JP2013514870A - 頭蓋内の非直交および直交の経路を通した医療装置の挿入および使用方法 - Google Patents
頭蓋内の非直交および直交の経路を通した医療装置の挿入および使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図6
Description
伝達に電極自身が使用される開示はない。
1.)フレームまたはフレームレス位置確認のどちらかで定位位置確認を用いて目標を識別する。
2.)構成の決定。例えば単一の電極、単一の目標の周辺に複数、単一のラインのいずれか(図7および図8参照)。
3.)1つのスタブ切開5〜10mm。
4.)部分的に2〜4mmの厚さの穿頭孔を穿孔する(これはドリルが角部で角度を持つことができるよう「縁部」を持たせることを可能にし、偏角の経路を得られる)。
5.)定位位置確認を用いて目標および中央部分的穿頭孔からの深さを識別する。
6.)目標に基き経路を設計し、パイロット孔を穿孔または自己穿孔、自己タッピングCranionTMを使用してCranionTM装置を挿入する。
6a.)パイロット孔の穿孔は孔の深さを正確に知ることを可能にするが、尖った先端部を取り除くことが可能なカニューレ挿入CranionTM(図9参照)も、硬膜外腔に入ったかどうか判断する発端を得られる。
7.)他のCranionTMを取り付け、それらを配線で接続(図9参照)または無線で接続する。またはヘッド装置を用いる。
8.)頭蓋骨から完全に出す必要がない追加のバッテリのような、他の構成要素を追加する。
9.)傷口を閉じる。
Claims (45)
- 挿入部位において皮膚、筋肉、組織、骨、または頭蓋骨を通して挿入されるよう構成された1つまたは複数のシャフトと、
前記1つまたは複数のシャフトに関連する、エフェクタまたはセンサを有する少なくとも1つの構成要素であって、前記少なくとも1つの構成要素のそれぞれが、前記1つまたは複数のシャフトのそれぞれの、中に収容、通過、または装着のうち1つまたは複数により、その関連する前記シャフトに連結される構成要素と、を備え、
前記1つまたは複数のシャフトのそれぞれおよびその前記関連する構成要素が、挿入部位において表面の接線に平行と前記挿入部位において表面の接線の間および平行と垂直を含む角度で挿入されるよう構成され、
前記1つまたは複数のシャフトのそれぞれが、前記挿入部位において全ての他のシャフトから異なる経路で挿入されるよう構成され、
それぞれの前記シャフトおよびその前記関連する構成要素の長さが、他の前記シャフトおよびそれらの前記関連する構成要素と無関係であり、かつ前記挿入部位において皮膚、筋肉、組織、骨、または頭蓋骨の厚さに限定されない、
生体内の目標部位に効果を及ぼす、または周辺のデータを収集するよう構成された装置。 - 前記エフェクタまたは前記センサを有する前記構成要素が、バッテリ、電極、再充電器、発信器、受信器、送受信機、センサ、レコーダ、キャパシタ、変圧器、システム制御ユニット、プログラム書込機、アドレス/位置決めユニット、温度センサ、温度調節器、熱電素子、熱電発電器、機械動力発生器、光学/光発生器、紫外線光発生器、赤外線発生器、光学刺激装置、レーザ、高周波発生器、磁界発生器、機械振動発生器、超音波発生器、電界発生器、放射線発生器、燃料電池、薬剤送達ユニット、遺伝子療法送達ユニット、薬剤および放射性物質貯蔵部、および身体内に放出される物質貯蔵部からなる群から選択される、請求項1に記載の装置。
- 予め開けられた孔が存在しない、前記シャフトが自己穿孔、および/または自己タッピングであるとき、それぞれの前記シャフトが皮膚、組織、または骨を通して挿入されるよう構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記目標部位が患者の脳内であり、かつ前記エフェクタの効果が前記患者の脳へおよび、または前記センサを作動させる刺激が前記患者の脳から得られるように、前記エフェクタまたは前記センサが前記目標部位と通信する、請求項1に記載の装置。
