrodos 650 en el segundo recorrido helicoidal 650.
Como se puede ver en la FIG. 6, en algunas realizaciones, el segundo recorrido helicoidal 625 puede estar definido para girar en una direccion contraria al primer recorrido helicoidal 615. Por ejemplo, la orientacion del primer recorrido helicoidal 615 puede estar definido de forma que el recorrido helicoidal gire en contra del sentido de las agujas del reloj desde el extremo proximal del cuerpo 610 del conductor hasta el extremo distal del cuerpo 610 del conductor. Entonces, el segundo recorrido helicoidal 625 puede estar definido para girar en el sentido de las agujas del reloj desde el extremo proximal del cuerpo 610 del conductor hasta el extremo distal del cuerpo 610 del conductor. En al menos algunas otras realizaciones, se pueden definir el primer recorrido helicoidal 615 y el segundo recorrido helicoidal 625 para que giren en la misma direccion.
En algunas realizaciones, el primer recorrido helicoidal 615 y el segundo recorrido helicoidal 625 pueden ser congruentes. De forma alternativa, el primer recorrido helicoidal 615 y el segundo recorrido helicoidal 625 pueden incluir un numero distinto de vueltas, distintos angulos helicoidales o pueden abarcar distintas longitudes del cuerpo 610 del conductor. Ademas, el numero de electrodos 650 dispuestos en el primer recorrido helicoidal 615 y en el segundo recorrido helicoidal 625 pueden ser distintos. La distancia entre puntos centrales de los electrodos 650 a lo largo de los recorridos helicoidales tambien puede ser distinta para los dos recorridos.
En algunas realizaciones, la forma de los electrodos dispuestos a lo largo de los dos recorridos helicoidales es distinta. Por ejemplo, los electrodos en el primer recorrido helicoidal 615 puede ser circular, mientras que los electrodos dispuestos en el segundo recorrido helicoidal 625 tienen forma de diamante, segun se ve en la FIG. 5. Cada recorrido helicoidal tambien puede incluir dos, tres o mas formas de electrodos.
Los dos recorridos helicoidales tambien pueden estar configurados de forma que estimulen los tejidos diana de forma distinta. Por ejemplo, el conjunto de electrodos 650 dispuesto en el primer recorrido helicoidal 615 puede estar configurado para estimular el tejido a una primera frecuencia, mientras que el segundo conjunto de electrodos 650 dispuesto en el segundo recorrido helicoidal 625 estimula a una segunda frecuencia. Se comprendera que se puede modificar cualquier parametro del perfil de estimulacion. En algunas realizaciones, el primer recorrido helicoidal 615 y el segundo recorrido helicoidal 625 estimulan a distintas magnitudes, duraciones o cualquier combinacion de las mismas. En otra realizacion, el conjunto de electrodos 650 dispuestos en el primer recorrido helicoidal 615 pueden ser electrodos de estimulacion y el segundo conjunto de electrodos 650 dispuestos en el segundo recorrido helicoidal 625 pueden ser electrodos de grabacion. El tamano y la forma de estos electrodos puede ser identica o distinta.
De esta forma, se pueden conseguir distintos perfiles de estimulacion para tratar el tejido diana. Por ejemplo, se pueden activar los conjuntos primero y segundo de electrodos 650 de forma alternante. De forma alternativa, los dos
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conjuntos de electrodos 650 pueden ser activados simultaneamente. En realizaciones en las que cada electrodo esta acoplado a un conductor separado o designado, se pueden activar los electrodos en solo un lado del conductor 610.
La FIG. 7 ilustra una realizacion de un dispositivo 700 para una estimulacion cerebral. El dispositivo incluye un conductor 710, una pluralidad de electrodos 720 dispuestos helicoidalmente en torno al cuerpo 710 del conductor, un conector 730 para la conexion de los electrodos a una unidad de control, y un estilete 760 para ayudar en la insercion y el posicionamiento del conductor en el cerebro del paciente. El estilete 760 puede estar fabricado de un material ngido. Ejemplos de materiales adecuados incluyen tungsteno, acero inoxidable o plastico. El estilete 760 puede tener un mango 770 para ayudar a la insercion en el conductor, al igual que la rotacion del estilete y del conductor. El conector 730 encaja sobre el extremo proximal del conductor 710, preferentemente tras la retirada del estilete 760.
En un ejemplo de operacion, se puede lograr el acceso a la posicion deseada en el cerebro taladrando un agujero en la cabeza o craneo del paciente con un taladro craneal (denominado habitualmente trepano), y coagulando y creando una incision en la duramadre, o revestimiento cerebral. Se puede insertar el conductor 710 en el craneo y en el tejido cerebral con la ayuda del estilete 760. Se puede guiar el conductor hasta la ubicacion diana en el cerebro utilizando, por ejemplo, una estructura estereotactica y un sistema motor de microaccionamiento. En algunas realizaciones, el sistema motor de microaccionamiento puede ser completa o parcialmente automatico. El sistema motor de microaccionamiento puede estar configurado para llevar a cabo una o mas de las siguientes acciones (solas o en combinacion): girar el conductor, insertar el conductor o retraer el conductor. En algunas realizaciones, dispositivos de medicion acoplados a los musculos u otros tejidos estimulados por las neuronas diana o una unidad sensible al paciente o al clmico pueden ser conectados a la unidad de control o al sistema motor de microaccionamiento. El dispositivo de medicion, el usuario o el clmico puede indicar una respuesta mediante los musculos diana u otros tejidos al o a los electrodos de estimulacion o de grabacion para identificar adicionalmente las neuronas diana y facilitar el posicionamiento del o de los electrodos de estimulacion. Por ejemplo, si las neuronas diana estan dirigidas a un musculo que experimenta temblores, se puede utilizar un dispositivo de medicion para observar el musculo e indicar cambios en la frecuencia o amplitud de los temblores en respuesta a la estimulacion de las neuronas. De forma alternativa, el paciente o el clmico puede observar el musculo y proporcionar informacion de retorno.
Se comprendera que el conductor 710 para una estimulacion cerebral profunda puede incluir electrodos de estimulacion, electrodos de grabacion o ambos. En al menos algunas realizaciones, el conductor es girable, de forma que se puedan alinear los electrodos de estimulacion con las neuronas diana despues de que se han localizado las neuronas utilizando los electrodos de grabacion.
Los electrodos de estimulacion pueden estar dispuestos en la circunferencia del conductor para estimular las neuronas diana. Aunque la siguiente descripcion presenta electrodos de estimulacion, se comprendera que se pueden utilizar todas las configuraciones de los electrodos de estimulacion presentados tambien para disponer los electrodos de grabacion.
Como se ha indicado anteriormente, tambien se pueden utilizar las anteriores configuraciones mientras se utilizan los electrodos de grabacion. En algunas realizaciones, dispositivos de medicion acoplados a los musculos u otros tejidos estimulados por las neuronas diana o una unidad sensible al paciente o al clmico pueden ser conectados a la unidad de control o al sistema motor de microaccionamiento. El dispositivo de medicion, el usuario o el clmico pueden indicar una respuesta mediante los musculos diana u otros tejidos a los electrodos de estimulacion o de grabacion para identificar adicionalmente las neuronas diana y facilitar el posicionamiento de los electrodos de estimulacion. Por ejemplo, si las neuronas diana estan dirigidas a un musculo que experimenta temblores, se puede utilizar un dispositivo de medicion para observar el musculo e indicar cambios en la frecuencia o amplitud de los temblores en respuesta a la estimulacion de las neuronas. De forma alternativa, el paciente o el clmico puede observar el musculo u otro parametro fisiologico o respuesta subjetiva del paciente o cualquier combinacion de los mismos y proporcionar informacion de retorno.
La invencion solo reside en las siguientes reivindicaciones:

