ES2699474T3 - Electrodos cerebrales - Google Patents

Abstract

Sistema para estimular tejido neural, que comprende: un conductor axial que tiene un eje de conductor; por lo menos un contacto catódico en dicho conductor; por lo menos dos contactos anódicos en dicho conductor y en lados opuestos de dicho contacto catódico; y un generador de señales conectado eléctricamente a dichos contactos catódicos y anódicos y configurado para electrificar dichos contactos para estimular selectivamente una región de interés adyacente a dichos contactos, y configurado para dirigir selectivamente dicha región de interés en por lo menos un modo seleccionado de extensión/retracción, inclinación, desplazamiento y estrechamiento/ensanchamiento y configurado, además, para generar un área de estimulación similar a un elipsoide, caracterizado por el hecho de que dicha forma similar a un elipsoide no tiene eje coaxial con dicho eje de conductor.

Description

DESCRIPCIÓN

Electrodos cerebrales

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a electrodos para estimular tejido en una región de interés y a un método para operar dichos electrodos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La estimulación eléctrica de tejido neural se utiliza para tratar una variedad de trastornos. Específicamente, se han utilizado estimuladores eléctricos y conductores para tratar dolor crónico, trastornos musculares, problemas de audición, síntomas de la enfermedad de Parkinson, control de la vejiga, y disfunción sexual, entre otros. A menudo, se coloca un conductor que termina en unos electrodos cerca de la región de interés, cuya estimulación se espera que alivie el estado del paciente, en un tejido tal como la médula espinal, raíces nerviosas, músculos, o tejido cerebral. Después se utiliza un generador de señales con cable (IPG) conectado al conductor para generar patrones de pulsos eléctricos que estimulan el tejido.

Sin embargo, la estimulación aplicada también podría afectar al tejido que se encuentra cerca de la región de interés, y tal estimulación podría causar efectos secundarios no deseados.

US 7.047.084 describe un aparato para proporcionar patrones de estimulación controlados y direccionales para estimulación de tejidos. El aparato incluye un generador de impulsos conectado a un conductor. El conductor tiene unos electrodos situados alrededor de un perímetro. Además, el conductor puede incluir unos electrodos situados longitudinalmente a lo largo del eje del conductor. Esta patente sugiere que, al aplicar diferencias de carga entre electrodos distribuidos circunferencialmente, puede establecerse un campo de estimulación más pequeño. Además, la patente sugiere que, estimulando entre electrodos distribuidos longitudinalmente en el mismo lado de un conductor, puede establecerse un campo de flujo direccional.

US 5.895.416 describe un conjunto de dirección de campo eléctrico. El conjunto comprende un generador de impulsos conectado a por lo menos un conductor dirigido. El conductor tiene, en su extremo distal, por lo menos tres electrodos separados, y unos circuitos eléctricos para regular la corriente y/o la tensión en cada electrodo.

WO 2005/011805 A2 describe un método para utilizar dos conjuntos de electrodos que pueden estar lejos uno del otro, de manera que el conjunto de un electrodo puede utilizarse para suministrar polaridad opuesta a la del otro conjunto de electrodos, suministrando así una estimulación monopolar.

US 6.505.078 B1 describe regular el lugar de excitación de tejido excitable eléctricamente. Se envían pulsos de estimulación a la médula espinal mediante conductores aislados conectados a la médula espinal por medio de un par de electrodos, que típicamente son sólo cátodos, respecto a un electrodo de retorno, que típicamente es un ánodo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se define en las reivindicaciones adjuntas. Los aspectos, realizaciones y ejemplos descritos de la presente descripción que no están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas no forman parte de la invención y se dan meramente con fines ilustrativos.

Un aspecto amplio de algunas realizaciones de la invención se refiere a operar un conductor diseñado para estimular direccionalmente el tejido neural. La operación comprende proporcionar ánodos y cátodos en las corrientes desequilibradas del conductor, de manera que se produce un flujo neto de corriente y, a veces, se recoge este flujo neto de corriente mediante un electrodo que se encuentra lejos (por ejemplo, a una distancia por lo menos 5 o 10 veces la dimensión mayor del tejido objetivo) a partir de los ánodos y cátodos.

En una realización de ejemplo de la invención, el flujo neto es anódico, mientras que el flujo local es catódico, de modo que el tejido local puede ser estimulado utilizando estimulación catódica, mientras que el tejido remoto se ve afectado por flujo anódico menos estimulante. Opcionalmente, los campos se disponen de manera que las ROIs deseadas sienten un flujo catódico. Opcional o alternativamente, las áreas donde no se desea estimulación sienten un flujo anódico.

En una realización de ejemplo de la invención, los campos se controlan rodeando un cátodo o conjunto de electrodos de estimulación multipolar con una pluralidad de electrodos anódicos y modificando el área de estimulación variando la electrificación de los electrodos.

En una realización de ejemplo de la invención, se utilizan campos anódicos para limitar la extensión del área de estimulación. En una realización de ejemplo de la invención, la propagación catódica se detiene después de 5-10 mm. Estas distancias pueden ser útiles para reducir la inducción de efectos secundarios durante la estimulación. Un aspecto de algunas realizaciones de la invención se refiere a electrodos para estimulación neural que están configurados para proporcionar estimulación que se concentra principalmente en una región de interés, y preferiblemente es eficaz sólo en la región de interés.

Un ejemplo de un campo de estimulación concentrada es un campo que tiene valores por encima del umbral de activación en un volumen elipsoidal o semielipsoidal. Opcionalmente, el volumen elipsoidal está más extendido en un lado del conductor que en otro lado del conductor. Opcionalmente, el volumen elipsoidal tiene su eje longitudinal perpendicular al eje longitudinal del conductor. Opcionalmente, el volumen elipsoidal no es perpendicular al eje longitudinal del conductor.

Otro ejemplo de un campo de estimulación concentrada es un campo que tiene valores por encima del umbral de activación en dos volúmenes elipsoidales. Opcionalmente, los dos volúmenes elipsoidales no se superponen. Opcionalmente, los dos volúmenes elipsoidales tienen cada uno un eje longitudinal, y los dos ejes longitudinales están inclinados entre sí.

Existen muchos otros ejemplos de campos de estimulación concentrados, y todos están dentro del alcance de la presente invención.

En una realización de ejemplo de la invención, se dispone un sistema para estimulación neural que incluye dos conductores: un conductor va dirigido en la región de interés o cerca de la misma e incluye dos grupos de electrodos: por lo menos dos electrodos de estimulación para proporcionar estimulación multipolar (por ejemplo, bipolar, tripolar, cuadripolar, o más) a la región de interés, y por lo menos un electrodo de protección para proporcionar corrientes anódicas. El otro conductor (por ejemplo, un electrodo alejado implantado en otra parte del cuerpo, a veces en el caso de IPG) tiene un cátodo para recoger las corrientes anódicas proporcionadas por el (los) electrodo(s) de protección.

En funcionamiento, los electrodos de estimulación estimulan la región de interés, y el electrodo de protección, conectado eléctricamente al cátodo en el segundo conductor, crea un escudo anódico que protege las regiones alejadas del conductor de la estimulación aplicada por los electrodos de estimulación.

En otra realización, no hay ánodo dedicado a la protección. En cambio, los electrodos de estimulación en el primer conductor están electrificados de manera que algunos de ellos son ánodos y otros son cátodos, con corrientes más elevadas cargadas en los ánodos, de manera que, desde un punto relativamente alejado, el efecto total es el de un ánodo. Las corrientes anódicas en exceso creadas de esta manera son recogidas por el cátodo del segundo conductor (o un electrodo alejado o un caso de IPG), y crean una protección anódica.

En otra realización, sólo se utiliza un conductor, que tiene ánodos y cátodos dispuestos espacialmente de modo que, en situaciones de electrificación específicas, el conductor crea un campo de estimulación de una forma y un tamaño predeterminados. Por ejemplo, un conductor de acuerdo con esta realización puede tener un grupo de cátodos (que tiene por lo menos un cátodo) cerca de la región de interés, un grupo de ánodos (que tiene por lo menos un ánodo) proximalmente al (a los) cátodo(s) y un grupo de ánodos (que tienen por lo menos un ánodo) distalmente al (a los) cátodo(s). Los electrodos se electrifican opcionalmente de modo que los ánodos limitan la región en la que los cátodos proporcionan una estimulación neural efectiva. La disposición distal y proximal puede invertirse, sin embargo, generalmente existe el deseo de limitar la penetración distal de un conductor en el cuerpo, lo que hace que los electrodos de estimulación estén cerca del extremo distal del conductor.

Opcionalmente, la última realización se combina con protección anódica, utilizando dos conductores. Los ánodos en el primer conductor limitan la región en la que los cátodos proporcionan una estimulación neural efectiva y, además, las corrientes anódicas en exceso se recogen mediante un cátodo en el segundo conductor para adicionalmente dar forma al campo eléctrico creado por el sistema y/o para detener la propagación catódica a áreas alejadas donde no se desea estimulación.

En general, puede ser preferible utilizar conductores, donde todos los electrodos queden dispuestos dentro de una carcasa aislante, opcionalmente, una carcasa de forma cilíndrica, y cada electrodo presente un contacto de electrodo configurado para proporcionar corrientes eléctricas fuera de la carcasa aislante.

En una realización de ejemplo de la invención, los contactos del electrodo se disponen en el perímetro de la carcasa, formando filas, columnas, hélices, o similares, dispuestas. Opcionalmente, cada contacto sigue el contorno exterior de la carcasa.

La estimulación concentrada se consigue opcionalmente utilizando una pluralidad de contactos de electrodos y ampliando la distancia efectiva entre ellos. Una manera de ampliar la distancia efectiva entre dos contactos de electrodo es dar forma a los contactos del electrodo para que presenten bordes internos, de manera que la distancia efectiva entre los contactos sea la distancia entre los bordes internos.