- 前記骨が頭蓋骨であり、かつ組み合わせた長さから、前記シャフト、および前記エフェクタおよび/または前記センサを含むその構成要素のあらゆる重なりを引いたものが、前記装置、または前記エフェクタまたは前記センサを含むその前記構成要素の部分となり、
(i)皮膚、脂肪組織、結合組織、靭帯、腱、粘膜または筋肉内の頭蓋骨の表面
(ii)骨または頭蓋骨の中
(iii)硬膜外(硬膜上方)
(iv)硬膜下(硬膜下方)
(v)軟膜上(軟膜上方)
(vi)脳組織内、または
(vii)脳室または脳に関連する槽内
に取り付けられる、請求項1に記載の装置。 - 前記エフェクタおよび/または前記センサを含む前記構成要素が、前記シャフトを通して進む、硬質、半硬質、または可撓性がある収容部上に位置、または収容部で構成され、
前記収容部が、金属、プラスチック、ポリマー、メッシュ、布、または織り素材であり、
前記シャフトを通して進む前記可撓性がある収容部上または内の前記シャフトおよび/または1つまたは複数の前記構成要素が、
i)湾曲可能な先端部を持つことにより操縦可能な、または前記収容部およびスタイレットを回転、前進、後退することで操縦可能な先端部に湾曲を有する内側スタイレットのような、前記収容部の機械的操縦
ii)前記収容部の強磁性または電磁先端部、または収容部内の取り外し可能な前記スタイレットの前記先端部が、身体の内側または外側のどちらかで磁気または電磁気メカニズムにより誘発される磁界によって誘導、操縦、または移動される、前記収容部の磁気的操縦
iii)定位局在化が、磁気共鳴画像法(MRI)、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)、磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)、拡散MRI(DWI)、拡散テンソルMRI(DTI)、脳波記録(EEG)、脳磁気図検査(MEG)、核神経画像処理、ポジトロン放射形断層撮影(PET)、単一光子放射形コンピュータ断層撮影(SPECT)、統計パラメータマッピングによるてんかん発作SPECT解析(ISAS)、コンピュータ断層撮影(CT)、X線、蛍光透視検査、血管造影、超音波検査、経頭蓋磁気刺激(TMS)、経頭蓋直流刺激(tDCS)、経頭蓋電気刺激(TES)、運動誘発電位(MEP)、体性感覚誘発電位(SSEP)、体性感覚誘発電位の位相逆転、誘発電位、皮質脳波検査(ECoG)、直接皮質電気刺激(DCES)、微小電極記録(MER)、局所電場電位記録(LFP)の技術のうち1つまたは組み合わせに基いた、目標への定位誘導
iv)内視鏡の視覚化および誘導
のメカニズムのうちの1つまたは組み合わせにより目標位置へ導かれる、請求項5に記載の装置。 - 第1の前記シャフトの端部に取り付けられたまたは関連付けられたヘッドユニットをさらに備え、
前記ヘッドユニットが、
少なくとも1つの付加的な構成要素、または前記構成要素を収容する前記シャフトを受け入れるようそれぞれ構成された1つまたは複数のドッキングステーションを有し、
ドッキングステーションが、その中に、これらの構成要素を収容する1つまたは複数の構成要素または前記シャフトが孔または連結器を通し、前記ヘッドユニットを通して挿入、前記ヘッドユニットに取り付け、連結または接続される、1つまたは複数の孔または連結器を有し、
ドッキングステーションが、前記これらの構成要素を収容する数個の構成要素または前記シャフトが、同一の前記ヘッドユニットを通して単一の共用の前記挿入部位で挿入され、かつ前記ヘッドユニットの周りを垂直に下側へ、半径方向に外側へ、または半径方向に内側へ異なる角度で方向付けてもよいように、前記ヘッドユニットの周りに半径方向に離間される、
