JP5444235B2 - マイクロ電極による生体組織の刺激用装置および除去モジュールならびにそれらの使用 - Google Patents

マイクロ電極による生体組織の刺激用装置および除去モジュールならびにそれらの使用 Download PDF

Info

Publication number
JP5444235B2
JP5444235B2 JP2010530418A JP2010530418A JP5444235B2 JP 5444235 B2 JP5444235 B2 JP 5444235B2 JP 2010530418 A JP2010530418 A JP 2010530418A JP 2010530418 A JP2010530418 A JP 2010530418A JP 5444235 B2 JP5444235 B2 JP 5444235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive
microelectrode
microelectrodes
array
stimulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010530418A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011500240A (ja
Inventor
セバスティアン・ジュクラ
ブレーズ・イヴェール
リオヌ・ルソー
Original Assignee
サントル・ナシオナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シアンティフィクCentre National De Larecherche Scientifique
グループ・エコル・スペリウール・ダンジュニウール・アン・エレクトロニーク・エ・エレクトロテクニークGroupe Ecole Superieure D’Ingenieurs En Electronique Et Electrotechnique
ユニヴェルシテ ボルドー 1
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR0707369A priority Critical patent/FR2922460B1/fr
Priority to FR07/07369 priority
Application filed by サントル・ナシオナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シアンティフィクCentre National De Larecherche Scientifique, グループ・エコル・スペリウール・ダンジュニウール・アン・エレクトロニーク・エ・エレクトロテクニークGroupe Ecole Superieure D’Ingenieurs En Electronique Et Electrotechnique, ユニヴェルシテ ボルドー 1 filed Critical サントル・ナシオナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シアンティフィクCentre National De Larecherche Scientifique
Priority to PCT/EP2008/064133 priority patent/WO2009053333A1/fr
Publication of JP2011500240A publication Critical patent/JP2011500240A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5444235B2 publication Critical patent/JP5444235B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/36128Control systems
    • A61N1/36146Control systems specified by the stimulation parameters
    • A61N1/36182Direction of the electrical field, e.g. with sleeve around stimulating electrode
    • A61N1/36185Selection of the electrode configuration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/3606Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system adapted for a particular treatment
    • A61N1/36071Pain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/04Measuring bioelectric signals of the body or parts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526Head electrodes
    • A61N1/0541Cochlear electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526Head electrodes
    • A61N1/0543Retinal electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0551Spinal or peripheral nerve electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/36017External stimulators, e.g. with patch electrodes with leads or electrodes penetrating the skin

Description

本発明は、マイクロ電極のアレイで生体組織を刺激する装置に関する。

マイクロ電極のアレイを、例えば、神経生理学または薬理学のアプリケーションに用いる。

これらのアレイを用いて、生体組織の電気的活性(細胞または複数の細胞の活性)を記録する。また、それらを用いて組織を電気的に刺激する。これは、いかなる型の励起可能な組織、特に、神経組織、筋肉、例えば、心臓組織または幹細胞に適用される。

特に、神経細胞の集中刺激を達成することが模索されている。

ひとつの長期アプリケーションは、神経補綴に関係し、体内(とりわけ、人体であるが、動物でも)に埋め込むマイクロ刺激装置の開発をターゲットとして、電気刺激を発生させ、かつ、体内器官の疾患または異変のイベントにおける神経ネットワークの病的機能を補償する。刺激は、例えば、運動障害のイベントにおける脊髄の神経変性症(例えば、パーキンソン、アルツハイマー、認知症)のための、または、疼痛、例えば、筋肉痛もしくは、抹消神経、網膜、蝸牛(内耳)その他の感覚中継のごとき感覚器官の痛みの治療のための、脳の深部刺激であろう。

生体神経を刺激するには、マイクロ電極のアレイは、それゆえ、刺激される生体組織の規模の大きさでなければならない。

刺激マイクロ電極は、普通、数十マイクロメータ以下の桁の直径を有し、数百マイクロメータ以下の間隔で並べられる。しかしながら、中枢または抹消の神経系のより巨視的刺激のためには、より大きい電極(mmまたはcmの大きさ)を用いる。

以下に引用する文献[1]から[6]は、刺激電極のアレイとそれらの使用方法を記載する。そのアレイは数十ないし数百の刺激マイクロ電極を含むことができる。

文献[1]は、例えば、36の刺激マイクロ電極および4の参照電極のアレイを提供する。

文献[5]は、これらのマイクロ電極を2つのグループに分割することを提供し、ひとつは刺激に用いるもの、もうひとつは記録に用いるものであり、それによってマイクロ電極の数が2倍になる。

マイクロ電極で遭遇する問題点のひとつは、生体組織の集中刺激を得ることである。刺激マイクロ電極のアレイにおいて、刺激信号がそれらのマイクロ電極のうちのひとつに送られるならば、それは、このマイクロ電極に対面する位置にある神経組織の領域を刺激することになる。

単極刺激は、図1に図示するように、生体細胞VIVの刺激が、アレイ1の刺激マイクロ電極10のうちから刺激マイクロ電極11と刺激マイクロ電極のアレイ1の遠位接地RGとの間でなされるということで知られている。

二極刺激では、図2に図示するように、刺激は、アレイ1の2つの刺激マイクロ電極11および12の間でなされる。

これらの2つのタイプの刺激は完全に満足いくものではないが、単極刺激での場合、ニューロンから離れた電極は、それでも、このニューロンに近い電極と同じ電流でこのニューロンを活性化し、また、二極刺激の場合、刺激している電極に近いニューロンが励起されないブラインドスポットがある。

文献[8]WO2005/087309は、神経または筋肉の励起のための電極の配置を記載し、それは、大きなサイズの電極を、その大きなサイズの電極が占める空間に相当する空間の全てを占める小さな電極群で置き換えることからなる。これらの群は単一の刺激部位を生じる。各刺激部位は3または5群を含み、各々は導線で一緒に接続された導電面エレメントからなっている。電極のアレイは7つの刺激部位を含み、各々は5群を含み、それらの各々は導線で一緒に接続された導電面エレメントからなっている。各刺激部位につき複数群の電極の使用は、単一の大きなサイズの電極で得られるものと比較して、刺激部位に対向する刺激される領域においてより均質な電位分布を可能とする。これは、刺激の均質化をもたらし、それはそれらの集中化に有害である。

文献[7]は、神経細胞体の優先刺激の方法を提供し、それによって、刺激電極を神経組織の領域の近傍に配置し、その電極は、ディスク型の第1内側導電領域と、それを取り囲むリング型の第2導電領域を含み、第1および第2の導電領域は絶縁領域で分離されている。刺激電流は、中央円形コンダクターとリングコンダクターとの間に伝送され、このリングコンダクターは電流返還ループを提供する。神経組織における電流の横方向分散は単極刺激でのものよりもより局所的な領域内に含有され、それは、電極によって活性化される細胞体数が、中央電極に近いものを含むだけに限定されることを意味する。