Los inventores han descubierto que hacer uno, algunos, o todos los contactos de electrodo con bordes internos puede aumentar la flexibilidad en la definición de la forma del campo eléctrico que proporcionan conductores o sistemas de acuerdo con algunas realizaciones de la invención. En este contexto, el borde interno es una característica estructural que se comporta eléctricamente como un borde, pero no está en el borde del contacto, sino en una parte interna del mismo.

Los contactos de electrodos pequeños, tal como se sugiere para el uso en algunas realizaciones de la invención, tienen una impedancia más alta que los contactos grandes tal como se utiliza típicamente en la técnica anterior. En una realización de ejemplo de la invención, el suministro de corriente de una intensidad definida con un contacto pequeño se facilita utilizando una tensión más alta que en la técnica anterior. De acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención, la diferencia de tensión entre electrodos conectados en un conductor es entre aproximadamente 10V y aproximadamente 50V, opcionalmente entre aproximadamente 15V y 20V. Opcionalmente, se proporcionan múltiples tensiones, por ejemplo, 3, 5, 10, 20 o números intermedios de tensiones diferentes. Opcionalmente, las tensiones se establecen utilizando fuentes de corriente, de las cuales pueden proporcionarse varias, por ejemplo, 2, 3, 5 o números mayores o intermedios.

Por lo tanto, de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención, se dispone un sistema para estimular tejido neural que comprende:

un conductor axial;

por lo menos un contacto catódico en dicho conductor;

por lo menos dos contactos anódicos en dicho conductor y en lados opuestos de dicho contacto catódico; y

un generador de señales conectado eléctricamente a dichos contactos y configurado para electrificar dichos contactos para estimular selectivamente una región de interés adyacente a dichos contactos. Opcionalmente, el generador de señales está configurado para electrificar dichos contactos para estimular selectivamente una región de interés adyacente a dichos contactos y configurado para dirigir selectivamente dicha región de interés en por lo menos un modo seleccionado de extensión/retracción, inclinación, desplazamiento y estrechamiento/ensanchamiento.

En una realización de ejemplo de la invención, dicho generador está configurado para proporcionar todos los modos citados.

En una realización de ejemplo de la invención, el sistema comprende un contacto catódico remoto.

En una realización de ejemplo de la invención, los contactos van montados en un conductor axial y en el que el generador de señales está configurado para generar un área de estimulación similar a un elipsoide que tiene uno o ambos ejes principales inclinados no perpendiculares a dicho eje principal y un eje menor desplazado de dicho eje del conductor.

En una realización de ejemplo de la invención, el generador de señales está configurado para electrificar dichos contactos para estimular selectivamente una región de interés adyacente a dichos contactos, con una configuración en una forma similar a un elipsoide y que no tiene eje coaxial con dicho eje del conductor.

En una realización de ejemplo de la invención, dicha forma similar a un elipsoide está inclinada respecto a dicho eje. En una realización de ejemplo de la invención, dicha forma similar a un elipsoide está desplazada respecto a dicho eje.

En una realización de ejemplo de la invención, no hay substancialmente estimulación en un lado de un plano tangencial al conductor.

En una realización de ejemplo de la invención, dicho conductor está dimensionado para la electrificación de un área de STN en un cerebro para tratar la enfermedad de Parkinson.

En una realización de ejemplo de la invención, el generador de señales está configurado para proporcionar por lo menos 20 voltios a por lo menos uno de los contactos.

En una realización de ejemplo de la invención, el conductor está configurado para conducir hacia el tejido; y el generador de señales está configurado para electrificar selectivamente por lo menos tres contactos de modo que el tejido de la ROI cerca de por lo menos uno de los contactos es estimulado por estimulación catódica; y el generador de señales está configurado para controlar la electrificación selectiva de modo que un flujo anódico afecta al tejido cerca del tejido de la ROI y limita la extensión de la estimulación.

En una realización de ejemplo de la invención, el generador de señales está configurado para provocar la estimulación mediante por lo menos dos de los contactos para incluir un exceso de corriente anódica; y para recoger el exceso de corriente mediante un cátodo remoto.

En una realización de ejemplo de la invención, el generador de señales está configurado para rodear un contacto catódico en por lo menos dos lados por contactos anódicos.

En una realización de ejemplo de la invención, el generador de señales está configurado para dirigir la ROI en por lo menos uno de desplazamiento, inclinación y tamaño de la ROI.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se describen aquí unas realizaciones de ejemplo de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos. Haciendo referencia específica ahora a los dibujos en detalle, se enfatiza que los detalles mostrados son a modo de ejemplo y solamente con fines de descripción ilustrativa de algunos ejemplos de realización de la presente invención, y se presentan con el fin de proporcionar lo que se cree que es la descripción más útil y fácil de entender de los principios y aspectos conceptuales de la invención. A este fin, no se pretende mostrar detalles estructurales de la invención con más detalle del necesario para una comprensión fundamental de la invención, y la descripción dada con los dibujos hace evidente para los expertos en la materia cómo pueden llevarse a la práctica las distintas formas de la invención.

En los dibujos:

La figura 1 es una vista en sección transversal del cerebro que muestra un conductor colocado en el cerebro de acuerdo con una realización de la invención;

La figura 2 es una ilustración esquemática de un conductor de acuerdo con una realización de la invención;

La figura 3A y 3B son ilustraciones esquemáticas de conductores que tienen contactos dispuestos helicoidalmente de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención;

La figura 4 es una ilustración esquemática de una sección transversal en un conductor en preparación, antes de que los contactos se conformen para tener su forma final, de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención; Las figuras 5A-5F son formas de contactos de ejemplo con bordes internos de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención;

La figura 6 es una ilustración esquemática de un contacto que tiene un borde interno y unos bordes externos aislados de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención;

Las figuras 7A y 7B son ilustraciones esquemáticas de vistas en planta de partes distales de conductores de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención;

Las figuras 7C y 7D son ilustraciones esquemáticas de secciones transversales en propagaciones catódicas creadas alrededor de los conductores de las figuras 7A y 7C, respectivamente;

La figura 7E es una ilustración pictórica de un sistema para proporcionar estimulación eléctrica con dos conductores; La figura 8A es una ilustración esquemática de una vista en planta de un extremo distal de un conductor de acuerdo con una realización de la invención;

La figura 8B es una sección transversal en una llanura paralela al eje longitudinal del conductor en una propagación catódica creada activando todos los electrodos mostrados como ánodos y cátodos en la figura 8A;

Las figuras 8C, 8D y 8E son ilustraciones esquemáticas de secciones transversales similares a las de la figura 8C, con algunos de los ánodos no activados;

Las figuras 9A-9D son ilustraciones esquemáticas de secciones transversales similares a las presentadas en las figuras 8B-8E, pero con una ubicación diferente del electrodo colector de corriente.

Las figuras 10A - 10E ilustran una forma tridimensional de una propagación catódica creada alrededor de una parte distal de un conductor, cuando los contactos en la parte distal se electrifican tal como se ilustra en la vista en planta presentada en la figura 10F;

La figura 10F muestra un plan de electrificación para las propagaciones que se muestran en las figuras 10A-10E; La figura 10G ilustra diversas propiedades de una propagación catódica cuando se aplica de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención;

Las figuras 10H, la figura 10I y la figura 10J ilustran diversos esquemas de electrificación y su efecto sobre la propagación catódica, de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención;

Las figuras 11A a 11F ilustran cómo puede estimularse un STN motor con un conductor de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención; y

Las figuras 12A y 12B ilustran la estimulación del tálamo ventral intermedio de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención.

La figura 13 es un diagrama de flujo de acciones a tomar durante una simulación de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención.

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES DE EJEMPLO

Descripción general

Un conductor de acuerdo con diversas realizaciones de la invención puede ir dirigido en un cerebro para suministrar estimulación neural terapéutica. La figura 1 es una vista en sección transversal de un cerebro (B) que muestra un conductor (5) colocado en el cerebro de acuerdo con una realización de la invención. El conductor 5 tiene una parte distal (7), una parte proximal (10), y una parte intermedia (8) entre ellas.

La parte distal 7 del conductor 5 va dirigida en el cerebro B a través de un orificio en el cráneo. La parte distal 7 tiene unos contactos de electrodo 7A para proporcionar estimulación eléctrica al cerebro. Dichos contactos se describen con más detalle a continuación. En otras realizaciones de la invención, los contactos del electrodo pueden estar en otras partes del conductor, tal como en una parte proximal o en una parte intermedia, todo dependiendo de la dirección en la cual se inserta el conductor en el tejido. Sin embargo, para simplificar la presentación, la siguiente descripción utiliza terminología adecuada para un conductor insertado tal como se muestra en la figura 1. Un experto en la materia entendería fácilmente cómo deben leerse estos términos en caso de que el conductor se inserte en una dirección diferente o a través de una trayectoria distinta.

