KR20200042879A - 조직 감지 및 또는 자극하기 위한 혈관내 디바이스 - Google Patents

조직 감지 및 또는 자극하기 위한 혈관내 디바이스 Download PDF

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KR20200042879A
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토마스 제임스 옥슬리
니콜라스 라클란 오파이
길 사이먼 린드
스테판 마이클 로네인
샘 엠마누엘 존
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더 유니버시티 오브 멜버른
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Abstract

디바이스에 근접한 매체의 활동도를 자극하고 및/또는 감지하기 위해 동물의 혈관에 위치된 디바이스를 통해 신호를 전송하기 위한 디바이스, 방법 및 시스템으로서, 상기 매체는 조직 및/또는 유체를 포함한다.

Description

조직을 감지 및/또는 자극하기 위한 혈관내 디바이스
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체에 있어서 모든 목적을 위해 참조에 의해 본 명세서에에 통합되는 2017년 4월 18일자 출원된 미국 가출원 제62/486,851호를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 동물의 혈관 내로 이식하기 위한 의료 디바이스에 관한 것이다.
본 명세서에서 문서, 디바이스, 행위 또는 지식에 대한 모든 논의는 본 발명의 내용을 설명하기 위해 포함된다. 본 자료의 어느 부분도 본 발명의 우선일 또는 그 이전에 오스트레일리아 또는 다른 곳에서 선행 기술 기반의 일부 또는 관련 기술 분야에서의 통상적인 일반 지식 및 본 명세서의 광범위한 진술을 형성한다는 것을 인정해서는 안된다.
미국에서만, 거의 2백만명이 사지의 통제력이 심하게 손상된 다양한 신경 근육 장애를 앓고 있다. 그러나, 이러한 많은 환자들 중에서, 운동을 담당하는 뇌의 부분이 손상되지 않고, 이동성, 기능 및 독립성을 제한하는 척수, 신경 및 근육에 대한 질병 및 외상을 앓고 있다. 이러한 사람들을 위하여, 초보적인 수준에서 상실된 통제력을 회복하는 능력은 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있다.
현재, 기능을 복원하기 위한 두 가지 주요 옵션이 있다. 하나의 옵션은 자발적인 통제하에서 나머지 통로(pathway)의 기능을 증가시켜, 마비되거나 절단된 근육을 대체하는 것이다. 이러한 방법은 생체 공학적 팔을 제어하는 복부 근육 내로 팔뚝 신경을 다시 분포시키는 것에 의해 팔절단 환자에 대해 매우 성공적이었지만, 회복된 기능은 부위의 손상이나 상태에 크게 의존하며, 뇌간 또는 심한 경추 부상으로 마비된 사람들은 약간의 기능 개선만 달성할 수 있다. 두번째 옵션은 뇌에 새로운 통신 및 제어 채널을 제공하여, 메시지를 외부 세계에 전달하는 것이다. 현재, 이들 뇌 제어 인터페이스(BCI)는 외과적으로 이식된 경막외, 경막하 및 피질내 전극을 통해 뇌파 또는 다른 전기 생리학적 활동도를 측정한다. 두피에 배치된 전극으로 수행되는 대뇌 필질성 측정이 비침습적 신경 단위의 측정을 가능하게 하지만, 이러한 것은 매일의 적용을 요구하며, 잡음 및 움직임 관련 아티팩트(artefact)의 경향이 있다. 피질 영역의 표면 상으로의 직접적인 개두술(craniotomy) 후에 이식된 관통 및 비관통 두개 내 전극은 훨씬 양호한 신호 대 잡음비를 가지며(두피 전극에 비해), 기본적인 의족 동작을 가능하게 하는 것으로 보여졌었다. 그러나, 이러한 방법은 침습적 수술을 요구하며, 감염 및 출혈을 수반할 수 있는 비교적 높은 합병증 위험이 있다. 또한, 개두술은 중추 신경계로의 접근이 제한되며, 많은 운동 및 감각 피질 영역이 대뇌피질 주름 내에서 숨겨져 접근할 수 없다. 이러한 접근법은 위치가 제한되고, 이식되면 재배치될 수 없으며, 관통 전극을 둘러싼 신경교 흉터 형성(glial scar formation)으로 인해 신호가 열화된다.
그러므로, 최소 침습성인 동시에 기록 및 유도된 신호의 수명 및 효율을 보장할 수 있는 방법으로 피질 조직을 기록 및 자극할 필요가 있다.
뇌까지의 도관으로서 혈관을 사용하는 것에 의해, 개두술과 관련한 위험 및 환자의 두개골에서 천두 구멍(burr hole)의 침습적 생성이 제거되는 동시에, 비침습적 두피 전극으로 관찰된 현재 잡음과 움직임 관련 아티팩트(artefacts)를 제거한다. 이러한 유형의 처치에 의해 제공되는 최소 침습적 이점에도 불구하고, 혈관을 통과하는 혈류의 차단으로 인한 혈전 형성이 방지되는 것이 바람직하다. 전극으로 전달되는 전기 에너지가 가능한 효율적인 것이 바람직하며, 이는 전기 회로에 가해지는 부담을 감소시킬 것이다. 신체를 통해 이식된 디바이스로 전력 및 데이터를 직접 전송하는 것을 목표로 하는 무선 원격 측정의 최적화는 디바이스 기능을 향상시키고, 혈관과 외부 환경 사이에 직접적인 통로를 생성하는 리드 와이어를 통해 발생하는 감염 위험을 제거한다. 혈관 내에 코일을 이식하는 능력은 천공된 혈관 구조와 관련된 수술 위험을 유사하게 감소시킬 것이다.
그러므로, 혈관과 외부 회로 사이에서 전기 에너지를 더욱 효율적으로 전송하고 수신할 수 있는 동시에 혈류의 폐색을 최소화하는 개선된 혈관내 전극, 원격 측정 회로 및 이식 위치를 제공할 필요가 있다.
상기 언급된 어려움 중 하나 이상을 극복하거나 또는 개선하거나, 또는 적어도 유용한 대안을 제공하는 것이 대체로 필요하다.
본 발명에 따르면, 동물의 혈관 내로 이식하기 위한 의료 디바이스가 제공되며, 의료 디바이스는, (a) 상기 혈관 내로의 삽입을 위해 사용되는 붕괴된 상태와 상기 혈관의 벽에 탄성적으로 기대기 위해 사용되는 확장된 상태 사이에서 움직일 수 있는 스텐트; 및 (b) 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 자극하고 및/또는 감지하기 위해 상기 스텐트에 결합된 하나 이상의 전극을 포함하며, 상기 매체는 조직 및/또는 유체를 포함한다. 스텐트라는 용어는 조직 및/또는 유체 내에서 하나 이상의 전극을 유지하거나, 운반하거나, 지지하거나 또는 통합하는 임의의 지지 구조물을 포함하는 것을 의미한다. 스텐트라는 용어는 통상적으로 디자인된 의료용 스텐트를 포함할 수 있고, 대안적으로, 스텐트라는 용어는 혈관과 같은 신체 내강 내에 전극 요소를 위치시키고, 리드 또는 다른 전도성 구조물에 전극 요소(들)의 전기적 결합을 용이하게 하는 임의의 기계적 골조 또는 스캐폴딩(scaffolding)을 포함할 수 있다. 특정 변형에서, 지지 구조물 자체의 일부는 전극으로서 기능할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 디바이스를 사용하여 환자의 상시상 정맥동(superior sagittal sinus) 또는 가지 피질 정맥(branching cortical veins)으로부터의 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 상시상 정맥동 또는 가지 피질 정맥에 상기 디바이스를 이식하는 단계; (b) 활동도를 수신하는 단계; (c) 상기 활동도를 나타내는 데이터를 발생시키는 단계; 및 (d) 상기 데이터를 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 디바이스를 사용하여 환자의 시각 피질(visual cortex)로부터 신경을 자극하고 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은: (a) 환자의 시각 피질에 있는 혈관에 디바이스를 이식하는 단계; 및 (b) 수신된 자극 데이터에 따라서 혈관과 관련된 자극을 기록하거나 또는 신경 세포를 자극하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 동물 또는 인간에 결합된 장치의 사용을 제어하기 위한 시스템이 또한 제공되며, 상기 시스템은: (a) 상기 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 자극하고 및/또는 감지하도록 동물 또는 인간의 혈관 내에 배치되는데 적합한 전술한 디바이스; (b) 상기 디바이스와 통신하는데 적합한 제어 유닛; (c) 동물 또는 인간에 결합 가능한 장치로서, 상기 장치는 상기 제어 유닛과 통신하는데 적합한, 상기 장치를 포함하며, 상기 제어 유닛은 (i) 상기 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 나타내는 데이터를 상기 디바이스로부터 수신하는 단계; (ⅱ) 상기 장치를 위한 제어 신호를 발생시키는 단계; 및 (ⅲ) 상기 제어 신호를 상기 장치에 전송하는 단계를 수행하는데 적합하다.
본 발명에 따르면, 동물 또는 인간에 결합된 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 유닛이 또한 제공되며, 상기 제어 유닛은: (a) 전술한 디바이스로부터 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 데이터는 상기 디바이스가 그 안에 배치되는 혈관에 근접한 매체의 활동도를 나타내는, 상기 단계; (b) 상기 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 단계; 및 (c) 상기 제어 신호를 상기 장치로 전송하는 단계를 수행하는데 적합하다.
본 발명은 루멘을 가지는 관형체 내에서 사용하기 위한 의료 디바이스를 더 포함하며, 상기 의료 디바이스: 복수의 스트럿을 형성하는 프레임 구조물로서, 상기 프레임 구조물은 축소 프로파일과 프레임 구조물의 지름이 증가하는 확장 프로파일 사이에서 움직일 수 있으며; 상기 프레임 구조물을 형성하는 복수의 스트럿 중 적어도 하나는 지지 재료 상의 전기 전도성 재료를 포함하고, 상기 전기 전도성 재료는 상기 스트럿의 적어도 일부를 따라서 연장되고 비전도성 재료로 덮이는, 상기 프레임 구조물; 상기 스트럿의 상기 부분 상의 비전도성 재료에 있는 개구에 의해 형성된 적어도 하나의 전극; 및 상기 프레임 구조물의 단부에 위치되고, 전기 전도성 부분과 전기 통신하도록 구성되고, 상기 프레임 구조물로부터 연장되는 리드를 포함한다.
의료 디바이스는 의료 디바이스를 외부 디바이스에 전기적으로 결합하도록 구성된 커넥터 블록을 더 포함할 수 있으며, 리드는 프레임 구조물로부터 커넥터 블록으로 연장된다.
다른 변형예에서, 본 발명은 환자의 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 환자의 혈관에 위치된 디바이스로부터 신경 활동도를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 상기 신호를 사용하여 상기 활동도를 나타내는 데이터를 발생시키는 단계; 상기 데이터를 제어 유닛으로 전송하는 단계; 상기 제어 유닛으로부터 제어 신호를 발생시키는 단계; 및 환자에 결합된 디바이스에 상기 제어 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 동물 또는 인간에 결합된 장치를 제어하기 위한 시스템을 포함한다. 하나의 예에서, 시스템은 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 자극하고 및/또는 감지하도록 동물 또는 인간의 혈관 내에 배치되는데 적합한 디바이스; 상기 디바이스와 통신하는데 적합한 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은, (i) 상기 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 나타내는 데이터를 상기 디바이스로부터 수신하고; (ⅱ) 제어 신호를 발생시키고; 및 (ⅲ) 상기 제어 신호를 상기 장치로 전송하는데 적합하다.
시스템은 외골격(exoskeleton); 인공팔다리(prosthetic limb); 휠체어; 컴퓨터; 및/또는 전기 또는 전기-기계 디바이스 중 하나 이상으로부터 선택된 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 변형예는 이후에 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 설명된다. 도면에서 유사한 도면 부호는 전체적으로 동일하거나 기능적으로 유사한 특징/요소를 지시한다.
도 1은 동물 또는 인간에 결합된 장치의 사용을 제어하기 위한 시스템의 개략도.
도 2a는 도 1에 도시된 시스템의 일부를 도시하는 개략도.
도 2b는 2개 이상의 스텐트를 포함하는 시스템의 추가 변형예를 도시하는 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 시스템의 일부를 도시하는 개략도.
도 4는 도 1에 도시된 시스템의 제어 유닛의 개략도.
도 5a는 도 1에 도시된 시스템의 의료 디바이스의 개략도.
도 5b는 도 5a에 도시된 디바이스의 선 A-A을 통한 단면도.
도 5c는 무선 칩의 개략도.
도 5d는 도 1에 도시된 시스템의 의료 디바이스의 개략도.
도 6은 혈관에 위치된 의료 디바이스의 개략도.
도 7a 내지 도 7e는 도 1에 도시된 시스템의 의료 디바이스의 개략도.
도 8a는 도 1에 도시된 시스템의 의료 디바이스의 전극 장착 플랫폼을 도시하는 개략도.
도 8b는 도 1에 도시된 시스템의 의료 디바이스의 배치를 도시하는 개략도.
도 9는 상이한 전극 구성의 개략도.
도 10은 상이한 전극 구성의 개략도.
도 11은 도 1에 도시된 시스템의 의료 디바이스의 개략도.
도 12는 상이한 전극 구성의 개략도.
도 13a는 전극에 대한 와이어 부착을 도시하는 개략도.
도 13b는 샤프트를 감싸고, 와이어 다발 또는 케이블을 형성하는 절연체로 덮이는 전극 리드 와이어를 도시하는 개략도.
도 14 내지 도 20은 스텐트의 상이한 실시예를 도시하는 개략도.
도 21a 내지 도 21c는 디바이스의 상이한 실시예의 전개를 도시하는 개략도.
도 21d 및 도 21e는 나선형 리드(114)에 관한 추가 정보를 도시한 도면.
도 22 내지 도 24는 도 1에 도시된 시스템의 제어 유닛의 개략도.
도 25 및 도 26은 디바이스의 전개의 상이한 스테이지를 도시하는 개략도.
도 27 및 도 28은 접지 전극이 부착된 제어 유닛의 개략도.
도 29는 다수의 디바이스가 있는 다수의 혈관를 도시하는 개략도.
도 30은 다수의 디바이스가 있는 단일 혈관를 도시하는 개략도.
도 31은 무선 전극 시스템의 개략도.
도 32는 디바이스를 사용하여 환자의 상시상 정맥동(SSS) 또는 가지 피질 정맥으로부터 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하기 위해 사용되는 시스템의 개략도.
도 33은 운동 피질(적색) 및 감각 피질(황색) 근처의 상시상 정맥동 및 가지 피질 정맥을 나타내는 인간 뇌(좌측 향한 눈)의 이미지 재구성을 도시한 도면.
도 34는 디바이스를 사용하여 환자의 시각 피질로부터 신경을 자극하고 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하는 방법을 도시하는 개략도.
도 35는 인간 팔의 혈관 및 근육을 도시하는 개략도.
도 36은 신경 자극 또는 측정을 가능하게 하는 가능한 이식 위치를 도시하는 인간 손을 예시하는 도면.
도 37은 C-자 형상 접지 전극의 사진.
도 38a 내지 도 38d는 스텐트 바디 주위에 배치된 복수의 전극을 가지는 스텐트 또는 스캐폴딩의 예를 도시한 도면.
도 39a 내지 도 39c는 통합되거나 또는 매립된 전극의 예를 도시한 도면.
도 40a 및 도 40b는 스텐트에 특정 특성을 부여하기 위해 치수 변화로 제조된 스텐트 구조물의 예를 도시한 도면.
도 41a 내지 도 41e는 커넥터의 변형예를 도시한 도면.
도 42는 제어 패널 및 커넥터에 전기적으로 결합된 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 43a 내지 도 43g는 연결 패널의 변형예의 다양한 도면을 도시한 도면.
도 44a 내지 도 44d는 오버레이의 변형예를 도시한 도면.
도 45a 및 도 45b는 오버레이의 변형예를 도시한 도면.
도 46a 내지 도 46f는 다양한 전극 구성을 가지는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 47a 내지 도 47f는 다양한 전극 구성을 가지는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도48a 내지 도 48d는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 49a 내지 도 49c는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 50a 내지 도 50c는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 51a 및 도 51b는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 52a 내지 도 52c는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 53a 내지 도 53d는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 54a 및 도 54b는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 55a 및 도 55b는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 56a 내지 도 56d는 다양한 전극 구성을 가지는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 57은 스텐트 격자 구조물의 변형예를 도시한 도면.
도 58a 내지 도 58d는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 59a 내지 도 59c는 스내이크 및 가로대(snake and rung) 구성을 가지는 원격 측정 유닛 리드를 도시한 도면.
도 60a 내지 도 60d는 외부 장치와 통신하는 스텐트를 가지는 시스템의 변형예를 도시한 도면.
도 61a는 신경 커프(nerve cuff)의 변형예를 도시한 도면.
도 61b는 신경 주위에 전개된 도 61a의 신경 커프를 도시한 도면.
도 62a는 스텐트 및 케이블 연결부의 변형예를 도시한 도면.
도 62b는 스텐트 및 케이블 연결부의 변형예를 도시한 도면.
도 62c는 도 62b의 섹션 62C-62C의 확대의 변형예를 도시한 도면.
도 62d는 스텐트 및 케이블 연결부의 변형예를 도시한 도면.
도 62e는 스텐트 및 케이블 연결부의 변형예를 도시한 도면.
도 62f는 도 62e의 섹션 62-62의 변형예를 도시한 도면.
도 62g는 도 62e의 섹션 62-62의 변형예를 도시한 도면.
도 62h는 스텐트 및 케이블 연결부의 변형예를 도시한 도면.
도 63a 내지 도 63k는 다양한 스텐트, 전극 및 전극 트랙 구성을 가지는 스텐트의 변형예를 도시한 도면.
도 1 내지 도 4에 도시된 시스템(10)은, 1) 혈관(103) 내부 또는 외부에 위치되든지 관계없이, 디바이스(100)에 근접한(인접한 또는 닿는) 매체(조직 및 유체)의 활동도를 자극하고 및/또는 감지하도록 동물 또는 인간(110)의 혈관(103) 내에 배치를 위해 디자인된 의료 디바이스(100); 2) 디바이스와 통신하는데 적합한 제어 유닛(12)(또한 커넥터 블록 및 원격 측정 시스템으로서 지칭됨); 3) 디바이스(100)와 제어 유닛(12) 사이의 통신을 용이하게 하기 위한 통신 도관(14); 및 4) 동물 또는 인간(110)에 결합 가능하고, 제어 유닛과 통신하는데 적합한 장치(16)를 포함한다.
제어 유닛(12)은, (a) 디바이스(100)에 근접한 매체의 활동도를 나타내는 데이터를 디바이스(100)로부터 수신하는 단계; (b) 장치(16)를 위한 제어 신호를 발생시키는 단계; 및 (c) 제어 신호를 장치(16)에 전송하는 단계를 수행하는데 적합할 수 있다. 일부 변형예에서, 시스템은 커넥터로서 기능하고 통신 도관의 연장부로서 작용하는 커넥터 블록(요소(12)로서 예시됨)을 포함한다. 시스템의 변형예에서, 제어 유닛/커넥터 블록은: 기밀하게 밀봉되고, 디바이스로부터 제어 유닛으로의 리드를 절연시키고; 제로 접촉력(zero-contact force) 부착물 또는 삽입하는데 과도한 힘을 요구하지 않는 부착물을 사용하여 삽입될 수 있으며(즉, 발 씰(balseal) 스프링 접점을 사용하여); 취급 및 커넥터 내로의 삽입을 위해 보다 단단한 실리콘 또는 유사한 재료로 만들어진 리드의 일부를 가진다. 디바이스의 변형예는 취급될 수 없는 리드와 구별하도록 보다 단단한(취급될 수 있는) 리드의 부분을 식별하는 마커들을 포함할 수 있다. 이러한 마커는 영역을 명확하게 식별하기 위해 선형 마커, 상이한 색상 또는 다른 표시기를 포함할 수 있다. 커넥터 블록의 변형예는 다수의 커넥터(즉, 16개의 전극 스텐트로드 리드(electrode Stentrode lead)에 대해 2개의 접점 커넥터(각각 8개의 접점을 가지는))가 삽입될 수 있도록 피팅(예를 들어, 걸쇠)을 가질 수 있다. 피팅은 접점의 고정, 정렬, 및 물 침입의 방지를 보장할 수 있다.
의료 디바이스(100)가 도 2a, 도 2b, 및 도 3에 도시된 방식으로 운동 피질에 인접하여 삽입될 때, 시스템(10)은 예를 들어 도 1에 도시된 방식으로 외골격 및/또는 의족 및/또는 의수(artificial limb)의 동작을 제어하도록 사용될 수 있다.
이러한 디바이스(100)는 혈관(103)에 이식되며, 디바이스는 혈관으로부터 이웃한 조직을 기록하거나 또는 자극하도록 자체 확장 부재(101)에 장착된 전극을 이용할 것이다. 정보는 전극으로부터 또는 전극으로 혈관(103) 내부의 통신 도관(14)을 통해 원격 측정 시스템(12)으로 보내지고, 원격 측정 시스템은 차례로 정보를, 다음 중 하나 이상을 포함하는(그러나 이에 국한되지 않는) 외부 장치(16)로 또는 외부 장치로부터 보내진다:
a) 외골격; (b) 휠체어; (c) 컴퓨터; 및/또는 (d) 다른 전기 또는 전기-기계 디바이스.
이와 같이, 하나의 특정 응용에서, 이식된 의료 디바이스(100)는 마비된 환자(110)가 외골격 또는 로봇 다리(16)와 같은 보행 보조기에 명령하고 제어하기 위해 그들의 생각을 직접 사용하는 것을 가능하게 하는 능력을 가진다.
이식 가능한 의료 디바이스(100)의 다른 응용은, (a) 발작의 검출 및 예방; (b) 비자발적 근육 또는 신경 조절의 검출 및 예방(예를 들어, (i) 다발성 경화증; (ⅱ) 근이영양증; (ⅲ) 뇌성 마비; (ⅳ) 마비, 및 (v) 파킨슨병과 관련된 증상을 완화시키도록); (c)(i) 외상 후 스트레스 장애; (ⅱ) 강박 장애; (ⅲ) 우울증; 및 (ⅳ) 비만; (d) (i) 차량; (ⅱ) 휠체어; (ⅲ) 보행 보조기; 로봇 팔다리와 같은 장비 및 컴퓨터의 직접적인 뇌 제어; 및 (e)(i) 시각 장애(카메라에 연결); (ⅱ) 청각 장애(마이크 연결); (iiii) 자기 수용 감각(터치 감응형 로봇 및 컴퓨터 시스템에 연결)을 위한 감각 자극을 위한 직접 입력; (f) 개인 건강 및 복지의 내부 평가: (i) 심박수; (ⅱ) 호흡수; (ⅲ) 온도; (ⅳ) 환경 조건; (v) 혈당 수준; 및 (ⅵ) 다른 생화학 및 신경학적 마커; (g) 정보 전달, 청각, 시각 및 고유 감각 피드백을 위해 디바이스를 이용하는 이식된 그룹의 사람들간의 내부 의사 소통(텔레파시); 및 (h) 근골격계 조절 및 재주(dexterity)의 확대 및 최적화(성능 향상 또는 재활을 위해)를 포함한다(그러나 이에 국한되지 않는다).
도 2b는 2-스텐트(101) 시스템을 도시한다. 예시의 목적을 위해, 스텐트는 단일 혈관에 위치된다. 그러나, 스텐트는 별도의 혈관들에 위치될 수 있도록 구성될 수 있다. 스텐트(101)는 전력 수신기 및 송신 안테나를 형성하도록 비전도성 재료에 의해 접결(joined)될 수 있다. 대안적으로, 스텐트는 하나 이상의 와이어 또는 전도성 요소에 의해 결합될 수 있다. 더욱이, 시스템은 스텐트(101)들 사이의 능동형 전자 기기를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 디바이스는 원하는 결과에 따라 뇌 구조의 임의의 수의 영역에 위치될 수 있다. 예를 들어, Teplitzky, Benjamin A. 등의 "심부 뇌 자극에 대한 혈관내 접근법의 전산 모델링." Journal of Neural Engineering 11.2(2014): 026011.에 기술된 바와 같이, 스텐트는 다음과 같이 위치될 수 있다: 우울증 및 강박 장애(OCD)에 대해 속섬유막; 간질(E), 파킨슨병, 수전증, 투렛 증후군, 의식 장애, 만성 통증, 강박 행동에 대해 시상; 알츠하이머병에 대해 뇌활(fornix); 긴장 이상, 우울증, 투렛 증후군에 대해 내측 담창구(globus pallidus internus); 간질에 대해 해마; 비만, 거식증 멘토사(anorexia mentosa)에 대해 시상하부; 우울증 및 강박 장애에 대해 아래 시상 다리(inferior thalamic pduncle); 우울증, 비만, 거식증 멘토사에 대해 측생 돌기(lateral habenula); 우울증, 강박 장애, 중독, 비만, 거식증 멘토사에 대해 측좌핵(nucleus accumbens); 만성 통증에 대해 수도관 주위(periaqueductal)/뇌실 주위(periventricular); 우울증에 대해 뇌량슬하 띠이랑 백질(subgenal cingulate white matter); 파킨슨병, 긴장 이상, 우울증, 강박 장애, 간질에 대해 시상하핵(subthalamic nucleus); 및 강박 장애에 대해 배쪽 섬유막.