この装置は、刺激電極の接続が二重であることを必要とし、また、局所細胞を刺激するためにはより高い電流を伝送することを必要とするという2つの欠点を有する。

米国特許第5,411,540号 国際出願WO2005/087309

Microelectrode arrays for stimulation of neural slice preparations: D.A. Borkholder, J. Bao, N.I. Maluf, E.R. Perl, G.T.A. Kovacs, Journal of Neuroscience Methods 77 (1997)61-66. Fabrication of microelectrode arrays for neural measurements from retinal tissue: W. Cunningham, K. Mathieson, F.A. McEwan, A. Blue, R. McGeachy, J.A. McLeod, C. Morris-Ellis, V. O'Shea, K.M. Smith, A. Litke, M. Rahman, Journal of Physics D: Applied Physics 34 (2001)2804-2809. Sheet conductor model of brain slices for stimulation and recording with planar electronic contacts: P. Fromherz, Eur Biophys J (2002) 31:228-231. Effective parameters for stimulation of dissociated cultures using multi-electrode arrays: Daniel A. Wagenaar, Jerome Pine, Steve M. Potter, Journal of Neuroscience Methods 138 (2004) 27-37. Multi-electrode stimulation and recording in the isolated retina: Andrew E. Grumet, John L. Wyatt, Joseph F. Rizzo, Journal of Neuroscience Methods 101 (2000) 31-42. A three-dimensional multi-electrode array for multi-site stimulation and recording in acute brain slices: Marc Olivier Heuschkel, Michael Fejtl, Mario Raggenbass, Daniel Bertrand, Philippe Renaud, Journal of Neuroscience Methods 114 (2002) 135-148.

本発明は、所定のサイド−バイ−サイド構成で配置され、かつ、当該マイクロ電極のひとつによって電気刺激信号の負荷につき選択され得る刺激マイクロ電極のアレイでこれらの欠点を解消する。

特に、刺激装置は、アレイ中の多数の刺激マイクロ電極に一般化されることが可能であると同時に、実装が容易でなければならない。

この目的のため、本発明の対象は生体組織を刺激する装置であって、所定のサイド−バイ−サイド構成で配置され、当該マイクロ電極のひとつによって電気刺激信号の負荷につき選択され得るマイクロ電極のアレイを含み、それらのマイクロ電極は互いに絶縁され、各々は刺激信号を送るコンダクターを含み、生体組織に対する局所負荷のセクションを有し、

マイクロ電極コンダクターに加えて、生体組織に対して全部または一部負荷のために少なくともひとつの補足導電面を含み、この面はマイクロ電極コンダクターから絶縁され、かつ、各々がアレイのマイクロ電極の局所負荷のための所定の複数のセクションの近傍に位置する複数の導電ゾーンを含み、

接続手段が、補足面の導電ゾーンの間で電気的接続を保証するように提供され、

前記補足導電面は、少なくとも一部の刺激信号を返し、かつ、所定の複数のマイクロ電極の少なくともひとつから集中刺激を保証するように形成された外部コンダクターに接続されることが意図される少なくともひとつのポートにも接続されることを特徴とする。

本発明の具体例によれば、
― 補足導電面はマイクロ電極と同じ支持体に統合され、
― または、補足導電面はマイクロ電極と異なる支持体に統合される。
― 補助電極面は、その導電ゾーンがマイクロ電極まわりを通るメッシュによって形成されるグリッドの形態であり、接続手段がメッシュ間の交差点によって補足面上に形成される。
― マイクロ電極まわりを通るメッシュは、各々、単一マイクロ電極を取り囲む。
― 前記グリッドは直線交差線(rectilinear secant line)によって形成される。
― マイクロ電極を取り囲むグリッドのメッシュの各々は、このメッシュが定める空間に拘束された刺激ピクセルを形成する。
― 補足導電面はマイクロ電極の間を通る。
― 補足導電面はマイクロ電極を取り囲む。
― 補足導電面はマイクロ電極の局所負荷セクションの通過のための開口とつながっている。
― 補足導電面は、マイクロ電極間に電気的に並列なブランチを含み、各々はいくつかのマイクロ電極の近傍を通る。
― 異なる導電ゾーン間の電気接続手段は、少なくとも一部、補足導電面内に位置する。
― 電気接続手段は、少なくとも一部、補足導電面の外側、補助電極面の支持体の内側もしくは外側、または、補足外部電気回路内に位置する。
― 補足導電面は、100Hzから1,000Hzの振動数にて100S/m以上の界面導電率(電極と組織との間の界面導電率)を有する。
― 補足導電面は、100Hzから1,000Hzの振動数にて100S/m以上、好ましくは、100Hzから1,000Hzの振動数にて40,00S/m以上の界面導電率(電極と組織との間の界面導電率)を有する。
― マイクロ電極のアレイは、マイクロ電極間の空間ピッチ(spacing pitch)を有し、補足面の導電ゾーンは、複数のマイクロ電極から、マイクロ電極間の最大空間ピッチの5倍と同じかそれ未満の距離、好ましくは、複数のマイクロ電極から、マイクロ電極間の最小空間ピッチと同じかそれ未満の距離を通る。
― 補足面の導電ゾーンは、複数のマイクロ電極から、500μmと同じかそれ未満の距離を通る。
― 装置は、マイクロ電極にアクセスするための複数の電気ポートを含み、それらは、各々、アレイの複数のマイクロ電極と関連し、補足導電面のポート3は単一で、かつ、マイクロ電極の電気ポートから分離されている。
― 装置は、マイクロ電極にアクセスするための複数の電気ポートを含み、それらは、各々、アレイの複数のマイクロ電極と関連し、補足導電面のポートは複数で、かつ、マイクロ電極の電気ポートから分離されている。
― 装置は、複数ならば各補助電極面につき、マイクロ電極にアクセスするための複数の電気ポートを含み、それらは、各々、アレイの複数のマイクロ電極と関連し、補足導電面のポートは単一で、かつ、マイクロ電極の電気ポートから分離される。
― アレイの縁に位置するマイクロ電極は生体組織に適用するための領域を定め、補足導電面の縁またはポートはマイクロ電極の負荷領域の外部に位置する。
― 装置は、電気刺激すなわち刺激電流を発生し、マイクロ電極を介して、それらを組織に伝送し、また、マイクロ電極で記録された信号を増幅および多重化する第1のシステムをさらに含む。このシステムは、マイクロ電極および面ポートに接続されている。この装置は、また、少なくともひとつの予め選択されたマイクロ電極にマン―マシンインターフェース上に所定の刺激信号を送る目的で第1のシステムを制御し、マン―マシンインターフェース上でその再生のため刺激信号に応答するか応答しない生体組織の活性を収集する、マンーマシンインターフェースに付与された獲得および制御のための第2のシステムも含む。
― アレイの縁に位置するマイクロ電極は生体組織に適用するための領域を定め、面ポートはマイクロ電極の負荷領域の内部に位置する。
― 装置は、生体組織または生体器官の一部、イン・ビボまたはイン・ビトロで、細胞調製物、外植体、生きた微生物、研究システム、単離した生体器官、単離した生体器官の一部または生体用インプラントとの接触を提供する。

