TR2023000563A2 - Yandan çikişli deri̇n beyi̇n sti̇mülasyon lead elektrotu - Google Patents

Abstract

Buluş, birden fazla beyin içi hedef uyarımı ile hareket bozukluklarının, fonksiyonel nörolojik ve psikiyatrik hastalıkların cerrahi tedavisinde kombine etki sağlayan yandan çıkışlı derin beyin stimülasyon lead elektrotu (A) ile ilgilidir. (Şekil 1)

Description

TARIFNAME YANDAN ÇIKISLI DERIN BEYIN STIMÜLASYONU ELEKTRODU (LEAD) Teknik Alan Bulus, yandan çikisli derin beyin stimülasyon lead elektrotu ile ilgilidir. Bulus özellikle, birden fazla beyin içi çekirdegi ve/veya anatomik yolagi (hedef) uyarimi ile Parkinson hastaligi, tremor, distoni, hareket bozukluklari, agri, epilepsi, psikiyatrik hastaliklar ve benzeri fonksiyonel nörolojik bozukluklarin cerrahi tedavisinde kombine etki saglayan yandan çikisli derin beyin stimülasyon lead elektrotu ile ilgilidir. Bulusun Altyapisi Güncel derin beyin stimülasyon teknolojisi, hareket bozukluklarinda 1987 yilindan itibaren uygulanan ve etkinligi kabul edilen bir cerrahi tedavi yöntemdir. Derin beyin stimülasyonu, beynin spesifik bölümlerini elektriksel yolla uyaran bir beyin pacemaker implantasyonunu da içeren bir grup tedavi çesidinden biridir. Bu cerrahi yöntem, 1997 - 2018 yillari arasinda esansiyel tremor, Parkinson Hastaligi, distoni, obsesif kompulsif bozukluk ve dirençli epilepsi hastaliklarinda kullanimi için Amerikan FDA (Food and Drug Administration) kurumunca onaylanmistir. Ayrica bu teknigin depresyon, dirençli agri, demans, bagimlilik, yeme bozukluklari, Tourette sendromu, Huntington hastaligi, bilinç bozukluklari gibi pek çok durumda olasi faydalarina yönelik klinik ve deneysel alanlarda çok sayida çalisma yürütülmektedir. Derin Beyin Stimülasyon (DBS) Sistemi, uluslararasi nöromodülasyon derneginin yapmis oldugu son tanimlamada anlatildigi üzere, elektriksel sinyalleri beynin özellikli alanlarina gönderen, olagan disi elektriksel aktivitelere karsi denge saglamak amaciyla kullanilan bir sistemdir. DBS, ilaç tedavisinin yeterli gelmedigi durumdaki nörolojik rahatsizliklar için alternatif bir tedavi yöntemi olarak kabul edilir. Genellikle Derin Beyin Stimülatörleri 3 ayri parçadan meydana gelir. Aktif pulse (uyarim)jeneratörü sol veya sag klavikula (köprücük) kemiginin altina, karin duvarinin altina veya muhtelif ciltalti bölgelere yerlestirilir. Hastaligin bulgusuna bagli bir veya iki jeneratör yerlestirilebilir ve bu jeneratörler uzatma kablosu vasitasiyla beynin iç çekirdeklerine yerlestirilen LEAD adi verilen elektrot veya elektrotlar ile baglanirlar. Mevcut teknikte kullanilan DBS sistemlerinin içerisinde yer alan LEAD teknolojileri, 8 kontakt ve 4 kontakt olarak üretilmektedirler. Hedefe yerlestirilen LEAD'Ier, ilgili stereotaktik hedeflemeye göre subtalamik nukleus, internal globus pallidus, talamik ventral intermedius nukleusu, posterior subtalamik bölge, pontin paramedian nukleus, substantia nigra gibi hedefleri stimüle etmektedir. Hareket bozukluklarinin (Parkinson hastaligi, distoni, tremor...vb) güncel cerrahi tedavisinde hedeflenen baslica alanlar talamus, subtalamik nukleus ve pallidumdur. Bununla birlikte özellikle zona incerta ve Forel alanlari da tedavide son derece etkilidir. Mevcut düz DBS elektrotlari bu alanlara