1. 의료 디바이스
도 5a, 도 5b, 도 5d, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 의료 디바이스(100)는 일반적으로 a. 붕괴 가능하고 확장 가능한 스텐트(101); b. 스텐트(101)에 결합된 복수의 전극(131); c. 전극(131)에 전기적으로 결합된 전극 리드 와이어(141); d. 이식 동안 혈관의 천공을 방지하기 위해 올리브 와이어(olive wire)(114)에 의해 스텐트(101)에 결합된 올리브(112); e. 이식된 칩; f. 디바이스(100)와 제어 유닛(12) 사이의 통신을 가능하게 하도록 리드 와이어(141)에 연결된 접점(151); 및 g. 디바이스(100)를 전개하도록 사용되는 스텐트 샤프트(121)를 포함한다.
전극 리드 와이어(141)는 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결될 수 있고, 기계적 압축 및 확장이 방해받지 않도록 스텐트 스트럿 격자(108) 주위에 권취될 것이다. 전극 와이어(141)는 스텐트 샤프트(121) 주위에 권취될 수 있고, 스타일렛 샤프트(stylet shaft)를 통해 나사 결합되거나 또는 스텐트 샤프트의 일부를 직접 형성할 수 있다. 리드 와이어(141)는 스텐트 샤프트의 반대편 단부에서 전극 접점(151)에 의해 스텐트에 대한 연결을 형성할 것이고, 이에 의해 커넥터 블록 메커니즘(12)과의 전기 접점은 컴퓨터, 휠체어, 외골격, 로봇 보철물, 카메라, 차량 및 기타 전기 자극, 진단 및 측정 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하지만 이에 국한되지 않는 외부 장비(16)와의 연결 경로를 가능하게 한다.
전극(131)이라는 용어는 혈관(103)에서 및/또는 주위에서 매체와 접촉하도록 사용되는 임의의 전기 전도체를 지칭하도록 본 명세서에서 사용된다.
이들 각각의 구성 요소의 동작에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.
스텐트
스텐트(101)는 스트럿 크로스링크(109)와 함께 결합된 복수의 스트럿(108)을 포함한다.
도 7a에 도시된 배열에서, 디바이스(100)는 선형 패턴으로 스텐트(101)에 결합된 9개의 전극을 포함한다. 도시된 바와 같이, 스텐트(101)는 평탄하게 보인다. 스텐트(101)의 상부는 스텐트(101)의 하부에 직접 접합될 수 있거나, 또는 스텐트(101)의 하부에 만나도록(영구 부착이 아닌) 곡선화될 것이다.
대안적으로, 디바이스(100)는 임의의 적절한 구성으로 배열된 임의의 적절한 수의 전극(131)을 가지는 스텐트를 포함한다. 예를 들어, 전극은 다음과 같이 구성될 수 있다: 도 7b에 도시된 전극(131)의 사인파 배열; 전개되면 혈관 벽에 전극의 360°접촉을 가능하게 하는 도 7c에 도시된 전극(131)의 나선형 배열; 단지 하나의 스텐트만이 각각의 수직 세그먼트에 있는 것을 여전히 보장하면서 증가된 적용 범위(coverage)를 위한 도 7d에 도시된 전극(131)의 감소된 진폭의 사인파 배열; 및 증가된 적용 범위를 위해 도 7e에 도시된 전극의 치밀한 배열. 스텐트(101)는 전극의 부착 및 전극 위치의 균일성을 돕도록 전극(131)이 배치될 추가 재료 또는 마커가 존재하는 방식으로 레이저 절단되거나 또는 직조된다. 예를 들어, 스텐트(101)가 원통형 튜브(스텐트의 본래의 형태)로부터의 레이저 절단된 재료에 의해 제조되면, 예를 들어, 전극이 하나의 축 상에서 5 mm 간격으로 위치되며, 그런 다음, 전극 장착 플랫폼(107, 108)은 튜브로부터 이러한 영역을 절단하지 않는 것에 의해 생성될 수 있다. 유사하게, 스텐트가 와이어 래핑에 의해 만들어지면, 추가 재료(107, 108)는 전극을 부착하는 플랫폼을 제공하는 스텐트 와이어에 용접되거나 부착될 수 있다. 대안적으로, 스텐트는 박막 기술을 사용하여 제조될 수 있으며, 이에 의해, 재료(니티놀 및/또는 백금 및/또는 다른 재료 또는 그 조합)가 스텐트 구조물 및/또는 전극 어레이를 성장시키거나 또는 구축하도록 특정 위치에서 증착된다.
전극
특히 도 8a에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 스트럿 크로스링크(109)에 결합된 전극 배치부(107)를 포함한다. 배치부(107)는 전극(131)을 스텐트에 결합하도록 사용된다. 배치부(106)의 대안적인 실시예가 도 8b에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 배치부는 원형이다.
도시된 바와 같이, 전극(131)은 스텐트 크로스링크(109) 상에 또는 크로스링크에 위치된다. 이들 위치에 전극을 위치시키는 것은 전극의 보전성에 크게 영향을 미치지 않으면서 스텐트(101)의 형상에서의 변화(즉, 확장 및 붕괴)를 가능하게 한다. 대안적으로, 전극은 또한 스텐트 스트럿 크로스링크(도시되지 않음)들 사이에 위치될 수 있다.
도 9는 다음을 포함하지만 이에 국한되지 않는 상이한 전극 기하학적 형상을 도시한다: 평탄 디스크(161); 원통체 또는 링(162); 반원통체 또는 링(163); 구, 돔 또는 반구(164); 쌍곡선 포물면(165); 및 하나의 축(166)을 따라서 더욱 긴 이중 전극 또는 전극들.
도 10에 도시된 바와 같이, 전극(131)은 형상 기억 재료를 포함할 수 있고, 그러므로, 전극(131)은 디바이스(100)의 비절연 섹션일 수 있다. 도시된 바와 같이, 환자 및 혈관(104) 내부의 전극(131)은 방해받지 않는다. 형상 기억의 활성화 후에, 전극(131)은 혈관 벽(103)에 더욱 잘 맞도록 순응한다.
디바이스(100)의 접촉 및 기능을 향상시키도록, 전극(131)은 스텐트(101)에 대한 납땜, 용접, 화학 증착, 및 스텐트 스트럿(108) 상에 또는 그 사이에 직접; 전극(131)으로부터 무선 원격 측정 링크들 또는 회로로 보내지는 와이어(14)들; 및 디바이스(100)의 원위 측면 상에 배치된 올리브(112)에 또는 스텐트 샤프트에 직접적인 부착을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다른 부착 방법을 통해 추가 재료(형상 기억 합금 또는 다른 전도성 재료)의 부착물을 포함한다.
디바이스(100) 성능을 더욱 향상시키기 위해, 와이어 가닥(141) 당 하나 이상의 전극(131)이 있을 수 있고, 디바이스(100) 당 이용되는 하나 이상의 가닥(141)이 있을 수 있다. 이들 가닥(141)은 도 11에 도시된 방식으로 스텐트 스트럿(108) 주위의 교번적인 사인파 경로로 직조될 수 있는 다발(144)을 형성하도록 그룹화될 수 있다. 유사하게, 각각의 전극(131)에 지정된 하나 이상의 와이어(141)가 있을 수 있고, 그러므로, 디바이스(100) 당 하나 이상의 전극(131)이 있을 수 있다. 그러므로, 다수의 전극(131)이 동시에 사용될 수 있다.
매체(신경 조직, 혈관내 조직, 혈액, 뼈, 근육, 뇌척수액을 포함하지만 이에 국한되지 않는)로부터 자극 또는 기록하는 전극(131)의 능력을 최적화하기 위해, 전극(131)은 각각의 전극(131)이 동일한 배향으로 혈관(103)과 접촉하는 것을 가능하게 하도록(즉, 침착시에 모든 전극이 좌측 혈관 벽을 향하고 이에 접촉하도록) 목표 혈관(103)의 지름에 기초하여 사전 결정된 간격으로 위치될 수 있다. 전극(131)은 기록 또는 자극이 동시에 혈관의 모든 360°를 향할 수 있도록 장착될 수 있다. 유사하게, 전극(131)의 기록 및 자극 파라미터를 향상시키기 위해, 전극 크기는 변할 수 있고, 더욱 큰 전극(131)은 국소화 특이성을 위해 이용된 보다 작은 전극(131)과 함께 이웃하는 매체의 더욱 큰 영역을 평가하도록 사용된다.
대안적으로, 전극(131)은 전기 전도성 재료로 만들어지고, 디바이스(100)를 형성하는 하나 이상의 스텐트에 부착되며, 다수의 위치 설정을 허용한다. 이러한 실시예에서, 전극(131)은 백금, 백금-이리듐, 니켈-코발트 합금 또는 금과 같은 통상의 전기적으로 활성인 재료로 만들어지고, 납땜, 용접, 화학 증착 및 다른 부착 방법에 의해, 형상 기억 샤프트(들)에 직접 부착될 수 있는 하나 이상의 리드 와이어(141)에 부착될 수 있다. 전극(131)은 절연된 리드 와이어(141) 상의 하나 이상의 노출된 섹션일 수 있고, 전극 리드 와이어는 하나 이상의 형상 기억 백본(shape memory backbone)을 감쌀 수 있다. 단일 형상 기억 백본을 감싸는 하나 이상의 전극 및 리드 와이어가 있을 수 있고, 다수의 형상 기억 백본이 하나의 디바이스에서 사용되는 경우에, 백본은 상이한 초기 삽입 및 2차 피착 위치를 가질 수 있다. 그러므로, 이러한 것들은 다수의 혈관을 동시에 목표화하도록 사용될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 전극(131)은 이러한 것들이 물질(134)의 항혈전성 물질 및 재료를 포함하지만 이에 국한되지 않는 치료 약물과 같은 물질(134) 및 용액의 캐리어가 되도록 디자인될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전극(131)은 확산을 통해 수동적으로, 이식된 전기 클록(electrical clock)에 의한 제어를 통해, 또는 전극(131)의 전기 자극을 통해 수동으로 약물을 방출하도록 디자인된다. 이러한 실시예에서, 전극(131)은 전기 전도성이 아닌 전극(131)의 부분을 가지는 재료로 만들어진다.
약물(134)은 시간적, 자연적, 전기적 또는 다른 활성화시에 혈관(104) 내로, 또는 혈관 벽(103) 내로 방출될 수 있다.
전극 와이어
전극 와이어(141)는 도 13a에 도시된 방식으로 각각의 전극에 전기적으로 결합된다. 도시된 바와 같이, 전기 부착물(135) 및 전극의 후방은 비전도성 재료(136)로 덮인다.
리드 와이어(141)는 샤프트(121)를 따라서 스텐트(101)를 감쌀 수 있다.
도 5a, 도 5b, 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 전극 리드 와이어(141)는 샤프트(121)를 감싸고, 와이어 다발 또는 케이블을 형성하는 절연체(122)로 덮인다. 슬리브(153)는 접점(151)의 위치에서 와이어 다발을 감싸고, 이에 의해 적어도 하나의 와이어(141)는 슬리브(153)를 감싸고 연결 용접 지점(152)에서 접점(151)에 연결된다. 오버몰딩(154)은 균일한 지름이 접점 사이에 존재하는 것을 보장한다.
슬리브(153)는 접점(151)에 부착된 와이어(141)의 노출된 섹션(152)으로 와이어 다발(142)을 덮는다.
원위 전극 및/또는 마커 및/또는 버퍼는 또한 와이어(114)를 통해 스텐트(101)에 부착된 것(112)으로 도시되어 있다. 샤프트(121)는 부착/분리 구역(115)에서 스텐트의 단부에 부착되고, 커넥터 고정 지점(155)을 지나 뒤에서 빠져 나가도록 슬리브(142) 및 전극 접점(151)을 통과하는 것으로 도시되어 있다.
리드 와이어(141)는 슬리브(142) 내부에 있는 것으로 도시되어 있고, 여기서 샤프트(121)를 감싸서 접촉 용접부(152)에서 전극 접점(151)에 전기적으로 접촉한다. 오버코트(154)는 접점들 사이에서 디바이스의 균일한 지름을 보장하는 것으로 도시되어 있다. 샤프트(121)는 분리 구역(115)에서 분리될 수 있고, 혈관에서 전개된 후에 제거될 수 있다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 리드 와이어(141)는 전극 접점(151)에 연결된다. 전극 리드 와이어(141)는 초기에 와이어 다발 또는 케이블을 형성하는 절연체(122)로 덮인 샤프트(121)를 감싼다. 슬리브(153)는 접점의 위치에서 와이어 다발 주위에 배치되고, 이에 의해, 적어도 하나의 와이어(141)는 슬리브를 감싸고, 연결 용접 지점(152)에서 접점(151)에 연결된다. 오버몰딩(154)은 균일한 지름이 접점들 사이에 존재하는 것을 보장하도록 사용될 수 있다.
특히, 도 5b에 도시된 바와 같이, 스텐트 샤프트(121)는 절연층(122)으로 코팅되고, 절연되고(143) 이를 감싸는 절연된 다발(142)로 그룹화된 복수의 와이어(141)를 가진다. 슬리브(153)는 접점(141)에 부착된 와이어(141) 노출된 섹션(152)으로 와이어 다발(142)을 덮는다.
와이어(141)는 백금, 백금/텅스텐, 스테인리스강, 니티놀, 백금/이리듐, 니켈-코발트 합금 또는 다른 전도성 및 생체 적합성 재료를 포함하지만 이에 국한되지 않는 전기 전도성 재료로 만들어진다.
와이어(141)는 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께(지름)의 연선 케이블 또는 모노필라멘트이고, 전극(131)을 접점(151)에 연결한다. 대안적으로, 와이어(141)는 전극(131)을 스텐트 또는 샤프트 상에 보유된 무선 회로에 연결한다.
와이어(141)는 비전도성 재료(즉, 테플론 또는 폴리이미드)로 절연된다. 와이어(141)는 도 11에 도시된 바와 같이 사인파 패턴으로 스텐트 스트럿을 감싼다. 대안적으로, 와이어(141)는 300 ㎛ 내지 2 ㎜의 지름(두께)의 와이어 또는 다발로, 나선형 튜브 또는 와이어 다발 또는 케이블로 감싸진다.
와이어(141)는 와이어 래핑, 전도성 에폭시, 용접 또는 다른 전기 전도성 접착 또는 연결 수단을 사용하여 접점(151)에 연결된다.
올리브
도 5a에 도시된 실시예에서, 디바이스(100)는 이식(삽입; implantation) 및 피착 단계 동안 천공의 위험을 감소시키고 디바이스(100)의 안전성을 향상시키기 위해 원위 팁에 장착된 올리브(112)를 포함한다. 이러한 배열에서, 올리브(112)는 디바이스(100)의 전방에 직접 연결되어 버퍼로서 작용하며, 버퍼는 전개 동안 전개 카테터 또는 혈관과 접촉하는 디바이스의 제1 양태이다. 올리브(112)는 추가로 방사선 불투과성 원위 마커로서 사용될 수 있다. 올리브(112)는 다음과 같은 것을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다른 많은 형태로 구성되고 스텐트(101)에 부착될 수 있다:
i. 가요성 코드
도 5a에 도시된 바와 같이, 올리브(112)는 스텐트(101)의 전방으로부터 일정 거리에 배치되어 가요성 코드(114)를 통해 스텐트(101)와 연결된다.
ⅱ. 스프링 올리브
도 14는 스텐트(101)의 원위 단부에 배치된 올리브를 도시하며, 이에 의해, 전기적으로 활성이거나 활성화되지 않을 수 있으며 가요성 스프링 또는 나선형 권선 와이어(111)에 의해 스텐트(101)에 연결된 전극(112)으로서 기능하는 버퍼로 올리브가 구성된다.
ⅲ. 다수의 올리브
도 15는 스텐트(101)의 원위 단부에 배치된 복수의 올리브를 도시하며, 이에 의해, 전기적으로 활성이거나 활성화되지 않을 수 있으며 전극(113)으로서 기능하는 복수의 버퍼로 올리브가 구성된다.
ⅳ. 짧은 올리브
도 16은 스텐트(101)의 원위 단부에 배치된 올리브를 도시하며, 이에 의해, 전기적으로 활성이거나 활성화되지 않을 수 있으며 전극(112)으로서 기능하는 스텐트의 단부에 올리브가 직접 연결된다.
v. 형상화된 와이어 올리브
도 17은 스텐트(101)의 원위 단부에 배치된 올리브를 도시하며, 이에 의해, 전기적으로 활성이거나 활성화되지 않을 수 있으며 전극으로서 기능하고 목양 지팡이(shepherds crook)(114)로서 올리브가 형상화되거나 또는 형상화되지 않을 수 있다.
ⅵ. 와이어 올리브
도 18은 스텐트(101)의 원위(distal) 단부에 배치된 올리브를 도시하며, 이에 의해, 전기적으로 활성화되거나 활성화되지 않을 수 있으며 가요성 와이어(114)에 의해 스텐트(101)에 연결된 전극(112)으로서 기능하는 버퍼로 올리브가 구성된다.
ⅶ. 분리 구역을 가지는 올리브
도 19는 스텐트(101)의 원위 단부에 배치된 올리브를 도시하며, 이에 의해, 전기적으로 활성화되거나 활성화되지 않을 수 있으며 가요성 와이어(114)에 의해 스텐트(101)에 연결된 전극(112)으로서 기능하는 버퍼로 올리브가 구성된다. 이 도면은 부착 및/또는 분리 구역(115)을 통해 스텐트(101)에 연결된 샤프트(121)를 추가로 도시한다.
도 20은 부착 및/또는 분리 구역(115)을 통해 스텐트(101)로부터 분리된 샤프트(121)를 추가로 도시한다.
가요성 와이어(114)는 전방에 버퍼를 가질 수 있는 전기 전도성 및 전기 절연 와이어, 스프링, 나선형 리드 및 튜브를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 대안적으로, 버퍼는 전기 전도성이며, 스텐트 장착 전극의 모든 특징을 포함하는 전극으로서 작용한다.
이식된 칩
이식된 전기 회로(칩)는 전극(131)의 자극 및 측정을 제어하도록 사용될 수 있다. 칩은 전극 대신에 이식될 수 있고(또는 그렇지 않으면 스텐트 상에 장착되며), 칩은 신호를 전송하는 능력을 가진다. 칩은 (a) 신호 증폭; (b) 신호 다중화(signal multiplexing); 및 (c) 전력 및 데이터의 전송을 위한 회로를 포함한다.
전극(131)은 하나 이상의 전기 칩에 부착된다(이에 의해, 칩은 전기 회로뿐만 아니라 칩이 내장된 기판으로서 한정된다). 소형화된 칩이 전극(131)과 유사한 방식 및 위치 설정으로 스텐트(101) 상에 장착된다.
대안적으로, 이들 칩은 목 또는 가슴 영역과 같은 신경 기록 또는 자극 부위로부터 일정 거리에 부착될 수 있거나, 또는 칩은 전류원, 기록 장비 또는 보철물과 같은 외부 하드웨어에 직접 연결될 수 있다.
칩은 신경 조직의 자극을 위한 회로(전류 및/또는 전압원, 배터리 및/또는 커패시터 또는 충전/에너지 저장 구성 요소 및 스위치 매트릭스 등) 및 신경 활동도 및 혈액 조성(예를 들어, pH 측정기, 염분 및 식염수 조성, 포도당 등)을 기록하기 위한 회로(증폭기, 전력원, 스위치 매트릭스 등)를 포함할 수 있다.
또한, 칩은 원격 측정 코일, 및 열 센서와 같은 자체 모니터링 하드웨어를 통한 전력 및 데이터의 전송에 요구되는 회로를 가질 수 있다.
무선 칩(195)의 도면이 도 5c에 도시되어 있으며, 이에 의해, 마이크로 프로세서(191)뿐만 아니라 다른 구성 요소(193)(예를 들어, 커패시터, 멀티플렉서, 클록(clocks), 무선 송신기, 수신기 등)가 도시되어 있다. 이러한 도면은 큰 코일(192) 및 작은 코일(194)로서 도시된 전력 및 데이터 모두의 송수신에 사용될 수 있는 2개의 코일을 가진다.
칩 자체는 전력 및 데이터를 송수신하기 위한 원격 측정 코일을 포함할 수 있고, 인접한 칩 및 원격 측정 코일과의 정렬을 가능하게 하도록 자석을 포함할 수 있거나, 또는 원격 측정 코일을 구성하는 형상 기억 합금 또는 다른 재료에 부착될 수 있다.
칩은 가요성일 수 있고, 혈관 내에서 칩의 피착을 허용하기 위해 혈관의 지름으로 사전 곡선화될 수 있다. 그러므로, 칩은 피착 단계 동안 칩을 혈관의 곡률에 일치시키도록 형상 기억 합금 또는 중합체를 포함할 수 있다. 칩은 또한 혈관 내에서의 통합을 허용하도록 생체 흡수성 또는 생분해성 기판 상에 장착될 수 있다. 다수의 칩이 동시에 사용될 수 있다.
f. 접점
특히, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 전극 접점(151)은 무선 회로가 이용되지 않는 상황에서 외부 장비로의 디바이스(100)의 연결을 가능하게 하도록 요구된다. 전극 접점(151)은 전극에 의해 사용된 것과 유사한 재료로 만들어질 수 있으며, 유사한 지름을 가질 것이다. 접점(151)들은 서로 전기적으로 절연되며, 전도성 에폭시, 레이저 또는 저항 용접, 납땜, 크림핑 및/또는 와이어 래핑에 의해(그러나, 이에 국한되지 않음) 전극 리드 와이어(141)에 연결될 것이다.
접점(151)은 백금 링 또는 다른 전도성, 생체 적합성 재료의 링이다. 접점은 자성 물질(즉, 네오디늄)로 만들어지거나, 또는 이를 함유할 수 있다.
접점(151)은: (a) 500 ㎛ 내지 2 ㎜의 지름 ; (b) 500 ㎛ 내지 5 ㎜의 길이; 및 (c) 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께일 수 있다.
접점(151)은 디스크, 튜브, 포물면, 또는 전극(131)을 위해 사용된 것과 유사한 다른 형상으로 형상화된다.
접점은 다른 리드 와이어 및 전극 및 스텐트 아이어의 전기 절연을 돕고 관형 형상을 유지하는 것을 돕는 동시에 일부 가요성을 가능하게 하도록 비전도성 슬리브(실리콘 튜브, 열 수축, 중합체 코팅을 포함하지만 이에 국한되지 않음) 위에 배치된다.
접점(151)은 100 ㎛ 내지 10 ㎜, 예를 들어 1.0 ㎜ 내지 3.0 ㎜(예를 들어, 2 ㎜ 또는 2.46 ㎜)의 접점 분리부에 대한 접점을 가질 수 있다. 다소 다른 접촉 분리 치수뿐만 아니라 더 좁거나 또는 더 좁은 다른 범위가 또한 인정된다.
접점(151)은 와이어(141)의 와이어 래핑을 통해 형성된다.
적어도 하나의 접점(151)은 더미 커넥터(금속 링, 자석 링, 플라스틱 튜브를 포함하지만 이에 국한되지 않음)일 수 있다. 이러한 예에서, 더미 커넥터는 전극과 전기 접촉하지 않는 커넥터이며, 대신 목적은 원하는 위치에서 디바이스에 대한 연결 또는 고정 지점(예를 들어, 나사 단자를 통해)을 가능하게 하는 것이며, 접점(전극에 연결된)은 손상되지 않는다.
접점(151)은 비전도성 슬리브(실리콘 튜브, 열 수축, 중합체 코팅을 포함하지만 이에 국한되지 않음)에 의해 분리되어, 전기적 잡음을 감소시키고 표면 리드 와이어(141)들 사이의 접촉을 방지한다.
g. 샤프트
도 21a에 도시된 바와 같이, 전개를 가능하게 하기 위해, 가요성 샤프트(121)가 디바이스(100)에 연결된다. 도 21a에 도시된 예에서, 샤프트(121)는 디바이스(100)를 전방으로부터 당기도록 작용하기 위해 디바이스(100)의 원위 단부에 연결된다.
도 21b에 도시된 대안적인 실시예에서, 샤프트(121)가 디바이스(100)의 근위 단부에 부착되어서, 샤프트(121)는 스텐트(101)의 후방으로부터 디바이스(100)를 가압한다. 이러한 실시예에서, 의료 디바이스(100)는 스텐트(101)에 장착된 복수의 전극(131)을 포함하며, 전극 리드 와이어(141)는 스텐트(101) 및 샤프트(121)를 감싸고 슬리브(142)에서 덮힌다. 원위 전극 및/또는 마커 및/또는 버퍼는 스텐트 분리 구역(105)과 마찬가지로 또한 113으로 도시된다.