La parte proximal 10 del conductor 5 se muestra conectada a una fuente de alimentación 15 a través de un cable (20). El cable 20 conecta el conductor 5 a la fuente de alimentación 15 a través de un generador de impulsos con cable (IPG) 25, configurado para permitir la conexión de cada contacto 7A a un polo positivo o negativo de una fuente de alimentación, y para cargar cada contacto con una tensión, opcionalmente independientemente de la tensión cargada en los otros contactos. En una realización de ejemplo de la invención, los contactos de electrodo que no están activados se dejan flotando. En una realización de ejemplo de la invención, cualquier contacto de electrodo puede estar en cualquiera de los tres estados: anódico, catódico o flotante. Además, diferentes electrodos pueden tener diferentes tensiones relativas, incluso si tienen la misma polaridad. Cabe señalar que incluso los contactos de los electrodos en una misma fila y/o columna pueden ser diferentes o modificados durante el tratamiento. En algunas realizaciones, la flexibilidad no es total y algunas combinaciones de electrificaciones no son compatibles. Opcionalmente, la electrificación utiliza un interruptor que interconecta una pluralidad de fuentes de corriente y los electrodos. Opcionalmente, se utiliza un interruptor 3x20. Tipos de interruptores de ejemplo que pueden utilizarse en algunas realizaciones de la invención incluyen interruptores de semiconductores, magnéticos y de relé. Opcionalmente, el cable 15 va dirigido entre el cuero cabelludo (25) y el cráneo (30). Opcionalmente, el IPG 25 va dirigido fuera del cerebro, por ejemplo, en el pecho.

En una realización de ejemplo de la invención, el IPG incluye una memoria que tiene almacenada en la misma una configuración y/o programación de parámetros. Opcionalmente, el IPG incluye circuitos para recibir señales del conductor y determinar, en respuesta, una estimulación deseable (o ausencia de la misma). Por ejemplo, se utiliza un aparato tal como el que se describe en la publicación PCT WO 03/028521.

Conductores de ejemplo

En general, los conductores descritos en US 7.047.084 son adecuados para utilizarse de acuerdo con la presente invención. A continuación, se describen conductores alternativos, opcionalmente con características mejoradas, y que pueden utilizarse en su lugar. Alternativamente, se utilizan otros diseños de conductores de múltiples contactos. Una utilidad particular de algunas realizaciones de la invención se refiere a conductores cilíndricos de diámetro reducido, en los que las distancias reales entre los contactos son pequeñas. Opcionalmente, el método que se utiliza aquí se aplica a otros diseños de electrodos, tales como electrodos planos, como los utilizados para la superficie del cerebro y para las superficies de la columna vertebral.

La figura 2 es una ilustración esquemática del conductor 5 configurado para estimular un STN de un cerebro humano de acuerdo con una realización de la invención. El conductor 5 tiene una cubierta aislante 205 y unos conductores eléctricos que pasan por el cuerpo 205 desde unos contactos 7A hacia el cable 20 (mostrado en la figura 1). Los conductores no se muestran en la figura por simplicidad de representación, pero generalmente están dispuestos tal como se muestra en las figuras 2B o 7 de US 7.047.084 mencionada anteriormente.

Proximalmente a los contactos 7A, se muestra un contacto intermedio 210. El contacto intermedio 210 se muestra cilíndrico, pero en otras realizaciones, puede tener cualquier forma similar a la que tienen opcionalmente los contactos 7A que se describen aquí. Sin embargo, como en algunas realizaciones puede ser preferible que un contacto intermedio como el contacto 210 no estimule el tejido en sus proximidades, por lo menos en estas realizaciones un contacto intermedio tiene un área de superficie mayor que los contactos distales, de manera que las corrientes que pasan desde el contacto intermedio son lo suficientemente pequeñas para no estimular el tejido en sus proximidades.

Preferiblemente, el conductor 5 va dirigido en el tejido neural, de modo que los contactos 7A se encuentran cerca de la ROI, y el contacto intermedio 210 está en contacto con las regiones que tienen una baja concentración de células cerebrales o fibras, de modo que la electrificación del contacto intermedio no estimula el tejido en sus proximidades, o como mucho, lo estimula en una medida insignificante. Opcionalmente, el contacto intermedio 210 se utiliza como un ánodo de protección.

Los detalles de una estructura de conductores pueden adaptarse para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, el conductor que se muestra en la figura 2 está diseñado específicamente para estimular el STN de un cerebro humano. Los inventores encontraron que para esta aplicación es preferible tener un conductor con cinco filas de contactos, cuatro contactos en cada fila.

Cada contacto tiene una altura HI de aproximadamente 1-1,5 mm, y distribuido longitudinalmente de manera que la longitud L entre el borde distal del contacto más distal y el borde proximal del contacto más proximal es de aproximadamente 9-12 mm.

El contacto intermedio 210 es opcionalmente una superficie cilíndrica que tiene una altura H2 de aproximadamente 6-12 mm, por ejemplo, 10 mm.

Las figuras 3A y 3B son ilustraciones esquemáticas de conductores que tienen contactos dispuestos helicoidalmente de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención. En general, un diseño helicoidal o semihelicoidal puede dar una propagación de contactos similar a no helicoidal, con una resolución reducida en algunos casos. Las ventajas potenciales que pueden obtenerse con diseños helicoidales son: resultados cercanos a los necesarios, utilización de menos fuentes de corriente. En algunos casos, los planos definidos mediante la activación de contactos opuestos pueden producir una mejor estimulación optimizada para el tejido seleccionado, por ejemplo, tejido alineado perpendicularmente a estos planos. El diseño helicoidal puede permitir que los contactos se asienten en una misma fila más alejada en el plano perpendicular al eje del conductor. El diseño helicoidal puede ayudar en la fabricación, desplazando naturalmente la conexión eléctrica a los contactos.

En la figura 3A, todos los contactos están distribuidos uniformemente en forma helicoidal. El desplazamiento entre centros de contactos adyacentes a lo largo del eje MCE es opcionalmente de aproximadamente 0,3-0,9 mm, por ejemplo, 0,75 mm.

En la figura 3B, los contactos están dispuestos en filas, y cada fila de contactos está distribuida uniformemente en forma helicoidal. El desplazamiento entre centros de contactos adyacentes a lo largo del eje MCE en la misma fila es entre 0,1-0,3 mm, mientras que la distancia entre las filas es de 0,5 mm a 1 mm.

En una realización de ejemplo de la invención, el conductor está realizado en una parte rígida, que incluye la parte distal y opcionalmente también la parte intermedia, y una parte flexible, que comprende la parte proximal, y opcionalmente también la parte intermedia. Opcionalmente, la parte rígida tiene una longitud de 10-15 mm y la parte intermedia tiene una longitud de 1-10 mm. El conductor está realizado opcionalmente en un material biocompatible ligero, por ejemplo, un plástico u otro polímero. Los electrodos están realizados opcionalmente de alambres de pequeño diámetro, por ejemplo, micro alambres, recubiertos con un material biocompatible flexible. La parte rígida permite que el electrodo se inserte en un tubo de guía, y también permite conectar la parte rígida a un cable, que opcionalmente se extiende al IPG (generador de impulsos con cable), en el pecho, la cabeza o cualquier otra parte del cuerpo tal como se conoce por sí mismo en la técnica. Un electrodo con una parte distal rígida y una parte proximal flexible es adecuado para la implantación en el cerebro (principalmente para la estructura profunda en el cerebro) para la estimulación cerebral profunda (BBS) y son también útiles para la implantación en la médula espinal para estimulación de la médula espinal (SCS). El conductor se describe aquí principalmente en el contexto de la estimulación, sin embargo, también es útil para registrar señales neuronales u otras señales eléctricas producidas biológicamente.

Opcionalmente, el electrodo comprende 8 anillos, cada uno de los cuales comprende cuatro contactos. Opcionalmente, cada uno de los contactos cubre un arco de poco menos de un cuarto de círculo, de manera que cada 4 contactos forman un anillo, y pueden simular un electrodo de anillo. Pueden utilizarse otros números de filas, por ejemplo, 4, 6, 10 o 12. Opcional o alternativamente, pueden utilizarse otros números de contactos, por ejemplo, 3, 5,6, 7, 10 o números intermedios o mayores.

Fabricación de conductor de ejemplo

En la preparación del conductor, los contactos están conectados opcionalmente a los microalambres, y dispuestos en un molde, opcionalmente un molde aislante, realizado en un material dieléctrico biocompatible. Después, se moldea un material biocompatible aislante, por ejemplo, poliuretano en estado líquido, en el molde y se solidifica. El molde exterior actúa opcionalmente de carcasa para el conductor. En esta etapa, los contactos están configurados opcionalmente para que tengan su forma final, por ejemplo, arcos, siguiendo la superficie exterior de la carcasa. El conector flexible se produce opcionalmente de una manera similar, pero a partir de un material más flexible.

La figura 4 es una ilustración esquemática de una sección transversal en un conductor en preparación, antes de conformar los contactos para que tengan su forma final. En la figura se muestran los contactos (9) conectados a unos alambres (8). Los contactos sobresalen opcionalmente de un cuerpo moldeado sólido (7), el cual está dispuesto dentro de una carcasa (6). En la conformación final, las partes salientes (sombreadas) se eliminan opcionalmente, de manera que las caras de los contactos siguen el contorno exterior de la carcasa.

Formas de contactos de ejemplo

En realizaciones de ejemplo de la invención, por lo menos uno de los contactos del conductor tiene un borde interno. La corriente que pasa por el borde interno es generalmente mucho mayor que la corriente que pasa por las otras partes de los contactos y, por lo tanto, eléctricamente, la distancia efectiva entre los contactos con bordes internos es mayor que entre los mismos contactos, pero sin el borde interno.

Un borde interno es una región, alejada del borde del contacto, opcionalmente en el centro del contacto, que se comporta eléctricamente de manera similar a un borde, es decir, permite la acumulación de una gran densidad de corriente. Un borde interno crea, cerca del mismo, un punto caliente, que el estado de la técnica considera no deseado. Sin embargo, de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la presente invención, un borde interno está diseñado para no llegar a calentarse tanto como para causar daño térmico.