本発明の第2の目的は、上記のごとき装置に搭載することが意図されたリムーバブルアッセンブリーであって、同じひとつのリムーバブルモジュール上またはいくつかの分離したリムーバブルモジュールに分散して、マイクロ電極のアレイと、補足面と、アレイの複数のマイクロ電極に各々がアクセスするための複数の電気ターミナルおよびマイクロ電極の電気ターミナルから分離された補足面にアクセスするためのターミナルを含む、外部とマイクロ電極および補足面との電気接続のためのインプット―アウトプット電気インターフェース回路と、を含むことを特徴とする。

本発明の第3の目的は、生体組織から発せられる信号の記録のための上記のごとき装置の使用である。

本発明は、以下の説明を読めばより理解され、それは単に非限定的な実施例として与えられ、添付する図面を参照する。

マイクロ電極アレイの既知例の概略斜視図 マイクロ電極アレイの既知例の概略斜視図 本発明による刺激マイクロ電極のアレイの第1の具体例の概略斜視図 本発明による刺激マイクロ電極の線形アレイの具体例の一例 本発明による刺激マイクロ電極のアレイの第2の具体例の概略斜視図 本発明による刺激マイクロ電極のアレイの第3の具体例の概略斜視図 本発明による刺激マイクロ電極のアレイの第4の具体例の概略斜視図 本発明による刺激マイクロ電極のアレイの第5の具体例の概略斜視図 本発明による刺激マイクロ電極のアレイの第6の具体例の概略斜視図 本発明によるマイクロ電極のアレイと用いることができる電子測定および刺激システム 異なるタイプの刺激についての刺激マイクロ電極からの距離の関数の電位のダイアグラム 異なるタイプの構成についての刺激マイクロ電極からの距離の関数の電位を示すダイアグラム 異なる面導電性についての刺激マイクロ電極からの距離の関数の電位を示すダイアグラム

生体組織の細胞外電気刺激は、組織と接触するように置かれた電極の組み合わせを通過する電流を生じることからなる。いくつかの電極は組織内に正電流を流し、その他は同時に組織内に負電流を流し、正電流の強度の合計を負電流の強度の合計と同じにする。これらの電流を流すために、電位値を電極に負荷する。これらの値は、定義により、0Vの電位を有する接地電極に対して、決定する。

もっとも簡便な刺激は、単極刺激である。これは、電流(正または負)を単一の電極に流すことからなる:電位は単一の電極に負荷する。したがって、電流は電位0Vにある接地を介して戻る。従来、接地は刺激電極から遠く離れた、通常mmオーダーのところに位置する。

空間的により集中した刺激を得るために、従来、多極刺激が用いられている:ひとつではなくいくつかの電極を組み合わせて用いて、それらの異なる電位を負荷する(それゆえ、多極なる用語である)。例えば、通常サイド−バイ−サイドに配置された2つの電極に異なる電位値を負荷して、通常、2つの電極を流れる電流が同一の強度かつ反対の符号になるようにすることによって、二極刺激を用いる。同様に、三極刺激は3つの電極を用い、通常、ひとつの中央電極から流された電流は、等量がそれを取り囲む2つの別の電極を介して戻る。多極構成において、異なる電極に負荷される電位のレベルが正負の電流が互いに十分に相殺できなければ、残余電流は接地電極を介して戻る。

多極刺激の間、異なる電位となるいくつかの電極を組み合わせて用いる。しかしながら、複数の電極が関与するにもかかわらず、この電極群は単一刺激ユニットを形成する。電極のアレイの使用は、アレイがいくつかの刺激ユニットを含有するように構築できるようにする。もっとも簡便な場合は単極刺激の場合であって、アレイの各電極が(接地と一緒になって)ユニットを形成する。この場合、電極の存在と同じほど多くのユニットがある。刺激を集中させるために、各刺激ユニットはいくつかの電極からなり得る。例えば、電極対からなる二極ユニットを作ることが可能であるが、このアプローチは、同一数の刺激ユニットを得るためにアレイのマイクロ電極数が二倍になるという欠点を有している。

本発明の利点の一つは、アレイ中の電極数と同数の刺激ユニットを提供しつつ、刺激集中における利得を得ることができることである。もうひとつの利点は刺激強度の損失が少ないことである。

図3から10において、アレイ1の各マイクロ電極11は、生体組織に適用することが意図され、それに刺激信号を送る刺激マイクロ電極として作用することができる負荷コンダクター(application conductor)21を含む。したがって、刺激電流はこのコンダクター21を通る。このコンダクターは、他の電極のコンダクターから絶縁され、部分的に生体組織から絶縁されている。各マイクロ電極コンダクター21は、生体組織への局所負荷のためのセクション210を含み、それは、生体組織に対面し、それに必ず接する部分であり、例えば、コンダクター21の先端によって形成され、例えば円形である。各マイクロ電極コンダクター21は、通常独立した外部ポート13も含み、アレイ1の支持体40への電気回路の接続を許容する。マイクロ電極11間の空間ピッチは、アレイ全体につき所定の値に設定できるし、アレイの異なる領域ごとに異なる値を有してもよい。ポート13は、通常、アレイの支持体にて互いに絶縁されている。

一以上の補足導電面3はいくつかのまたは全てのマイクロ電極11の近傍に配置される。各面3およびマイクロ電極11は、それらが共同して生体組織に適用でき、かつ、面3を用いて、隣接するマイクロ電極から送られた刺激電流を、それをその近傍に集中することによって戻すように位置している。セクション210および面3は、通常、組織に関して同じ側を向いている。刺激マイクロ電極11にアクセスするポート13、コンダクター21およびセクション210は、例えば、面3の一つと異なり、この面の上か下かの層の中を通ることによって、面3から電気的に絶縁されている。導電セクション210および導電面3は、生体組織にまたはその中に適用する側に露出している。

面3は、したがって、マイクロ電極のいくつかの負荷セクション210の近傍に位置する導電ゾーン31を含み、これらのゾーンは互いに接続され実質的に等電位である。

面3は、異なるマイクロ電極11の共通するいくつかの負荷セクション210を集中化する手段として用いられる。

本発明によれば、グリッドすなわち補足面3は刺激マイクロ電極と同じ電位にはなく、刺激を均質化し、それゆえ、同一の刺激部位の全てのマイクロ電極で電位が同じであることを目的とする文献[8]WO2005/087309の場合とは違う。