도 21c에 도시된 추가의 실시예는 스텐트 부착/분리 구역(105)에서 스텐트(101)에 장착된 전극(131) 및 스텐트에 부착된 스텐트 샤프트(121)를 가지는 이중 테이퍼형 스텐트(101)를 포함한다. 스텐트(101)의 전방에 있는 다른 부착/분리 구역(115)은 스텐트(101)를 올리브 와이어(114) 및 스타일렛 슬리브(124)에 연결하며, 이를 통해, 제거 가능한 스타일렛(123)이 배치된다. 전극 와이어(141)는 스타일렛 슬리브(123)의 외부를 감싸는 것으로서, 또는 중심을 통해 공급되는 것으로서 도시되어 있다.
가압 및 당김 능력을 모두 가지는 복수의 와이어가 존재할 수 있다. 스텐트 샤프트(121)는 영구적으로 이식되거나, 또는 분리 및 제거되도록 디자인될 수 있다. 이러한 실시예에서, 부착/분리 구역은 스텐트 샤프트(121)와 스텐트(101)의 접합부에 위치될 것이다. 분리 방법은 전기 화학적 분리, 기계적 분리, 및 열전기 분리를 포함하지만, 이에 국한되지 않는다.
스텐트 샤프트(121)는 전극 리드 와이어(141)의 백본으로서 사용될 수 있으며, 전극 리드 와이어가 전극(131)으로부터 전극 접점으로 횡단함에 따라서 전극 리드 와이어(141)의 안정성을 돕는다. 이러한 실시예에서, 전극 와이어(141)는 추가적인 기계적 지지를 제공하고 물 보유를 돕고, 와이어가 존재하는 스텐트 샤프트 상으로 코팅이 피착되는 것을 가능하게 하도록 중합체(142)(수축 감쌈, 열 수축, 파릴렌, 실리콘, 테플론 등을 포함하지만 이에 국한되지 않음)에 있다.
스텐트 샤프트(121)는 디바이스(100)의 이식 및 피착 후에 제거되는 스타일렛일 수 있다. 이러한 실시예에서, 스텐트 샤프트(121)는 스타일렛(123)이 튜브(121)의 중심을 통해 공급될 수 있도록 원통형 튜브일 수 있다.
와이어(141)는 스타일렛 슬리브의 중간을 통해 나사 결합될 수 있다.
와이어(141)는 스텐트 샤프트 또는 스타일렛 슬리브를 감쌀 수 있다.
추가의 실시예에서, 전극(131)을 접점(152)에 연결하는 전극 와이어(141)는 와이어 다발(144)로 감싸지고, 내부 루멘(147)이 존재하도록 내부 루멘 튜브(145)를 나선형으로 감싸며, 이에 의해 제거 가능한 스타일렛(148)은 삽입 동안 나사 결합되고 전개 후에 제거될 수 있다. 이러한 실시예는 스타일렛(148)의 제거 가능성 및 외부 튜브(146)에 오버코팅된 와이어 다발(144)의 가요성을 가능하게 하였다.
도 21d 및 도 21e는 나선형 리드(114)에 관한 추가 정보를 도시한다. 도시된 바와 같이, 나선형 리드(114)는 내부 루멘 튜브(145)을 감싼 와이어 다발(144)을 포함한다. 내부 루멘(147)을 통해, 제거 가능한 스타일렛(148)은 전달 동안 나사 결합되고 디바이스 배치 후에 제거될 수 있다.
제어 유닛
도 2에 도시된 제어 유닛(12)은 무선 컨트롤러이며, 피부를 통해 정보 및 전력을 무선으로 중계한다.
도 22, 도 23, 및 도 24의 커넥터 블록(12)은 수동적 디바이스(즉, 회로가 없음)이다. 본질적으로, 커넥터 블록은 디바이스(100)와 외부 장비 사이의 중간 연결부로서 기능한다. 디바이스(100)는 커넥터 블록(12) 내로 삽입되고, 이에 의해, 디바이스(100) 접점은 커넥터 블록(12) 내에 수용된 내부 접점과 전기적인 접촉을 만든다. 커넥터 블록(12)의 이러한 내부 접점은 그런 다음, 피부(커넥터 블록의 나머지가 이식되는)를 통과하여 외부 장비에 연결할 수 있는 보다 두꺼운 와이어 다발을 형성한다.
본질적으로, 공간이 제한되어 있음에 따라서(카테터가 이식 후에 디바이스 위에서 제거되어야만 함에 따라서 전체 디바이스는 카테터를 통과해야만 한다), 커넥터 블록은 얇은 디바이스(100)에 대한 더욱 큰 물품의 부착을 가능하게 한다.
도 24만이 피부를 통과하는 와이어를 도시하였을지라도, 도 22, 도 23 및 도 24에 도시된 실시예는 동일하다.
도 22에 도시된 제어 유닛(12)은 리드(14)를 수용하고 리드와 전기적으로 연결되도록 형상화된다. 제어 유닛은 내부에 장착된 접촉 링들을 포함한다. 여기에서, 커넥터 블록(12)은 그루브형 단부에서 실리콘 및/또는 봉합사의 부착을 통해 수밀성(water-tight)이 확보되고 보장된다.
스텐트에 직접 이식된 무선 시스템은 본질적으로 도 2의 무선 시스템(12)과 동일하다(소형화 형태일지라도).
도 23에 도시된 바와 같이, 전극 리드(14)가 삽입되고, 실리콘 개스킷이 다음에 수밀성 밀봉을 만들도록 사용된다.
도 24는 전극 블록(14)이 연결 개구(172)를 통해 나사 결합되고, 이에 의해 접점이 커넥터 블록 본체(173) 내부의 전기 전도성 커넥터(175)와 연결되는 커넥터 블록을 도시한다. 분리 및 전기 절연 및 방수는 실리콘(또는 다른 방식으로) 세퍼레이터(174)들을 통해 증가된다. 접점(175)들은 무선 또는 직접 전기 연결 포트(183)에서 종단되도록 실리콘(181) 또는 다른 방식으로 봉입된 다발(181)을 형성할 수 있는 커넥터 블록 와이어(179)에 용접된다(또는 다른 방식으로).
시스템 사용 방법
디바이스(100)는 도 25에 도시된 삽입 위치와 도 26에 도시된 피착 또는 스캐폴딩 위치(scaffolding position) 사이에서 움직일 수 있다.
삽입 위치에서, 디바이스(100)는 수축되고, 그러므로 진입 지점(즉, 경정맥)으로부터 피착 지점(예를 들어, 운동 피질)까지 카테터 내에서 혈관 구조 통로를 통해 나사 결합되도록 충분히 얇다.
피착 또는 스캐폴딩 위치에 배열될 때, 디바이스(100)는 혈관 벽에 대해 가압됨에 따라서 스캐폴드 전극(scaffold electrode)들이 스텐트(101)의 외부에 장착되는 확장된 상태에 있다. 이러한 확장된 위치는 혈관(103) 내의 그 위치에 디바이스(100)를 고정한다. 또한, 이러한 피착 위치는 디바이스(100)가 피착되는 혈관(103)를 통한 혈류 보전성에 최소한의 영향을 미치도록 디자인된다. 스캐폴딩 위치는 스프링, 코일 또는 나선형 가닥과 동의어일 수 있으며, 이에 의해, 디바이스(100)는 혈관 벽에만 접촉되어, 혈류에 대한 영향을 감소시킨다. 전극(131)은 확장된 스텐트(101)를 통해 흐르는 유체로부터의 정보가 측정될 수 있도록 또한 스텐트(101)의 내부에 또한 장착될 수 있다. 스텐트(101)를 제거 또는 재위치시키도록, 추가 샤프트(초기 배치에 사용된 것과 다른)가 요구된다. 이러한 것들은 단일 테이퍼형 및 이중 테이퍼형 디자인이 모두 사용된, 본 발명의 문맥 안에서 설명되어 진다.
디바이스(100)가 다수의 위치에 배열되는 것을 가능하게 하기 위해, 사용된 재료는 다수의 상태가 가능하도록 하는 것이다. 이들 재료는 니티놀 및 다른 형상 기억 합금 및 중합체를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 또한, 디바이스(100)의 장기적인 생체 적합성을 향상시키도록, 중합체는 디바이스(100) 위에 섬유화가 발생하는 시간과 유사한 분해 시간을 가지는 생체 흡수성 또는 생분해성일 수 있다. 그러므로, 전극(131)들(바람직하게 열화되도록 디자인되지 않으며, 니티놀, 형상 기억 합금, 전도성 중합체, 다른 비형상 기억 합금, 및 백금, 이리듐, 스테인리스강 및 금과 같은 불활성 및 생체 적합성 금속으로 만들어질 수 있는)은 모두 초기 디바이스(100)에 남아있을 것이며, 혈관(103) 내부에 매립되어, 피착 위치에서 디바이스(100)의 안정성을 더욱 향상시킨다.
혈관에서의 디바이스(전개 후)
도 6은 확장 또는 피착 또는 스캐폴딩 위치에 있는 의료 디바이스(100)를 도시한다. 디바이스(100)는 스텐트(101), 원위 올리브 및/또는 근접 마커(112), 스텐트(101)를 올리브(112)에 부착하는 와이어(114), 복수의 전극(131), 및 샤프트가 혈관(104)에서 전개된 스텐트(101)에 연결되는 부착/분리 구역(115)을 포함한다. 스텐트(101) 장착 전극(131)은 혈관 벽(131)에 직접 부착생장(direct apposition)되며, 임의의 혈관(디바이스가 전개된 혈관 및 다른 연결된 혈관 모두)으로의 혈류를 방해하지 않는 것으로 도시되어 있다. 여기에서, 올리브(112)는 의료 디바이스를 원하는 혈관(104)으로 안내하도록 사용될 수 있다.
사전 전개시 혈관에서의 디바이스(Device in Blood Vessel Pre-Deployment)
도 25는 카테터(102) 내부의 혈관(104)을 통해 나사 결합됨에 따라서 이식(수술 전개 단계) 동안의 의료 디바이스(100)를 도시한다. 혈관 벽(103)과 마찬가지로, 스텐트(101), 전극(131), 스텐트 분리 구역(105) 및 스텐트 원위 마커/전극/버퍼(113)들이 도시되어 있다. 여기에서, 카테터(102)는 디바이스를 선택하고 원하는 혈관(104) 내로 안내하도록 사용된다.
전개 후 혈관에서의 디바이스(Device In Blood Vessel After Deployment)
도 26은 스텐트(101), 원위 올리브 및/또는 근위 마커(113), 복수의 전극(131), 리드 와이어(141), 및 피착 카테터(102)를 통해 혈관(104)에서 전개된 스텐트 분리 구역(105)을 포함하는, 확장 또는 피착 또는 스캐폴딩 위치에 있는 의료 디바이스(100)를 도시한다. 스텐트(101) 장착 전극(131)은 혈관 벽(103)에 직접 부착생장되며, 임의의 혈관(디바이스가 전개된 혈관 및 다른 연결된 혈관 모두)으로의 혈류를 방해하지 않는 것으로 도시되어 있다.
접지 전극(Ground Electrode)
시스템은 도 27에 도시된 방식으로 구성된 접지 전극(167)을 포함할 수 있으며, 접지 전극은 기록된 신호의 품질을 돕고 개선하거나 또는 자극 인가를 위한 전기적 복귀 경로를 제공하도록 사용된다. 여기에서, 접지 전극은 이식되면 커넥터 블록에 배치될 수 있다. 접지 전극(167)은 무선 컨트롤러(12)의 외부에 직접 부착될 수 있다.
접지 전극(167)의 대안적인 실시예가 도 28에 도시되어 있다. 접지 전극(167)은 컨트롤러(12)의 외부에 있다.
도 37에 도시된 C-자 형상의 백금 접지 전극(167)은 표준 전기 단자(169)에 부착된 적색 나선형 리드 와이어(141)와 함께 실리콘(181)에 매립된다. 데크론 메쉬(Dacron mesh)는 전극과 와이어를 조직에 고정하는 것을 돕도록 사용된다.
도 29는 상이한 영역에 접근하도록 다수의 디바이스(100)가 상이한 혈관(104)에 삽입된, 혈관을 도시한다.
도 30은 더욱 큰 영역을 커버하도록 다수의 디바이스(100)가 이식된, 단일 혈관(104)을 도시한다.
도 31은 신경 정보를 픽업하고 이러한 정보를 스텐트(101)에 위치된 무선 송신기(1002)에 중계하는, 인간의 운동 피질 위에 놓이는 혈관(104) 내의 스텐트(101) 상에 장착된 전극을 도시하는 무선 전극 시스템(1000)을 도시한다. 스텐트(101)가 전개되었고 스타일렛이 제거되었다(즉, 스텐트(101), 전극, 전극 와이어 및 무선 시스템(1002)만이 남았음)는 것에 유의한다. 정보는 두개골을 통해 머리에 배치된 무선 수신부(1004)로 무선으로 전송되고, 이러한 정보는 차례로 디코딩되고, 획득된 신경 정보를 인공 팔(16)로 전송된다.
도 32에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는, (a) 상시상 정맥동 또는 가지 피질 정맥에 디바이스를 이식하는 단계; (b) 활동도를 수신하는 단계; (c) 상기 활동도를 나타내는 데이터를 발생시키는 단계; 및 (d) 상기 데이터를 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함하는, 디바이스(100)를 사용하여 환자의 상시상 정맥동(SSS) 또는 가지 피질 정맥으로부터 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하도록 사용될 수 있다. 운동 피질에서 SSS에 이식된 스텐트(101)는 와이어를 통해 외부 장비(12)로 공급되는 신호를 획득(즉, 수신)한다.
도 33은 운동 피질(적색) 및 감각 피질(황색) 근처의 상시상 정맥동 및 가지 피질 정맥을 나타내는 인간 뇌(좌측을 향하는 눈)의 이미지 재구성을 도시한다.
도 34a는 (a) 환자의 시각 피질에 있는 혈관에 디바이스를 이식하는 단계; 및 (b) 수신된 자극 데이터에 따라서 혈관과 관련된 신경 정보를 기록하거나 또는 신경 세포를 자극하는 단계를 포함하는, 디바이스(100)를 사용하여 자극 및 환자의 시각 피질로부터 신경의 자극 및 신경 정보 또는 신경 세포의 자극을 기록하기 위한 방법을 도시한다.
특히, 도 35에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 직접적인 근육 자극 또는 기록을 위해 근육의 특정한 곳에 놓인 혈관(104)을 통해 전달된다.
디바이스(100)는 자극 또는 기록을 위해 말초 신경에 인접한 혈관(도 35에 도시된 바와 같이)를 통해 전달될 수 있다.
디바이스는 자극 또는 절제를 위해 교감 신경 또는 부교감 신경에 인접한 혈관을 통해 전달된다.
도 36에 도시된 바와 같이, 말초 신경(이 예에서 정중 신경)의 하나의 예는 신경 자극 또는 측정을 가능하게 하는 가능한 이식 위치를 보인다.
도 38a는 스텐트(101) 바디 주위에 배치된 복수의 전극(131)을 가지는 스텐트 또는 스캐폴딩(101)의 다른 예를 도시한다. 예시의 목적을 위해, 스텐트(101)는 전술한 바와 같이 전극과 제어 유닛 사이의 전기 통신을 가능하게 하는 리드 또는 다른 이러한 구조에 전극을 전기적으로 연결하는 어떠한 연결 구조도 없이 도시되어 있다. 도시된 변형 예에서, 전극(131)은 스텐트(101)의 바디 주위에 분산되고, 접합 스트럿(108)의 접합부 또는 정점에 위치된다. 이러한 구성에서, 다이아몬드처럼 형상화된 셀(cell)을 가지는 대신에, 셀은 'V'처럼 형상화된다. 이러한 구성은 전극(131)과 조직 또는 혈관 벽 사이의 부착생장을 향상시킬 수 있다.
도 38a는 또한 스텐트 구조물이 스텐트 스트럿(108)의 일부 이상을 통해 연장되는 통합된 전도성 층을 포함하고, 전극(131)이 통합된 전도성 층의 노출된 부분을 통해 형성되는, 제조될 수 있는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 추후에 상세히 설명되는 바와 같이, 이러한 스텐트 구성은 스텐트 격자 또는 스트럿 자체 내로 전극 및 전도성 전극 트랙을 매립하는 스텐트(101) 전극(131) 조립체를 허용한다. 이러한 구조는 스텐트의 바디에 전극을 장착하는 고정 방법(즉, 접착제, 아교, 체결구, 용접 등)을 사용하는 요구를 감소시키거나 제거한다. 이러한 구조는 전극을 와이어에 추가로 용접하거나 전기적으로 연결할 필요성을 추가로 감소시키거나 제거한다. 다른 이점은 종래의 와이어 연결 전극이 스텐트 스트럿 주위에서 스텐트의 바디를 통한 와이어 수용을 요구한다는 것이다.
도 38b는 통합된 전극(131)을 가지는 스텐트 구조물(101)를 도시하며, 스텐트 구조물은 원위 단부(146)에서 샤프트(121)에 결합된다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 샤프트는 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 제어 유닛(도시되지 않음)에 전극(131)을 전기적으로 결합할 수 있다. 하나의 예에서, 샤프트(121)는 가이드 와이어, 푸시 와이어, 그 내부에서 연장되는 와이어 또는 전도성 부재를 수용하고 원위 단부(146)에서 스텐트의 전도성 층에 결합된 다른 관형 구조를 포함할 수 있다. 대안적으로, 도 38c 및 도 38d는 샤프트(121)가 스텐트 구조물의 일부이거나(part of) 또는 이와 일체가 되도록(integral with) 제조될 수 있는 스텐트(101)의 변형예(variation)를 도시하며, 전도성 층은 스텐트의 일부 또는 전부를 통해 샤프트(121)로 연장된다. 이러한 구조는 나아가 스텐트의 작동 단부에서 스텐트 구조물에 샤프트를 접합할 필요를 제거한다. 대신에, 별개의 샤프트에 대한 스텐트 구조물(샤프트를 형성하는)의 접합은 디바이스를 따라서 근위로 움직일 수 있다. 이러한 구조는 스텐트의 작동 단부 및 샤프트가 가요성을 유지하는 것(to remain flexible)을 가능하게 한다. 도 38c 및 도 38d에 도시된 스텐트 구조물은 또한 전술한 바와 같이 선택적 보강 섹션(62)을 포함할 수 있다. 도 38c는 중공 샤프트(121)를 추가로 도시하며, 중공 샤프트는 중공 샤프트를 통한 스타일렛(123)의 삽입을 가능하게 하여, 디바이스의 위치 설정을 돕거나, 또는 중공 샤프트를 통한 와이어 또는 다른 전도성 부재의 결합을 허용한다. 또한, 샤프트(121)는 혈관 구조를 통한 샤프트의 가요성 또는 밀기능(pushability)을 향상시키는 임의의 수의 특징부(119)를 포함할 수 있다.
디바이스를 통해 연장되는 리드에 대한 전극(131)의 전기적 연결은 하나 이상의 연결 패드의 구조(추후에 설명되는 전극과 유사한 구조)에 의해 달성될 수 있으며, 패드의 크기가 와이어/리드와의 충분한 접촉을 보장하며, 패드의 유형은 견고성을 보장하고, 크림핑되고 부착될 때 트랙 피로를 감소시킨다. 패드를 포함하는 섹션은 케이블(121)의 삽입을 가능하게 하도록 예를 들어 원위 섹션(146)에서 튜브 내로 압축될 수 있다.
특정 변형예에서, 연결 패드는 카테터를 통해 공급될 수 있어야 한다. 또한, 연결 패드(132)는 패드가 리드 상의 접점과 정렬되었다는 시각적 확인을 가능하게 하는 하나 이상의 구멍 또는 개구를 포함할 수 있다. 이러한 구멍/개구는 접촉 리드(튜브(121) 내측에 있는) 및 접촉 패드(구멍을 통해 외부로 연장되는 튜브 내부에 있는)의 직접/레이저 용접 또는 접착을 또한 가능하게 한다.
하나의 예에서, 동축-옵토필라 케이블(coaxial-octofilar cable)(즉, 8개의 와이어를 가지는 외부 케이블 내측에 배치된 8개의 와이어를 가지는 내부 케이블)은 내피로성을 향상시키고, 와이어가 제한 사항(즉, 충분히 작은 카테터를 통해 삽입될 수 있고, 필요에 따라 내부 스타일렛을 가질 수 있는) 내에 맞춰질 수 있는 것을 보장하도록 사용된다.
도 39a 내지 도 39c는 매립된 전극 및 전도성 경로가 구성된 스텐트 구조물(101)의 하나의 예를 도시한다. 도 39a는 전극(138)이 단지 예시의 목적을 위해 선형 배열로 있는, 평탄 구성의 스텐트 구조물(101)의 예를 도시한다. 명백하게, 전극의 임의의 구성은 본 발명의 범위 내에 있다. 특히, 신경학적 응용에 유용한 스텐트 구조물의 이들 변형예에서, 스텐트 구조물은 전형적으로 기존의 신경학적 스텐트보다 큰 지름을 포함할 수 있다. 이러한 증가된 지름은 영구적으로 이식된 스텐트 구조물로 인하여, 그리고 혈관/조직 벽에 대한 전극의 부착생장을 요구하는 동안 유용할 수 있다. 더욱이, 일부 변형예에서, 이러한 스텐트 구조물의 길이는 인간의 운동 피질을 따라서 원하는 배치를 수용하기 위해 20 ㎜ 이상의 길이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스의 변형예는 운동 피질 및 말초 피질 영역을 커버하기에 충분히 긴 스텐트 구조물을 요구한다. 이러한 길이는 흐름을 복원하거나 동맥류 또는 다른 의학적 상태를 해결하는 것을 목표로 하는 기존의 중재 디바이스(existing interventional devices)에는 전형적으로 요구되지 않는다. 아울러, 특정 변형예에서, 특정 전극 사이의 전기 경로는 격리될 수 있다. 이러한 경우에, 전기 전도성 재료(50)는, 접촉 패드 또는 다른 전도성 요소에 대한 전기 전도성 경로를 전극이 가지도록 허용하는 패턴을 형성하기 위해 특정 스텐트 스트럿으로부터 생략될 수 있지만, 전기 전도성 경로는 그 자체의 제2 전기 전도성 경로를 가지는 제2 전극으로부터 전기적으로 격리된다.
특정 패턴 안에서 전극의 배치(예를 들어, 코르크 스크루 구성 또는 서로 120°로 배향된 3개의 선형(또는 코르크 스크루 배향) 라인의 구성)는 전극을 뇌를 향해 지향시키는, 전개된 전극 배향(a deployed electrode orientation)을 보장할 수 있다. 일단 이식되면, 배향은 외과적으로 가능하지 않다(즉, 디바이스는 이식되고 회전하는 것이 불가능하지 않으면 어려울 것이다). 그러므로, 디바이스의 변형예는 전달시에 뇌의 원하는 영역을 향하는 전극 패턴을 가지는 것이 필요할 것이다.
전극 사이징은 고품질 기록을 보장하고 크고 충분한 전하 주입 한계(전극을 손상시키고 차례로 조직을 손상시킴이 없이 자극 동안 전극을 통과할 수 있는 전류량)를 제공하도록 충분한 크기이어야 한다. 크기는 카테터 시스템을 통한 전달을 가능하게 하도록 또한 충분해야 한다.
도 39b 및 도 39c는 스텐트 격자 또는 스트럿에 매립된 전극 및 전도성 경로를 가지는 스텐트 구조물을 제조하도록 박막 디바이스를 피착하고 구조화하는 MEMS(microelectrical mechanical systems) 기술을 사용하는 제조 기술의 하나의 변형예를 추가로 도시하는 선 39B-39B를 따라서 취한 도 39a의 스텐트 구조물의 단면도를 도시한다. 도 39b 및 도 39c에서 스트럿들의 간격은 단지 예시 목적을 위해 압축된다.
전술한 바와 같이, 전극 및 전도성 경로를 매립하는 것은 디바이스의 기계적 성능에 이점을 제공한다. 또한, 전극의 매립은 구조물 상에 장착된 전극의 수를 증가시키는 능력을 제공하여, 전도성 경로(30-50 ㎛ x 200-500 nm)가 전통적인 전극 와이어(50-100 ㎛)보다 작을 수 있게 한다.
박막 스텐트의 제조는 예비 지지 구조물로서 희생 층(58)을 사용하여 특정 패턴(56)으로 스퍼터링된 마그네트론을 통하여 니티놀 또는 다른 초탄성 및 형상 기억 재료(또는 전극 및 접점(금, 백금, 이리듐 산화물을 포함하지만 이에 국한되지 않음)의 증착을 위한 다른 재료)을 증착하는 것에 의해 수행될 수 있다. 지지 구조물(54)의 제거는 UV-리소그래피를 사용하여 박막이 추가로 구조화되는 것을 가능하게 하고, 구조물은 혈관 벽에 대해 전극을 고정하도록 요구되는 반경 방향 힘에 대응하는 두께로 디자인될 수 있다.
전극의 전기 절연은 박막 구조물(54) 상으로 비전도성 층(예를 들어, SiO)의 RF 스퍼터링 및 증착에 의해 달성된다. 전극 및 전극 트랙(50)은 비전도성 층(금, Pt, Ti, NiTi, PtIr을 포함하는 전도성 및 생의학적으로 허용되는 재료를 사용하는) 상에 스퍼터 증착되고, 추가의 비전도성 층이 추가의 전기 격리 및 절연을 위해 전도성 트랙 위에 증착된다. 도시된 바와 같이, 전도 경로(50)는 전극(138)을 형성하도록 노출된 상태로 유지된다(유사하게, 접촉 패드 영역은 노출된 상태로 유지될 수 있다). 마지막으로, 희생 층(56) 및 기판은 도 39c에 도시된 바와 같이 제거되어 스텐트 구조물(101)을 남긴다.