請求項1に記載の装置。 - 前記ヘッドユニットが、複数の埋め込まれた構成要素、これらの前記構成要素を収容する前記シャフトまたは装置の間のコネクタであり、
前記ヘッドユニットが、1つまたは複数の前記付加的な構成要素またはこれらの前記構成要素を収容する前記シャフトと、共用の前記挿入部位を通して挿入された前記第1のシャフトの間の直接の電気的接触を可能にし、それによって前記付加的な構成要素または前記シャフトと前記第1のシャフトの間の直接の通信、接続、電力の移送を可能にする、請求項7に記載の装置。 - 前記効果が、
前記目標部位の電気刺激または電気途絶、
前記目標部位の機械刺激または機械途絶、
前記目標部位における温度変化、
前記目標部位における磁界の誘発、
前記目標部位における、プロセスの刺激または阻害のための光変調およびレーザの使用を含む、前記目標部位の光刺激または光阻害、
前記目標部位の超音波刺激または超音波途絶、
前記目標部位に伝達される、聴覚受容体に伝達され、かつ聴覚受容体を作動する音波振動を含む振動の誘発、
前記目標部位におけるイオン泳動の電界、またはイオン泳動の生成および変調、
および目標部位の照射
のうち1つまたは複数を含む、請求項1に記載の装置。 - 前記データ収集が、
単一のニューロンの信号およびニューロンの母集団の信号の監視、
頭蓋内圧力の監視、
生理学的信号の監視、
ニューロン、グリア細胞、血液細胞、免疫細胞、および他の細胞を含む、組織の代謝活性および他の信号の監視、
細胞、およびプロテイン、DNA、RNA、分子、神経伝達物質、ホルモン、およびミトコンドリアを含む細胞レベル下構成要素由来の信号の監視、
電解質、プロテイン、ホルモン、アミノ酸、分子、炭水化物、ミネラル、脂肪酸、浸透圧、容量オスモル濃度、重量オスモル濃度、薬剤、放射性トレーサ、光、電磁エネルギー、蛍光、放射線、および他の測定可能な項目を含む構成要素の測定値、構成要素の状態または身体内の物理的特性、
ニューロン、グリア細胞、血液細胞、他の細胞、血液および脳脊髄液を含む組織から発出された、光、蛍光、紫外線、赤外線、および/または複屈折信号、および/またはその中の変化の監視、
および/または、
組織の温度およびその変化の監視
のうちの1つまたは複数を含む、請求項1に記載の装置。 - それぞれの前記シャフトが、
直線状、
湾曲、
骨または頭蓋骨の輪郭の湾曲にそって湾曲、
前記挿入部位を通して身体または頭蓋内へ突く螺旋内で湾曲、
挿入時、挿入プロセスの間形状を変更可能、
硬質、
少なくとも部分的に可撓性がある、
硬質な状態と可撓性の状態の間を変化、
尖った先端部を有する、
鈍い先端部を有する、
皮質骨を刺すのに十分尖ってはいない先端部を有する、
予め開けられた前記挿入部位内に容易に挿入可能な非外傷性の湾曲した先端部を有する、
螺刻かつ位置内にねじ込むよう構成される、
異なる分子を特異的に吸収、伝達、反発、および溶出する、選択的透過性素材で製作される、
中に埋め込まれるセルを有する、選択的透過性素材で製作される、
および/または
ナノ多孔質メッシュである、選択的透過性素材で製作される、
の特性を含む他のシャフトと同様または異なる物理的特性を有する、請求項1に記載の装置。 - 少なくとも1つの前記エフェクタを有し、前記エフェクタが保護収容部内に入れられ、かつ収容部を通したエネルギーの伝達により組織の刺激が可能な、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの前記エフェクタまたは前記センサを有し、前記エフェクタまたは前記センサが前記シャフトの端部を突出、または前記シャフトの表面上に位置付けられる、請求項1に記載の装置。