各マイクロ電極11は、通常、単一の刺激部位を形成する。しかしながら、いくつかのマイクロ電極は刺激について同時に選択され得、いくつかの刺激部位の同時使用に相当する。各局所負荷セクション210は、通常、単一の刺激部位を形成する。補足面3すなわちグリッドは、そのポート33、35を介して、それらのポート13を介して、通常、マイクロ電極11に、例えば、選択されているマイクロ電極11の負荷セクション210を介して、刺激のために送られる電位と異なる電位に設定される。補足面3の電位は、通常、ゼロボルトに設定されるが、ゼロボルトとは異なる値に設定できる。補足面は刺激のために選択されたマイクロ電極11によって搬送された刺激電流の完全または部分的返還を保証する。通常、単一補足面3は全てのマイクロ電極11について共通して提供される。いくつかの補足面3は、独立してまたは共同して、好ましくは同一電位にて用い得る。例えば、少なくとも0.1ミリボルト(0.1mV)の異なる電位にされたいくつかの補足面3があってもよい。

少なくともひとつの補足面3の電位は、所定の複数のマイクロ電極11のうちの少なくともひとつのマイクロ電極の、例えば、少なくとも0.1ミリボルト(0.1mV)の電位とは異なる。

用いる補足面の数は、好ましくは、検討されている負荷の領域における刺激のために選択され得るアレイ中のマイクロ電極11の数の10分の1未満である。

図3に示す具体例において、補足面はマイクロ電極11の間に挿入された導電性グリッド3を形成しつつ、マイクロ電極を取り囲む。グリッド3はマイクロ電極11を取り囲む導電ゾーンを形成するメッシュ31を含み、これらのゾーン31は、グリッド3の節またはブランチ32を介して互いに導電的に接続されている。グリッド3は隣接するマイクロ電極11間に位置する空間内に配置されたメッシュ31を含む。

図3、4、5、6および7に示す具体例において、各メッシュ31または開口36は、単一の関連するマイクロ電極11を取り囲む。各メッシュは、しかしながら、複数のマイクロ電極を取り囲む。

各刺激マイクロ電極11およびそれに関連するコンダクター21は面3から電気的に絶縁されている。

図3、4、5、6および8に示す具体例において、面3は、単に、刺激マイクロ電極11のひとつによって生体組織に送られた刺激信号の変換のための単一外部コンダクター35、および、面3を外部返還コンダクター35に接続する単一アクセスターミナル33を要するのみである。したがって、刺激信号の変換のために刺激マイクロ電極11間に補足アクセスコンダクターを挿入する必要はない。刺激マイクロ電極11のアレイは面3を提供し、それらのポート13および33はリムーバブル独立モジュール1に配置でき、それは、外部とのインターフェースのためのインプットーアウトプット電気回路16中に、マイクロ電極11にアクセスするための電気ポート13および面3にアクセスするためのターミナル33を有する。この独立モジュール1は、各々、刺激マイクロ電極11のポート13への電気接続のためのターミナル41およびポート33への電気接続のためのターミナル35を有するベース4に搭載できる。このモジュール1は、それ自体、特に移植のための記録および刺激エレクトロニクスの全てまたは一部を含有することもできる。

これは、刺激マイクロ電極11周囲の生体組織の集中的かつ空間的に均質な刺激を与える。刺激の集中化の問題は、いくつかのマイクロ電極11が同時に刺激するとしても、電流の返還を保障する面3によって形成される単一の対電極を用いる非常に簡単な技術様式で解決される。本発明は、各刺激マイクロ電極11に束縛される刺激ピクセルの概念の導入を許容し、それは、網膜の各領域が他の領域と非相関的に局所的に刺激されるべき網膜移植を構築する際に、最も大事なものである。加えて、本発明は、刺激電極の数の複数化を要求し、細胞を刺激するためにいっそうの電流を必要として、非均質刺激ゾーンを作る多極刺激がなくてすむ。

例えば、マイクロ電極11は図3の直行する行と列のような整然とした配置を有し、そして、グリッド3はできれば刺激マイクロ電極11間の空間を通過する直行する直線の形態である。明らかに、マイクロ電極11およびグリッド3はいかなる別の構成を有することもできる。

刺激マイクロ電極11は、生体組織に対する刺激装置の負荷のため、領域14に配分され、この負荷のための負荷領域14はアレイ1の縁に位置する刺激マイクロ電極15によって定められている。面3にアクセスするためのポート33は、通常、マイクロ電極11の負荷領域14の外側にあり、上記の従来技術と異なり、刺激マイクロ電極11の間を通らない。しかしながら、面3への直接アクセスは、例えば、マイクロ電極の支持体の厚みを抜けるマイクロ電極11の平面から把握できる。

明らかに、刺激マイクロ電極11および面3から離れた遠位接地は刺激電流の返還のための面3に加えて設けられる。しかしながら、遠位接地の導電率が面3の導電率よりも大きければ、刺激は遠位接地がない場合よりも集中が少ないかもしれない。

刺激マイクロ電極11の負荷セクション210および面3は、いかなる形態、例えば、平面であるが、曲面でもあり得る。面3は、所望により、例えば、イン・ビボ3Dアプリケーションのために、マイクロ電極11の支持体とは異なる支持体上に挿入することができる。

図4に示す具体例において、面3は図3によるグリッドの形態であり、刺激マイクロ電極11の負荷セクション210は水平線に整列し、各セクション210はメッシュ31で取り囲まれ、グリッド3はできればいずれのマイクロ電極をも取り囲んでいない別のメッシュ32を有する。

図5に示す具体例において、補足導電面3はマイクロ電極11のセクション210の通過のための開口36がある領域14とつながり、後者から所望の距離離れ、例えば、形状が適合するものである。

図6および7に図示する具体例において、セクション210の近傍の導電ゾーン31は、各々、セクションから一定の距離にてセクション210を取り囲む。導電ゾーン31の形状は、例えば、セクション210の形状に適合し、例えば、円形セクション210に対してはリング形状である。

図6に図示する具体例において、セクション210の近傍のゾーン31は、互いに、これもまた導電性であるラグ37を介して、例えば、領域14の二つの交差方向で接続され、これらのラグ37は面3の部分を形成し、生体組織に適用されてもされなくてもよく、直線であってもなくてもよい。

図7に示す具体例において、セクション210の近傍のゾーン31は、互いに、面3の外部のコンダクターを介して接続され、アレイ1および面3が負荷されているときは生体組織に適用されない。外部コンダクター38はポート33に接続される。