베이스 구조물(54)이 초탄성 및 형상 기억 재료(즉, 니티놀)을 포함하는 특정 변형예에서, 스텐트 구조물(101)은 어닐링 공정 동안 산화를 피하기 위해 고진공 챔버에서 어닐링될 수 있다. 열처리 동안, 비정질 니티놀 구조물(54)은 초탄성을 얻기 위해 결정화되며, 필요에 따라 원통형 또는 다른 형상으로 동시에 형상화될 수 있다. 구조물(101)은 그런 다음 열처리될 수 있다.
도 41b의 선 40A-40A을 따라서 취한 부분 단면도인 도 40a는 하나 이상의 스텐트 스트럿(108)이 스텐트 구조물(101)에 필요한 구조적 또는 다른 양태를 부여하도록 치수적으로 변경될 수 있는, MEMS 기술을 통해 제조된 스텐트 구조물(101)의 추가 변형예를 도시한다. 예를 들어, 도시된 변형예에서, 특정 스텐트 스트럿(108)은 지지 재료(60)가 인접한 스텐트 구조물(108)보다 더 두꺼운 두께를 포함하도록 치수적으로 변경된다. 그러나, 이러한 치수 변경은 두께로 제한되지 않고 폭, 형상 등을 포함할 수 있다.
도 40b는 더욱 큰 강성(증가된 두께로부터 야기되는)을 포함하는 스텐트 구조물(101)의 사인파 섹션(62)으로 인한 치수적으로 변경된 스트럿으로부터 초래되는 스텐트 구조물(101)을 도시한다. 이러한 구성은 피복되지 않아야 되는 종래의 요건보다는 스텐트 디바이스가 카테터를 통해 당겨지는 것을 가능하게 한다(외피가 스텐트 위에서 당겨지는 경우에). 종래의 스텐트는 니티놀 다이아몬드 또는 셀의 얇은 격자로 만들어진다. 이러한 사인파 섹션(62)은 백본처럼 기능할 수 있으며, 초탄성 및 압축 및 확장하는 스텐트의 능력을 제한하지 않으면서 디바이스에 전진 푸싱 강도(forward pushing strength)를 제공한다. 명백하게, 치수적으로 변경된 스트럿 섹션의 임의의 수의 변형예가 본 발명의 범위 내에 있다.
도 41a 내지 도 41e는 스텐트(예를 들어, 스텐트(101)) 및 리셉터클(예를 들어, 제어 유닛(12))과 전기적으로 통신할 수 있는 커넥터(200)의 변형예의 다양한 양태를 도시한다. 예시의 목적을 위해, 커넥터(200)는 스텐트(101) 및 리셉터클(12)로부터 격리된 것으로 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 커넥터(200)는 전극과 제어 유닛 사이의 전기 통신을 허용할 수 있다.
도 41a는 커넥터(200)가 이중-옥토파일러 케이블(동축-옥토파일러 케이블로서 지칭됨)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 이중-옥토파일러 케이블은 제1 코일(201)(예를 들어, 내부 코일) 및 제2 코일(202)(예를 들어, 외부 코일)을 가질 수 있다. 제1 및 제2 코일(201, 202)은 8개의 와이어(141)를 각각 가질 수 있다. 다소의 다른 수의 와이어가 또한 인정된다. 제1 코일(201)은 제2 코일(202)의 루멘 내에 위치될 수 있다. 제1 코일은 내부 튜브(145)의 루멘 내에 위치될 수 있다. 제1 및/또는 제2 코일(201, 202)은 외부 튜브(146)의 루멘 내에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 코일(201, 202)은 권취 코일일 수 있다. 제1 및 제2 코일(201, 202)은 나선형 코일일 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(201)은 내부 튜브(145)의 내부 표면을 따라서 권취될 수 있고, 제2 코일(202)은 내부 튜브(145)의 외부 표면을 따라서 권취될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이중-옥토파일러 구성은 내피로성을 향상시키고 와이어가 제한 사항 내에 맞춰질 수 있는 것(즉, 충분히 작은 카테터를 통해 삽입될 수 있으며, 필요에 따라 내부 스타일렛을 가질 수 있음)을 보장하도록 사용될 수 있다.
절연체(예를 들어, 폴리우레탄)는 코일(201, 202)의 하나 이상의 와이어(141)를 덮을 수 있다(즉, 와이어(141)는 절연될 수 있다). 절연체(예를 들어, 폴리우레탄)는 제1 및 제2 코일(201, 202)들 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 내부 튜브(145)는 제1 및 제2 코일(201, 202) 사이에 위치될 수 있는 절연체일 수 있다. 절연체(예를 들어, 폴리우레탄)는 제1 및/또는 제2 코일(201, 202)을 덮을 수 있다(즉, 제1 및 제2 코일(201, 202)은 절연될 수 있다).
제1 코일(201)은 제2 코일(202)의 길이보다 작거나, 더 크거나, 또는 동일한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(201)은 제2 코일(202)보다 길 수 있다. 제1 코일(201)은 제2 코일(202)의 지름보다 작거나, 더 크거나, 또는 동일한 지름을 가질 수 있다. 제1 및/또는 제2 코일(201, 202)은 각각 하나 이상의 지름을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(201)은 2개의 지름을 가질 수 있고, 제2 코일(202)은 1개의 지름을 가질 수 있다. 제1 코일(201)은 제1 지름 및 제2 지름을 가질 수 있다. 제1 지름은 제1 코일(201)이 제2 코일(202) 내에 위치되는 곳에 대응할 수 있고, 제2 지름은 제1 코일(201)이 제2 코일(202) 내에 위치되지 않는 곳에 대응할 수 있다(예를 들어, 제1 코일(201)을 지나 연장되는 곳). 다른 배열이 또한 인정된다.
도 41a에는 도시되지 않았을지라도, 외부 샤프트(146)는 접점(151) 및 세퍼레이터(174)(예를 들어, 절연체)를 포함할 수 있다. 세퍼레이터(174)는 접점(151)이 서로 전기적으로 절연된 상태를 유지하도록 접점(151) 옆에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 코일(201, 202)의 와이어(141)는 접점(151)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(201)의 8개의 와이어(141) 및 제2 코일(202)의 8개의 와이어(141)는 대응하는 접점(151)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 코일(201)은 스타일렛(148)(도시되지 않음)이 이를 통해 이동하는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(201)은 스타일렛(148)이 제1 코일(201)을 통과하게 하는 루멘을 한정할 수 있다. 제1 코일(201)의 내부 표면은 절연 및/또는 절연되지 않을 수 있다.
제1 및 제2 코일(201, 202)은 권취 및 미권취 섹션을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 코일(201, 202)은 권취 섹션으로부터 미권취 섹션으로 천이될 수 있다. 권취 섹션은 나선형 와이어를 가지며, 미권취 섹션은 직선, 곡선(예를 들어, 하나 이상의 굽힘부를 가짐) 및/또는 각진(예를 들어, 하나 이상의 굽힘을 가짐) 와이어를 가질 수 있다. 권취 및 미권취 섹션은 가요성 및/또는 강성일 수 있다. 예를 들어, 권취 섹션은 가요성일 수 있고, 미권취 섹션은 강성일 수 있다.
제1 및 제2 코일(201, 202)은 나선형 섹션 및 비나선형 섹션을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 코일(201, 202)은 나선형 섹션(예를 들어, 와이어(141)가 나선을 한정하는 경우)으로부터 비나선형 섹션(예를 들어, 와이어(141)가 나선을 한정하지 않는 경우)으로 천이될 수 있다. 예를 들어, 비나선형 섹션에 있는 와이어(141)는 코일을 형성하도록 더 이상 권취될 수 없다. 비나선형 섹션에 있는 와이어(141)는 직선, 곡선(예를 들어, 하나 이상의 굽힘을 가짐) 및/또는 각질(예를 들어, 하나 이상의 굽힘을 가짐) 수 있다. 나선형 및 비나선형 섹션들은 가요성 및/또는 강성일 수 있다. 예를 들어, 나선형 섹션은 가요성일 수 있고, 비나선형 섹션은 강성일 수 있다.
제1 및 제2 코일(201, 202)은 각각 하나 이상의 채널을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 코일(201, 202)은 각각 8개의 채널을 가질 수 있다. 다소의 다른 수의 채널이 또한 인정된다(예를 들어, 9개 내지 16개 이상의 채널). 다른 수의 코일, 예를 들어 3개 이상의 코일이 또한 인정된다. 예를 들어, 다른 코일이 제1 코일(201)의 루멘 내에 및/또는 제2 코일(202)의 외부에 위치될 수 있다는 것이 인정될 것이다.
도 41b는 이중-옥토파일러 코일 구성의 제1 및 제2 코일(201, 202)을 추가로 도시하기 위해 선 41A-41A를 따라 취한 도 41a에 도시된 커넥터(200)의 단면도를 도시한다. 도 41b는 또한 제1 코일(201)이 제2 코일(202)의 지름과 일치(match)하거나 또는 그렇지 않으면 접근하기 위해 지름이(in diameter) 점증(203)될 수 있다는 것을 도시한다. 점증부(step-up)(203)는 제1 코일(201)의 길이를 따라서 어딘가에서, 그리고 제2 코일(202)의 길이를 따라서 어딘가에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(201)은 제1 코일(201)의 중간 지점 주위에서, 그리고 제2 코일(202)의 단부(예를 들어, 단자 단부)에서 단계적으로 점증(203)될 수 있다. 제1 코일(201)은 예를 들어 균일한 크기의 리드(151)들이 사용될 수 있도록 리드(151)와 접촉하기 위해 점증(203)될 수 있다. 제1 코일(201)은 리드(151)에 부착하도록 점증(203)될 수 있다. 그러나, 리드(151)가 하나 이상의 크기를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 점증부(203)의 유무에 관계없이, 리셉터클(12)은 리셉터클(12)의 접점(175)들이 제1 코일(201)과 접촉하는 접점(151)과 접촉할 수 있도록 단차를 가질 수 있다. 이중-옥토파일러 케이블의 다양한 구성 요소는 도시된 다양한 치수(인치)를 가질 수 있다.
도 41c는 예시의 목적을 위해 외부 샤프트(146)를 투명하게 만들어진, 도 41a의 커넥터(200)의 다른 사시도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 제2 코일(202)은 내부 샤프트(145)를 감쌀 수 있고, 제1 코일(201)은 점증부(203)를 가질 수 있다. 도 41c는 제1 및 제2 코일(201, 202)의 8개의 와이어(141)가 단자 단부(207)를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 도시된 바와 같이, 제2 코일(202)의 와이어(141)는 먼저 종단되고, 이어서 제1 코일(201)의 와이어(141)가 종단될 수 있다. 제2 코일(202)의 단자 단부(207)는 커넥터(200)의 8개의 제1 리드(151)에 부착될 수 있고, 제1 코일(201)의 단자 단부(207)는 커넥터(200)의 8개의 제2 리드(151)에 부착될 수 있다. 8개의 제1 리드(151)는 커넥터(200)의 제1 단부(210a)에 더 가까울 수 있고, 8개의 제2 리드(151)는 커넥터(200)의 제2 단부(210b)에 더 가까울 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 근위로부터 원위로(예를 들어, 제1 단부(210a)로부터 제2 단부(210b)로의 연결, 원위로부터 근위로 교번하는 등을 포함하는 임의의 연결 순서가 인정된다. 단자 단부(207)는 전술한 바와 같이 접점(151)에 전기적으로 결합될 수 있다(예를 들어, 용접에 의해). 단자 단부(207)는 리드(151)와 전극(131, 138) 사이에 전기 경로를 확립하도록 접점(151)에 노출될 수 있다.
도 41c는 또한 제2 코일(202)의 나선 각도가 예를 들어 위치(204)에서 변경될 수 있다는 것을 도시한다. 제2 코일(202)의 나선 각도는 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 나선 각도는 제2 코일(202)이 제1 접점(151)가 접촉하는 곳 가까이에서 증가될 수 있다. 제2 코일(202)의 나선 각도에서의 다소의 다른 수의 변화가 또한 인정된다(예를 들어, 0개의 변화로부터 2개 이상의 변화를 포함하는).
도 41d는 내부 및 외부 샤프트(145, 146)가 예시의 목적을 위해 투명하게 만들어진, 도 41a의 커넥터(200)의 다른 사시도를 도시한다. 도 41d는 제1 코일(201)의 나선 각도가 예를 들어 위치(205)에서 변화될 수 있다는 것을 도시한다. 제1 코일(201)의 나선 각도는 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 나선 각도는 제2 코일(202)의 마지막 단자 단부(207)가 8개의 접점(151)과 전기적으로 접촉하는 곳 가까이에서 증가될 수 있다. 제1 코일(16)의 나선 각도에서의 다소의 다른 수의 변화가 또한 인정된다(예를 들어, 0개의 변화로부터 2개 이상의 변화를 포함하는).
도 41e는 리드(151) 및 세퍼레이터(174)가 도시된, 도 41a의 커넥터(200)를 도시한다. 리드 및 세퍼레이터(151, 174)는 교번하는 패턴으로 서로에 대해 위치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 코일(201, 202)의 각각의 와이어(141)는 접점(151)에서 종단된다. 와이어/필라(141)는 리드(151)의 내부 표면(예를 들어, 내경)에 노출되고 부착된다(예를 들어, 용접된다).
커넥터(200)는 전술한 바와 같이 리셉터클(12) 내로 삽입되고 및/또는 부착될 수 있다. 커넥터(200)는 전술한 바와 같이 리셉터클(12) 내로 메워질 수 있다. 도 41e는 커넥터(200)가 리셉터클(12)과 맞물리고 및/또는 부착될 수 있는 보유 부재(206)(예를 들어, 보유 링(206))를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 것을 달성하기 위해, 보유 부재(206)는 비록 다른 형상이 또한 인정될지라도 링 또는 링형 구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 리셉터클(12)은 보유 부재(206)에 나사 결합될 수 있다. 보유 부재(206)는 암나사 및/또는 수나사를 가질 수 있다. 예를 들어, 보유 부재(206)는 세트 스크루(a set screw)를 포함할 수 있다. 보유 부재(206)는 접점(151) 중 하나보다 더욱 긴 길이 방향 치수를 가질 수 있다.
보유 부재(206)는 이식 전, 동안 및 후에 커넥터(200)에 구조적 지지를 제공하도록 강성일 수 있다. 커넥터(200)의 다른 부분들은 커넥터(200)가 혈관의 꼬부라짐(tortuosity)을 탐색하거나 또는 그렇지 않으면 순응할 수 있도록 가요성일 수 있다. 예를 들어, 보유 부재(206)와 커넥터(200)의 제2 단부(210b) 사이에 있는 커넥터(200)의 부분은 가요성일 수 있다(이 부분은 본 명세서에서 리드 바디로 지칭됨). 커넥터(200)의 리드 바디는 6 ㎜ 반경 주위에서 90°굴곡될 수 있다. 다소의 다른 각도 및 반경이 인정된다. 커넥터(200)(예를 들어, 커넥터(200)의 제2 단부(210b))는 0.5 mm의 반경 주위에서 45°굴곡될 수 있다. 다소의 다른 각도 및 반경이 또한 인정된다. 커넥터(200)는 1 ㎝ 반경 주위에서 루프화될 수 있다. 다소의 다른 루프 반경이 또한 인정된다.
커넥터(200)의 리드 바디 부분에서, 코일(201, 202)은 절연체에 매립되지 않도록 플로팅될 수 있다. 코일(201, 202)은 보유 부재(206) 및/또는 리드 바디 부분 내에 있는 절연체에 매립될 수 있다. 세퍼레이터(174)는 접점들 사이에서 균일한 지름이 존재하는 것을 보장하도록 오버몰딩될 수 있다.
도 41e는 리드 와이어(141)가 커넥터(200)의 제1 단부(210a)를 넘어 연장될 수 있다는 것을 도시한다. 커넥터(200)의 제1 단부(210a)를 넘어 연장되는 리드 와이어(141)는 각각의 와이어가 연결 패널(예를 들어, 추후에 설명되는 연결 패널(220))에 연결되거나 또는 그렇지 않으면 와이어(141)의 하나 이상의 다발(144)에 있는 연결 패널에 개별적으로 연결될 수 있도록 풀릴 수 있다(예를 들어, 언코일링될 수 있다). 예를 들어, 리드 와이어(141)는 코일형 구성으로부터 연결 패널에 연결될 수 있는 16개의 꼬리잘린 단부(tailed end)로 천이될 수 있다. 16개의 꼬리잘린 단부는 직선 및/또는 곡선일 수 있다. 연결 패널은 커넥터(200)를 전극(131, 138)에 전기적으로 결합할 수 있다. 예를 들어, 도 41e는 제1 및 제2 코일(201, 202)이 풀리고 리드 와이어(141)의 3개의 다발(144)로 그룹화될 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 다발이 또한 인정된다. 제1 및 제2 코일(201, 202)로부터의 와이어는 제1 코일(201) 와이어(141) 및/또는 제2 코일(202) 와이어(141)와 함께 묶일 수 있다. 개별 와이어(141) 및 하나 이상의 와이어 다발(144)은 연결 패널과 연결되도록 커넥터(200)로부터 연장될 수 있는 것이 인정된다. 와이어(141)는 보유 부재(206) 내의 일정 치수에 걸쳐서 및/또는 커넥터(200)의 나머지 부분 내의 일정 치수에 걸쳐서(over some dimension) 풀릴/언코일(unwind/uncoil)될 수 있다. 커넥터로부터 스텐트(101)를 향해 연장되는 와이어(141) 및/또는 다발(144)은 강성 및/또는 가요성일 수 있다.
와이어(141)는 예를 들어 레이저 용접으로 스텐트(101)에 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, 와이어(141)는 스텐트(101) 상의 패드에 직접 연결될 수 있다. 와이어(141)는 예를 들어 와이어 본딩으로 스텐트(101)에 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 와이어(141)는 중간 패드들로의 연결을 통해 스텐트(101) 상의 패드에 간접적으로 연결될 수 있다. 스텐트(101) 상의 패드들은 예를 들어 점퍼 와이어를 사용하여 중간 패드에 와이어 본딩될 수 있다.
도 42는 도 41a 내지 도 41e의 커넥터(200)가 연결 패널(220)을 통해 스텐트(101)의 전극(131, 138)에 전기적으로 결합될 수 있다는 것을 도시한다. 도 42는 커넥터(200)의 와이어(141)가 연결 패널(220)을 통해 스텐트(101)에 간접적으로 연결될 수 있다는 것을 도시한다. 연결 패널(220)은 서로 전기적으로 결합된 제1 패널(예를 들어, 오버레이) 및 제2 패널(예를 들어, 스텐트로드 패널)을 가질 수 있다. 제1 및 제2 패널은 각각 하나 이상의 연결 패드를 가질 수 있다. 패드는 백금 또는 다른 전도성 재료로 만들어질 수 있다. 커넥터(200)의 와이어(141)는 제1 패널의 하나 이상의 패드에 전기적으로 연결될 수 있고, 스텐트(101)의 전도성 경로(또한 전극 트랙으로서 지칭됨)는 제2 패널의 하나 이상의 패드에 전기적으로 연결될 수 있다. 하나 이상의 점퍼는 제1 패널을 제2 패널에 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 점퍼는 제1 패널 패드를 제2 패널 패드에 전기적으로 연결하도록 사용될 수 있다. 하나 이상의 점퍼는 제1 패널의 패드를 제2 패널의 패드에 전기적으로 연결할 수 있으며, 이에 의해, 커넥터(200)의 리드(151)를 스텐트(101)의 전극(131, 138)에 전기적으로 연결할 수 있다. 와이어/필라(wires/filars)(141)를 제1 패널에 부착하는 것은 유익하게 와이어/필라(141)를 스텐트로드 패드(예를 들어, 제2 패널 패드)에 직접 부착하는 것보다 더 안정적이고 더 신뢰 가능한 연결을 제공할 수 있다. 제1 및/또는 제2 패널은 예를 들어 용접 또는 다른 부착 방법에 의해 커넥터(200)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 패널은 각각 16개의 패드를 가질 수 있다. 다소의 다른 수의 패드가 인정된다(예를 들어, 1개의 패드 내지 32 이상의 패드). 절연 재료(예를 들어, 에폭시)가 연결 패널(220)을 덮을 수 있다.
하나보다 많은 연결 패널(220)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 연결 패널(220)이 사용될 수 있다. 2개의 연결 패널(220)의 사용은 2개의 연결 패널이 사용될 때 16개의 와이어(141)가 모두 동일한 영역에 연결되는 것은 아니기 때문에 유익하게 단지 하나의 연결 패널(220)만의 사용에 비해 연결을 용이하게 하고 와이어 관리를 위한 더욱 많은 공간을 제공할 수 있다. 다수의 연결 패널의 사용은 스텐트로드가 전달 시스템 밖으로 밀려날 때 연결 패널 영역에 구조적 지지를 제공하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 다수의 연결 패널의 사용은 시스템이 전달 시스템(예를 들어, 카테터)을 통해 밀려날 때 인가되는 힘/축 하중을 분산시키는 것을 도울 수 있다. 다수의 연결 패널의 사용은 또한 처리 및 내피로성 관점에서 유익하다.
하나 이상의 연결 패널(220)은 스텐트(101)의 백본과 정렬될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 연결 패널(220)은 스트럿(108), 두꺼운 스트럿(108) 및/또는 보강 섹션(62)과 정렬될 수 있다.
이중 코일(201, 202)로부터 패널(220)을 향해 연장되는 리드(141)로의 천이는 전술한 바와 같이 제1 및 제2 코일(201, 202)을 풀림/언코일링을 포함할 수 있다.
커넥터(200)(혈관내 이식 가능한 리드로서 또한 지칭됨)는 신경 인터페이스 센서 데이터를 이식 가능한 원격 측정 유닛(예를 들어, 제어 유닛(12))으로 전송하도록 구성될 수 있다. 이중-옥토파일러 코일(201, 202)은 유익하게 다른 움직임들 중에서 목 움직임(neck movements)으로 인한 장기 반복 움직임 및 외상을 견딜 수 있다. 이중-옥토파일러 코일(201, 202)의 사용은 인공 근육으로 인한 잡음을 유익하게 감소시킬 수 있다.
스텐트 상의 패드는 저항 용접, 레이저 용접(각각 스텐트로드 상의 패드와 리드 사이의 직접적인 접촉을 수반함), 및/또는 와이어 본딩(중간 패드를 통한 스텐트로드와 리드 사이의 연결)을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 방법에 의해 리드 바디에 있는 도체에 연결될 수 있다.
도 43a 내지 도 43f는 연결 패널(220)의 일부의 변형예의 다양한 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 연결 패널(220)은 스텐트(101)의 일부, 예를 들어 제2 패널(224)에 부착된 제1 패널(222)(예를 들어, 오버레이)을 가질 수 있다. 제2 패널(224)은 연결 패들(connection paddle)일 수 있다. 제2 패널(224)은 스텐트(101)와 통합되거나 또는 부착될 수 있다. 제2 패널(224)은 다수의 패드(도시되지 않음) 및 다수의 전극 트랙(236)을 가질 수 있다. 전극 트랙(236)은 제2 패널(224)의 패드에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 패널(222)은 다수의 패드(226) 및 다수의 개구(또한, 윈도우 또는 구멍으로서 지칭됨)(228)를 가질 수 있다. 패드는 백금 또는 다른 전도성 재료로 만들어질 수 있다. 개구(228)는 스텐트(101) 상의 패드와 정렬되거나 또는 그렇지 않으면 그 위에 배치될 수 있다. 제1 패널(222)은 동일한 수 또는 상이한 수의 패드(226) 및 개구(228)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 패널(222)은 다소의 다른 수의 패드 및 개구(예를 들어, 1개 내지 32개의 패드 및 개구)가 이해될 수 있을지라도 16개의 패드(226) 및 16개의 개구(228)를 가질 수 있다. 다른 예로서, 제1 패널(222)은 개구(228)보다 많은 패드(226)를 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 제1 패널(222)은 개구(228)보다 적은 패드(226)를 가질 수 있다. 스텐트(101)는 제1 패널(222)에 있는 개구(228)의 수와 동일하거나 또는 상이한 수의 패드를 가질 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101)는 16개의 패드를 가질 수 있고, 제1 패널(222)은 16개의 개구(228)를 가질 수 있다. 다른 예로서, 스텐트(101)는 16개의 패드를 가질 수 있고, 제1 패널(222)은 16개 미만의 개구(228)를 가질 수 있다(예를 들어, 4개 또는 8개의 개구).