- 皮膚、筋肉、組織、骨、または頭蓋骨を通して挿入されるよう構成される第1のシャフトと、
エフェクタおよび/またはセンサを含む、前記第1のシャフト内に収容、前記第1のシャフトを通過、または前記第1のシャフトに装着された少なくとも1つの構成要素と、を備え、
シャフトが、予め開けられた孔がない場合、挿入部位を通して自己挿入するよう構成され、前記第1のシャフトは1cm未満の直径を有する、
患者の身体内で目標部位に効果を及ぼす、または前記目標部位についてデータを収集する装置。 - 前記第1のシャフトが、前記挿入部位において、前記挿入部位における表面の接面に直交で自己挿入するよう構成される、請求項14に記載の装置。
- 前記第1のシャフトが、前記挿入部位において、前記挿入部位における表面の接面に平行と垂直の間の角度で自己挿入するよう構成される、請求項14に記載の装置。
- 前記挿入部位が2つ以上の前記装置で共用であるように、前記2つ以上の装置が、前記挿入部位を通して挿入されるよう構成される、請求項14に記載の装置。
- 少なくとも1つの前記装置が、前記挿入部位における表面の接面に直交で挿入されるよう構成される、請求項17に記載の装置。
- それぞれの前記装置が単一のシャフトを有し、かつその前記装置の全ての前記構成要素がその前記シャフト内に収容される、請求項17に記載の装置。
- 挿入部位において斜めの角度で請求項1または請求項14の装置を挿入するステップと、
前記エフェクタを作動するステップと、を有する、
少なくとも1つのエフェクタを備える請求項14の装置を用いて目標部位に効果を及ぼす方法。 - 挿入部位において斜めの角度で請求項1または請求項14の装置を挿入するステップと、
センサを通してデータを受信するステップと、を含む、
少なくとも1つのセンサを備える請求項14の装置を用いて目標部位についてのデータを収集する方法。 - 頭蓋骨内に装置を埋め込み、電極からパルスを生成するステップを含み、
前記装置が完全に挿入されるとき、少なくとも1つの前記電極が硬膜外、硬膜下、または軟膜上にあり、かつ脳の硬膜、クモ膜、または皮質に接触するよう、長さが挿入角度で頭蓋骨を通して完全に横断し、および終了するように、前記装置の挿入角度が前記装置の長さに関連する、
少なくとも1つの電極を有する請求項1の装置を用いて、患者の脳に電気刺激療法を提供する方法。 - 身体内に装置を埋め込み、電極からパルスを生成するステップを含み、
挿入角度(θ)が、sinθ=x/lのように前記装置の長さ(l)に関連し、
θが挿入部位における皮膚の表面に垂直な軸方向線から測定され、
xが、前記装置が完全に挿入されるとき挿入部位における皮膚の表面に平行方向の横方向移動である、
少なくとも1つの電極を有する請求項1の装置を用いて、身体に電気刺激療法を提供する方法。 - (i)シャフトで、またはシャフトなしに、皮膚の表面に垂直にヘッドユニットを挿入するステップと、
(ii)付加的な構成要素を収容する他のシャフトを、皮膚の表面に平行と垂直の間のあらゆる第1の角度、および前記ヘッドユニットの周りのあらゆる第2の半径方向角度で、前記ヘッドユニットを通して挿入するステップと、
(iii)それぞれが付加的な構成要素を収容する1つまたは複数の付加的なシャフトを、皮膚の表面に平行と垂直の間のあらゆる第1の角度、および前記ヘッドユニットの周りのあらゆる第2の半径方向角度で、前記ヘッドユニットを通して挿入し、それぞれの前記シャフトが他の前記シャフトに対して独自の位置を占めるよう、2つの前記シャフトの前記第1の角度または前記第2の角度のどちらかまたは両方が異なるステップと、を含む、