En una realización de la invención, el tamaño y la forma del borde interno se deciden mediante pruebas térmicas. Por ejemplo, se crea un borde interno en un contacto, y después se carga una tensión en el contacto y se controla el desarrollo de la temperatura. Si la temperatura aumenta más rápidamente que un umbral predeterminado, el borde interno se suaviza, y la prueba se repite para garantizar un calentamiento del contacto aceptable. Otra manera de prueba posible es por simulación de disipación eléctrica y térmica debido a activación de electrodos.

Los inventores han descubierto que un contacto de electrodo con bordes internos adecuadamente diseñados crea alrededor del contacto un campo eléctrico que es más direccional que el creado alrededor de contactos suaves. Por lo tanto, contactos con bordes internos permiten estimular las ROIs más pequeñas, sin estimular de manera dañina tejidos adyacentes.

En realizaciones de ejemplo de la invención, un conductor está diseñado con contactos que tienen bordes internos de diferentes tipos, ampliando así las posibilidades de obtener diferentes formas de campos de estimulación. Por ejemplo, algunos contactos pueden tener un borde interno y otros no tener bordes internos.

En general, el borde interno debe tener una densidad de corriente de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 veces mayor que la del resto del contacto (por ejemplo, su superficie lisa), pero sin alcanzar valores perjudiciales. La densidad de corriente en el borde interno es preferiblemente menor que 3o pC/cm2 para estimulación monofásica. Para bifásica, la densidad puede ser, por ejemplo, mayor en un factor de, por ejemplo, 5, 10, 20, 50 o cantidades intermedias. Opcionalmente, se utiliza una fase separada para recargar para superar una carga acumulada calculada (por ejemplo, basada en la capacitancia de la superficie de contacto del tejido).

Un contacto con un borde interno tiene opcionalmente una impedancia de por lo menos aproximadamente 500 ohmios, preferiblemente por lo menos 1000 ohmios, y más preferiblemente más de aproximadamente 1500 ohmios. La impedancia es opcionalmente inferior a aproximadamente 4000 ohmios, preferiblemente inferior a 3000 ohmios, y más preferiblemente inferior a 2500 ohmios. Puede ser, por ejemplo, tan alta como 5000 ohmios, 10.000 ohmios o 20.000 ohmios o valores intermedios.

Un borde interno presenta opcionalmente una longitud de aproximadamente 1/3-1/4 de la longitud de todo el contacto. Opcionalmente, la longitud del borde interno es igual que la longitud del contacto. Bordes internos de menor o mayor longitud también son opcionales. En algunas realizaciones, se disponen múltiples bordes internos en un contacto. Opcional o alternativamente, por lo menos un borde interno es un punto. Opcional o alternativamente, por lo menos un borde interno es una arista de línea.

Por ejemplo, con un conductor que tiene un diámetro de aproximadamente 1,3 mm, la circunferencia es de aproximadamente 4 mm y, si tiene cuatro contactos, cada contacto cubre aproximadamente 1/4 de la circunferencia y tiene una anchura de aproximadamente 1 mm, el borde interno se encuentra en el centro de 0,25-0,4 mm.

En realizaciones de ejemplo de la invención, los bordes internos de los contactos del conductor están alineados en paralelo con el eje del conductor. La altura de contacto, paralela al eje MCE, es opcionalmente de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 1,5 mm.

Las figuras 5A-5E son formas de contactos de ejemplo con bordes internos. Los bordes internos están marcados con flechas apuntando hacia ellos.

En la figura 5A, el borde interno comprende una superficie rugosa que, de hecho, incluye muchos bordes macroscópicos y/o microscópicos. Opcionalmente, la rugosidad se selecciona para obtener las relaciones de densidad de corriente deseables. La rugosidad puede aplicarse a una parte de contacto a través de muchos medios diferentes, conocidos por sí en la técnica, por ejemplo, papel de lija, láser en movimiento pulsado y TiN (nitruro de titanio) y/o recubrimientos de platino negro. Para limitar la rugosidad sólo a la zona área central, pueden aplicarse técnicas de enmascaramiento.

La figura 5B es una ilustración esquemática de un contacto con una sección transversal triangular. Dicho contacto tiene un borde interno en el vértice del triángulo. Opcionalmente, el vértice se extiende más allá de la superficie del conductor en 0,0,5, 0,1 mm o en menores o mayores o cantidades intermedias. Un contacto triangular tal como se describe en la figura 5B puede fabricarse utilizando varios métodos conocidos en la técnica. Los otros dos vértices están opcionalmente enrollados o aislados para evitar que aumente la densidad de corriente eléctrica en ellos. La figura 5C es una ilustración esquemática de un contacto con lados curvos que se encuentran en un vértice que actúa de borde interno. Opcionalmente, la distancia entre los dos puntos de inflexión en los dos lados del vértice es de aproximadamente 0,1 mm. También pueden utilizarse tamaños más grandes, tal como 0,2 o 0,3 mm o tamaños más pequeños, tal como 0,07 o 0,05 mm. Opcionalmente, el tamaño seleccionado es un equilibrio entre mayor, para durabilidad del contacto, y menor, para direccionalidad de la corriente en el plano perpendicular al eje de conductor. La figura 5D es una ilustración esquemática de la sección transversal de un contacto similar a la de la figura 5C, pero aquí los bordes externos están suavizados.

La figura 5E es una ilustración esquemática de la sección transversal de un contacto similar a la de la figura 5D, pero aquí el borde interno es suave, para reducir el calor y la direccionalidad del campo creado cerca del mismo en funcionamiento. Un vórtice suave es un vórtice que tiene una punta que tiene una anchura que es por lo menos un 10% de la anchura del contacto.

La figura 5F es una ilustración esquemática de un contacto con por lo menos una ranura que actúa de borde interno. Opcionalmente, la ranura es de aproximadamente 0,01 mm de profundidad y 0,02 mm de anchura. En una realización de ejemplo de la invención, el contacto está configurado para tener una relación deseada (por ejemplo, 1 : 2, 1: 4, 1:10, 1:20) entre la corriente que sale de las secciones suaves y las secciones de borde interno.

La figura 6 es una ilustración esquemática de un contacto 60 con bordes externos 62 y borde interno 64, con los bordes externos aislados con una capa aislante 66 para reducir el efecto de los bordes externos en el tejido. La capa aislante 66 puede ser una parte integral del cuerpo sólido moldeado 7 (mostrado en las figuras 1 y 2) o una capa aislante aplicada a los bordes externos del contacto 60.

Esquemas de electrificación de ejemplo

A continuación, se ilustran algunos esquemas de electrificación y propagaciones catódicas que éstos crean. En algunas de las figuras, se utilizan vistas en planta para ilustrar esquemas de electrificación.

Dibujo de normas de vistas en planta

En la presente solicitud, cada vista en planta muestra 20 contactos. Sin embargo, la invención no está limitada a este número de contactos, y conductores útiles de acuerdo con la presente invención pueden tener tres, cuatro, 8, 15, 20, 30, 32, o cualquier número intermedio o mayor de contactos. Generalmente, tener más contactos permite la producción de un campo de estimulación concentrado con mayor precisión. De manera similar, la invención no se limita a ninguna otra característica de las vistas en planta. En las vistas en planta, cada uno de los contactos se ilustra como un cuadrado. Los contactos se disponen en cuatro columnas, numeradas 1, 2, 3 y 4. Cada columna tiene cinco filas de contactos, marcadas A, B, C, D y E.

Los contactos ilustrados como cuadrados vacíos son neutros, es decir, no están conectados a una fuente de alimentación.

Un contacto marcado con una rejilla inclinada es un ánodo, y un contacto marcado con líneas diagonales es un cátodo. Los contactos a través de los cuales pasan corrientes más grandes en funcionamiento se ilustran con un marcado más denso.

Protección anódica

A continuación, se describen esquemas de electrificación a modo de ejemplo que proporcionan estimulación concentrada de acuerdo con realizaciones de la invención.

En una realización de ejemplo de la invención, se dispone un sistema con dos conductores: el primer conductor es para implantación en o cerca de la región de interés, y el segundo conductor es opcionalmente para implantación más lejos de la región de interés, por ejemplo, un conductor separado, un contacto en la superficie del cerebro (y/o más a lo largo de la trayectoria hacia el IPG) y/o la carcasa del IPG.

El primer conductor incluye dos grupos de electrodos: el primer grupo incluye electrodos de estimulación (combinación de ánodos y cátodos) para proporcionar estimulación multipolar (por ejemplo, bipolar, tripolar, cuadripolar, o más polos) a la región de interés, y el segundo grupo incluye por lo menos un ánodo para proporcionar protección anódica y/o hacer que la corriente neta del primer grupo sea anódica. El segundo conductor tiene un cátodo para recoger las corrientes anódicas provistas por el (los) electrodo(s) de protección. Tal como se utiliza aquí, estimulación multipolar es una estimulación utilizando una pluralidad de electrodos. En estimulación tripolar, por ejemplo, se disponen por lo menos dos ánodos o dos cátodos. En algunas realizaciones, la estimulación multipolar se proporciona mediante estimulación bipolar secuencial rápida con electrodo compartido.

En funcionamiento, los electrodos de estimulación estimulan la región de interés, y el electrodo de protección, conectado eléctricamente al cátodo en el segundo conductor/carcasa de IPG/electrodo de retorno alejado, crea una protección anódica que protege las regiones alejadas del conductor de la estimulación aplicada por los electrodos de estimulación. Cabe señalar que, de acuerdo con algunas realizaciones de la invención, incluso si estas zonas se encuentran físicamente más cerca de los cátodos; el mero hecho de que las zonas vean el extremo distal del conductor como un ánodo neto las convertirá en áreas anódicas.

La figura 7A es una ilustración esquemática de una vista en planta de la parte distal de un conductor 710 (véase la figura 7C), que es opcionalmente del tipo ilustrado en la figura 2.