도 43a 및 도 43b는 윈도우(228)들이 패드(226)의 단면적에 비해 감소된 단면적을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 것은 와이어 관리를 위해 제1 패널(222) 상의 작동 공간을 유익하게 증가/최적화할 수 있다. 패드 및 윈도우(226, 228)는 와이어 관리를 위해 제1 패널 상의 작동 공간을 증가/최적화하기 위해 다양한 패턴으로 배열될 수 있다. 도 43a 및 도 43b에 도시된 패턴은 임의의 적합한 패턴의 패드 및 윈도우(226, 228)가 이해됨에 따라서 비제한적이다. 패드 및 개구(226, 228)는, 예를 들어, 도 43g에(도 43a 및 도 43b와 동일한 도면 시트에 있는) 도시된 다양한 치수(밀리미터)를 가질 수 있다.
도 43c 및 도 43d는 스텐트(101) 상의 패드와 오버레이(222) 상의 패드(226) 사이에 와이어 본드(230)들이 만들어질 수 있다는 것을 도시한다. 도 43d는 섹션 43D-43D에서 도 43c의 와이어 본드(230)의 확대도이다. 하나 또는 다수의 와이어(232)는 각각의 윈도우(228)의 각각을 통과할 수 있다. 예를 들어, 2개의 와이어(232)가 2개의 상이한 윈도우(228)를 통과하는 것이 도 43c 및 도 43d에 도시되어 있다.
도 43e 및 도 43f는 와이어(141)가 오버레이(222) 상의 패드(226)에 부착(예를 들어, 용접)될 수 있다는 것을 도시한다. 도 43f는 섹션 43E-43E에서 도 43e의 패드(226)에 부착된 와이어(141)의 확대도이다. 절연 재료(234)(예를 들어, 에폭시)는 와이어(141)의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
도 44a 내지 도 44d는 스텐트(101) 상에서 와이어 본딩을 위한 오버레이(222)의 변형예를 도시한다. 오버레이(222)는 도시된 다양한 치수(인치)를 가질 수 있다. 도 44a 내지 도 44d의 오버레이(222)는 패드 및 개구(226, 228)의 패턴이 다르고 개구(228)가 더 크다는 점을 제외하고는 도 43a 내지 도 43f의 오버레이(222)와 유사하다. 도 44c는 섹션 43C-43C에서 도 44a의 패드(226) 중 하나의 확대도이다. 도 44d는 섹션 44D-44D에서 도 44a의 개구(228)의 확대도이다. 패드 및 개구(226, 228)는 도시된 다양한 치수(인치)를 가질 수 있다. 와이어 본드 패드는 16개의 전극 트랙 모두를, 원하지 않는 전기적 연결이 회피되는 충분한 분리와 함께 900 ㎛ 폭에 맞추는 것을 가능하게 하도록 특정 위치에 배치될 수 있다. 오버레이(222)는 1 ㎜ 내경 카테터를 통한 전개를 가능하게 하기 위해 유사한 폭을 가질 수 있다.
도 45a 및 도 45d는 스텐트(101)에 와이어 본딩하기 위한 오버레이(222)의 변형예를 도시한다. 도 45a는 오버레이(222)의 평면도를 도시하고, 도 45b는 오버레이(222)가 패드를 가지는 스텐트(101)의 일부 위에 배치될 수 있다는 것을 도시한다. 스텐트의 패드는 전극 트랙(236)을 통해 전극(131)(도시되지 않음)에 전기적으로 연결될 수 있다. 패드 및 개구(226, 228)는 도시된 다양한 치수를 가질 수 있다. 이러한 디자인, 및 스텐트(101) 상의 패드에 대한 유사한 변화는 유익하게 와이어 본딩 구멍(228)에 대한 패드(226)의 선형 부착을 가능하게 할 수 있으며, 이러한 것은 예를 들어, 도 44a 내지 도 44d와 관련된 연결 패널보다 연결 패널(220)을 제조하게 할 수 있게 한다.
도 43a 내지 도 45d는 와이어(141)가 예를 들어 와이어 본딩으로 스텐트(101)에 간접적으로 연결될 수 있다는 것을 도시한다. 와이어(141)는 오버레이(222) 상의 중간 패드(226)에 대한 연결을 통해 스텐트(101) 상의 패드에 간접적으로 연결될 수 있다. 이러한 중간 연결 방법은 더 두껍고/더 강한 와이어(141)가 리드(200)를 오버레이(222)에 연결하도록 사용되는 것을 유익하게 허용할 수 있다. 오버레이(222)로부터 스텐트(101)로의 용접은 용접될 소량의 백금을 가지는 스텐트(101)에 대한 한계를 극복할 수 있다. 이러한 것은 레이저 용접이 전형적으로 용접 동안 풀(pool)을 형성하기 위해 용융되는 더욱 많은 재료를 요구하기 때문에 예를 들어 레이저 용접에 비해 유익하다. 소량의 재료를 사용하면, 용융된 풀은 트랙 재료를 풀 내로 흡입되게 하여, 제조 과정에서 트랙을 파손시킬 수 있다.
도 46a 내지 도 46f는 다양한 전극(131) 구성을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 이들 스텐트(101)의 각각은 스텐트(101)가 혈관 내로 전달되는 방식에 관계없이, 압축된 구성으로부터 확장시에 뇌의 정보 풍부 영역(예를 들어, 그 영역들 중에서 운동 피질, 감각 피질)을 가리키는 충분한 전극(131)이 항상 존재하는 방식으로 전극(131)을 유익하게 위치시킬 수 있다. 예시의 목적을 위해, 스텐트(101)는 전술한 바와 같이 전극(131)과 제어 유닛(12) 사이의 전기 통신을 가능하게 하는 리드 또는 다른 이러한 구조에 전극(131)을 전기적으로 결합하는 어떠한 연결 구조도없이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 전극(131)은 다양한 위치에서 스텐트(101)의 바디 주위에 분산될 수 있다. 도 46a 내지 도 46f는 스텐트(101)가 하나 이상의 셀 크기 및/또는 형상(예를 들어, 특히 다이아몬드 형상, V-자 형상 등)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 스텐트(101)는 폭보다 긴 셀을 가질 수 있다(L > W). 이러한 것은 유익하게 더욱 큰 압축을 허용하고, 전달 기구(예를 들어, 스타일렛 또는 전달 카테터) 내로 스텐트(101)를 후퇴시키기 위해 요구되는 힘을 감소시키고, 전달 기구 내에서 스텐트(101)를 전개하는데 요구되는 힘을 감소시킬 수 있다. 스텐트(101)는 길이보다 넓은 하나 이상의 셀을 가질 수 있다(W > L). 스텐트(101)는 폭보다 긴 일부 셀(L > W), 및 길이보다 넓은 일부 셀(W > L)을 가질 수 있다. 이러한 셀 변형예는 유익하게 다양한 혈관 생리학을 수용할 수 있다.
하나보다 많은 전극(131)은 전술한 바와 같이 스텐트(101)에 부착, 매립 및/또는 통합될 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101)는 하나 이상의 통합된 전도성 층(또한 전극 트랙 및 전기 트랙으로서 지칭됨)을 가질 수 있다. 전극 트랙은 약 200 ㎛ 내지 약 1000 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 다소의 다른 트랙 두께뿐만 아니라 더 좁거나 더 넓은 다른 범위도 인정된다. 이러한 두께를 가지는 전극 트랙은 유익하게 전극 트랙의 전기 저항을 감소시키고, 용접을 위해 더욱 많은 재료(연결 단부에서)를 제공할 수 있다. 도 46a 내지 도 46f에서, 전극 트랙 두께는 페이지(즉, 도면의 먼 좌측에 있는 포크(302)와 같은, 다수의 트랙이 존재하는 스텐트로드 스트럿의 전체 두께를 감소시키도록 항상 일정할 수 있는 폭 또는 길이가 아님) 내로의 치수이다. 스트럿(108)의 두께(즉, 절연층 및 전기 트랙 아래의 재료)는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 예를 들어 50 ㎛, 85 ㎛ 또는 100 ㎛일 수 있다. 다소의 다른 스트럿 두께뿐만 아니라 더 좁거나 더 넓은 다른 범위도 인정된다. 스트럿(108)의 두께는 스텐트(101)를 따라서 점차적으로 및/또는 단계적으로 증가 또는 감소될 수 있다(예를 들어, 50 ㎛로부터 85 ㎛로 점차적으로 증가하거나 또는 50 ㎛로부터 85 ㎛로 단계적으로 증가). 두꺼운 스트럿은 얇은 스트럿에 비해 더욱 큰 반경 방향 및 축 방향 힘을 가질 수 있다. 그러므로, 두꺼운 스트럿은 스텐트(101)와 혈관 벽 사이의 부착생장을 유익하게 증가시킬 수 있다. 그러므로, 두꺼운 스트럿은 스텐트(101)가 전달 기구(예를 들어, 카테터) 내에서 전방으로 밀리고 전개되는 능력을 증가시킬 수 있다. 스텐트(101)는 스텐트(101)의 근위 단부에 있는 포크(302)들 가까이에서 가장 두껍고, 스텐트(101)의 원위 단부에서 가장 얇을 수 있다. 스텐트(101)는 근위 단부로부터 원위 단부로 얇아질 수 있다. 스텐트(101)는 일정한 두께를 포함하는 임의의 적합한 두께(들)를 가질 수 있다.
도 46a 내지 도 46f에 도시된 스트럿(108) 및 셀의 구성은 스텐트(108)가 그 확장된 구성으로 있을 때 전극(131)과 조직 또는 혈관 벽 사이의 부착생장을 향상시킬 수 있다. 스트럿 및 전극 구성(108, 131)은 유익하게 스텐트(101)가 카테터 내로 압축되는 것을 허용할 수 있다. 스트럿 및 전극 구성(108, 131)은 유익하게 스텐트(101)가 카테터에서 압축된 후에 확장되도록 허용할 수 있다. 셀(예를 들어, 그의 크기 및/또는 형상) 및 전극(131) 위치는 스트럿 및 전극(108, 131)이 스텐트(101)의 압축 및/또는 확장을 물리적으로 방해하지 않도록 스텐트(101)가 압축 및/또는 확장되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 셀 및 전극(131)의 상대 위치는 스텐트(101)가 부분적으로 압축된 구성 또는 부분적으로 확장된 구성에 갇히지 않고 압축 및/또는 확장되도록 허용할 수 있다. 셀 및 전극(131) 위치는 스텐트(101)의 압축 또는 확장 동안 전극 및 스트럿(131, 108)이 서로 걸리지 않는 것을 도울 수 있다. 셀 및 전극(131)의 상대 위치는 스텐트의 확장 및/또는 압축을 용이하게 할 수 있다. 스트럿은 곡선 및/또는 직선일 수 있다. 셀을 한정하는 스트럿은 곡선 및/또는 직선일 수 있다.
스텐트(101)로부터 외부 장비로의 리드/와이어의 수를 감소시키기 위해, 다중 절환 유닛(도시되지 않음)이 사용될 수 있다. 다중 절환 유닛(multiplexing unit)은 스텐트(101)의 연결 패널/패들(예를 들어, 제2 패널(224))에 배치될 수 있다. 다중 절환 유닛은 스텐트(101)의 연결 패널/패들(예를 들어 스트럿(108)) 상에 배치될 수 있다. 하나 또는 다수의 멀티플렉서가 사용될 수 있다. 다중 절환 유닛은 스텐트(101)의 반경 방향 힘 및 가요성을 방해하지 않도록 충분히 작을 수 있다. 다중 절환은 요구되는 와이어의 수를 감소시킬 수 있다. 하나 이상의 와이어는 멀티플렉서(multiplexor)와 함께 사용되어 필요에 따라 전극(131) 사이에 전력을 공급하고 스위칭할 수 있다. 스텐트(101)는 무선으로 전력이 공급될 수 있다.
도 46a 내지 도 58d는 스텐트 셀의 다양한 배열을 도시하지만, 임의의 개방 셀 구성이 인정된다. 더욱이, 도시되지는 않았을지라도, 스텐트 셀 중 하나 이상은 셀에 개구가 없도록 폐쇄될 수 있다. 예시의 목적을 위해, 도 46a 내지 도 58d에 도시된 스텐트(101)는 다양한 길이 및 다양한 수의 전극(131)을 가지는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다소의 더 크거나 더 적은 다른 길이뿐만 아니라 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 도 46a 내지 도 58d에 도시된 스텐트 길이는 제한이 아니다. 스텐트(101)의 길이는 예를 들어 길이 방향으로 더욱 많은 스텐트를 포함하는 것에 의해 증가될 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101)의 길이는 셀의 수를 증가시키는 것에 의해 및/또는 셀의 길이 및/또는 폭을 증가시키는 것에 의해 증가될 수 있다. 유사하게, 스텐트(101)의 길이는 예를 들어 길이 방향으로 보다 적은 스텐트를 가지는 것에 의해 감소될 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101)의 길이는 셀의 수를 감소시키는 것에 의해 및/또는 셀의 길이 및/또는 폭을 감소시키는 것에 의해 감소될 수 있다. 도 46a 내지 도 58d에서의 개방 셀 디자인은 마찬가지로 단지 예시 목적을 위한 것이다. 도시된 셀 배열은 원하는 길이의 스텐트(101) 및/또는 원하는 개방 셀 디자인을 달성하도록 반복, 변화 및/또는 변경될 수 있다. 도 46a 내지 도 58d는 다양한 셀 형상 및 크기를 도시하지만, 스텐트(101)를 위한 임의의 개방 셀 구성이 인정된다. 예를 들어, 도 46a 내지 도 58d에서의 셀 중 임의의 것은 서로 조합되어 스텐트(예를 들어, 스텐트(101))를 형성할 수 있다. 도 46a 내지 도 58d에서의 전극의 수는 필요에 따라 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 46a 내지 도 58d에서의 스텐트(101)는 1개 내지 32개 이상의 전극(131)을 가질 수 있다(도면에서의 전극(131)의 수는 단지 예시일뿐이다). 이러한 방식으로, 스텐트(101)는 유익하게 다양한 혈관 생리학을 수용할 수 있고, 하나 또는 다수의 위치에서 다양한 조직을 감지하고 및/또는 자극할 수 있다.
스텐트(101)는 전극(131)의 하나 이상의 섹션을 가질 수 있다. 하나 이상의 섹션은 전극을 가지거나 또는 가지지 않는 스트럿(108)의 하나 이상의 섹션에 의해 분리될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에 개시되고 고려된 스텐트(101), 예를 들어, 도 46a 내지 도 56d에 도시된 스텐트(101)는 매체(예를 들어, 조직 및/또는 유체)의 다양한 활동도를 자극하고 및/또는 감지할 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101)는 혈관의 내강 내부의 유체의 활동도, 혈관 자체의 활동도, 및/또는 뇌의 운동 및/또는 감각 피질과 같은 혈관 외부의 매체(예를 들어, 조직 및/또는 유체)의 활동도를 자극하고 및/또는 감지할 수 있다.
도 46a는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 7개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극(예를 들어, 1개 내지 32개 이상의 전극)이 또한 인정된다. 7개의 전극(131)은 전극 중첩없이 혈관의 길이를 가로질러 반경 방향으로 걸쳐져 이어질 수 있다. 예를 들어, 7개의 전극(131)은 전극 중첩없이 8 ㎜ 혈관의 길이를 가로질러 반경 방향으로 걸쳐져 이어질 수 있다. 7개의 전극(131)은 스텐트(101)가 혈관에서 확장될 때 전극(131)의 중첩이 없도록 스텐트(101)의 길이를 따라서 상이한 반경 방향 위치에 있을 수 있다. 7개의 전극(131)은 스텐트(101)가 혈관에서 확장될 때 전극(131)의 중첩이 없도록 스텐트(101)의 길이를 따라서 상이한 원주 방향 위치에 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 것은 스텐트(101)가 압축된 구성으로부터 확장할 때 뇌의 풍부 정보 영역(information rich areas of the brain)(예를 들어, 그 영역들 중에서 운동 피질, 감각 피질)을 가리키는 충분한 수의 전극(131)을 가지는 것을 유익하게 보장할 수 있다.
도 46a는 스텐트(101)가 대형 셀 및 소형 셀을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 소형 셀은 대형 셀 안에 있을 수 있다. 스트럿(108)은 셀을 한정할 수 있다. 스트럿(108)의 일부는 소형 셀의 적어도 일부 및 대형 셀의 적어도 일부를 한정할 수 있다. 스트럿(108)의 일부는 소형 셀의 적어도 일부 또는 대형 셀의 적어도 일부를 한정할 수 있다. 전극(131)은 소형 셀 및/또는 대형 셀 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 전극(131)은 소형 셀과 통합될 수 있다. 전극(131)은 소형 셀의 어느 곳에나 위치될 수 있다. 예를 들어, 전극(131)은 소형 셀의 정점에 위치될 수 있다. 전극(131)은 스트럿(108) 상의 어느 곳에나 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전극(131)은 소형 셀의 원위 길이 방향 정점에 위치될 수 있다. 도시되지는 않았을지라도, 전극(131)은 예를 들어 가로 방향 및 근위 정점들을 포함하는 원위 길이 방향 정점들로부터 떨어져 있는 소형 셀의 일부 상에 위치될 수 있다. 전극(131)은 대형 셀에 간접적으로 결합될 수 있다. 소형 셀은 유익한 전극 배치를 위해, 그리고 전극-혈관 벽 부착생장을 돕도록 대형 셀 내에 있을 수 있다. 스텐트(101)는 스텐트 중첩을 위해 상부 상의 소형 폐쇄 셀의 완전한 세트(예를 들어, 도 46a에서의 소형 폐쇄 셀의 상부 열)를 가질 수 있다. 소형 셀은 셀 길이(L) 및 셀 폭(W)을 가질 수 있다. 스텐트(101)는 총 길이(TL) 및 총 폭(TW)을 가질 수 있다. 도 46a에서의 구성은 전극(131)과 혈관 벽의 조직 사이의 부착생장을 향상시킬 수 있다.
도 46b는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 전극(131)은 신경 기록 및 자극 효율을 위해 쌍극 쌍으로 위치될 수 있다. 쌍극 쌍 배열(bipolar pair arrangement)은 유익하게 하나의 전극으로부터 다른 전극으로(예를 들어, 임의의 두 전극(131) 사이에서) 직접 자극 또는 기록을 가능하게 할 수 있다. 이러한 것은 쌍극 쌍(전극(131) 및 먼 접지와 대조되는 것으로서, 스텐트로부터 떨어져 있는 제2 또는 복귀 전극을 가지는)을 형성하는 전극(131)들 사이의 영역에서 뇌의 초점 영역으로부터 신호의 반응 또는 기록을 끌어낼 수 있다. 전극(131)은 서로 독립적일 수 있다. 전극(131)은 쌍으로 사용될 수 있다. 전극(131)은 예를 들어 전극(131)들 사이를 스위칭하는 것에 의해 다수의 쌍으로 사용될 수 있다. 전극(131)은 쌍으로 사용될 수 있고, 서로 독립적일 수 있다. 도 46b의 구성은 전극(131)과 혈관 벽의 조직 사이의 부착생장을 향상시킬 수 있다.
도 46c는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 14개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 전극(131)은 쌍극 쌍으로 위치될 수 있다. 도 46c의 스텐트(101)는 전극 부착생장을 향상시키는 동시에 전극 사이의 알려진 거리를 보장하도록, 쌍극 전극 쌍이 개방 셀에 장착된 하나의 전극과, 그 전극에 대한 개방 셀 스타일로 장착된 다른 전극으로 구성된다는 것 외에 도 46b의 스텐트(101)와 유사하다.
도 46d는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 전극(131)은 쌍극 쌍으로 위치될 수 있다. 도 46d는 스텐트(101)가 직선의 단일 스트럿 쌍극 쌍 개방 셀 디자인을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 전극(131)은 단일 선형 스트럿(108)이 부착된 쌍극 쌍 전극(131)으로 개방 셀 스트럿의 내부에 장착될 수 있다. 이러한 것은 요구되는 재료의 양을 감소시킬 수 있다(예를 들어, 도 46c에 도시된 스텐트(101)에 요구되는 재료의 양에 비해). 도 46d에서의 구성은 전극(131)과 혈관 벽의 조직 사이의 부착생장을 향상시킬 수 있다.
도 46e는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 전극(131)은 쌍극 쌍으로 위치될 수 있다. 스텐트(101)의 셀은 도시된 형상을 가질 수 있다. 전극은 셀을 한정하는 스트럿(108) 상의 임의의 위치가 인정될지라도 도시된 위치를 가질 수 있다. 스텐트(101)는 가요성일 수 있고, 도 46a 내지 도 46d에 도시된 스텐트(101)보다 적은 재료를 요구한다. 도 46e에서의 구성은 전극(131)과 혈관 벽의 조직 사이의 부착생장을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 도 46e에서의 구성은 초탄성을 유지하는 혈관 건삭(vascular chordae) 주위의 혈관 벽을 적어도 부분적으로 대형 개방 셀 디자인에 적용할 수 있다.
도 46f는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 도 46f의 스텐트(101)는 도 46f의 스텐트(101)가 더 긴 길이를 가질 수 있고 더욱 많은 전극(131)으로 도시된다는 점을 제외하고는 도 46a의 스텐트(101)와 유사하다.
도 47a 내지 도 47f는 다양한 전극(131) 구성을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 47a 내지 도 47f의 스텐트(101)는 상이한 셀 구성 및 전극(131) 위치를 제외하고는 도 46a 내지 도 46f의 스텐트(101)와 유사하다. 도 47a 내지 도 47f는 스텐트(101)가 예를 들어 오프셋 각도(304)만큼 서로 오프셋된 스트럿 크로스링크(109)들을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 오프셋 크로스링크(109)는 유익하게 스텐트(101)가 어떠한 스텐트 중첩도 가지지 않으면서 압축되는 것을 허용할 수 있다. 이러한 것은 차례로 스텐트(101)가 확장될 때 셀 및/또는 전극(131)이 서로 얽히거나 걸리는 위험을 방지하거나 또는 그렇지 않으면 감소시키는 것에 의해 스텐트(101)가 보다 용이하게 확장되는 것을 유익하게 허용할 수 있다. 예시의 목적을 위해, 도 47a 내지 도 47e에서의 스텐트(101)는 다양한 다이아몬드 형상 및 직선 형상 셀을 형성하는 선형으로 배열된 스트럿(108)으로 도시되어 있다. 그러나, 스텐트(101)의 셀은 전술한 오프셋 각도(304)를 제외하고는 도 46a 내지 도 46f의 소형 셀과 유사한 도 47a 내지 도 47f의 좌측 하단에 도시된 바와 같이 형상화될 수 있다. 다소의 다른 오프셋 각도(예를 들어, 80° 내지 120°, 또는 더 좁거나 넓은 범위)가 또한 인정될 수 있을지라도, 오프셋 각도는 예를 들어 101°(예를 들어, 101.3°)일 수 있다.
도 47a 내지 도 47f는 셀의 길이 대 폭 비가 7 : 5일 수 있다는 것을 도시한다. 7 : 5의 비는 스텐트(101)가 압축 및 확장될 수 있는 것을 보장한다.
도 47a 내지 도 47f는 스텐트(101)가 포크 각도(302)를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 도 47a는 스텐트(101)가 제1 포크 각도(302F) 및 제2 포크 각도(302S)를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 제1 및 제2 포크 각도(302F, 302S)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 포크 각도(302F, 302F)는 예를 들어 연결 패널(224)로부터 연장되는 중심축과 제1 및 제2 스트럿(별도로 라벨링되지 않음) 사이에서 측정될 수 있다. 제1 및 제2 포크 각도(302F, 302S)는 각각 약 30°내지 약 50°일 수 있다. 예를 들어, 제1 포크 각도(302F)는 약 41.5°일 수 있고, 제2 포크 각도(302S)는 약 35.5°일 수 있다. 다소의 다른 포크 각도뿐만 아니라 다른 포크 각도 범위가 또한 인정된다. 포크 각도(302)는 스텐트(101)의 더욱 용이한 전개(예를 들어, 확장) 및 후퇴(예를 들어, 압축)를 유익하게 허용할 수 있다.
도 47b는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다소의 다른 수의 전극이 또한 인정된다. 16개의 전극은 2개 이상의 "가로대"를 가지는 사다리 스타일로 배열될 수 있다. 예를 들어, 16개의 전극은 2-4-4-5-1 패턴을 가지는 전극(131)의 5개의 가로대로 배열될 수 있다. 스텐트(101)는 2-4-5-5 전극 패턴을 가지는 4개의 가로대를 포함하는, 임의의 수의 가로대 및 각각의 가로대에 있는 임의의 수의 전극(131)을 가질 수 있다. 다른 예로서, 도 47c는 스텐트(101)가 1-3-3-4-5 전극 패턴을 가지는 5개의 사다리 가로대에 배열된 16개의 전극을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 도 47c의 1-3-3-4-5 패턴은 더욱 짧은 사다리 구성, 예를 들어, 도 47b의 2-4-5-5 패턴에 비해 추가적인 전기 평가 길이(예를 들어, 자극 및/또는 기록 길이)를 유익하게 제공할 수 있다. 사다리 스타일은 유익하게 혈관 꼬부라짐을 통한 전달을 도울 수 있고, 혈관 건삭의 탐색을 가능하게 하는 동시에 전극 부착생장 및 자체 확장을 보장할 수 있다.
도 47d는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 10개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 10개의 전극을 가지는 임의의 사다리 패턴이 인정될지라도, 10개의 전극(131)은 1-2-2-2-3의 5개의 가로대 사다리 패턴으로 도시되어 있다. 스텐트(101)는 도 46a를 참조하여 위에서 설명된 대형 및 소형 셀들과 유사한 상대 셀 크기를 가질 수 있다.