Claims (15)

  1. 5
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    20
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    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de estimulacion cerebral, que comprende:
    un conductor que tiene una superficie longitudinal, un extremo proximal y un extremo distal; y una pluralidad de electrodos dispuestos a lo largo de la superficie longitudinal del conductor cerca del extremo distal del conductor, comprendiendo la pluralidad de electrodos un primer conjunto de electrodos y un segundo conjunto de electrodos, comprendiendo cada uno de los conjuntos primero y segundo de electrodos al menos cuatro electrodos segmentados que tienen superficies expuestas, teniendo cada superficie expuesta un punto central;
    en el que los al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto de electrodos estan dispuestos en un primer recorrido helicoidal en torno al conductor y los al menos cuatro electrodos segmentados del segundo conjunto de electrodos estan dispuestos en un segundo recorrido helicoidal distinto del primer recorrido helicoidal en torno al conductor, en el que la distancia entre los puntos centrales del primer conjunto de electrodos a lo largo del primer recorrido helicoidal es distinta de la distancia entre los puntos centrales del segundo conjunto de electrodos a lo largo del segundo recorrido helicoidal.
  2. 2. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que cada uno de los puntos centrales de los al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto estan distribuidos uniformemente en torno a una porcion de la superficie longitudinal del conductor.

  3. 3. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que cada uno de los puntos centrales de los

    al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto estan dispuestos separados radialmente 72
    grados del mas cercano de los electrodos segmentados del primer conjunto.

  4. 4. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que cada uno de los puntos centrales de los

    al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto estan dispuestos separados radialmente 90
    grados del mas cercano de los electrodos segmentados del primer conjunto.
  5. 5. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que los puntos centrales adyacentes de los al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto estan dispuestos separados radialmente 120 grados del mas cercano de los electrodos segmentados del primer conjunto.
  6. 6. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la pluralidad de electrodos comprende exactamente ocho electrodos segmentados.
  7. 7. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que los electrodos segmentados del primer conjunto tienen una forma distinta de la de los electrodos segmentados del segundo conjunto.
  8. 8. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que los electrodos segmentados del segundo conjunto tienen forma de diamante.
  9. 9. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que los electrodos segmentados del primer conjunto son circulares.
  10. 10. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que los al menos cuatro electrodos segmentados del primer conjunto estan dispuestos en una disposicion que comprende al menos una revolucion completa en torno a la superficie longitudinal.
  11. 11. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que los al menos cuatro electrodos
    segmentados del primer conjunto estan dispuestos en una disposicion que comprende dos revoluciones
    completas alrededor de la superficie longitudinal.
  12. 12. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que los al menos cuatro electrodos
    segmentados del segundo conjunto estan configurados y dispuestos de forma que los puntos centrales esten
    distribuidos uniformemente en torno a una porcion de la superficie longitudinal del conductor.
  13. 13. Un dispositivo de estimulacion implantable , que comprende:
    el dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-12; y un modulo de control acoplable al conductor.
  14. 14. El dispositivo de estimulacion implantable de la reivindicacion 13, en el que el dispositivo de estimulacion implantable es un estimulador cerebral profundo.
  15. 15. El dispositivo de estimulacion implantable de la reivindicacion 13, en el que el modulo de control esta configurado y dispuesto para estimular tejido a una primera frecuencia utilizando el primer conjunto de
    electrodos segmentados y para estimular tejido a una segunda frecuencia, distinta de la primera frecuencia, utilizando el segundo conjunto de electrodos segmentados.
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