ulasmakta yetersiz kalmaktadirlar. Beyinde bulunan bu etkin alanlarin tam olarak kapsanabilmesi için düz elektrotlara ek olarak daha farkli tasarimlara ihtiyaç duyulmaktadir. Mevcut teknikte sadece tek yönlü stimülasyon yapabilen elektrotlar bulunmaktadir. Bu elektrotlarin farkli versiyonlarinda tek dogrultuda (omnidirectional) veya çok yönlü elektriksel alan olusturmak suretiyle (directionaI/multidirectional) elektriksel stimülasyon yapmak mümkündür. Ancak olusturulabilen elektriksel stimülasyon alani çok kisitli bir alana ulasabilmektedir. Bu uygulamalarda birden fazla hedef noktayi stimüle ederek beynin ilgili alanlarini uyarma olasiligi düsük olup, tedavi etkinliginde çoklu hedef ve nöronal aktif bölge stimülasyonu avantaji elde edilememektedir. Yani birden fazla hedef noktasina ve nöronal bölgeye etkin stimülasyon yapilamamaktadir. Düz ve çoklu elektrot kontaktlari ile bu bölgelere anatomik ve elektriksel yolla ulasilamamaktadir. Literatürde U85716377A numarali ABD patentinde konu ile ilgili olarak "Bulusun tercih edilen bir biçimi, implante edilebilir bir sinyal üreteci ve sinyal üretecine baglanan ve beyni terapötik olarak uyarmak için bir stimülasyon bölümüne sahip olan bir yakin uç araciligiyla anormal motor tepkiyle sonuçlanan bir hareket bozuklugunu tedavi edebilir. Elektrot beyne implante edilir, böylece stimülasyon kismi, beynin bazal ganglionlarinda veya talamusunda önceden belirlenmis bir bölgeye bitisik olarak uzanir. Sinyal üreteci, elektrodu önceden belirlenmis bir hiz ve genlikte uyaracak sekilde çalistirilir. Yukaridaki yöntemi kullanarak, Akinezi, Bradykinesia veya Rijidite gibi hipokinetik bozukluklarin ve Ballism, Hemiballism, Koreiform, Tortikollis, Spastisite veya Distoni gibi hiperkinetik bozukluklarin semptomlari hafifletilebilir. Bulusun bir düzenlemesine göre, stimülasyon talamusun uyarilmasini azaltabilir veya talamusun inhibisyonunu artirabilir. Bulusun baska bir düzenlemesine göre, stimülasyon talamusun uyarilmasini artirabilir veya talamusun inhibisyonunu azaltabilir." ifadelerine yer verilmektedir. Bahsedilen bulusta derin beyin stimülasyonu implantinin temel çalisma mekanizmasi ifsa edilmektedir. (DBS) cerrahisi için yeni yöntemler sunulmaktadir. Talamik ventralis intermedius (VlM) ve ventralis oralis (VOA/VOP) gibi bir hedefin beynin farkli hedef bölgelerinin birden fazla elektrikli elektrot kullanarak eszamanli olarak uyarilmasini içeren yöntemler, bu hedef alanlara implante edilen tek elektrotlarla yapilan uyarima kiyasla üstün klinik sonuçlar saglar." ifadeleri yer almaktadir. Bahsedilen basvuruda farkli hedefleri ayni anda stimüle edebilmek için beyin içindeki farkli hedeflere iki ayri girisim ile iki ayri elektrot yerlestirilmesi teknigi ifsa edilmektedir. bozuklugu olan bir hastayi tedavi etmek için bir yöntem sunulmaktadir. Stimülasyon kablosu, çok sayida beyin bölgesine bitisik çok sayida elektrot tasir. Farkli stimülasyon parametreleri ayarlarina sahip puls elektrik dalga biçimleri üretilir ve daha sonra es zamanli olarak çok sayida kontakta iletilir, böylece islev bozuklugunu tedavi etmek için çok sayida beyin bölgesi es zamanli olarak stimüle edilir." ifadeleri yer almaktadir. Bahsedilen basvuruda beyindeki farkli ve birbirine yakin