도 47e는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 도 47e는 스텐트(101)가 스텐트(101)의 경계(예를 들어, 주변)에 더욱 큰 셀을 가질 수 있고 스텐트(101)의 중앙(예를 들어, 중심)에 더욱 조밀한 셀을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 셀 및 전극(131)의 이러한 배열은 스텐트(101)의 중심에 더욱 근접하여 기록 또는 자극을 위한 강화된 영역을 유익하게 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 비록 16개의 전극(131)을 가지는 임의의 사다리 패턴이 인정될지라도, 전극(131)은 8개의 가로대의 1-2-3-2-3-2-1-2의 사다리 패턴으로 배열될 수 있다.
도 47f는 스텐트(101)가 2-1-4-2-2-3-2의 전극 패턴을 가지는 7개의 사다리 가로대에 배열된 16개의 전극을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 도 47f의 2-1-4-2-2-3-2 패턴은 예를 들어 도 47b 내지 도 47d의 사다리 패턴에 비해 더욱 짧은 사다리 구성에 대한 추가적인 전기 평가 길이(예를 들어, 자극 및/또는 기록 길이)를 유익하게 제공할 수 있다. 도 47f는 전달, 후퇴 및 전개, 전달 능력을 향상시키고 중첩을 감소시키기 위한 편향된 전극 위치, 중첩 및 반경 방향 힘을 위한 상호 배치된 셀, 전달 능력 및 자체 확장을 위한 셀 종횡비를 돕는 포크 각도(302F, 302S)를 도시한다.
예시의 목적을 위해, 위에서 설명된 도 46a 내지 도 47f 및 다음에 설명되는 도48a 및 도 48b, 도 46b 및 도 46c, 도 51b, 도 52b, 도 53b 및 도 53c, 도 54a 내지 도 57 및 도 58c에서의 스텐트(101)는 셀, 스트럿(108), 전극(131), 및/또는 전극 트랙(236)이 용이하게 보일 수 있도록 평탄하게 도시된다. 그러나, 스텐트(101)는 실제로 곡선화된다(예를 들어, 압축 및/또는 확장된 구성으로 있을 때). 스텐트(101)의 상부는 혈관 벽에 대해 반경 방향 외향력을 발휘할 수 있는 원통형 튜브형 스텐트 구조물을 형성하도록 스텐트(101)의 하부(도 46a 내지 47f에 도시된 바와 같은 상부 및 하부)에 직접 접합될 수 있다. 스텐트(101)의 상부는 스텐트(101)의 하부를 만나도록(영구 부착물의 유무에 관계없이) 주위로 곡선화될 수 있다. 스텐트(101)의 상부 및 하부의 일부는 중첩될 수 있거나 또는 그 사이에 갭이 있을 수 있다.
도48a 내지 도 48d는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도48a는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 8개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 스텐트(101)는 근위 단부(250) 및 원위 단부(260)를 가질 수 있다. 근위 단부(250)는 전술한 바와 같은 제2 패널(224)을 포함할 수 있다. 제2 패널(224)은 스텐트 패드(238)들을 가질 수 있다. 도 48b는 전극 트랙(236)을 가지는 도48a의 스트럿(108)을 도시한다. 예시의 목적을 위해, 스텐트(101)는 도48a 및 도 48b에 평탄하게 도시되어 있지만, 전술한 바와 같이 곡선화될 수 있다. 도 48c는 섹션 48C-48C에서 도48a의 스텐트(101)의 근위 단부(250)의 확대도이며, 스텐트 패드(238)에 전기적으로 연결된 전극 트랙(236)을 도시한다. 오버레이(222)는 스텐트 패드(238) 위에 배치될 수 있다. 도 48d는 섹션 48D-48D에서의 도48a의 전극(131)의 확대도이다.
도 49a 내지 도 49c는 도시된 바와 같이 배열된 7개의 전극(131)을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 49a 내지 도 49c의 스텐트(101)는 도 46a의 스텐트(101)와 유사하다. 도 49a는 확장된 구성에서 곡선 프로파일을 가지는 스텐트(101)의 사시도를 도시한다. 도 49b는 평탄 구성에서의 스텐트(101)를 도시한다. 도 49c는 전극 트랙(236)을 가지는 도 49a 및 도 49b의 스트럿(108)을 도시한다. 도 49b 및 도 49c는 예를 들어 공통 스트럿으로 합체됨에 따라서 다수의 전극 트랙(236)을 수용하고 및/또는 스텐트(101)의 축 방향 및 반경 방향 힘/탄력성을 증가시키도록 원위 단부(260)로부터 근위 단부(250)로 스트럿(108)이 더 두꺼워질 수 있다는 것을 도시한다. 공통 스트럿 상의 다수의 전극 트랙(236)은 서로 평행할 수 있다.
도 50a 내지 도 50c는 연결 패널(220)에 연결된 스텐트(101)의 변형예의 정면 사시도, 후방 사시도 및 평면도를 도시한다. 스텐트(101)는 도시된 바와 같이 배열된 8개의 전극(131)을 가질 수 있다.
도 51a 및 도 51b는 도시된 바와 같이 배열된 8개의 전극(131)을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 51a는 확장된 구성에서 곡선 프로파일을 가지는 스텐트(101)의 사시도를 도시하고, 도 51b는 평탄 구성에서의 스텐트(101)를 도시한다. 스텐트(101)는 보강 섹션(62)을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 전극(131)으로부터의 전극 트랙(236)은 보강 섹션(62)에 합체될 수 있다. 보강 섹션(62)에 있는 다수의 전극 트랙(236)은 서로 평행할 수 있다. 스트럿(108) 및/또는 보강 섹션(62)의 일부는 원위 단부(260)로부터 근위 단부(250)로 더 두꺼워질 수 있다. 스텐트 패드(238)는 커넥터(200)(도시되지 않음)의 리드 와이어(141)에 직접 연결될 수 있다. 스텐트 패드(238)는 커넥터(200)(도시되지 않음)의 리드 와이어(141)에 간접적으로 연결될 수 있다.
도 52a 내지 도 52c는 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 근위 단부(250)는 전술한 바와 같은 제2 패널(224)을 포함할 수 있다. 제2 패널(224)은 스텐트 패드(238)를 가질 수 있다. 도 52a는 확장된 구성에서 곡선 프로파일을 가지는 스텐트(101)의 사시도를 도시하고, 도 52b는 평탄 구성에서의 스텐트(101)를 도시한다. 스텐트(101)는 보강 섹션(62)을 가질 수 있다. 도 52b는 전극 트랙(236)의 일부가 상부, 하부 또는 중간 스트럿(108) 또는 임의의 다른 스트럿에 합체될 수 있다는 것을 도시한다. 중간 스트럿(108)은 보강 섹션(62)일 수 있다. 스트럿(108) 및/또는 보강 섹션(62)의 일부는 원위 단부(260)로부터 근위 단부(250)로 더 두꺼워질 수 있다. 도 52c는 도 52a 및 도 52b의 스텐트(101)의 근위 단부(250)의 확대도이며, 스텐트 패드(238)에 전기적으로 연결된 전극 트랙(236)을 도시한다. 오버레이(222)는 스텐트 패드(238) 위에 배치될 수 있다. 스텐트 패드(238)는 커넥터(200)(도시되지 않음)의 리드 와이어(141)에 직접 연결될 수 있다. 스텐트 패드(238)는 커넥터(200)(도시되지 않음)의 리드 와이어(141)에 간접적으로 연결될 수 있다.
도 53a 내지 도 53d는 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 53a는 확장된 구성에서 곡선 프로파일을 가지는 스텐트(101)의 사시도를 도시한다. 도 53b는 평탄 구성에서의 스텐트(101)를 도시한다. 도 53c는 전극 트랙(236)을 가지는 도 53a 및 도 53b의 스트럿(108)을 도시한다. 도 53c는 전극 트랙(236)의 일부가 상부 스트럿에 합체될 수 있고, 전극 트랙(236)의 일부는 하부 스트럿에 합체될 수 있다는 것을 도시한다. 도 53d는 도 52a 및 도 52b의 스텐트(101)의 근위 단부(250)의 확대도이며, 스텐트 패드(238)에 전기적으로 연결된 전극 트랙(236)을 도시한다.
도 54a 및 도 54b는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 54a는 스텐트(101)가 도시된 바와 같이 배열된 8개의 전극(131)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 다른 수의 전극이, 다소(more or less), 또한 인정된다. 도 54b는 전극 트랙(236)을 가지는 도 54a의 스트럿(108)을 도시한다. 도 54b는 전극 트랙(236)의 일부가 상부 스트럿에 합체될 수 있고, 전극 트랙(236)의 일부가 하부 스트럿에 합체될 수 있다는 것을 도시한다.
도 55a 및 도 55b는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 55a 및 도 55b의 스텐트(101)는 도 55a에서의 셀이 균일한 크기를 가진다는 것을 제외하고는 도 54a 및 도 54b의 스텐트(101)와 유사하다.
도 56a 내지 도 56d는 전극 트랙이 없는 스텐트(101)의 다양한 변형예를 도시한다. 스텐트(101)는 도시된 바와 같이 배열된 전극(131)을 가질 수 있다. 다른 수의 전극이, 다소, 또한 인정된다. 도 56c는 스트럿(108)이 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(108i, 108ⅱ, 108ⅲ, 및 108ⅳ), 또는 스트럿(108)이 더욱 많거나 적은 부분을 가지는 그 임의의 조합을 각각 가질 수 있고, 스트럿 제1 부분(108i)의 두께는 스트럿 제2 부분(108ⅱ)보다 크며, 스트럿 제2 부분(108ⅱ)의 두께는 스트럿 제3 부분(108ⅲ)보다 크며, 스트럿 제3 부분(108ⅲ)의 두께는 스트럿 제4 부분(108ⅳ)보다 크다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(108i, 108ⅱ, 108ⅲ 및 108ⅳ)은 각각 약 0.33 ㎜, 약 0.29 ㎜, 약 0.21 ㎜, 약 0.13 ㎜의 두께를 가질 수 있다.
도 57은 스텐트(101)에 대한 격자 구조의 변형예를 도시한다.
도 58a 내지 도 58c는 도시된 바와 같이 배열된 16개의 전극(131)을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다. 도 58a 내지 도 58c의 스텐트(101)는 도 47f의 스텐트(101)와 유사하다. 도 58a 및 58b는 확장된 구성에서 곡선 프로파일을 가지는 스텐트(101)의 사시도 및 측면도를 도시한다. 곡선 프로파일은 갭(240)을 가질 수 있다. 도 58c는 평탄 구성에서의 스텐트(101)를 도시한다. 스텐트(101)는 도 58c에 도시된 다양한 치수(밀리미터)를 가질 수 있다.
본 명세서에서 개시되고 및/또는 고려되는 임의의 스텐트(101)는 무선 스텐트(무선 전극 시스템으로서 또한 지칭됨)일 수 있다. 스텐트(101)는 하나 이상의 무선 송신기(예를 들어, 도 31의 무선 송신기(1002))를 가질 수 있다. 무선 송신기는 스텐트(101)에 부착되거나 또는 통합될 수 있다. 무선 송신기는 별도의 디바이스일 수 있고 및/또는 스텐트(101)의 하나 이상의 전극(131)의 배열일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전극(131)의 배열은 정보를 전송 및/또는 수신할 수 있는 무선 안테나를 형성할 수 있다. 전극(131)은 신경 정보를 기록하거나 또는 픽업하고, 이러한 정보를 무선 송신기로 중계할 수 있다. 이러한 기록된 정보는 두개골을 통해 무선 수신기(예를 들어, 도 31의 무선 수신기(1004))로 무선으로 전송될 수 있다. 무선 수신기는 획득된 신경 정보를 디코딩하고 인공팔/다리(prosthetic limb) 또는 시각적 보철물과 같은 디바이스로 전송할 수 있다.
무선 스텐트(예를 들어, 스텐트(101))는 전력 및 데이터 모두의 전송을 위해 구성될 수 있다. 전력은 스텐트의 회로를 동작시키도록 무선 스텐트에 무선으로 전송될 수 있고, 데이터는 무선 스텐트로부터 예를 들어 제어 유닛(예를 들어, 제어 유닛(12))으로 무선 전송될 수 있다. 무선 전력에 추가하여 또는 그 대신에, 스텐트는 혈류 및/또는 혈관 수축 및 확장으로부터 에너지를 생성하는 압전 에너지 발전기를 이용하여 전력을 공급받을 수 있다.
무선 스텐트 시스템은 완전히 또는 부분적으로 무선일 수 있다. 완전 무선은 전극(131) 및 무선 회로를 포함하는 스텐트(예를 들어, 스텐트(101))의 일부가 이식 후에 혈관 벽을 넘어 연장되지 않는다는 것을 의미한다. 반 무선은 스텐트(예를 들어, 스텐트(101)), 전극(131) 및/또는 무선 회로의 적어도 일부가 이식 후 혈관 벽을 넘어 연장된다는 것을 의미한다. 도 31의 스텐트(101)는 완전 무선 스텐트 시스템의 예이다. 도 31에 도시된 바와 같이, 전체 디바이스(스텐트 및 전자 기기)는 혈관 내에 있거나, 또는 그렇지 않으면 시간이 지남에 따라 혈관 내에 매립될 수 있다. 도 2a의 스텐트(101)는 반 무선 시스템의 예이며, 무선 전자 기기는 흉부 영역에 있는 혈관 외부에 위치된다. 도 2a의 시스템은 예를 들어 무선 시스템이 혈관의 외부에 위치되는 심박 조율기와 유사하다. 반 무선 시스템은 혈관 내부에서 혈관 외부로 보내지는 와이어를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 스텐트(101)는 혈관 벽에 대하여 전극(131)을 발판으로 받치도록 사용될 수 있다. 무선 스텐트 시스템은 하나 이상의 스텐트(예를 들어, 스텐트(101)), 예를 들어 1개 내지 10개의 스텐트(예를 들어, 1개, 2개 또는 3개 이상의 스텐트(101))를 가질 수 있다. 다소의 다른 수의 스텐트뿐만 아니라 더 좁거나 더 넓은 범위가 또한 인정된다. 무선 전자 기기가 전극(131)을 가지는 제1 스텐트(101) 상에 장착되거나 이와 통합될 수 없으면(예를 들어, 공간 또는 기능 요건으로 인해), 무선 전자 기기는 제2 스텐트(101)(예를 들어, 제1 스텐트(101)와 동일하거나 또는 이와 다른 수의 전극을 가질 수 있거나, 또는 전극을 가지지 않는) 상에 장착되거나 또는 이와 통합될 수 있다. 이러한 멀티-스텐트 시스템(예를 들어, 이중-스텐트 시스템)은 폐색 또는 막힘을 유발할 가능성이 있는 혈관의 중심으로부터 멀리 회로를 유익하게 운반할 수 있다. 이중-스텐트 시스템의 제1 및 제2 스텐트는 유익하게 시스템의 무선 전송을 향상시킬 수 있는 쌍극 안테나를 형성할 수 있다. 제2 스텐트는 제1 스텐트에 직접 연결된(그러나 전기적으로 연결되지 않는) 두개골 아래에 있을 수 있거나, 또는 목에 배치되어 제1 스텐트에 묶일 수 있다. 다른 배열이 또한 인정된다(예를 들어, 제1 및 제2 스텐트는 서로 전기적으로 연결될 수 있다). 목에 제2 스텐트를 배치하는 이점은 신체 표면까지의 거리에서의 감소를 포함한다. 목에서의 배치는 또한 신경 신호의 획득 및 증폭에 대한 간섭을 덜 유발할 것으로 예상된다.
시스템(예를 들어, 시스템(10))은 원격 측정 유닛(예를 들어, 제어 유닛(12))과 유선 및/또는 무선 통신하는 하나 이상의 스텐트(101)를 가질 수 있다. 예를 들어, 시스템은 간질의 진단, 예측 및 치료를 위한 혈관내 원격 측정 및 폐루프형(closed loop) 피질 기록 및/또는 자극 시스템일 수 있다. 간질을 위한 혈관내 원격 측정 시스템(간질 치료 시스템으로서 또한 지칭됨)은 유익하게 뇌 활동도를 연중무휴 24시간 내내 기록할 수 있다. 전통적으로 환자가 겪는 발작의 횟수를 치료 의사가 결정하는 능력이, 주지의 사실로서 부정확할 수 있는 환자가 기록한 발작 일지에 의존함에 따라서, 이러한 연중무휴 모니터링은 의사와 환자 모두에게 중요한 이점을 제공한다. 환자가 일으키는 발작의 수와 특성을 아는 것은, 의사의 항경련제 치료를 위해 혈관내 원격 측정 시스템이 제공하는 정확한 투여량을 결정하는데 중요할 수 있다. 간질 치료 시스템은 의약품/약물의 치료 투여량을 조절할 수 있는 입력을 수신할 수 있다.
원격 측정을 기록하기 위해, 스텐트(101)는 발작 검출을 위하여 관심 피질 영역(측두엽 포함하는)에 근접하여 달성할 수 있도록 피질 정맥 표적(횡정맥동을 포함하는)에 이식된다. 스텐트(101)는 이식 가능한 원격 측정 유닛(ITU)일 수 있거나 또는 그 일부일 수 있다. ITU는 뇌 기록을 수집할 수 있는 데이터 유닛을 수용할 수 있다. ITU는 관심 시간에 걸쳐서 신경 정보를 검토하도록 사용자 또는 의사에 의해 무선으로 액세스될 수 있다. ITU는 신경 정보의 실시간 평가를 위해 무선으로 액세스될 수 있다. 예를 들어, 고위험 기간(환자가 몸 상태가 좋지 않거나 또는 그의 치료 요법을 수정해야만 할 때를 포함하는)에, 의사는 신경 신호를 실시간으로 평가할 수 있다. ITU에 의해 수집된 신경 데이터는 다양한 실시간 기능을 허용하는 일정 범위의 앱으로 스트리밍될 수 있다. 예를 들어, 수집된 신경 데이터는 신경 데이터의 소프트웨어 분석(발작 예측을 포함하는)을 적용하는 제3자 애플리케이션과 통신될 수 있다. 이러한 방식으로, 수집된 데이터는 수집된 데이터를 사용할 때 환자에 대한 정보 또는 변조 정보를 발생시키도록 제3자 사용자가 이용할 수 있다. 간질 치료 시스템은 폐쇄 루프 피드백을 가질 수 있다. 예를 들어, 수집된 데이터는 실시간 발작 검출을 포함하는 데이터에 기초하여 정확한 투여량 결정을 가능하게 하도록 치료-전달 시스템(유발 신경 자극기, 약물 전달 시스템을 포함하는)으로의 입력 루프에서 이용될 수 있다. 간질 치료 시스템은 신경 조절(neuromodulation)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 반응성 신경 자극은 스텐트(101)를 가지는 본 명세서에 기술된 혈관내 시스템에 의해 달성될 수 있다. 이러한 것은 예를 들어 발작 종료를 달성하기 위해 혈관 벽 전체에 걸쳐서(하나 이상의 스텐트(101)의 하나 이상의 전극(131)으로부터) 자극하는 것에 의해 스텐트 시스템을 이용하는 것에 의해 폐루프 시스템이 치료를 기록하고 전달하는 것을 유익하게 가능하게 할 수 있다.
도 59a 내지 도 59c는 원격 측정 디바이스(12)에 연결된 스네이크 및 가로대 디자인을 가지는 원격 측정 유닛 리드(400)를 도시한다. 스네이크 및 가로대 디자인은, 예를 들어 리드가 너무 길면 리드(400)를 단축시키는데 요구되는 외과적 조작을 유익하게 감소시킬 수 있다. 전형적으로, 리드는 자기를 권취하는 것에 의해 단축될 수 있지만; 이러한 권취는 리드가 스스로 문질러 마모됨에 따라서 피로를 유발할 수 있으며, 및/또는 수술 동안 근육 내로 더욱 큰 절개를 요구할 수 있다. 스네이크 및 가로대 디자인은 이러한 위험을 예방/방지한다. 도 59a 내지 도 59c에 도시된 바와 같이, 원격 측정 유닛 리드(400)는 하나 이상의 가로대(402)에 의해 연결된 스네이크 형태(404)로 말려진(curled) 설정된 전체 크기(예를 들어, 전체 길이)일 수 있다. 가로대(402)는 실리콘 또는 약간의 굴곡을 가지는 다른 생체적합성 재료로 만들어질 수 있다. 더욱 긴 리드가 요구되면, 가로대(402) 중 하나 이상은 리드 길이가 증가될 수 있도록 분리될 수 있다(예를 들어, 외과적 절단을 통하여 또는 다른 방식으로). 이러한 방식으로, 일반적인 원격 측정 유닛 리드(400)의 길이는 수술 동안 환자 및 원격 측정 디바이스(12)의 외과적 배치에 맞게 재단/맞춤화될 수 있다. 예를 들어, 도 59a 내지 도 59c는 예를 들어 수술 동안 4개의 가로대(402)를 분리하는 것에 의해 리드 길이가 L1로부터 L2로 증가될 수 있다는 것을 도시한다. 하나 이상의 가로대(402)(예를 들어, 1개, 2개 또는 3개 이상)은 리드(400)의 스네이크 부분(404)의 중앙 또는 좌측 및/또는 우측 가장자리에 또는 그 사이 어딘가에 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 원격 측정 유닛(예를 들어, 제어 유닛(12))은, (a) 외골격; (b) 휠체어; (c) 컴퓨터; 및/또는 (d) 다른 전기 또는 전기-기계 디바이스 중 하나 이상을 포함할 수 있는(그러나 이에 국한되지 않는) 외부 장치(16)에 및/또는 이로부터 정보를 통신할 수 있다(유선을 사용하거나 또는 무선으로).
예를 들어, 도 60a 내지 도 60d는 사람의 뇌 혈관, 예를 들어 사람의 상시상 정맥동을 가로지르는 혈관에 이식된 스텐트(101)를 가지는 시스템(10)의 변형예를 도시한다. 도 60a는 시스템(10)을 도시하고, 도 60b 내지 도 60c는 도시된 바와 같은 시스템(10)의 3개 확대도를 도시한다. 스텐트(101)는 예를 들어 뇌 신호를 수동적으로 기록 및/또는 조직을 자극하기 위해 주 운동 피질 위에 놓인 상시상 정맥동(SSS) 내로 경정맥을 통해 이식될 수 있다. 스텐트(101)는 신경 손상 또는 질병으로 인해 마비된 사람들이 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 장치(16)(예를 들어, 로봇 상부 사지 보철물, 전동 휠체어 등)와 같은 보조 기술의 직접적인 뇌 제어를 통해 의사 소통하고, 이동성을 개선하고 잠재적으로 독립할 수 있도록, 움직이려는 의도와 관련된 뇌 신호를 기록하고 해석할 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐서 설명된 바와 같은 스텐트(101)에 대한 다른 응용이 또한 인정된다.
시스템(10)은 하나 또는 다수의 원격 측정 유닛을 가질 수 있다. 시스템(10)은 하나 또는 다수의 내부 및/또는 외부 원격 측정 디바이스를 가질 수 있다. 도 60a 및 도 60d는 시스템이 외부 원격 측정 유닛(15)과 유선 또는 무선 통신하는 내부 원격 측정 유닛(예를 들어, 제어 유닛(12))을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 외부 원격 측정 유닛(15)은 사용자의 피부를 가로질러 내부 원격 측정 유닛(12)에 무선으로 연결될 수 있다. 내부 원격 측정 유닛(12)은 스텐트(101)와 무선 또는 유선 통신할 수 있다. 예를 들어, 도 60a 내지 도 60d는 스텐트(101)가 통신 도관(14)을 통해 내부 제어 유닛(12)에 전기적으로 연결될 수 있다는 것을 도시한다. 통신 도관(14)은 스텐트 리드일 수 있다. 도 60c에 도시된 바와 같이, 스텐트 리드는 스텐트(101)로부터 연장되어, 경정맥의 벽, 및 피부 아래의 터널을 통해 쇄골하 주머니(subclavian pocket)로 보내질 수 있다. 이러한 방식으로, 통신 도관(14)은 스텐트(101)와 내부 제어 유닛(12) 사이의 통신을 용이하게 할 수 있다.
도 60a 내지 도 60d(뿐만 아니라 도 1 내지 도 2b)에 도시된 바와 같이, 하나 또는 다수의 원격 측정 유닛은 사용자의 가슴 안에(in) 및/또는 가슴에(on) 위치/이식(located/implanted)될 수 있다. 그러나, 원격 측정 디바이스는 임의의 적절한 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 원격 측정 유닛은 사용자의 귀 뒤에 위치/이식될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 다수의 원격 측정 유닛은 도 60a에 도시된 위치(19)에서 또는 사용자의 귀 뒤에, 또는 귀에 근접하여 위치되거나 이식될 수 있다. 가슴 안에 및/또는 가슴에서의 배치와 관련하여, 제어 유닛을 사용자의 귀 뒤에 배치하는 것은, 예를 들어, 통신 도관(14)(예를 들어, 스텐트 리드)이 사용자의 목에 위치될 필요가 없기 때문에 목과 근육의 움직임으로 인한 아티팩트와 잡음을 유익하게 감소시킬 수 있다.