図8および9に示す具体例において、セクション210の近傍のゾーン31は、セクション210の間に延在し、同じ側に位置するいくつかの連続したセクション210の近く、例えば、セクション210のいくつかの列の間を通る所定の連続経路をたどるブランチ39を含む。ブランチ39は電気的に並列であり、例えば、クロスメンバー50を介して、互いに接続され、このクロスメンバー50は生体組織に適用される面3の一部であり、直線であってもなくてもよく、および/またはコンダクター38に類似する接続手段52を設置できる。ブランチ39は例えば直線であり、互いに物理的に並行である。

図9に図示する具体例において、少なくともひとつのブランチ39は、ブランチ39と同じ側に置かれた2つの連続したセクション210の間にクロスエクステンション51を補足的に含む。これらのエクステンション51は、例えば、ブランチ39に沿って交互に存在する。例示において、いくつかのブランチ39があるとき、ひとつのブランチのエクステンション51は他のブランチ39に触らず、また、一つのブランチ39から隣接するブランチまで交互に存在する。

明らかに、面3についての上記の表示は、全て(図示した)またはアレイ1のマイクロ電極11のサブアッセンブリーを備える。

図10において、刺激装置8は、例えば、第1に、アレイのマイクロ電極11にアクセスするためにターミナル13および面3にアクセスするためのターミナル33に、および、第2に、例えば、コンピュータからなるマン−マシンインターフェース6を備える獲得、刺激および制御のためのシステム5に接続された負荷特異的集積回路 (an application-specific integrated circuit:ASIC)で形成される、刺激を発生するシステム4を含む。アレイ1は、刺激マイクロ電極11のセクション210および面3を含むその領域14を介して、ニューロンNを有する生体組織Tに対してイン・ビトロで適用される。システム5の制御下でシステム4を介して、刺激信号は、図7において垂直上向き矢印で図示されるように、インターフェース6によって予め決められたアレイ1に送られる。アレイ1は、刺激信号に応答するかしない生体組織Tの活性を記録することもでき、この活性は、図7において垂直下向き矢印で図示されるように、システム4に、そして、システム5に伝達されて、インターフェース6で再生される。明らかに、本発明によるマイクロ電極のアレイ1は、この組織を形成する励起可能な細胞の電気活性を反映する、生体組織における電位の変化を測定する参照電極としても作用し得る。このアレイは、特に、機能リハビリテーション(例えば、聴覚、視覚、神経変性または心臓病)のため、または、中枢神経系もしくは他のタイプの系の調査(基礎調査)するために、イン・ビボで組織に適用することもできる。

細胞外刺激の集中化は、刺激電極まわりの場電位の急峻さに直接関連し;この場がより急峻である(すなわち、離れるほど急激に増える)ほど、大きな距離にて刺激するためにより高い電流が必要である。

したがって、刺激の集中化は刺激電極まわりの場電位の集中化になる。
図11、12、13は、異なる電極構成の場電位の経過を示す。

図11は、単極(曲線C1)、二極(曲線C2)および三極(曲線C3)刺激につき、電極上50ミクロンを通る線上の電位V(絶対値で)の経過を示す。単極刺激は電流を電極と遠位接地との間を通すことからなり、二極刺激は電流を2つの隣接する電極の間を通すことからなり、そして、三極刺激は電流を電極に流し、電流の半分をいずれかの側に位置する2つの電極に戻すことからなる。図11において、3つの灰色ディスクD1、D2、D3は、三極刺激の横軸Xにそって整列された電極の0μm、−50μmおよび+50μmの位置を示す。単極刺激については、中央電極D1のみを用いる。二極刺激については、左2つの電極D1およびD2を用いる。単極性では、電位の経過C1はあまり急峻ではなく、それゆえ、あまり集中的ではない。二極性では、曲線C2はより急峻であるが、電極の近くに電位が非常に低いゾーン(ブラインドスポットBS)を有する。同様に、三極では、曲線C3がよりいっそう急峻であるが、今度は、電極の近くに2つのブラインドスポットBSが見られる。したがって、多極構成はより集中的であるが、場は電極まわりで均質ではなく、特に、それでも、電極の近くにある細胞が刺激されないブラインドスポットを有する。

本発明のひとつの具体例において、グリッド(または、平面=充填されたグリッド、より一般的には面と呼ぶ)を用いる。それは、アレイの全ての電極まわりを通り、刺激電流の全てまたは一部の返還を保証し、電極にかかわらず刺激に用いる。この面の電位は、好ましくは、接地電気に維持されるが、必要ではない。図12は、x=0μmに位置する刺激マイクロ電極から横軸に沿って距離xの関数で、3タイプの構成についての電位Vの経過を示す:
― 図11の第1の単極構成における曲線C1、
― 単一の電極があり、直径10ミクロンの内側導電ディスクを、前記ディスクを中心として、外側の直径が25ミクロン、半径方向の幅が3ミクロンの導電性リングが取り囲んだ、特許US-A-5411540による第2の構成における曲線C4、
― 図5の面3があり、その開口36が25ミクロンの直径を有し、中央電極11がこれらの開口を中心とする、直径10ミクロンのディスクである、本発明の第3の構成における曲線C5。

曲線C5で得られた電位は、刺激マイクロ電極からの距離の関数で、連続的であり、単調である。第2の構成において、リングが遠位接地と同じ電位であるとき、場電位は単極構成で発生したC1のものと同一であり、刺激の集中化は向上されない。曲線C4による第2の構成において、リングが、遠位接地を介していかなる電流も戻らずに、電流の完全返還を保証するとき、刺激は単極刺激より集中的であるが、ひとつの同一の伝送された電流について、電位はとても低く、それゆえ、あまり効率的ではない。曲線C5による接地グリッドでの本発明は、高度に集中化した刺激および、刺激電極の近傍に、単極で得られた振幅に非常に近い電位振幅を与える。加えて、200ミクロンを超える距離について、接地グリッドは第2構成のリングよりもよく電位を集中化する:曲線C5の減衰は曲線C4のものよりも大きい。この解法は、したがって、第2構成と比較して、3つの利点:1)電極数を2倍にしないこと、2)電極に近い電位と同等の振幅に必要な電流が低いこと、それは、高電流で劣化しない小サイズ電極を設計することが困難であるという事実に関して重要である、3)数百ミクロン上およびその後の電位をより集中化すること、を有する。