付加的な構成要素を収容する1つまたは複数の付加的なシャフトを有する、請求項1の装置を埋め込む方法。 - てんかん、卒中、運動障害、パーキンソン病、振戦、多発性硬化症、筋緊張異常、チック、トゥレット症候群、吃音、うつ病、疼痛、頭痛、片頭痛、三叉神経痛、顔面痛、不眠症、ナルコレプシー、注意欠陥障害(ADD)、注意欠陥多動性障害(ADHD)、自閉症、肥満、麻痺、盲目、聾、脳および身体の良性腫瘍、脳および身体の悪性腫瘍、神経変性障害、脱毛症、痴呆症、意識変容状態、精神障害(強迫症、双極性うつ病、不安症、精神分裂病、神経症、および精神病を含む)、犯罪行動、性機能障害、勃起障害からなる群から選択される症状、および、薬剤(麻薬、鎮痛剤、鎮静剤、覚醒剤を含む)、不法薬物(コカイン、マリファナ、ヘロイン、メタンフェタミンを含む)、処方薬、筋弛緩薬、タバコ(喫煙)、アルコール、食物、セックス、ポルノグラフィ、小児性愛、ギャンブル、スリル探究、テレビ、ビデオゲーム、およびインターネットの依存症を含む脳活動に関連する依存症の治療について患者に療法を提供するため、
身体内に装置を埋め込むステップと、
電極から1つまたは複数のパルスを生成するステップと、を含む、
少なくとも1つの電極を有する請求項1の装置を用いて、生体に電気刺激療法を提供する方法。 - 頭蓋骨内に装置を埋め込み、電極から1つまたは複数のパルスを生成するステップを有し、
前記パルスからもたらされる刺激が、習熟、注意、集中、記憶、認識能力、知能、精神行動、知能指数(IQ)、積極的な態度、大望、自己決定、自信、創造性、ソーシャルスキル、対人スキル、および感情知性(EQ)からなる群から選択される、少なくとも1つの利点を増加または促進する、
少なくとも1つの電極を有する請求項1の装置を用いて、患者の脳に電気刺激療法を提供する方法。 - 第1の実体内に請求項1の装置を埋め込み、前記第1の実体が生体の部分であるステップを含む、
少なくとも1つの実体が生体である、2つ以上の実体の間の通信を可能にする方法。 - 前記通信が、電磁、音響、超音波、および人間の聴覚の範囲外の周波数を有する形状の形状を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記装置が、受信器または送受信機のような少なくとも1つの構成要素をさらに備え、かつ、
少なくとも1つの他の実体から入力を受信する前記受信器または送受信機をさらに備え、
前記受信する入力は、前記実体の間の1つまたは複数の信号を中継、変調、および/または処理する1つまたは複数の中間装置を通した間接的に受信する入力を含むが、これに限定されない、
請求項27に記載の方法。 - 前記他の実体が、ラジオ、ラジオ送信器、音楽プレーヤー、携帯電話、携帯情報端末、コンピュータ、またはインターネットである、請求項29に記載の方法。
- 前記装置が、送信器または送受信機のような伝達、通信、または放送するように適応された少なくとも1つの構成要素をさらに備え、かつ、
情報を少なくとも1つの他の実体へ伝達、通信、または放送する送信器または送受信機をさらに備え、
前記伝達、通信、または放送は、前記実体の間の1つまたは複数の信号を中継、変調、および/または処理する1つまたは複数の中間装置を通した伝達、通信、または放送を含むが限定されない、
請求項27に記載の方法。 - 前記装置が、受信器または送受信機のような受信するように適応された少なくとも1つの構成要素、および/または送信器または送受信機のような伝達するように適応された少なくとも1つの構成要素をさらに備え、
少なくとも1つの付加的な構成要素を埋め込む、または第2の実体内の受信器機能を識別するステップと、
前記装置のセンサで前記第1の実体内のデータ/信号を収集するステップと、
これらの前記データ/信号を前記第2の実体へ伝達するステップと、
これらの前記データ/信号を、前記付加的な構成要素を通して、または前記第2の実体内にすでに存在する前記受信器機能を通して、第1の実体から第2の実体内へ受信するステップと、をさらに含む、