El conductor 710 tiene cátodos en la fila C, y ánodos en las filas A y E. Opcionalmente, el conductor 710 va dirigido con el centro de la región de interés más cerca de la fila C que a las filas A o E. En una realización de ejemplo de la invención, el uso de una protección anódica permite restringir el área de estimulación sin reducir la corriente utilizada para la estimulación, por la protección anódica que detiene la propagación catódica. Por ejemplo, la detención puede estar a 5-10 mm del conductor.

Aunque la protección anódica y la distribución espacial de los contactos estimulantes, así como la intensidad de la corriente que pasa a través de cada uno de los contactos, interactúan entre sí para definir la forma final del campo de estimulación, a veces es útil diseñar los contactos de estimulación para que tengan una estimulación máxima en la región de interés, y después diseñar los electrodos de protección para limitar el campo de estimulación para que no se propague hacia regiones fuera de la ROI.

La figura 7B muestra una sección transversal 705 en la propagación catódica que se crea alrededor de un conductor 710 cuando se electrifica de acuerdo con la vista en planta de la figura 7A. Las propagaciones catódicas presentadas aquí, y en otras figuras de la invención, se han obtenido por simulación, basándose en los siguientes supuestos: DE del conductor: 1,3 mm; longitud del extremo distal del conductor: 9 mm; distribución de contactos a lo largo del conductor: 5 filas X 4 contactos en cada fila; corriente total 1-5 mA; y forma del contacto es segmentos planos simples. La sección transversal es en un plano perpendicular al eje longitudinal del conductor, en la columna C. La posición de las columnas de contacto 1-4 en la figura 7A también se presenta en la figura 7C.

La propagación catódica es el volumen para el cual el conductor proporciona corrientes catódicas que son suficientes para estimular el tejido neural.

En algunas realizaciones, la estimulación se inhibe, por lo menos parcialmente, por el efecto directo de campos anódicos. Opcionalmente, sin embargo, la propia propagación catódica es inhibida por flujo anódico.

Cabe señalar que, en general, el campo necesario para estimular el tejido neural puede variar dependiendo de varios parámetros, tal como se conoce en la técnica, pero los campos catódicos son significativamente más estimulantes que los campos anódicos.

Tal como puede observarse, en el conductor 710 se activaron unos cátodos sólo en las columnas 1 y 2. Por consiguiente, la propagación catódica 705 se limita a un lado del conductor 710. En una realización de ejemplo de la invención, la estimulación selectiva a una ROI se maximiza utilizando una estimulación equilibrada en el extremo distal del conductor (el flujo neto desde el extremo distal es cero) y después se añade una pequeña corriente anódica que se devuelve en un lugar distante a cualquiera de los ánodos ya activados y/o a cualquier otro contacto neutral y/o reduciendo la corriente en cualquier cátodo, de modo que el extremo distal actúe como ánodo para áreas alejadas del eje del conductor. Para otros diseños de conductor de electrodo, el "extremo distal" puede estar en una posición diferente en el conductor, por ejemplo, puede haber uno o más contactos.

La figura 7B muestra una vista en planta similar a la presentada en la figura 7A, pero con un contacto (715) dedicado para proporcionar protección anódica. Alternativa o adicionalmente, un contacto intermedio (por ejemplo, el contacto 210 en la figura 2) puede estar dedicado a proporcionar protección anódica, según el tamaño de la ^rOⁱ, por ejemplo. La corriente anódica a través del contacto 715 es opcionalmente mucho más pequeña que a través de los otros ánodos. Por ejemplo, la sección transversal en la figura 7D se calculó para un esquema de electrificación de acuerdo con la figura 7B, donde el contacto 715 tiene un flujo anódico de entre aproximadamente 1/5 a aproximadamente 1/7 de todo el flujo de corriente catódica. Las corrientes que pasan por el contacto 715 son recogidas mediante un dispositivo remoto. Opcionalmente, este cátodo está situado en un segundo conductor, tal como se ilustra en la figura 7E (760). Opcionalmente, la carcasa del IPG 25 (figura 1) actúa de cátodo.

Opcionalmente, cada cierto tiempo, se aplican corrientes de signos opuestos y amplitudes menores para reducir cualquier efecto de ionización local y/o para descargar la carga acumulada en la superficie de contacto del tejido de los electrodos debido a la aplicación del pulso de estimulación anterior a través de ese contacto.

La figura 7D muestra una sección transversal 725 en la propagación catódica creada alrededor de un conductor 710 cuando se electrifica de acuerdo con la vista en planta de la figura 7B. Tal como puede observarse al comparar las extensiones catódicas presentadas en las figuras 7C y 7D, la protección anódica concentraba substancialmente la propagación catódica. Sin estar ligado a la teoría, se supone que la concentración de la propagación catódica se consigue porque la corriente total que pasa desde el extremo distal del conductor 710 es positiva (es decir, anódica), mientras que cerca del conductor hay una combinación de corriente anódica y estimulación multipolar. Los campos eléctricos multipolares decaen con la distancia más rápido que los campos eléctricos monopolares y, por lo tanto, a distancias suficientemente grandes desde el conductor, la propagación anódica es mucho más intensa que la catódica y, de hecho, la cancela.

La figura 7E muestra ilustrativamente un sistema 750 para proporcionar estimulación eléctrica de acuerdo con la realización de la protección anódica. El sistema 750 incluye dos conductores: 755 y 760. El conductor 755 se muestra insertado en una región de interés 765. Los contactos de electrodo 770, 775 y 780 son contactos de electrodos de estimulación, a los que, por conveniencia, se hará referencia utilizando los mismos números. El contacto 785 es de un electrodo (no mostrado, pero referido con el número asignado a su contacto, 785) dedicado a protección anódica. Por lo menos uno de los electrodos 770, 775 y 780 es un ánodo, y por lo menos uno es un cátodo. En el ejemplo representado, el electrodo 770 es un ánodo, y los electrodos 775 y 780 son cátodos conectados al ánodo 770. El electrodo 785 es un ánodo (similar al electrodo 770), pero está conectado a un cátodo comprendido en el conductor 760. El campo creado entre el electrodo 785 y el conductor 760 se ilustran con una elipse 795. La propagación anódica creada por todo el sistema 750 se superpone exactamente con una ROI 765. En una realización de ejemplo de la invención, se utiliza un único cátodo común para proporcionar protección anódica a múltiples conjuntos de contactos de estimulación, por ejemplo, todos los contactos en un mismo conductor o en conductores separados.

Configuración de electrificación tripolar

En otra realización, en lo sucesivo denominada realización tripolar, sólo se utiliza opcionalmente un conductor, con ánodos y cátodos configurados para crear un campo de estimulación de una forma y tamaño predeterminados. En las configuraciones tripolares, hay tres grupos de electrodos: un grupo de cátodos que tiene por lo menos un cátodo, y grupos de ánodos que tienen por lo menos un ánodo en dos de los lados del grupo de cátodos. En una realización multipolar, pueden disponerse grupos anódicos circundantes adicionales y/o pueden disponerse pares cátodo-ánodo adicionales entre los grupos anódicos.

Opcionalmente, la forma del campo de estimulación obtenido de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención se estima mediante simulación. Puede proporcionarse una estimación menos precisa con reglas generales. En los siguientes pasajes se da una guía para diseñar esquemas de electrificación que resultan en campos de estimulación de formas predeterminadas. En una realización de ejemplo de la invención, estos métodos se utilizan como parte de un proceso de ajuste de la electrificación para que sea tal como se desea. Una característica particular de algunas realizaciones de la invención es que por lo menos 1, 2, 3, o todos estos ajustes pueden realizarse para electrizar un mismo conjunto de electrodos. En otras realizaciones, pueden añadirse o eliminarse contactos de electrodo (electrificación de forma) para lograr un esquema deseado.

1. Desplazamiento: En general, un aumento de las corrientes catódicas en los contactos que se encuentran en una dirección determinada aumenta el rango en el que la estimulación será efectiva en esta dirección determinada. De manera similar, un aumento de las corrientes anódicas en los contactos que se encuentran en una dirección determinada, disminuye el rango en el que la estimulación será efectiva en esta dirección determinada.

2. Inclinación: Esto puede conseguirse aumentando las corrientes anódicas en un primer grupo en una dirección determinada y aumentando las corrientes anódicas en el segundo grupo anódico en la dirección contraria y/o variando la posición de los ánodos (por ejemplo, poner uno en un lado del conductor y el otro en un lado diametralmente opuesto del conductor). Puede definirse una línea virtual entre los puntos en la circunferencia del conductor entre donde la corriente anódica es máxima en el primer grupo anódico respecto a aquella en la que la corriente anódica es máxima para el segundo grupo. En una realización de ejemplo de la invención, el eje principal de la zona estimulada es perpendicular a este eje. Al cambiar las corrientes relativas en los dos ánodos, o su posición y/o al usar un electrodo remoto, esta línea virtual puede moverse o desequilibrarse, moviendo así el eje principal del área de estimulación.

3. Cambio de tamaño a lo largo del eje longitudinal principal: distanciar los grupos de ánodos del grupo de cátodos producirá una mayor propagación del campo de estimulación en una dirección paralela al eje principal. Del mismo modo, mover los grupos de ánodos entre sí, reducirá la propagación. Si sólo se mueve un ánodo, la extensión puede cambiar sólo en ese lado.

4. Cambiar el tamaño a lo largo de un plano perpendicular al eje del conductor: utilizando la primera regla general, en el grupo catódico en contactos del electrodo en el mismo grupo se ampliará la dirección de estimulación a donde se maximizan las corrientes catódicas y aplicándolo en los grupos anódicos reducirá los campos en la dirección donde se maximizan las corrientes anódicas.