本発明のもうひとつの特徴は、接地グリッド、より一般的には面3および電解物質の間のインターフェースの面導電率に関し、それは、利用する接地グリッドを形成する金属の導電率ではなく、金属/生理学的溶液または金属/組織電気化学的インターフェースの導電率であることに特定される。面導電率は、10および100,000Hz、特に100Hzから1,000Hzの信号振幅であると考えられ、標準振幅は1,000Hzである。図13は、異なる面導電率の接地グリッドについてのx=0ミクロンにての刺激マイクロ電極から横軸に沿った距離xの関数の電位Vの経過を示す:40S/m(曲線C51)、400S/m(曲線C52)、4,000S/m(曲線C53)、40,000S/m(曲線C54)、無限導電率(曲線55)。接地グリッドの面導電率が高いほど、刺激の集中が大きい。実際には、値が1,000S/mのものを用いることができ、それはプラチナ電極よりも高く、例えば、他の物質または、粗い、多孔質かもしくは機能化された面を有する(例えば黒色プラチナ)で得ることができる。ここで考慮されたタイプの導電率は、現実の面ではなく幾何学的表面の単位あたりの導電率である。粗いまたは多孔質インターフェースは、同じなめらかな幾何学的表面よりも大きな実(展開/開き)表面積を友好的に有する。400S/mのオーダーの値の導電率は、例えば、粗造白色プラチナの導電性部分で得られる。40,000S/mのオーダーの値の導電率は、例えば、黒色処理プラチナの導電性部分で得られる。

引用文献のリスト
[1] Microelectrode arrays for stimulation of neural slice preparations: D.A. Borkholder, J. Bao, N.I. Maluf, E.R. Perl, G.T.A. Kovacs, Journal of Neuroscience Methods 77 (1997)61-66.
[2] Fabrication of microelectrode arrays for neural measurements from retinal tissue: W. Cunningham, K. Mathieson, F.A. McEwan, A. Blue, R. McGeachy, J.A. McLeod, C. Morris-Ellis, V. O'Shea, K.M. Smith, A. Litke, M. Rahman, Journal of Physics D: Applied Physics 34 (2001)2804-2809.
[3) Sheet conductor model of brain slices for stimulation and recording with planar electronic contacts: P. Fromherz, Eur Biophys J (2002) 31:228-231.
[4] Effective parameters for stimulation of dissociated cultures using multi-electrode arrays: Daniel A. Wagenaar, Jerome Pine, Steve M. Potter, Journal of Neuroscience Methods 138 (2004) 27-37.
[5] Multi-electrode stimulation and recording in the isolated retina: Andrew E. Grumet, John L. Wyatt, Joseph F. Rizzo, Journal of Neuroscience Methods 101 (2000) 31-42.
[6] A three-dimensional multi-electrode array for multi-site stimulation and recording in acute brain slices: Marc Olivier Heuschkel, Michael Fejtl, Mario Raggenbass, Daniel Bertrand, Philippe Renaud, Journal of Neuroscience Methods 114 (2002) 135-148.
[7] Patent US-A-5411540.
[8] Patent application WO2005/087309.

Claims (29)