請求項27に記載の方法。 - 前記第2の実体が、前記データ/信号を前記第1の実体へ伝達することにより通信または応答し、前記第1の実体内の装置のエフェクタが前記第1の実体内で信号を生成する結果となるステップと、
前記第2の実体から前記データ/信号を受信する第1の実体内の前記装置が、前記第2の実体へ前記データ/信号を伝達する前記第1の実体内の前記装置と異なる位置にある異なる装置であるときを含むステップと、を含み、
2つ以上の実体の間のこの通信の形態が、双方向、反復、相互、または閉ループ通信である、
請求項32に記載の方法。 - 前記第1の実体内の前記装置が、少なくとも1つのフィードバック構成要素をさらに備え、
前記第1の実体上で前記データ/信号を前記第2の実体へ伝達するステップと、
前記第2の実体が、前記第1の実体へ応答、フィードバック、または確認信号を送信することにより前記データ/信号伝達の受信を確認し、それによって2つ以上の実体の間の前記閉ループ通信を容易にするステップと、をさらに含む、
請求項33に記載の方法。 - 前記第2の実体の前記第1の実体への前記フィードバック信号の送信を含む
前記確認のステップが、
特定の信号/応答の生成または誘発、または所望のタスクの完了のような前記第2の実体内の効果を条件とする、請求項34に記載の方法。 - 前記第1の実体内の前記装置でセンサによりデータを収集するステップと、
データを1つまたは複数の第2の実体へ通信するステップと、を含み、
データが神経細胞活性または生理学的パラメータに関する、
請求項27に記載の方法。 - 前記第1の実体から前記第2の実体への、前記第1の実体内の信号を通した伝達を開始するステップをさらに含み、
前記信号が、装置のエフェクタの作動、電極刺激、振動、温度/圧力/光の変更、神経活動のパターン、および/または細胞活動の変化により誘発される、
請求項32に記載の方法。 - 前記第2の実体内の少なくとも1つの構成要素が、一定の他の実体からのものとして特定の信号を認識するステップをさらに含む、
請求項32に記載の方法。 - 前記第2の実体内の少なくとも1つの構成要素が、一定の症状を示すものとして特定の信号を解釈するステップをさらに含む、
請求項32に記載の方法。 - 前記第2の実体が、前記第1の実体が部分である同一の生体の異なる部分である、請求項32に記載の方法。
- 通信に関与する第2の実体も生体である、請求項27に記載の方法。
- 前記第1の実体および前記第2の実体が脳を持つ生体であり、通信が脳波通信である、請求項41に記載の方法。
- 通信に関与する第2の実体が機械である、請求項27に記載の方法。
- 前記機械が、
コンピュータ、携帯電話、電話、携帯情報端末、筋刺激装置、車椅子、エンジン付き車両、ロボット、および電子回路のうちの1つまたは複数からなる群から選択される、請求項43に記載の方法。 - 第1の挿入部位において頭蓋骨を通して第1の装置を埋め込むステップと、
第2の挿入部位において前記頭蓋骨を通して第2の装置を埋め込むステップと、
前記第1の装置の少なくとも1つの電極からパルスを生成するステップと、
前記第2の装置の少なくとも1つの電極からパルスを生成するステップと、を含み、
目標部位が患者の脳内の脳と頭蓋骨の中間にあり、かつ、前記第1の装置の前記少なくとも1つの電極、および前記第2の装置の前記少なくとも1つの電極の方向が、それぞれの前記装置から前記少なくとも1つの電極が前記目標部位に向けられるように選択される、
それぞれの装置がエフェクタとして少なくとも1つの電極を有する、少なくとも2つの請求項1の装置を用いて電気刺激療法を提供する方法。
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