Por ejemplo, teniendo una disposición tripolar simétrica de ánodos y cátodos, con todas las corrientes catódicas y anódicas con la misma intensidad, se obtiene una propagación catódica casi cilíndrica con una sección transversal esférica en un plano perpendicular al conductor. Aumentando todas las corrientes catódicas y anódicas en la misma medida (por ejemplo, en un 20%), se aumenta el campo de estimulación, sin variar su forma.

La figura 8A es una ilustración esquemática de una vista en planta de un extremo distal de un conductor 800 de acuerdo con una realización de la invención. Tal como se ilustra, el conductor 800 tiene ánodos en filas A y E y cátodos en fila C. La corriente total que pasa desde el contacto 800 cuando todos los electrodos están activados, tal como se muestra en la vista en planta, es cero y, por lo tanto, no hay necesidad de un electrodo de colector. En otras realizaciones, se utiliza un cátodo o ánodo colector (por ejemplo, un electrodo remoto).

La figura 8B muestra una sección transversal en una llanura paralela al eje longitudinal del conductor 800 en una propagación catódica creada mediante la activación de todos los electrodos mostrados como ánodos o como cátodos en la figura 8A.

La figura 8C muestra una sección transversal similar a la de la figura 8B, pero aquí, los ánodos en la fila E no están activados, es decir, todos los contactos en la fila E son neutros. En consecuencia, la propagación catódica se extiende más en la dirección de la fila E (hacia arriba) que en la figura 8B. El exceso de corriente catódica se recoge con un ánodo separado, no mostrado, opcionalmente dispuesto en un conductor separado o una carcasa de un estimulador.

La figura 8D muestra una sección transversal similar a la de la figura 8C, pero aquí los contactos de la fila E están activados, y los de la fila A no. La propagación catódica se extiende ahora más en la dirección de la fila A (hacia abajo) y menos en la dirección de la fila E (hacia arriba).

La figura 8E muestra una sección transversal similar a las de las figuras 8C-8D, pero aquí sólo se activan los cátodos.

Comparando las figuras 8B-8D puede observarse que la activación de los ánodos proximales a los cátodos disminuye la propagación catódica proximal de los cátodos y viceversa: la activación de los ánodos distales a los cátodos disminuye la propagación catódica distal a los cátodos. En este contexto, disminuir significa hacerse más pequeño, pero no necesariamente 0. Por otra parte, se encontró que, al aumentar las corrientes anódicas en los contactos proximales o distales a los cátodos se inclina la propagación catódica de los cátodos proximales o distales, respectivamente.

Las figuras 9A-9D muestran secciones transversales similares a las presentadas en las figuras 8B-8E, pero aquí, el ánodo separado es un contacto intermedio que reside en la parte intermedia del conductor 800, en lugar de en un conductor separado. Opcionalmente, esto puede utilizarse para una conformación adicional de los campos eléctricos y el retorno de corrientes anódicas o catódicas de exceso (por ejemplo, dependiendo del esquema de electrificación específico. Tal como puede apreciarse al comparar las figuras 8B a 8E con las figuras 9A a 9D, las diferencias entre los campos obtenidos con el electrodo separado y con el electrodo intermedio revelan un cierto grado de inclinación. Las figuras 10A - 10E ilustran la forma tridimensional de una propagación catódica creada alrededor de una parte distal de un conductor, cuando los contactos en la parte distal se electrifican tal como se ilustra en la vista en planta presentada en la figura 10F.

La figura 10A ilustra una sección transversal en la propagación anódica obtenida en una llanura paralela al eje longitudinal del conductor.

Las figuras 10B-10E ilustran, cada una, secciones transversales en la propagación anódica obtenida en planos perpendiculares al eje longitudinal del conductor. Cada una de las figuras 10B-10E se compone de dos vistas: en el lado izquierdo - una vista frontal, y en el lado izquierdo - una vista desde arriba.

Las figuras ilustran que el campo se extiende cerca de los cátodos (figuras 10C y 10D) mucho más cerca de los ánodos (figuras 10B y 10E). Además, cerca de los ánodos, el campo no se propaga cerca del conductor, sino sólo fuera del mismo (figura 10B). Las figuras también ilustran que tener ánodos sólo en un lado del conductor (la columna más a la derecha) da como resultado un campo que se extiende principalmente en un lado del conductor (figura 10A).

La figura 10G ilustra diversas propiedades de una propagación catódica cuando se aplica de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención.

Un campo elíptico se muestra como generado por un conductor circular con cuatro contactos de electrodo en su circunferencia. Puede disponerse un número de electrodos diferente, tal como se indica aquí. En esta figura, d1 es la distancia al punto de estimulación más lejano en la propagación catódica; D2 es la distancia en la dirección opuesta y d3, d4 son las distancias en la dirección perpendicular (en el mismo plano). Distancias similares D5 y D6 pueden proporcionar una distancia a lo largo del eje (no mostrada). El ángulo alfa generalmente muestra la anchura de la propagación y se define como el ángulo entre los puntos a medio camino entre D1 y el centro del conductor.

La porción mostrada se encuentra en el nivel del grupo A (cátodos). En las siguientes figuras, también se muestran los grupos B y C (ánodos arriba y abajo), como porciones por encima y por debajo del grupo A.

En una realización de ejemplo de la invención, el campo se modifica mediante lo siguiente:

1. Al aumentar las corrientes catódicas en los contactos en el lado de la dirección I, se aumentará d1 (j aumentará d2).

2. Al aumentar las corrientes nodales en los grupos B y C en el lado j se disminuirá d2. En algunas realizaciones de protección anódica y/o estimulación tripolar, no hay estimulación en el lado j del conductor, por lo menos no en un plano que está completamente en el lado j del conductor.

3. Al aumentar las corrientes catódicas en el grupo A en los contactos de los electrodos en los lados de las direcciones d2, d3 aumentará alfa.

4. Al aumentar las corrientes anódicas en los grupos B, C en los contactos de los electrodos en los lados de las direcciones d2, d3 disminuirá alfa.

5. En general, los contactos del grupo B (grupo C) afectarán a alfa más si la propagación catódica en un plano está más cerca del plano de los contactos del grupo B (grupo c).

6. Tal como se ha indicado anteriormente, d1, d2, d3, d4 pueden aumentarse o reducirse proporcionalmente variando todas las corrientes en todos los contactos de manera proporcional.

Las figuras 10H, la figura 10I y la figura 10J ilustran diversos esquemas de electrificación y su efecto sobre la propagación catódica, de acuerdo con realizaciones de ejemplo de la invención. En estos esquemas, A, B y C indican planos en el conductor que incluyen los contactos de esos grupos y el tamaño del signo (+, -_ indica la magnitud relativa de la corriente).

Debe tenerse en cuenta que pueden aplicarse las mismas metodologías para conductores helicoidales (donde el plano de electrificación puede ser ligeramente oblicuo respecto al eje del conductor). De manera similar, no es necesario que la electrificación presente las simetrías mostradas, o se utilicen las filas específicas y/o los espacios entre filas mostrados. En general, la forma de estimulación mostrada en estos ejemplos es de semi-elipsoide, ya que no es necesario que sea un elipsoide exacto, sino que tenga un eje principal que sea substancialmente perpendicular al conductor y tenga la forma general de un cilindro con puntas redondeadas. Opcionalmente, la desviación de un elipsoide es menor que /- 20% o /-10% en distancia desde el centro de gravedad de la forma. En una realización de ejemplo de la invención, para un conductor con un DE 1,4 mm pueden obtenerse las siguientes propiedades del campo de estimulación catódica (a veces no todas al mismo tiempo):

Longitud (d1) 6, 7, 8 mm o números intermedios o mayores. D2, entre 0 y 4 mm. En algunos casos, no hay un área de estimulación en el lado "j" del conductor. Opcionalmente, el desequilibrio entre los dos lados del conductor, definido como la relación de volúmenes en cada lado de un plano alineado con el eje del conductor, es 1 :20, 1 :10, 1:5, 1:3, 1:2, 1:1 (sin desequilibrio), o relaciones mayores o intermedias. Opcionalmente, la relación entre la anchura máxima del campo y la longitud es 1:10, 1:5, 1:3, 1:2, 1:1 o relaciones mayores o intermedias. Opcionalmente, la anchura en el conductor (fuera del volumen del conductor) puede ser de 0 o 1 mm. Opcionalmente, alfa es de 30, 40, 50, 60 o 70 grados en extensión axial y/o transaxial, o ángulos menores o mayores o intermedios. Opcionalmente, se obtiene un ángulo de inclinación de 10, 20, 30 grados o ángulos menores o intermedios o mayores.

Ejemplo de secuencias de electrificación

Opcionalmente, las corrientes totales que pasan desde los ánodos tienen una intensidad y/o dirección diferentes a las corrientes totales que pasan desde los cátodos, y se utiliza un electrodo situado alejado del extremo distal del conductor para recoger las corrientes netas que salen del extremo distal. Opcionalmente, se dispone un segundo conductor (760) para recoger el flujo de corriente neta. Adicional o alternativamente, se utiliza un contacto intermedio (210) para recoger corrientes netas que pasan desde el extremo distal del conductor. Opcionalmente, el electrodo colector de corriente es un cátodo, creando así una protección anódica como en la realización de la protección anódica descrita anteriormente.

Opcionalmente, los ánodos y los cátodos se operan simultáneamente. Alternativamente, los electrodos se activan secuencialmente. Dado que la reacción neural al tejido no es instantánea, es posible estimular el tejido con un primer electrodo (o grupo de electrodos activados simultáneamente), desconectar el primer electrodo e inmediatamente activar un segundo electrodo. Si el segundo electrodo se conecta durante un período suficientemente corto después de desconectar el primer electrodo, el tejido reaccionará como si se hubiera estimulado por los dos electrodos juntos. La estimulación secuencial es posible con cualquier número de electrodos activados secuencialmente, siempre que la secuencia completa sea lo suficientemente corta respecto al tiempo de reacción del tejido estimulado. Por ejemplo, en estimulación cerebral profunda, una secuencia es lo suficientemente corta si se encuentra entre aproximadamente 0,06 y aproximadamente 0,2 ms.