내부 원격 측정 유닛(12)은 하나 또는 다수의 외부 장치(16)에 연결될 수 있다. 내부 원격 측정 유닛(12)은 하나 또는 다수의 내부 장치(도시되지 않음), 예를 들어 사람의 인체 내에 또는 인체에 부분적으로 또는 완전히 이식된 시각 보철물 및 다른 제어 가능한 디바이스에 연결될 수 있다. 외부 원격 측정 유닛(15)은 하나 또는 다수의 외부 장치(16)에 연결될 수 있다. 외부 원격 측정 유닛(15)은 하나 또는 다수의 내부 장치(도시되지 않음), 예를 들어, 사람의 인체 내에 또는 인체에 부분적으로 또는 완전히 이식된 시각 보철물 및 다른 제어 가능한 디바이스에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 시스템(예를 들어, 시스템(10))은 하나 이상의 스텐트(101)를 가질 수 있다. 스텐트(101)는 원격 측정 유닛(예를 들어, 제어 유닛(12))과 유선 및/또는 무선 통신할 수 있다. 스텐트(101)는 시력과 관련된 피질의 영역을 기록하고 및/또는 자극할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 하나 이상의 스텐트(101)를 가지는 혈관내 시각 보철 신경 인터페이스일 수 있다. 스텐트(101)는, 개방 뇌 수술을 통해 도달할 수 없고 현재 기술(즉, 후두엽의 대뇌피질의 표면에 직접 이식되는 기술)에 의해 표적화될 수 없는 후두엽에 있는 피질(예를 들어, 주 시각 피질)에서의 심부 주름 영역에 접근하도록 사용될 수 있다. 도 34a는, (a) 환자의 시각 피질에 있는 혈관에 디바이스를 이식하는 단계; 및 (b) 수신된 자극 데이터에 따라서 혈관과 관련된 신경 정보를 기록하고 신경 세포를 자극하는 단계를 포함하는, 디바이스(100)를 사용하여 환자의 시각 피질로부터의 신경을 자극하고 신경 정보의 기록 또는 신경 세포의 자극을 위한 방법을 도시한다. 스텐트(101)는 비록 임의의 이식 위치가 인정될지라도 관심 후두부 영역의 경혈관 자극(transvascular stimulation)을 유익하게 달성하기 위해 상시상 정맥동 및/또는 횡정맥동에 이식될 수 있다. 시각적 세계로부터의 정보는 비디오 캡처로 포착될 수 있다. 정보는 자극 알고리즘으로 변환될 수 있다. 변환된 정보는 하나 이상의 스텐트(101)를 통한 자극을 통해 후두엽 내로 전달될 수 있다. 시각 보철 시스템은 하나 이상의 스텐트(101)를 통해 횡정맥동 및 상시상 정맥동의 벽에 매립된 다수의 전극을 포함할 수 있다.
하나 이상의 스텐트(101)는 심부 뇌 자극 치료를 위하여 혈관내 신경 인터페이스 시스템을 위해 사용될 수 있다. 현재의 심부 뇌 자극은 리드의 이식을 위한 개두술을 요구한다. 개두술 처치는 출혈을 포함하는 무수한 합병증 및 위험과 관련된다. 스텐트(101)는 개두술에 대한 필요성을 제거한다. 스텐트(101)는 심부 뇌 자극을 위한 표적이 뇌에서의 심부 정맥 및 동맥 혈관을 통해 가시적임에 따라서 적절한 심부 구조에 대해 접근할 수 있다. 카테터는 심혈관에 접근하도록 사용될 수 있다. 스텐트(101)는 표적화된 뇌 조직의 자극을 가능하게 할 수 있다. 심부 구조 내로의 혈관내 리드의 이식은 뇌 조직의 자극을 가능하게 할 수 있다. 본 명세서에 개시된 스텐트(101) 및 시스템은 특히 파킨슨병, 긴장 이상, 강박 장애, 우울증 등을 포함하는 다양한 상태를 심부 뇌 자극으로 치료할 수 있다. 많은 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 당업자에게 자명할 것이다.
전극 어레이 신경 커프
본 명세서에 개시되고 고려되는 전극 시스템의 다른 변형예는 신경 커프 전극 시스템을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 명세서에서 설명되고 고려되는 시스템은 또한 신경 커프 전극 시스템으로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 신경 커프 전극 시스템을 위하여, 스텐트(101)의 전극은 스텐트(101)가 신경 커프 능력으로 기능하도록 전개될 때 에너지의 자극 및/또는 기록을 위하여 신경 또는 신경 다발을 향하도록 구성되도록 스텐트의 내부 측면 상에 있을 수 있다(예를 들어, 전극 중 하나 또는 전부는 전술한 스텐트 구성에서 도시된 방향과 반대 방향으로 향하거나 또는 지향될 수 있다). 신경은 신체의 어느 곳에서나 혈관의 벽에 있을 수 있다. 신경은 혈관과 관련되지 않을 수 있다. 실제로, 신경 커프 전극은 접근 가능한 신경을 직접 기록하고 및/또는 자극하는데 사용될 수 있고, 운동 복원 및 촉각 피드백을 위한 신경을 자극하는데 사용될 수 있으며, 움직임 복원 및 촉각 피드백뿐만 아니라 내장 및 부교감 신경 작용 및 통증을 위한 내부 신경 다발(예를 들어, 미주 신경)의 자극, 및 신경 및 장기 건강을 평가하기 위한 내부 신경 세포의 측정을 위해 신경을 자극하도록 사용될 수 있다. 신경은 노출될 수 있으며, 커프 전극은 신경을 감쌀 수 있다. 기존의 신경 커프 전극은 부착 및 고정이 어렵고, 신경 주위에 전극을 묶기 위해 버클 또는 부착 시스템을 요구한다. 이러한 버클 및 부착 시스템은 커프 전극이 움직일 때 아티팩트를 유도하고, 자극할 때 신뢰할 수 없는 신호(예를 들어, 기록할 때) 또는 전류 및 후속의 서브 임계 활성화의 손실을 생성할 수 있다. 유익하게, 스텐트(101)는 버클 또는 별개의 부착 시스템을 요구하지 않지만, 이러한 것들을 포함할 수 있다.
신경 커프 전극 어레이는 스텐트 전극 어레이(예를 들어, 반대 방향으로, 예를 들어 스텐트의 중심축을 향하는 전극을 가지는 스텐트(101))일 수 있다. 신경 커프 스텐트(101)는 하나 또는 다수의 신경 주위에서 부분적으로 또는 전체적으로 전개되도록 편향될 수 있다. 예를 들어, 신경 커프 스텐트(101)는 신경 또는 신경 다발 주위에서 붕괴되도록 편향될 수 있거나 또는 자체 붕괴될 수 있다. 도 61a 및 도 61b는 전극(예를 들어, 전극(131 및/또는 138))을 가지는 신경 커프 전극 어레이(101)를 이식하는 방법의 변형예를 도시한다. 도 61a는 스텐트(101)가 개방(예를 들어, 평탄) 구성으로 신경 및/또는 혈관(502) 위에 위치될 수 있다는 것을 도시한다. 스텐트(101)가 원하는 위치에 있으면, 도 61b는 스텐트(101)가 신경 및/또는 혈관(502) 위에서(예를 들어, 신경 및/또는 혈관 주위에서 부분적으로 또는 완전히) 가압하고 이를 말도록 허용될 수 있다는 것을 도시한다. 전극은 신경을 활성화시키도록 통전(energized)될 수 있다. 신경 커프로서 자체 붕대 스텐트(예를 들어, 스텐트(101))를 사용하는 것은 유익하게 신경 커프의 일부로서 더욱 많은 수의 전극을 가지는 능력을 개선하고, 위치를 유지하는 수동 버클 또는 스트랩의 제거를 허용한다. 신경 커프(101)는 박막 기술로 제조될 수 있어서, 매우 정확한 전극 크기 및 위치를 가질 수 있다. 전극은 소형 샤프트 또는 스파이크에 부착, 일체화 또는 내장될 수 있어서, 스텐트 내부에 있는 전극은 필라 또는 피라미드 형상을 가지며, 신경 다발에 대해 중앙에 위치된 섬유에 직접 접근하여 섬유를 기록하고 자극하도록 신경 내로 직접 가압될 수 있다. 이러한 것은 표면 및 더욱 심부의 신경 섬유에 접근하여 이와 상호 작용하도록 전극의 이식 용이성, 증가된 신뢰성 및 제조 반복성 및 향상된 성능 및 능력을 제공한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 명세서에 기술된 스텐트 및 스텐트형 구조물 중 임의의 것은 디바이스의 내부 및 외부에 전극을 가질 수 있다.
전극 와이어/트랙
전극 리드 와이어는 유익하게 신체에 있는 혈관 또는 다른 위치에 있는 전기 통로의 두께를 감소시킬 수 있는 박막 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 전기 통로는 와이어, 전도성 트랙(예를 들어, 박막 기술을 사용하여 제조되는) 또는 둘 다일 수 있다. 전기 통로는 혈관의 내강, 혈관의 벽, 혈관 외부, 또는 그 임의의 조합에 이식될 수 있다. 전극으로 및 전극으로부터 이어지는 전도성 트랙은 바람직하게 와이어보다 작은 단면 크기를 가지는 것에 의해 와이어보다 작은 공간을 차지할 수 있다. 혈관 내강이 유한 크기를 가지기 때문에, 리드 와이어의 단면 크기를 감소시키는 것(예를 들어, 박막 전극 트랙을 사용하여)은 종래의 와이어가 사용될 때와 비교하여 혈류에 이용 가능한 루멘 공간의 양을 증가시킬 수 있다. 전도성 전극 트랙을 사용하는 것은 바람직하게 예를 들어 와이어와 비교하여 본 명세서에서 설명되고 고려되는 전극 어레이(예를 들어, 스텐트(101))의 임의의 것으로 및 이로부터 더욱 얇은 전기 통로를 초래할 수 있다. 또한, 전극 리드 와이어 및 전극 박막 트랙은 각각 단점을 가질지라도, 각각의 기술이 단독으로 또는 다른 조합과 함께 본 명세서에서 개시된 어레이의 전극을 컨트롤러에 직접 또는 간접적으로 연결하도록 사용될 수 있음에 따라서, 본 발명은 컨트롤러가 뇌, 목, 가슴, 또는 신체의 다른 곳 또는 스텐트 자체에 위치되든지에 관계없이 실시하는 것에 반대하여 교시하지 않는다. 예를 들어, 와이어가 사용될 때, 각각의 전극 와이어는 두께를 가지며, 이러한 두께는 설정된 지름의 혈관 내에 이식될 수 있는 전극 와이어의 수를 제한할 수 있다. 이러한 것은 적절한 수 및 크기의 와이어를 선택하는 것에 의해, 및/또는 와이어에 추가하여 전극 트랙을 사용하는 것에 의해 효과적으로 관리될 수 있다. 다른 예로서, 전극 트랙이 사용될 때, 트랙은 종래의 와이어에 비해 증가된 전기 저항, 취약성, 파손 위험, 및 피로를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 것은 비와이어 전극 트랙의 사용에 추가하여, 적절한 두께 및 수의 전극 트랙을 선택하는 것에 의해 및/또는 와이어를 사용하는 것에 의해 성공적으로 관리될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 전극 와이어 및/또는 트랙은, 내부 루멘이 유체(예를 들어, 혈액)가 관통하여 흐르는 것을 허용할 수 있는 경우에, 내부 루멘을 한정하는 코일에 배열될 수 있다. 코일은 나선과 같은 나선형 배열을 가질 수 있다. 코일 루멘은 혈관 내강보다 작거나, 크거나, 또는 대략 동일한 크기일 수 있다. 코일은 하나 또는 다수의 루멘을 가질 수 있다. 코일 루멘의 축 방향 중심은 혈관 내강과 정렬되거나, 또는 혈관 내강으로부터 오프셋될 수 있다. 코일은 혈관 벽, 또는 그 임의의 조합에 부착, 통합, 흡수될 수 있다. 코일은 생체 흡수성 코팅으로 코팅될 수 있다. 코일은 혈관 벽에 부착되고 및/또는 혈관 벽을 통해 연장되도록 구성된 앵커를 가질 수 있다.
와이어의 코일 및/또는 전극 트랙을 가지는 것은 혈관 내부의 전기 통로에 필요한 공간의 양을 바람직하게 감소시킬 수 있어, 혈류 또는 다른 디바이스(예를 들어, 혈압 센서)에 이용 가능한 혈관 내강을 더욱 많이 남길 수 있다. 이에 의해, 전기 통로의 코일은 종래 기술과 비교하여 혈관 내강을 덜 차단할 수 있다. 예를 들어, 혈액의 통과를 허용하는 중앙 루멘을 가지는 대형 코일 와이어 다발이 이식될 수 있다. 스텐트(101) 처럼 이러한 케이블은 혈관 벽에 통합될 수 있다. 박막 기술을 사용하는 것에 의해, 일반적인 리본 케이블(또는 다발 와이어)이 전개 및 통합 모두를 허용하도록 혈관의 치수로 형상화되어 설정될지라도, 이러한 케이블은 매우 얇게 만들어질 수 있다. 케이블은 사람의 고유한 혈관 꼬부라짐에 일치하도록 맞춤 형상화되어 설정될 수 있다. 케이블을 코일화하는 방법은 전개를 위해 디바이스를 미는 힘이 충분한 것을 보장할 수 있는(그러나, 이러한 것은 자석 팁을 구비하는 디바이스에는 포함될 필요가 없다) 동시에, 혈관의 더욱 작은 지름의 영역에서 코일이 압축되는 것을 허용할 수 있다. 전개 동안, 코일은 예를 들어 외부 환경, 혈관 꼬부라짐, 혈관 크기, 혈관 내강 크기, 또는 이들 인자의 임의의 조합에 의존하여, 코일의 길이에 걸쳐서 일정한 지름을 가지거나 또는 다수의 지름을 가질 수 있다. 이식 후에, 코일은 예를 들어 외부 환경, 혈관 꼬부라짐, 혈관 크기, 혈관 내강 크기, 또는 이들 인자의 임의의 조합에 의존하여 코일의 길이에 걸쳐서 일정한 지름을 가지거나 또는 다수의 지름을 가질 수 있다.
전극 트랙 배열
본 명세서에 개시되고 고려된 스텐트로드(예를 들어, 스텐트(101))의 스트럿(108)은 전극으로 및 이로부터 전기 트랙을 지지할 수 있다. 트랙의 수(및 그러므로 전극의 수)는 전도성 재료의 다수의 층을 가지는 것에 의해 증가될 수 있다. 그러나, 도체에서 각각 증가하는 것으로, 절연에서의 증가도 필요하다(전기 누화 및 용량성 간섭을 방지하기 위해 더욱 두꺼운 절연도 필요하다). 다른 예로서, 트랙의 수는 스트럿 당 더욱 많은 트랙을 가지도록 트랙 두께를 감소시키는 것에 의해 증가될 수 있다. 각각의 스트럿은 하나 또는 다수의 전극 트랙을 가질 수 있다. 각각의 스트럿은 전도성 재료의 하나 또는 다수의 층을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 트랙의 수는 다수의 박막 전극을 서로의 상부에 중첩하는 것에 의해 증가될 수 있다. 이러한 것은 별도의 박막 디자인이 내구성 및 전기 저항 감소를 위해 요구되는 두꺼운 전극 트랙을 유지하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 또한 더욱 많은 전극이 이식되는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 다수의 박막 전도성 통로는 층 통로, 층 전극 또는 모두를 형성하도록 오버레이될 수 있다. 이러한 오버레이된 디자인은 바람직하게 다수의 트랙 층을 인쇄하는 현재의 한계에 직면한 문제를 극복할 수 있고, 또한 각각의 개별 스텐트가 얇아서, 통합을 돕고 가요성을 지원하는 것을 보장할 수 있다(예를 들어, 2개의 세트 두께는 이중 두께의 하나보다 더욱 가요성일 수 있다).
스텐트 길이
혈관 내에 이식된 전체 디바이스 또는 부분은 스텐트(예를 들어, 스텐트(101)), 예를 들어 관형 스텐트일 수 있다. 이러한 변형예에서, 케이블은 디바이스로부터 제거될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 전극 트랙은 스텐트(101)의 전체 길이에 대해 스트럿을 가로지르거나 또는 스트럿을 통과할 수 있다. 스텐트(101)는 이러한 범위(예를 들어, 5 ㎜, 30 ㎜, 100 ㎜, 200 ㎜, 300 ㎜, 400 ㎜, 500 ㎜, 600 ㎜, 700 ㎜) 내에서 매 1 ㎜ 증분 및 이러한 범위(예를 들어, 5 ㎜ 내지 15 ㎜, 30 ㎜ 내지 40 ㎜, 100 ㎜ 내지 110 ㎜, 200 ㎜ 내지 210 ㎜, 300 ㎜ 내지 310 ㎜, 400 ㎜ 내지 410 ㎜, 500 ㎜ 내지 510 ㎜, 600 ㎜ 내지 610 ㎜, 700 ㎜ 내지 710 ㎜) 내에서 매 10 ㎜ 범위의 증분을 포함하는 약 5 ㎜ 내지 약 750 ㎜ 이상의 길이를 가질 수 있다. 스텐트는 하나 또는 다수의 혈관에 이식될 수 있다. 이식될 때, 스텐트는 제1 혈관과 제2 혈관 사이의 접합부에, 및 제1 및 제2 혈관 중 하나 또는 둘 모두에 이식될 수 있다. 스텐트는 제1 부분이 뇌에 있거나, 제2 부분이 목에 있거나, 제3 부분이 목 아래의 신체(예를 들어, 가슴)에 있거나, 또는 그 임의의 조합에 있도록 일정 길이를 가질 수 있다. 스텐트의 하나 이상의 섹션은 스텐트의 하나 이상의 다른 섹션과 독립적으로 통전되거나 신호를 기록할 수 있다. 스텐트 길이는 스텐트가 확장되지 않는 구성, 부분적으로 확장된 구성, 또는 완전히 확장된 구성에 있을 때의 스텐트의 길이를 지칭할 수 있다. 스텐트(101)는 하나 또는 다수의 조각으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101)는 단일 웨이퍼로 만들어질 수 있다. 긴 길이를 가지는 스텐트(101)는 예를 들어 동일한 진입 지점으로부터 하나 또는 다수의 혈관에 이식될 수 있는 능력을 가질 수 있다. 긴 길이를 가지는 스텐트(101)는 예를 들어 스텐트 리드와의 연결부들 사이의 에러를 바람직하게 제거한다.
리드 와이어 및 케이블을 가지지 않는 스텐트(101)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 긴 스텐트(101)는 리드 와이어 및 케이블의 필요성을 제거할 수 있다. 케이블을 제거하는 것은 맴돌이 전류가 혈전 또는 폐색의 형성에 기여할 수 있기 때문에 스텐트(예를 들어, 혈관 벽에 통합된)와 케이블(예를 들어, 혈관 벽의 한쪽 측면에 위치되어 통합된) 사이의 천이부에서 형성될 수 있는 맴돌이 전류를 감소시키거나 제거하는 것에 의해 혈관 차단의 위험을 유익하게 감소시킬 수 있다. 케이블을 제거하는 것은 또한 피로의 위험을 가질 수 있는, 트랙과 케이블 사이의 필요한 전기적 연결을 바람직하게 제거할 수 있으며, 이에 의해 연결 신뢰성, 연결 지름 및 기하학적 형상 및 리드 통합을 개선한다.
스텐트와 케이블 연결
스텐트(101) 내에 장착되거나 또는 매립된 전극은 케이블에 연결되어, 전극에 의해 기록된 정보(예를 들어, 뇌에 있는)를 혈관 및 신체 외부의 장비 또는 커넥터로 중계할 수 있다. 전극 트랙과 케이블은 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 62a는 범프 본드(229)들이 스텐트(101) 상의 전극 패드(238)를 리드 와이어(141)에 직접 연결할 수 있는 연결부의 변형예를 도시한다. 리드 와이어(141)는 연결 패널(220)에 있는 개구(228)(또한, 관통공으로서 지칭됨)를 통과할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 62a에서의 와이어(141)는 와이어(141)에 궁극적으로 연결된 피드스루(feedthrough)일 수 있으며, 여기에서 스텐트 상의 패드로부터 인터포저(interposer)(예를 들어, 연결 패널(220)) 상의 피드스루로의 범프 본딩은 리드 또는 케이블을 형성하는 와이어(141)에 연결된다. 와이어(141) 및 피드스루는 평탄할 수 있다. 와이어(141) 및 피드스루는, 공정 동안 평탄화될 수 있고 예를 들어 백금 및 산화 알루미늄을 포함하는 금속에 연결될 수 있는 연질 재료로 만들어질 수 있다. 도 62a에 도시된 연결부는 임의의 길이를 가지는 스텐트를 위해 포함될 수 있지만, 예를 들어 긴 길이(예를 들어, 약 40 ㎜ 이상)를 가지는 스텐트에는 요구되지 않는다. 다른 예로서, MP35N(또는 다른 재료) 와이어가 작은(예를 들어, 100 x 200 ㎛) 패드에 연결되는 것을 가능하게 하도록 중간체가 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 패드는 백금 와이어에 본딩된 금(또는 그렇지 않으면 다른) 범프일 수 있으며, 와이어는 그런 다음 케이블에 크림핑될 수 있다. 또 다른 예로서, 인터포저는 케이블을 패드에 연결하도록 또한 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 패드의 레플리카(replica)는 절연 물질로부터 절단되고, 구멍들이 패드의 위치 위에 천공된다. 이들 구멍은 케이블에 부착(예를 들어 레이저 용접, 납땜 또는 다른 방법을 통해)될 수 있는 전도성 재료로 메워질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 케이블은 채워지기 전에 구멍 내로 직접 공급될 수 있다. 채워진 구멍은 접지될 수 있고, 인터포저는 스텐트 패드에 플립-칩 본딩(flip-chip bonding)될 수 있다. 플립-칩 본딩은 로봇 방식으로 자동화된 정렬의 신뢰성을 증가시키도록 케이블을 연결하기 전에 수행될 수 있다.
도 62b는 와이어 래핑 또는 스텐트(101) 상의 패드(238)(또한 신장되는)에 대한 다른 연결 방법을 허용하는 각각의 접점에 대해 긴 빗형 핑거(225)를 가지는 스텐트로드(예를 들어, 스텐트(101))를 제조하는 변형예를 도시한다. 각각의 핑거(225)는 부착될 더욱 많은 영역을 가지는 하나의 긴 접점을 가질 수 있다. 와이어 래핑은 핑거들이 가요성이고 독립적으로 부착될 수 있도록 충분히 얇고 분리될 수 있음에 따라서 각각의 핑거(225) 주위에서 수행될 수 있다. 스텐트 포크(302)의 후방으로부터 오는 핑거(225)는 보다 용이한 조작을 가능하게 하고, 케이블 와이어 래핑이 케이블에 스텐트를 연결하도록(예를 들어, 스텐트(101)를 와이어(141)에 연결하도록) 사용되는 것을 허용한다. 도 62b는 인접한 핑거들 사이의 분리부(227)가 이러한 범위(예를 들어, 10 ㎛) 내에서 매 5 ㎛ 증분을 포함하는 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛일 수 있다는 것을 추가로 예시한다.
도 62c는 핑거(225)가 트랙(225a) 및 접점(225b)을 포함할 수 있다는 것을 도시하는, 핑거(225)의 확대도를 도시한다. 트랙(225a)은 약 50 ㎛ 트랙일 수 있고, 핑거(225)를 스텐트 패드(예를 들어, 패드(238))에 연결할 수 있다. 접점(225b)은 예를 들어 100 ㎛의 폭 및 3 ㎜의 길이를 가질 수 있거나, 또는 스텐트(10)의 길이만큼 길 수 있다.
도 62d는 스텐트(101)와 와이어(141) 사이의 연결을 개선하기 위한 다른 변형예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전극 패드(예를 들어, 패드(238), 패드(226))는 패드에 연결하되도록 사용된 와이어(141)가 용이하게 취급되고 부착될 수 있도록 그루브(233)들 내로 놓여질 수 있다. 예를 들어, 와이어는 그루브에 배치되고 그런 다음 용접될 수 있으며, 그루브는 본딩 전에 와이어를 적소에 위치시키고 유지하도록 사용된다. 도 62d는 1부터 16까지 넘버링된 16개의 그루브 및 16개의 대응하는 패드를 도시한다. 그러나, 임의의 수가 가능하다.