  1. 生体組織を刺激する装置であって、マイクロ電極(11)のアレイ()を含み、各マイクロ電極(11)は生体組織に電気刺激信号を局所負荷するための局所負荷セクション(210)および電気刺激信号を送るためのコンダクター(21)を含み、ここに、
    各マイクロ電極(11)は、電気刺激信号の負荷のために選択され得、
    マイクロ電極(11)は互いに絶縁され、
    電気刺激信号を送るためのコンダクター(21)は互いに絶縁され、
    局所負荷セクション(210)は互いに絶縁され、
    複数の導電ゾーン(31)が、各々、複数の局所負荷セクション(210)の近傍に位置し、かつ、これらの局所負荷セクション(210)から絶縁され:
    前記複数の導電ゾーン(31)は、マイクロ電極(11)を補足し、かつ、マイクロ電極(11)から分離された補足導電面(3)の一部であって前記補足導電面(3)は、生体組織を刺激するために選択されたマイクロ電極(11)によって生体組織へ搬送された電気刺激信号の完全または部分的返還を保証し
    接続手段(32、37、38、50、52)が、補足導電面(3)の複数の導電ゾーン(31)の間の電気的接続を保証するために備えられて、補足導電面(3)の導電ゾーン(31)が実質的に等電位にあり、
    補足導電面(3)は、また、電気刺激信号の少なくとも一部を返還する外部返還コンダクター(35)に接続することが意図された少なくともひとつのポート(33)に接続され、所定の複数のマイクロ電極(11)の少なくともひとつからの集中刺激を保証し、かつ、異なる所定のマイクロ電極(11)のいくつかの局所負荷セクション(210)のための共通集中化手段として作用するように形成されていることを特徴とする、装置。
  2. 単一の補足導電面(3)を含むことを特徴とする、請求項1の装置。
  3. 補足導電面(3)の個数がアレイ中のマイクロ電極(11)の個数の10分の1未満であることを特徴とする、請求項1および2のいずれかの装置。
  4. 実質的に等電位であるいくつかの補足導電面(3)が存在することを特徴とする、請求項1の装置。
  5. 実質的に異なる電位であるいくつかの補足導電面(3)が存在することを特徴とする、請求項1および3のいずれかの装置。
  6. 少なくともひとつの補足導電面(3)の電位が少なくともひとつのマイクロ電極(11)の電位とは異なることを特徴とする、請求項1から5のいずれかの装置。
  7. 補足導電面(3)がマイクロ電極(11)と同じ支持体に統合されていることを特徴とする、請求項1から6のいずれかの装置。
  8. 補足導電面(3)がマイクロ電極(11)の支持体と異なる支持体に統合されていることを特徴とする、請求項1から6のいずれかの装置。
  9. 補足導電面(3)が、導電ゾーンがマイクロ電極(11)まわりを通るメッシュで形成されているグリッドの形態であり、接続手段(32)が、補足導電面(3)上のメッシュの互いの交点であることを特徴とする、請求項1から8のいずれかの装置。
  10. メッシュが、各々単一マイクロ電極(11)を取り囲むことを特徴とする、請求項9の装置。
  11. グリッドが直線交差線で形成されていることを特徴とする、請求項9および10のいずれかの装置。
  12. マイクロ電極(11)を取り囲むグリッドメッシュの各々が、このメッシュによって定められている空間に束縛される刺激ピクセルを形成することを特徴とする、請求項9から11のいずれかの装置。
  13. 補足導電面(3)がマイクロ電極(11)の間を通ることを特徴とする、請求項1から12のいずれかの装置。
  14. 補足導電面(3)がマイクロ電極(11)を取り囲むことを特徴とする、請求項1から13のいずれかの装置。
  15. 補足導電面(3)がマイクロ電極(11)の局所負荷セクション(210)の通過のための開口(36)とつながっていることを特徴とする、請求項1から14のいずれかの装置。
  16. 補足導電面(3)がマイクロ電極(11)間に電気的に並列なブランチ(39)を含み、各々はいくつかのマイクロ電極(11)の近傍を通ることを特徴とする、請求項1から15のいずれかの装置。
  17. 異なる導電ゾーン(31)間の電気接続手段(32、37、50)が、少なくとも部分的に、補足導電面(3)に位置することを特徴とする、請求項1から16のいずれかの装置。
  18. 電気接続手段(38、52)が、少なくとも部分的に、補足導電面(3)の外部、補足導電面(3)の支持体の内部もしくは外部、または、補助外部電気回路内に位置することを特徴とする、請求項1から16のいずれかの装置。
  19. 補足導電面(3)が、100Hzから1,000Hzの振動数にて100S/m以上の生体組織との界面導電率を有することを特徴とする、請求項1から18のいずれかの装置。
  20. 補足導電面(3)が、100Hzから1,000Hzの振動数にて1,000S/m 以上の生体組織との界面導電率を有することを特徴とする、請求項1から18のいずれかの装置。
  21. 補足導電面(3)が、100Hzから1,000Hzの振動数にて40,000S/m 以上の生体組織との界面導電率を有することを特徴とする、請求項1から18のいずれかの装置。
  22. マイクロ電極(11)にアクセスするための複数の電気ポート(13)を含み、それらは、各々、アレイ(1)の複数のマイクロ電極(11)と関連し、補足導電面(3)のポート(33)は単一で、かつ、マイクロ電極(11)の電気ポート(13)から分離されていることを特徴とする、請求項1から21のいずれかの装置。
  23. マイクロ電極(11)にアクセスするための複数の電気ポート(13)を含み、それらは、各々、アレイ(1)の複数のマイクロ電極(11)と関連し、補足導電面(3)のポート(33)は複数で、かつ、マイクロ電極(11)の電気ポート(13)から分離されていることを特徴とする、請求項1から21のいずれかの装置。
  24. 前記アレイ(1)が、前記局所負荷セクション(210)および前記補足導電面(3)を包含する領域(14)を含み、ここに、前記マイクロ電極(11)のうち前記アレイ(1)の縁に位置するマイクロ電極(15)が領域(14)を定め、補足導電面(3)のポート(33)は前記領域(14)の外部に位置することを特徴とする、請求項1から23のいずれかの装置。
  25. 前記アレイ(1)が、前記局所負荷セクション(210)および前記補足導電面(3)を包含する領域(14)を含み、ここに、前記マイクロ電極(11)のうち前記アレイ(1)の縁に位置するマイクロ電極(15)が領域(14)を定め、補足導電面(3)のポート(33)は前記領域(14)の内部に位置することを特徴とする、請求項1から23のいずれかの装置。
  26. 第1システム(4)、第2システム(5)およびマン−マシンインターフェース(6)をさらに含み、
    第1のシステム(4)は、マイクロ電極(11)および補足導電面(3)のポート(33)に接続され、かつ、第2のシステム(5)に接続されて、電気刺激信号を発生し、マイクロ電極(11)で記録された電気活性を増幅および多重化し;
    第2のシステム(5)は、少なくともひとつの予め選択されたマイクロ電極(11)に所定の電気刺激信号を送るように第1システム(4)を制御し、かつ、電気刺激信号に応答する生体組織の電気活性を収集し;ならびに
    マン−マシンインターフェース(6)は、第2のシステム(5)に備えられ、第2のシステム(5)に伝達された生体組織の電気活性を再生することを特徴とする、請求項1から25のいずれかの装置。
  27. 細胞調製物、外植体、生きた微生物、単離した生体器官、単離した生体器官の一部との接触のための、請求項1から26いずれか1に記載の装置のイン・ビトロ使用。
  28. 請求項1から26いずれか1に記載の装置に搭載することが意図されたリムーバブルアッセンブリーであって、同じひとつのリムーバブルモジュール上またはいくつかの分離したリムーバブルモジュールに分散して、
    マイクロ電極のアレイ(1)と、
    補足導電面(3)と、
    アレイ(1)の複数のマイクロ電極(11)に各々がアクセスするための複数の電気ターミナル(13)およびマイクロ電極(11)の電気ターミナル(13)から分離された補足導電面(3)にアクセスするためのターミナル(33)を含む、外部とマイクロ電極(11)および補足導電面(3)との電気接続のためのインプット―アウトプット電気インターフェース回路(16)と、
    を含むことを特徴とする装置。
  29. 生体組織から発せられた電気活性を記録するための、請求項1から26いずれか1に記載の装置の使用。
JP2010530418A 2007-10-22 2008-10-20 マイクロ電極による生体組織の刺激用装置および除去モジュールならびにそれらの使用 Active JP5444235B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0707369A FR2922460B1 (fr) 2007-10-22 2007-10-22 "dispositif de stimulation d'un tissu vivant par microelectrodes,ses modules amovibles et utilisation"
FR07/07369 2007-10-22
PCT/EP2008/064133 WO2009053333A1 (fr) 2007-10-22 2008-10-20 Dispositif de stimulation d'un tissu vivant par microelectrodes, ses module amovible et utilisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011500240A JP2011500240A (ja) 2011-01-06
JP5444235B2 true JP5444235B2 (ja) 2014-03-19

Family

ID=39184674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010530418A Active JP5444235B2 (ja) 2007-10-22 2008-10-20 マイクロ電極による生体組織の刺激用装置および除去モジュールならびにそれらの使用

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8352045B2 (ja)
EP (1) EP2217322B1 (ja)
JP (1) JP5444235B2 (ja)
CA (1) CA2702277C (ja)
DK (1) DK2217322T3 (ja)
ES (1) ES2435787T3 (ja)
FR (1) FR2922460B1 (ja)
PT (1) PT2217322E (ja)
WO (1) WO2009053333A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8615295B2 (en) 2009-03-17 2013-12-24 Cardiothrive, Inc. External defibrillator
DE102010019597B4 (de) * 2010-05-05 2014-05-28 Cortec Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenstruktur sowie Elektrodenstruktur für eine neuronale Schnittstelle
US8473072B2 (en) * 2010-06-08 2013-06-25 Axelgaard Manufacturing Company, Ltd. Customizable medical electrode
EP2394696A1 (en) 2010-06-09 2011-12-14 Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Device to stimulate or record a signal to or from a living tissue
CN102680526B (zh) * 2012-05-16 2014-07-02 清华大学 单细胞阵列微芯片及其制造、电测量和电穿孔方法
EP2849839A4 (en) 2012-05-16 2015-12-09 Univ Utah Res Found Charge steering high density electrode array
US20140371566A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Cardiothrive, Inc. Conforming patient contact interface and method for using same
US10149973B2 (en) 2013-06-14 2018-12-11 Cardiothrive, Inc. Multipart non-uniform patient contact interface and method of use
US9656094B2 (en) 2013-06-14 2017-05-23 Cardiothrive, Inc. Biphasic or multiphasic pulse generator and method
US9616243B2 (en) 2013-06-14 2017-04-11 Cardiothrive, Inc. Dynamically adjustable multiphasic defibrillator pulse system and method
US9833630B2 (en) 2013-06-14 2017-12-05 Cardiothrive, Inc. Biphasic or multiphasic pulse waveform and method
US10279189B2 (en) 2013-06-14 2019-05-07 Cardiothrive, Inc. Wearable multiphasic cardioverter defibrillator system and method
US9907970B2 (en) 2013-06-14 2018-03-06 Cardiothrive, Inc. Therapeutic system and method using biphasic or multiphasic pulse waveform
WO2016062637A1 (fr) * 2014-10-23 2016-04-28 Chambre De Commerce Et D'industrie De Region Paris Ile De France (Esiee Paris) Micro-électrodes démontables