Debe observarse que la carga inducida en la membrana del tejido neural por cualquiera de los electrodos se pierde parcialmente después de que el electrodo se desconecta. Por lo tanto, la contribución al campo proporcionado por cada uno de los electrodos depende de la posición del electrodo en la secuencia. Por ejemplo, los electrodos que se operaron primero contribuyen menos al campo total que los electrodos que se activaron en último lugar. Por lo tanto, en algunas realizaciones de la invención, los electrodos que se activan primero se activan con una tensión más elevada, para compensar este deterioro temporal.

Opcionalmente, después de activar la ROI, se aplica un campo complementario, que tiene la misma forma, pero signo contrario, es decir, donde la señal de estimulación era anódica, la señal complementaria es catódica y viceversa. El campo complementario puede ser útil para recoger carga retroactiva del electrodo en la superficie de contacto del tejido del electrodo, para evitar ionización del electrodo, lesión del tejido, polarización del electrodo y/o destrucción del electrodo.

El campo complementario se aplica opcionalmente inmediatamente después de que finalice la secuencia de estimulación. Opcionalmente, el campo complementario se aplica como activación de electrodo secuencial. Opcionalmente, la secuencia en la que se activan los electrodos en una secuencia complementaria se invierte respecto a la secuencia en la que se aplicó la estimulación.

Usos de ejemplo

En muchos métodos de estimulación de la técnica anterior, el conductor debe insertarse con mucha precisión en la región de interés, ya que colocar el conductor a una distancia de hasta 1 mm del lugar donde debería haber sido provoca efectos secundarios no deseados. Algunos métodos de estimulación de la técnica anterior también están limitados porque incluso si el conductor está perfectamente colocado, es imposible limitar la estimulación sólo a la ROI, especialmente si el usuario puede decir los límites exactos de la ROI sólo cuando el conductor se encuentra en su lugar.

Las figuras 11A-11F demuestran un avance respecto a esos métodos de la técnica anterior, que puede lograrse con realizaciones de ejemplo de la invención. Estas figuras demuestran que la inserción del conductor a diferentes lugares en la ROI permite estimular la ROI sin estimular tejido cercano, independientemente de la ubicación exacta en la que se inserta el conductor.

Las figuras 11A-11C ilustran cómo un conductor de acuerdo con una realización de la invención permite estimular un núcleo subtalámico motor (STN motor, zona blanca), sin estimular otras partes del STN (áreas marcadas). Los signos "+" se muestran dónde se requiere un ánodo, y los signos "-" se muestran donde se requieren cátodos.

Las figuras 11D-11F muestran vistas en planta de los electrodos en las figuras 11A - 11C, respectivamente, que representan esquemas de electrificación que permiten las estimulaciones ilustradas en las figuras 11A - 11C.

En la figura 11A, el conductor se muestra insertado descentrado ya la izquierda del STN. Por lo tanto, en el lado del conductor orientado hacia la izquierda, donde la estimulación debe restringirse para no estimular regiones fuera del STN, están posicionados los ánodos, y en el lado derecho del conductor están posicionados los cátodos. En la figura 11D se muestra el esquema de electrificación requerido para estimular sólo el motor STN cuando el conductor está posicionado tal como se ilustra en la figura 11A, donde se muestra la posición de los ánodos y los cátodos requeridos para inclinar el campo para encajar exactamente en el STN motor.

En la figura 11B, el conductor se muestra insertado descentrado y a la derecha del STN. En la figura 11C, el conductor se muestra insertado centrado en el STN.

Las figuras 12A y 12B muestran la estimulación de un tálamo ventral intermedio (VIM) de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención. El VIM tiene forma de V, lo que hace que la estimulación eléctrica del VIM sólo, sin estimular el tejido adyacente, sea prácticamente imposible con los métodos y dispositivos de la técnica anterior. De acuerdo con una realización de la presente invención, se utiliza un campo de estimulación conformado como dos lóbulos que siguen la forma en V del VIM para estimular selectivamente el VIM. Conceptualmente, cada brazo en forma de C del VIM puede tratarse como una región de interés separada.

La figura 12A ilustra esquemáticamente la inserción de un conductor en el VIM, con los signos "+" y "-" designando las posiciones de los cátodos y los ánodos, respectivamente, lo que permite la estimulación selectiva del VIM.

La figura 12B es una vista en planta de una parte distal de un conductor de acuerdo con un esquema de electrificación específico que permite estimular las regiones de interés tal como se muestra en la figura 12A.

Se observa que las regiones de interés están en dos ángulos diferentes respecto al conductor. El esquema de electrificación incluye dos tripolos, uno para cada ROI, que tienen una fila común de ánodos (fila C). La fila común de ánodos se encuentra entre una fila de cátodos (fila B) que estimula principalmente la ROI inferior y un solo cátodo en la fila D, que estimula principalmente la ROI superior. Cada fila de cátodos tiene un ánodo también en su otro lado, de modo que los cátodos de la fila B están entre los ánodos de las filas A y C y los cátodos de la fila D están entre los ánodos de las filas E y C. De esta manera, las cinco filas de electrodos en el conductor se electrifican para crear dos campos de estimulación, cada uno para estimular una ROI. Y se proporciona un esquema de electrificación específico, de modo que cada campo de estimulación está orientado a estimular selectivamente sobre una de las ROIs.

Determinación de ejemplo de orientación del conductor

Tal como puede entenderse a partir de los ejemplos anteriores, en muchas aplicaciones puede ser beneficioso conocer la orientación angular del conductor dentro del tejido, es decir, qué contacto queda orientado hacia qué dirección. Para proporcionarle a un usuario esta información, y liberarlo de que tenga que insertar el conductor en una orientación predefinida, el conductor opcionalmente comprende un sensor de orientación de posición. Alternativamente o adicionalmente, el conductor comprende una pluralidad de sensores de posición separados, desde cuya salida puede determinarse la orientación.

De esta manera, la posición y la orientación del conductor respecto a las dimensiones del tejido siempre pueden estar disponibles para el usuario durante la inserción del conductor, y posteriormente. Opcionalmente, el sensor de posición funciona tal como es bien conocido en la técnica, en base a la detección de un campo magnético (que puede ser, por ejemplo, RF, CC o CC pulsado) y envía en respuesta una señal indicativa de la posición y la orientación del conductor. Opcionalmente, la señal indicativa es detectada por un sensor, por ejemplo, un sensor comprendido en el generador de impulsos con cable (IPG) y/o dispositivos de inserción, y transmitida desde el sensor a un procesador que está configurado para mostrar la posición y/o la orientación indicada por la señal, guardándola, procesándola, o similar. Opcionalmente, se conecta un sensor de línea de base al cráneo del paciente para permitir al usuario determinar la posición y la orientación respecto a resonancia magnética u otras imágenes del paciente, que opcionalmente se toman de manera independiente.

Alternativa o adicionalmente al sensor de posición, el propio conductor lleva un marcador, cuya imagen por TC, resonancia magnética, rayos X y/o cualquier otra técnica de imágenes, es indicativa de la orientación del conductor. Por ejemplo, pueden proporcionarse dos marcas de diferentes tamaños en lugares conocidos en el conductor. Alternativa o adicionalmente, el marcado puede obtenerse tal como se describe en US 2005-0171587.

Determinación de un esquema de electrificación para un paciente

Para encontrar un esquema de electrificación adecuado para tratar a un paciente de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención, el conductor va dirigido aproximadamente en la zona objetivo, y el IPG va dirigido en el pecho o en la cabeza o en cualquier otra parte del cuerpo, tal como es conocido por sí en la técnica.

Se realiza una imagen del tejido neural con el conductor, por ejemplo, mediante TC o resonancia magnética, y la imagen obtenida se superpone en el paciente o en una imagen anatómica del paciente, de manera que el usuario puede ver, por ejemplo, en una pantalla, la posición del conductor respecto al objetivo. Opcionalmente, se superpone un atlas anatómico sobre la anatomía del paciente para que sea más fácil para el usuario visualizar el objetivo. Opcionalmente se utiliza un atlas personal, específico para el paciente, para obtener una precisión todavía mayor. El usuario, que opcionalmente es un neurólogo o un técnico médico, explora los límites del área objetivo, opcionalmente mediante la realización de estimulaciones específicas utilizando contactos de electrodos específicos. Si se detectan efectos secundarios en respuesta a estímulos que, según el atlas, no deberían haber evocado los efectos secundarios detectados, el atlas se actualiza opcionalmente.

Opcionalmente, se lleva a cabo una simulación para determinar un campo de electrificación adecuado. En una realización de ejemplo de la invención, los parámetros de electrificación (por ejemplo, parámetros temporales y/o parámetros espaciales) se seleccionan para adaptarse a una enfermedad particular, por ejemplo, enfermedad de Parkinson, depresión y/o demencia/problemas de memoria.

La figura 13 es un diagrama de flujo de las acciones que se realizarán durante una simulación (400) de acuerdo con una realización de la invención.

En 405, al sistema se le indican los límites de la región de interés (ROI). La invención no está limitada a ningún método particular para indicar los límites de la ROI. Opcionalmente, los límites de la ROI los indica el usuario mediante una pantalla gráfica. Opcionalmente, la pantalla gráfica muestra una imagen del cerebro del paciente con el conductor dirigido en el mismo. Ejemplos no limitativos para imágenes adecuadas son imagen por Tc e imagen por resonancia magnética. Opcionalmente, el usuario activa un cursor en algunos puntos alrededor de los bordes de la ROI.