도 62e는 스텐트와 케이블 사이의 연결이 요구되지 않도록 스텐트(101)가 인쇄되는 변형예를 도시한다. 여기에서, 스텐트 자체는 케이블의 기초를 형성할 수 있다. 하나의 예에서, 스텐트는 비록 훨씬 더 길거나(예를 들어, 10 ㎝ 내지 30 ㎝) 또는 긴 스텐트도 마찬가지로 구상될 수 있을지라도 동일한 기하학적 형상으로 인쇄될 수 있다. 다른 예에서, 스텐트 스캐폴드는 포크(302)의 정점에서 마감되거나 또는 종단될 수 있으며, 전극 트랙만이 추가 거리에 인쇄될 수 있다. 3D 인쇄 기술을 사용하여, 이들 트랙은 스텐트에 사용된 것보다 작은 맨드릴 주위에 나선형 케이블로서 인쇄될 수 있다(예를 들어, 스텐트(101)는 8 ㎜ 지름의 맨드릴을 사용하여 만들어질 수 있으며, 리드는 < 1 ㎜ 지름의 맨드릴 위에 인쇄될 수 있다). 이러한 방식으로, 스텐트와 케이블 사이의 연결은 요구되지 않을 것이다. 도 62e에 도시된 바와 같이, 스텐트 포크(302)에 근접한 스텐트 단부(235)는 스텐트 격자(101)를 변경함이 없이 증가될 수 있으며, 연장부(235)는 리드를 형성한다(리드에 다시 연결할 필요없이). 이러한 변형예에서, 리드는 스텐트보다 얇을 수 있다. 리드는 스택(stack) 내로의 연결 및 삽입(insertion)을 가능하게 제조될 수 있다. 스텐트(101) 및 스텐트 단부(235)는 하나 또는 다수의 조각으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 스텐트(101) 및 스텐트 단부(235)는 단일 웨이퍼로 만들어질 수 있다. 스텐트 단부(235)는 평탄하거나, 곡선이거나, 또는 둘 모두일 수 있다. 스텐트 단부(235)는 나선형 코일일 수 있다. 스텐트(101) 및 스텐트 단부(235)는 단일체로 형성되거나 또는 별개로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 62e에 도시된 디바이스는 단일의 긴 스텐트일 수 있다. 도 62e에 도시된 디바이스는 예를 들어 동일한 진입 지점으로부터 하나 또는 다수의 혈관에 이식될 수 있는 능력을 가진다. 도 62e는 또한 스텐트로드(101)의 전체 제조가 자동화되도록 접점(151)(예를 들어, 링)이 이러한 디자인에 통합될 수 있다는 것을 도시한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 트랙은 다른 위치에서 표면에 노출될 수 있으며, 원통체(예를 들어, 백금 원통체)는 트랙에 직접 용접된다.
도 62f는 섹션 62-62의 변형예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 리드는 3D로 인쇄될 수 있으며, 각각의 전극 트랙은 중앙 맨드릴 주위에서 직조(woven)된다. 이러한 것은 리드 가요성과 신뢰성을 제공할 수 있다. 다수의 층(예를 들어, 외부에 8개의 케이블, 내부에 8개의 케이블-도 41a 내지 도 42와 관련하여 전술한 리드를 위해 사용된 이중 옥토필라 방식과 동일한)이 제조될 수 있다.
도 62g는 섹션 62-62의 다른 변형예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 리드는 와이어가 서로 이웃하여 또는 서로의 상부에 있는 평면(2D), 예를 들어 현재 제조 공정으로 인쇄될 수 있다.
도 62h는 와이어(141)가 골짜기부(239)들에 놓일 수 있도록 스텐트(101)가 패드(예를 들어, 패드(238), 패드(226))에서 골짜기부(239)를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 스텐트 표면(101a)은 스텐트 골짜기부(101b)를 가질 수 있다. 패드 골짜기부(239)는 스텐트 골짜기부(101b)에 있을 수 있다. 골짜기부의 단부에서, 와이어(141)는 종단될 수 있고, 골짜기부에 있는, 골짜기부 옆에, 또는 둘 모두에 있는 패드에 용접될 수 있다. 예를 들어, 도 62h는 2개의 와이어(141)가 골짜기부 내로 놓이는 2개의 골짜기부(스텐트(101)의 표면(101a)으로 절단된)를 도시하는, 스텐트 연결 패널(220)의 변형예를 도시하며, 이러한 것은 골짜기부 내에 있는 접촉 패드 또는 골짜기부에 이웃한 스텐트 표면 상의 접촉 패드에 와이어를 정렬하는 것을 돕는다.
보다 많은 스텐트 디자인
도 63a 내지 도 63k는 도시된 격자 및 전극 배열을 가지는 스텐트(101)의 변형예를 도시한다.
도 63a는 스트럿이 이러한 범위(예를 들어, 50 ㎛, 70 ㎛) 내의 매 5 ㎛를 포함하는, 약 30 ㎛ 내지 약 90 ㎛의 스트럿 두께를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 50 ㎛로부터 70 ㎛로 스트럿(108)의 폭을 증가시키는 것은 스트럿(108)의 상부에 배치된 트랙 층(236)들의 정렬을 도울 수 있다. 보다 큰 폭은 백금 트랙의 배치에서의 에러의 보다 큰 여유를 제공할 것이며, 결과적으로 스트럿의 상부(예를 들어, 단락 또는 파손된 트랙을 유발하는 니티놀 스트럿의 경계 외부에 있는 트랙 일부가 인쇄되는)에서 인쇄되지 않는 트랙이 상당히 감소할 것이다. 전술한 바와 같이, 셀 기하학적 형상 및 포크 각도는 전극(131)의 전개를 수용하도록 특별히 선택될 수 있다. 도 63a는 공지되고 일관된 전극 분리가 존재하도록 모든 셀이 동일한 형상일 수 있다는 것을 도시한다(셀이 포크를 접합하는 것을 제외하고).
도 63a는 도 63a의 빈 공간(603)으로 도시된, 도 47f의 하부 우측에 있는 셀이 제거될 수 있다는 것을 추가로 보여준다. 이러한 것은 전개 동안 상부 우측 전극(131)(예를 들어, 도 47f 및 도 63a에 있서)이 이러한 셀과 얽히는 것을 바람직하게 방지할 수 있다.
도 63b는 포크(302)가 제1 스트럿(108a), 제2 스트럿(108b), 하나 또는 다수의 제3 스트럿(108c), 또는 그 임의의 조합에 의해 한정될 수 있다는 것을 도시한다. 제1 및 제2 스트럿(108a, 108b)은 포크(302)로부터 원위로 멀어질수록 두께가 감소될 수 있다. 제1 및 제2 스트럿(108a, 108b)은 예를 들어 더욱 많은 전극 트랙을 수용하기 위해 포크(302)를 향할수록 근위로 두께가 증가될 수 있다. 제1 및 제2 스트럿은 외부 스트럿일 수 있고, 하나 또는 다수의 제3 스트럿(108c)은 내부 스트럿일 수 있다. 도 63b는 포크(302)가 내부 포크 및 외부 포크를 가질 수 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 2개의 제3 스트럿(108c)은 내부 포크를 한정할 수 있고, 외부 스트럿(108a 및 108b)은 외부 포크를 한정할 수 있다.
도 63b는 스트럿(108c)이 초기 셀(602)의 크기(예를 들어, 길이)를 증가시키기 위해 증가된 길이를 가질 수 있다는 것을 추가로 도시한다. 이러한 것은 포크(302)와 제1 전극(131) 사이(또는 이러한 셀이 다른 디자인에서와 같이 제거되면, 포크(302)와 초기 셀 접합부 사이)의 길이가 동일한 길이인 것을 보장한다. 이러한 길이를 동일한 길이로 하는 것은 스텐트가 후퇴될 때 길이 불일치를 방지하는 것을 도울 수 있다. 이러한 것은 그러한 불일치가 스트럿 접합부에서 과도한 힘을 유발하고 디바이스를 손상시키거나 파손시킬 수 있기 때문에 바람직할 수 있다.
도 63c는 초기 내부 분기부(108c)들이 각각 인접한 제1 또는 제2 외부 분기부(108a, 108b)와 평행하거나 또는 거의 평행한 부분을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 분기 각도(601)는 이러한 범위 내에서 매 1°증분을 포함하는 약 1°내지 약 15°일 수 있다. 분기부(108c)는 스텐트 스캐폴드가 붕괴되는(및 스텐트 스캐폴드가 후퇴 동안 붕괴될 때, 이들 스트럿은 카테터와 더욱 큰 각도로 있지 않는 카테터와 이제 정렬되는) 것을 가능하게 하는 평행(예를 들어, 도 46a 내지 도 46f에 도시된 바와 같이, 덜 평행한 각도가 아니라)에 근접하여 떼어질 수 있다.
도 63d 및 도 63e는 예를 들어 도 47f의 스텐트(101)와 비교하여 도 63a와 관련하여 참조된 길이에서의 증가를 도시한다. 예를 들어, 도 63d 및 도 63e는 초기 스트럿(108ci)의 길이를 초기 스트럿(108cⅱ)의 길이로 증가시키는 것이 스트럿(R1)과 비교하여 스트럿(T1)의 지점(A)으로부터 지점(B)까지의 거리와 일치하고, 스트럿(T2)을 스트럿(R2)과 비교하여 지점(A)으로부터 지점(C)까지의 거리와 일치하는 것을 도시한다. 스트럿(T1, T2, R1, R2, R3)은 각각 약 9.51 ㎜, 13.82 ㎜, 8.82 ㎜, 3.29 ㎜ 및 9.65 ㎜의 길이를 각각 가질 수 있다.
도 63d는 제1 및 제2 스트럿(108a, 108b)이 예를 들어 더욱 많은 전극 트랙(236)을 수용하도록 포크(302)를 향하여 근위로 두께가 증가할 수 있다는 것을 추가로 도시한다. 예를 들어, 스트럿(108a)은 8개, 7개 및 6개의 전극 트랙(236)을 각각 가지는 제1, 제2 및 제3 스트럿 영역을 가질 수 있다. 도 63d는 스트럿(108d)이 전극 트랙(236a)을 가질 수 있고, 전극 트랙(236a)이 전극(131) 주위에서 구불 구불할 수 있으며, 스트럿(108e)이 전극 트랙(236a 및 236b)을 가질 수 있다는 것을 추가로 도시한다.
도 63f는 도 63d에 도시된 스트럿(108e)이 스텐트(101)로부터 제거될 수 있다는 것(또한 도 47f에 도시된 스텐트(101)와 비교하여)을 도시한다. 이러한 것은 바람직하게 길이의 불일치가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 스트럿(108e)의 제거는 전개, 후퇴, 또는 전극 및 전극 트랙 배치에 악영향을 미치지 않는다. 아울러, 전극이 혈관의 벽에 배치될 필요가 있는 동안, 플라크를 통해 개방되기 위해 추가적인 힘이 필요하지 않거나(예를 들어, 풍선 확장 스텐트가 하는 것처럼), 또는 혈전을 포획하여 당길 필요가 없지만(예를 들어, 리트리버(retriever)가 하는 것처럼), 추가의 힘을 사용할 수 있고(예를 들어, 풍선 확장 스텐트가 하는 것처럼), 혈전을 포획하여 당길 수 있음(예를 들어, 리트리버가하는 것처럼)에 따라서, 제거는 스텐트로드의 반경 방향 힘에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 이들 스트럿에서의 전도성 경로(236)는 포크(302)를 통해 새로 편성되었다.
도 63g는 전극에 부착된 스트럿(108)이 전극(131)의 외부에 부착되거나 또는 이와 통합될 수 있다는 것(도 47f 및 도 63a 내지 도 63e에 도시된 바와 같이 중심에서 접합되는 것과 대비하여)을 도시한다. 이러한 것은 스트럿(108)이 수평(예를 들어, 전개될 때 카테터와 평행)으로 되는데 요구되는 굽힘이 적음에 따라서 접합부에서의 힘을 상당히 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 이러한 것은 바람직하게 카테터의 전달력을 감소시킬 수 있다.
도 63h는 전극(131)의 외부 표면에 부착된 스트럿(108)의 확대도를 도시한다.
도 63i는 스텐트(101) 상의 모든 연결부(예를 들어, 전극 및 비전극 연결부 모두)가 평행 섹션(604)을 가질 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 것은 스트럿(108) 사이 및 스트럿(108)과 전극(131) 사이의 접합을 예를 들어, 이러한 링크에 대한 힘을 감소시키는 것에 의해 개선할 수 있으며, 결과적으로 전개 및 후퇴 동안 디바이스의 힘을 감소시킨다. 폭 및 길이(전체 디바이스의)가 변하지 않음에 따라서, 각각의 셀에 대해 약간 더욱 큰 곡률이 있을 수 있다.
도 63j는 도 63h의 스텐트가 도 47f의 포크(302)를 가질 수 있다는 것을 도시한다.
도 63k는 도 63a 내지 도 63i의 초기 스트럿(108c)이 단일 스트럿(F1)으로 감소될 수 있다는 것을 도시한다. 스트럿(F1)은 사인파 곡선을 가질 수 있다(예를 들어, S-자 형상을 가질 수 있다). 이러한 곡선은 전극 트랙을 유지할 수 있다. 스트럿(F1)의 길이는 전술한 바와 같이 상부 및 베이스 포크 스트럿(108a, 108b)의 길이와 일치하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 스트럿(F1)은 약 11.01 ㎜의 길이를 가질 수 있다.
예시의 목적을 위해, 전술한 도 63a 내지 도 63k에서의 스텐트(101)는 셀, 스트럿(108), 전극(131), 및/또는 전극 트랙(236)이 용이하게 보여질 수 있도록 평탄하게 도시된다. 그러나, 스텐트(101)는 다른 도면과 함께 전술한 바와 같이 실제로 곡선화된다(예를 들어, 압축 및/또는 확장된 구성 안에 있을 때).
설명되고 도시된 전극(131) 중 임의의 것은 전극(138)일 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.
설명되고 도시된 와이어(141) 중 임의의 것은 트랙(236)일 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
도면에서의 모든 치수는 예시적이다.
도면에 도시된 스케일은 단위없이 상대적인 치수를 나타내거나 밀리미터에 대응할 수 있다.
본 명세서에서 임의의 종래 기술에 대한 참조는 종래 기술이 오스트레일리아에서 통상적인 지식(common general knowledge)의 부분을 형성한다는 인정 또는 어떠한 형태의 제안이 아니며 이와 같이 취해지지 않아야 한다.
본 명세서 및 다음의 청구범위에서, 달리 언급되지 않는 한, "포함하다"라는 단어 및 "포함하는"과 같은 그 변형은 언급된 정수, 단계, 또는 정수 또는 단계의 그룹의 포함을 암시하지만, 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계 그룹을 배제하지 않는다.
임의의 선행의 간행물, 임의의 상기 선행의 간행물로부터 유래된 정보, 또는 임의의 공지된 요지에 대한 본 명세서에서의 참조는 상기 선행 간행물, 상기 선행의 간행물로부터 유래된 정보, 또는 임의의 공지된 요지가 상세한 설명이 관련되는 노력의 분야에서 통상적인 지식의 일부를 형성한다는 인정, 승인 또는 제안이 아니고 이와 같이 취해지지 않아야 한다.
본 명세서에서 단수로 기술된 임의의 요소는 복수화될 수 있다(즉, "하나"로서 기술된 것은 하나보다 많을 수 있다). 도면에서 유사한 도면 부호는 동일하거나 기능적으로 유사한 특징/요소를 나타낸다. 속 요소(genus element)의 임의의 종 요소(species element)는 이러한 속의 임의의 다른 종 요소의 특성 또는 요소를 가질 수 있다. 일부 요소는 설명의 명확성을 위해 개별 수치가 없을 수 있다. 본 발명을 수행하기 위한 전술한 구성, 요소 또는 완전한 조립체 및 방법 및 그 요소, 및 본 발명의 양태의 변형은 임의의 조합으로 서로 조합되고 수정될 수 있다.

Claims (35)

  1. 매립된(embedded) 전극 및 매립된 전도성 경로를 가지는 스트럿을 포함하고, 붕괴된 구성(configuration) 및 확장된 구성을 가지는 스텐트;
    리드(leads), 제1 코일, 및 제2 코일을 가지고, 상기 제1 코일의 일부가 상기 제2 코일에 의해 한정된 루멘 내에 위치되는 커넥터; 및
    제1 패드, 제2 패드, 및 상기 제1 및 제2 패드를 전기적으로 연결하는 점퍼를 포함하는 연결 패널을 포함하며,
    상기 리드는 상기 제1 및 제2 코일, 상기 연결 패널, 및 상기 매립된 전도성 경로를 포함하는 전도성 통로를 통해 상기 매립된 전극에 전기적으로 연결되는, 혈관내 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매립된 전극은 노출되며, 상기 매립된 전도성 경로는 노출되지 않거나 또는 비전도성 재료로 덮이는, 혈관내 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 매립된 전극은 조직(tissue)과 직접 접촉되도록 구성되며, 상기 매립된 전도성 경로는, 상기 혈관내 디바이스가 혈관 안에 주입될 때 상기 매립된 전도성 경로가 조직과 직접 접촉되지 않도록, 상기 매립된 전극이 직접 접촉하도록 구성된 조직으로부터 격리되도록 구성되는, 혈관내 디바이스.
  4. 루멘을 가지는 관형체(tubular body) 내에서 사용하기 위한 의료 디바이스로서,
    복수의 스트럿을 형성하는 프레임 구조물(frame structure)로서, 축소 프로파일(reduce profile)과 상기 프레임 구조물의 지름이 증가하는 확장 프로파일(expanded profile) 사이에서 이동 가능하고;
    상기 프레임 구조물을 형성하는 상기 복수의 스트럿 중 적어도 하나가 지지 재료 상의 전기 전도성 재료(electrically conductive material)를 포함하며, 상기 전기 전도성 재료가 적어도 상기 스트럿의 일부를 따라서 연장되고 비전도성 재료로 덮이며;
    상기 스트럿의 일부 상의 상기 비전도성 재료에 있는 개구에 의해 형성되는 적어도 하나의 전극; 및
    상기 프레임 구조물의 단부에 위치되고, 상기 전기 전도성 부분과 전기 통신하도록 구성되고, 상기 프레임 구조물로부터 연장되는(extending) 리드(lead)를 포함하는, 의료 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 의료 디바이스를 외부 디바이스에 전기적으로 결합하도록(to electrically couple) 구성된 커넥터 블록을 더 포함하며, 상기 리드는 상기 프레임 구조물로부터 상기 커넥터 블록로 연장되는, 의료 디바이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전극은 상기 스트럿의 인접한 영역(region)보다 큰 표면적을 포함하는, 의료 디바이스.
  7. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전극은 복수의 전극을 포함하는, 의료 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 전극은 상기 프레임 구조물 상에서 선형 패턴으로 정렬되는, 의료 디바이스.
  9. 제7항에 있어서, 상기 복수의 전극은 사인파(sinusoidal) 패턴을 포함하는, 의료 디바이스.
  10. 제7항에 있어서, 상기 복수의 전극은 상기 프레임 구조물의 원주 주위로 연장되는 패턴을 포함하는, 의료 디바이스.
  11. 제7항에 있어서, 상기 복수의 전극은 각각의 연결 스트럿의 각각의 크로스링크에 위치되는, 의료 디바이스.
  12. 제4항에 있어서, 적어도 제2 스트럿보다 큰 폭 또는 두께를 가지는 지지 재료를 가지는 적어도 하나의 보강 스트럿을 더 포함하는, 의료 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보강 스트럿은 상기 프레임 구조물의 길이를 따라서 연장되는, 의료 디바이스.
  14. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스트럿은 제1 스트럿을 포함하고, 상기 프레임 구조물을 형성하는 제2 스트럿으로서, 상기 제2 스트럿은 상기 지지 재료 상의 전기 전도성 재료를 포함하며, 상기 전기 전도성 재료는 상기 제2 스트럿의 적어도 일부를 따라서 연장되고 비전도성 재료로 덮이며, 상기 제1 스트럿의 전기 전도성 재료는 상기 제2 스트럿의 전기 전도성 재료로부터 전기적으로 절연되는(isolated), 상기 제2 스트럿; 및
    상기 제2 스트럿의 일부 상의(on the portion) 비전도성 재료에 있는 개구에 의해 형성되는 적어도 제2 전극을 더 포함하는, 의료 디바이스.
  15. 제4항에 있어서, 상기 프레임 구조물은 관형 형상(tubular shaped) 또는 c-자 형상(c-shaped)인, 의료 디바이스.
  16. 제4항에 있어서, 상기 프레임 구조물은 상기 프레임 구조물의 단부에 올리브(olive), 샤프트(shaft) 또는 스타일렛(stylet)을 포함하는, 의료 디바이스.
  17. 제4항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입(implantation) 동안 혈관 천공(vascular puncture)의 위험을 감소시키기 위해 상기 디바이스의 선단 단부(leading end)에 결합된 비외상성 버퍼를 포함하는, 의료 디바이스.
  18. 제4항에 있어서, 상기 프레임 구조물에 직접 장착된 전자 기기 조립체(electronics assembly)를 더 포함하는, 의료 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 전자 기기 조립체는:
    (a) (i) 전류 및/또는 전압 소스(sources);
    (ⅱ) 배터리 및/또는 캐패세터 또는 전하/에너지 저장 구성 요소(storing components); 및
    (ⅲ) 스위치 매트릭스 중 하나 이상을 포함하는 신경 조직을 자극하기 위한 회로, 및/또는
    (b) (i) 증폭기;
    (ⅱ) 전원; 및
    (ⅲ) 스위치 매트릭스 중 하나 이상을 포함하는 신경 활동도(neural activity)를 기록하기 위한 회로를 포함하는, 의료 디바이스.
  20. 환자에 대한 신경 정보의 기록 또는 신경 세포의 자극의 방법으로서,
    환자의 혈관에 위치된 디바이스로부터 신경 활동도를 나타내는 신호를 수신하는 단계;
    상기 신호를 사용하여 상기 활동도를 나타내는 데이터를 발생시키는 단계;
    상기 데이터를 제어 유닛으로 전송하는 단계;
    상기 제어 유닛으로부터 제어 신호를 발생시키는 단계; 및
    환자에 결합된(coupled) 장치(apparatus)에 상기 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 디바이스는 상시상 정맥동(superior sagittal sinus)에 있는 혈관 또는 가지 피질 정맥(branching cortical vein)으로부터 선택된 혈관에 위치되는, 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 디바이스는 환자의 시각 피질(visual cortex)에 인접하여 위치된 혈관에 위치되는, 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 혈관은 직접적인 근육 자극 또는 기록을 위해 근육에 위치되는, 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 혈관은 자극 또는 기록을 위해 말초 신경에 인접한, 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 혈관은 교감 신경 또는 부교감 신경에 인접한, 방법.
  26. 제20항에 있어서, 상기 디바이스로부터의 신호는 지지 구조물의 외부 표면에 위치된 전극을 통해 이동하며, 상기 신호는 상기 전극으로부터 상기 지지 구조물의 스트럿을 통해 그리고 상기 지지 구조물에 결합된 리드를 통해 상기 제어 유닛으로 더 이동하는, 방법.
  27. 동물 또는 인간에 결합된 장치를 제어하기 위한 시스템으로서,
    상기 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 자극하고 및/또는 감지하도록 동물 또는 인간의 혈관 내에 배치를 위해 조적된(adapted) 디바이스;
    상기 디바이스와의 통신을 위해 조작된(adapted) 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은,
    (i) 상기 디바이스에 근접한 매체의 활동도를 나타내는 데이터를 상기 디바이스로부터 수신하고;
    (ⅱ) 제어 신호를 발생시키고;
    (ⅲ) 상기 제어 신호를 상기 장치로 전송하도록 조작된, 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 상기 의료 디바이스는 제4항 내지 제19항 중 어느 항으로부터 선택된 의료 디바이스를 포함하는, 시스템.
  29. 제27항에 있어서, 상기 의료 디바이스는:
    상기 혈관 내로 삽입을 위해 사용되는 붕괴된 상태와 상기 혈관의 벽에 탄성적으로(resiliently) 기대기(bearing against) 위해 사용되는 확장된 상태 사이에서 움직일 수 있는 스텐트; 및
    상기 스텐트에 있으며, 상기 디바이스에 근접한 매체(media)의 활동도를 자극 및/또는 감지하기 위해 구성된 하나 이상의 전극을 포함하며, 상기 매체는 조직 및/또는 유체를 포함하는, 시스템.
  30. 제27항에 있어서, 상기 제어 유닛은 동물 또는 인간의 피부 아래에 끼워넣어지도록 조작된(adapted), 시스템.
  31. 제27항에 있어서, 상기 장치는:
    외골격;
    인공 팔다리(prosthetic limb);
    휠체어(wheelchair);
    컴퓨터; 및/또는
    전기 또는 전기-기계 디바이스; 중 하나 이상을 포함하는, 시스템.
  32. 제27항에 있어서, 상기 디바이스와 상기 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 통신 도관을 더 포함하는, 시스템.
  33. 제27항에 있어서, 상기 제어 유닛은 디바이스 제어 신호를 발생시키고, 상기 디바이스가 상기 매체를 자극할 수 있도록 상기 디바이스에 상기 디바이스 제어 신호를 전송하도록 조적된, 시스템.
  34. 제27항에 있어서, 상기 제어 유닛은 적어도 2개의 부분에 형성된 하우징을 포함하는, 시스템.
  35. 제34항에 있어서, 상기 하우징의 적어도 2개의 부분은 자기적으로 고정되며;
    핀을 사용하여 정렬되며;
    물 침입을 방지하는 개스킷을 포함하는, 시스템.
KR1020197033790A 2017-04-18 2018-04-17 조직 감지 및 또는 자극하기 위한 혈관내 디바이스 KR102587541B1 (ko)

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