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4969468A (en) * 1986-06-17 1990-11-13 Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research Electrode array for use in connection with a living body and method of manufacture
US5810725A (en) 1993-04-16 1998-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Planar electrode
US5411540A (en) 1993-06-03 1995-05-02 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for preferential neuron stimulation
US5563067A (en) 1994-06-13 1996-10-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cell potential measurement apparatus having a plurality of microelectrodes
US6297025B1 (en) 1994-06-13 2001-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Measurement of complete electrical waveforms of tissue or cells
DE19529371C3 (de) * 1995-08-10 2003-05-28 Nmi Univ Tuebingen Mikroelektroden-Anordnung
US5938689A (en) * 1998-05-01 1999-08-17 Neuropace, Inc. Electrode configuration for a brain neuropacemaker
US6324429B1 (en) * 1998-05-08 2001-11-27 Massachusetts Eye And Ear Infirmary Chronically implantable retinal prosthesis
US6132683A (en) 1998-12-23 2000-10-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cell potential measuring electrode and measuring apparatus using the same
DE10151650A1 (de) 2001-10-17 2003-05-08 Univ Eberhard Karls Elektrodenanordnung zur elektrischen Stimulation von biologischem Material sowie Multielektrodenarray zur Verwendung in einer solchen
CN100344960C (zh) * 2001-12-17 2007-10-24 清华大学 刺激动物细胞并记录其生理信号的装置及其生产使用方法
US7221981B2 (en) * 2002-03-28 2007-05-22 Northstar Neuroscience, Inc. Electrode geometries for efficient neural stimulation
US7006859B1 (en) * 2002-07-20 2006-02-28 Flint Hills Scientific, L.L.C. Unitized electrode with three-dimensional multi-site, multi-modal capabilities for detection and control of brain state changes
US20060135862A1 (en) * 2003-06-12 2006-06-22 Tootle John S Multielectrode array and system for recording and analyzing data or for stimulating tissue
US20050137673A1 (en) * 2003-11-07 2005-06-23 Lilip Lau Cardiac harness having electrodes and epicardial leads
US20050203366A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-15 Donoghue John P. Neurological event monitoring and therapy systems and related methods
US7177702B2 (en) * 2004-03-12 2007-02-13 Scimed Life Systems, Inc. Collapsible/expandable electrode leads
DE102004012564A1 (de) * 2004-03-12 2005-10-06 Iip-Technologies Gmbh Stimulationselektrode
EP1723983B1 (en) 2005-05-20 2013-07-10 Imec Probe device for electrical stimulation and recording of the activity of excitable cells
US8024022B2 (en) * 2005-05-25 2011-09-20 Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research Hermetically sealed three-dimensional electrode array
US20070142863A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Kerry Bradley Apparatus and methods for stimulating tissue
WO2007149465A2 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Second Sight Medical Products, Inc. Electrode with increased stability and method of manufacturing the same
CN101522256B (zh) * 2006-07-28 2012-06-27 Med-El医疗电子仪器公司 分层电极阵列和电缆
KR101724273B1 (ko) * 2010-03-17 2017-04-07 더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이 생체흡수성 기판 상 이식가능한 바이오의료 장치

Also Published As

Publication number Publication date
DK2217322T3 (da) 2013-12-02
WO2009053333A1 (fr) 2009-04-30
PT2217322E (pt) 2013-11-25
ES2435787T3 (es) 2013-12-23
CA2702277A1 (fr) 2009-04-30
JP2011500240A (ja) 2011-01-06
FR2922460A1 (fr) 2009-04-24
US20110208029A1 (en) 2011-08-25
FR2922460B1 (fr) 2011-11-18
EP2217322B1 (fr) 2013-08-21
EP2217322A1 (fr) 2010-08-18
US8352045B2 (en) 2013-01-08
CA2702277C (fr) 2016-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vöröslakos et al. Direct effects of transcranial electric stimulation on brain circuits in rats and humans
US10342980B2 (en) Neurostimulator and method for regulating the same
US8352012B2 (en) Biomedical electrode for detecting localized electrical signals and providing electrical stimulation
Kuo et al. Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4× 1 ring tDCS: a neurophysiological study
Wise et al. Microelectrodes, microelectronics, and implantable neural microsystems
Troyk et al. A model for intracortical visual prosthesis research
Rattay et al. Epidural electrical stimulation of posterior structures of the human lumbosacral cord: 2. quantitative analysis by computer modeling
Mercanzini et al. In vivo electrical impedance spectroscopy of tissue reaction to microelectrode arrays
Cerri et al. Facilitation from ventral premotor cortex of primary motor cortex outputs to macaque hand muscles
Sekirnjak et al. High-resolution electrical stimulation of primate retina for epiretinal implant design
Frijns et al. Spatial selectivity in a rotationally symmetric model of the electrically stimulated cochlea
Rousche et al. Chronic intracortical microstimulation (ICMS) of cat sensory cortex using the Utah Intracortical Electrode Array
Rutten Selective electrical interfaces with the nervous system
Rossi et al. A real electro-magnetic placebo (REMP) device for sham transcranial magnetic stimulation (TMS)
Hong et al. Mesh electronics: a new paradigm for tissue-like brain probes
ES2627122T3 (es) Dispositivos para la modulación y supervisión de tejido
Di Lazzaro et al. Intracortical origin of the short latency facilitation produced by pairs of threshold magnetic stimuli applied to human motor cortex
US9962543B2 (en) Method of neurostimulation of distinct neural structures using single paddle lead to treat multiple pain locations and multi-column, multi-row paddle lead for such neurostimulation
Conforto et al. Impact of coil position and electrophysiological monitoring on determination of motor thresholds to transcranial magnetic stimulation
Arcot Desai et al. Improving impedance of implantable microwire multi-electrode arrays by ultrasonic electroplating of durable platinum black
Miller et al. Electrically evoked compound action potentials of guinea pig and cat: responses to monopolar, monophasic stimulation
Brugge et al. Functional connections between auditory cortex on Heschl's gyrus and on the lateral superior temporal gyrus in humans
Eickenscheidt et al. Electrical stimulation of retinal neurons in epiretinal and subretinal configuration using a multicapacitor array
RU2465930C2 (ru) Нейростимулятор и способ стимуляции нервной ткани
Albensi et al. Electrical stimulation protocols for hippocampal synaptic plasticity and neuronal hyper-excitability: are they effective or relevant?

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110830

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130212

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130508

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130515

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5444235

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250