En 410 se sugiere al sistema una estimación inicial de un esquema de electrificación. La estimación inicial la sugiere opcionalmente el usuario. Opcionalmente, el usuario utiliza experiencia anterior y/o reglas generales tal como se ha descrito anteriormente para proporcionar una estimación inicial. Opcionalmente, la estimación inicial incluye, para cada contacto de electrodo, un signo (ánodo, cátodo o neutro) e intensidad. Opcionalmente, la intensidad se expresa en potencial (voltios). Opcionalmente, la intensidad se expresa en corriente (amperios).

En 415, el procesador calcula el campo obtenido con el esquema de electrificación supuesto. Opcionalmente, este cálculo tiene en cuenta un efecto de suma mediante el cual la activación secuencial tiene un efecto similar al de la activación simultánea en tejido neuronal. Opcionalmente, los electrodos activados anteriores pueden necesitar una corriente más elevada para compensar la descarga que se producirá en el tejido debido a la duración de tiempo total. Alternativa o adicionalmente, se calcula la estimulación simultánea.

En 420, los límites de campo calculados se comparan con los bordes de la ROI indicados. Si son diferentes, se ejecuta un algoritmo de optimización local para sugerir una estimación adicional (425). Si los límites de campo calculados se superponen con los bordes de la ROI indicados en una extensión suficiente, se aplica el campo (430). Opcionalmente, antes de que se aplique el campo, el sistema indica al usuario que el sistema está listo para aplicar el campo y espera la orden de activación del usuario.

Opcionalmente, antes de que se aplique el campo o se solicite al usuario que el sistema esté listo para la aplicación del campo, el procesador ejecuta una optimización del consumo de energía, buscando esquemas de electrificación adicionales con los mismos límites del campo de estimulación, pero con un consumo de energía mejorado. Opcionalmente, la optimización se selecciona de modo que la potencia máxima requerida en cualquier momento se mantenga por debajo de un umbral y/o se minimice. Opcionalmente, se utilizan métodos descritos en la solicitud US provisional n° 60/903.533 para realizar la optimización y/o determinar qué electrodos deben electrificarse. Sin embargo, también pueden utilizarse diversos métodos de búsqueda y optimización, conocidos en la técnica.

Como alternativa o adición al proceso de optimización descrito anteriormente, las diversas estimaciones las proporciona el usuario en lugar de mediante un programa de optimización.

Opcionalmente, una visualización de los límites del campo de electrificación calculados para cada estimación se superpone en una imagen de la anatomía del paciente con los bordes de la ROI marcados en la misma. El usuario cambia manualmente la estimación y encuentra un esquema de electrificación óptimo de manera intuitiva.

Para facilitar dicha optimización intuitiva, un sistema de acuerdo con una realización de la invención tiene opcionalmente unos mandos (o controles de software) para dirigir el campo eléctrico, por ejemplo, arriba, abajo, derecha o izquierda.

Opcionalmente, un sistema de acuerdo con la invención tiene un control que permite al usuario reforzar o debilitar el campo eléctrico que se proporciona en cada dirección por separado. Por ejemplo, reforzar el campo que va en dirección hacia arriba y hacia abajo, para hacer que la propagación catódica esté más concentrada a lo largo de una elipse con un eje longitudinal paralelo al conductor.

Opcionalmente, los controles para variar la intensidad del campo eléctrico en direcciones definidas por el usuario están conectados a un procesador. El procesador determina esquemas de electrificación requeridos para proporcionar la estimulación indicada por los controles activados por el usuario y controla los electrodos en consecuencia. Opcionalmente, cada una de las funciones que puede seleccionar el usuario (por ejemplo, dirigir hacia la derecha) está asociada a un cambio predeterminado en el esquema de electrificación, y el control activado por el usuario invoca directamente el cambio predeterminado.

Alternativamente, la identificación de la región de interés comprende la identificación de varios tejidos neurales distintos alrededor del conductor estimulando las estimulaciones dirigidas desde diferentes contactos y utilizando el efecto secundario observado para compilar el mapa anatómico alrededor del conductor.

Después de identificar la región de interés, se decide el esquema de electrificación requerido, opcionalmente, por un médico con o sin la ayuda de un software adecuado. El usuario confirma que los parámetros de estimulación no deben exceder ciertos valores y comunica el esquema de electrificación requerido al IPG, opcionalmente, a través de comunicación inalámbrica. Opcionalmente, el usuario vuelve a verificar la respuesta del paciente a la estimulación y libera al paciente, o reajusta los parámetros de estimulación en consecuencia.

Opcionalmente, decidir el esquema de electrificación comprende acortar contactos del electrodo en forma de arco para crear contactos anulares, y calibrar la estimulación en función de la retroalimentación del paciente. Después de encontrar parámetros de estimulación que maximizan alivio de síntomas, los efectos secundarios se minimizan desconectando o conectando a tierra algunos de los contactos catódicos que se encuentran cerca de las regiones responsables de los efectos secundarios y/o añadiendo contactos anódicos.

General

Se aprecia que ciertas características de la invención que, por claridad, se describen en el contexto de realizaciones separadas, también pueden proporcionarse en combinación en una única realización. A la inversa, varias características de la invención que, por brevedad, se describen en el contexto de una única realización, también pueden proporcionarse por separado o en cualquier sub-combinación adecuada.

Aunque la invención se ha descrito junto con realizaciones específicas de la misma, es evidente que, para los expertos en la materia, serán claras muchas alternativas, modificaciones y variaciones. Además, la cita o identificación de cualquier referencia en esta solicitud no debe interpretarse como una admisión de que dicha referencia está disponible como técnica anterior a la presente invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Sistema para estimular tejido neural, que comprende:

un conductor axial que tiene un eje de conductor;

por lo menos un contacto catódico en dicho conductor;

por lo menos dos contactos anódicos en dicho conductor y en lados opuestos de dicho contacto catódico; y

un generador de señales conectado eléctricamente a dichos contactos catódicos y anódicos y configurado para electrificar dichos contactos para estimular selectivamente una región de interés adyacente a dichos contactos, y configurado para dirigir selectivamente dicha región de interés en por lo menos un modo seleccionado de extensión/retracción, inclinación, desplazamiento y estrechamiento/ensanchamiento y configurado, además, para generar un área de estimulación similar a un elipsoide, caracterizado por el hecho de que dicha forma similar a un elipsoide no tiene eje coaxial con dicho eje de conductor.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho generador de señales está configurado para proporcionar todos los modos citados.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que comprende un contacto catódico remoto.

4. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado por el hecho de que dichos contactos están montados en un conductor axial y en el que dicho generador de señales está configurado para generar dicha área de estimulación similar a un elipsoide que tiene uno o ambos ejes principales inclinados no perpendiculares a dicho eje de conductor y un eje menor desplazado de dicho eje de conductor.

5. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha forma similar a un elipsoide está inclinada respecto a dicho eje.

6. Sistema de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que dicha forma similar a un elipsoide está desplazada respecto a dicho eje.

7. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho conductor está dimensionado para electrificación de un área de STN en un cerebro para tratar enfermedad de Parkinson.

8. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho generador de señales está configurado para proporcionar por lo menos 20 voltios a por lo menos uno de los contactos.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho generador de señales está configurado para provocar estimulación mediante por lo menos dos de dichos contactos para incluir un exceso de corriente anódica; y recoger dicho exceso de corriente mediante un cátodo remoto.

10. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que dicho generador de señales está configurado para rodear dicho contacto catódico en por lo menos dos lados mediante contactos anódicos.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 y en el que dicho contacto catódico y dichos contactos anódicos están distribuidos longitudinalmente a lo largo de dicho conductor axial.

12. Sistema para estimular tejido neural de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, un procesador adaptado para recibir de un usuario un primer esquema de electrificación que resulta en un primer campo de electrificación de una forma predeterminada o bien realizar una simulación para determinar un segundo campo de electrificación;

durante dicha simulación:

el procesador recibe una indicación para límites de una región de interés;

a dicho procesador se le sugiere un segundo esquema de electrificación;

dicho procesador está adaptado para calcular dicho segundo campo de electrificación en base a dicho segundo esquema de electrificación e identificar límites del campo;

dicho procesador está adaptado, además, para comparar dichos límites de campo con dichos límites de dicha región de interés y programado para:

si dichos límites de campo son sustancialmente diferentes de dichos límites de la citada región de interés, entonces ejecutar un algoritmo de optimización;

si dichos límites de campo se superponen suficientemente con dichos límites de la citada región de interés, o si dicho primer esquema de electrificación se recibe del usuario, dicho generador de señales electrifica dichos contactos para estimular selectivamente la citada región de interés adyacente a dichos contactos.

13. Sistema para estimular tejido neural según la reivindicación 1, que comprende, además, un procesador, y en el que dicho procesador está adaptado para llevar a cabo una simulación para determinar un campo de electrificación adecuado, durante dicha simulación:

el procesador recibe una indicación para límites de una región de interés;

a dicho procesador se le sugiere un esquema de electrificación;

dicho procesador está adaptado, además, para calcular dicho campo de electrificación en base a dicho esquema de electrificación e identificar límites de campo;

dicho procesador está adaptado, además, para comparar dichos límites de campo con dichos límites de la citada región de interés y programado para:

si dichos límites de campo son sustancialmente diferentes de dichos límites de la citada región de interés, ejecutar un algoritmo de optimización;

si dichos límites de campo se superponen lo suficiente con dichos límites de la citada región de interés, entonces dicho generador de señal electrifica dichos contactos para estimular selectivamente la citada región de interés adyacente a dichos contactos.