yerlesimli hedefleri stimüle edebilmek için tek bir lead'i (elektrot) uygun anatomik açida yerlestirmek ve lead üzerindeki farkli kontraktlara ayri ayri elektriksel stimülasyon uygulamak suretiyle birden fazla hedefin ayni anda stimüle edilebilecegi teknik ifsa edilmektedir. Bu teknik sayesinde es zamanli olarak talamus-subtalamik çekirdek, pedikülopontin çekirdek- subtalamik çekirdek, zona incerta-subtalamik çekirdek, anterior talamik çekirdek- subtalamik çekirdek, nöral hücre gövdeleri-nöral fiberler ikililerinin ayni anda stimüle edilebilecegi ifsa edilmektedir. Ancak bu basvuruda bahsedilen yöntem ile Iead istikameti boyunca birbiri ile ayni düzlemi olusturmayan hedefleri es zamanli hedeflemek mümkün olamamaktadir. Ayrica zona incerta gibi anatomik olarak kranio- kaudal uzanimi ventro-dorsal uzanimina göre daha uzun olan hedefleri etkin bir sekilde stimüle etmek mümkün olmamaktadir. Yine literatürde US766860182 numarali basvuruda konu ile ilgili olarak "En az bir segmentli elektrot sirasina sahip tibbi elektrotlar ve ayrica büyük ölçüde tamamen elektrot telinin çevresi etrafinda uzanan en az bir halka elektrot açiklanmaktadir. Bölünmüs bir siradaki elektrotlar, büyük ölçüde tüm çevre çevresinden ziyade, elektrot ucunun çevresinin yalnizca bir kismi çevresinde uzanir. Bölünmüs bir siradaki elektrotlar, lead'in çevresi etrafindaki ilgili konumlara dagitilabilir ve yalitkan malzeme ile ayrilabilir. Halka elektrotlar ve bölümlenmis siralar, ilgili eksenel konumlara yerlestirilmistir. Örnegin, bazi düzenlemelerde, her biri üç elektrot içeren iki sira gibi çok sayida bölünmüs sira, iki halka elektrot arasinda yer alir. Böyle bir Iead, örnegin, lokalize stimülasyon kapasiteleri nedeniyle çesitli stimülasyon yöntemleri saglayabilir." Bahsedilen basvuruda Iead üzerindeki elektrot kontaktlarinin kendi içinde segmentasyonu sayesinde anatomik hedefe elektrik akimi alaninin istenildigi sekilde yönlendirilebilecegi ifsa edilmektedir. Bu teknik günümüzde "directional Iead" olarak bilinen elektrotlarda kullanilmakta ve "yönlendirilmis stimülasyon"a imkân vermektedir. Ancak elektrot ile hedef nokta arasindaki mesafe arttikça elektriksel stimülasyonu saglamak için daha yüksek akim degerleri gerekmekte; bu da stimüle edilmek istenilen anatomik hedef disindaki diger bölgelerin de istenmeyen stimülasyonuna yol açmaktadir. Dahasi, elektriksel alan hacmi ve konfigürasyonunda yönlendirilebilir elektrotlar ile yapilabilecek modifikasyonlar kisitlidir ve örnegin es zamanli VlM talamus ve zona incerta stimülasyonu amaçlandiginda bu yöntemle etkinlik elde edilememektedir. Birden fazla hedefi stimüle etmek konusunda yetersiz kalmaktadir. Literatürde US858325782 numarali basvuruda "Saft içindeki açikliklardan çevreleyen dokuya bagimsiz olarak yerlestirilebilen çoklu, uzatilabilir dallara sahip konuslandirilabilir bir derin beyin uyarici sonda için bir aparat ve ilgili yöntemler. Derin beyin dokusunun tedavisi için daIIardan en az birine bir elektrot yerlestirilir." Ifadelerine yer verilmektedir. Bahsedilen basvuruda kendi gövdesinin üzerinde yerlesik kontaktlari ve elektriksel stimülasyon özelligi olmayan bir tasiyici saft içinde yerlesik, hidrolik kuvvet ile açilabilen çoklu kanallara sahip ve her kanal içinden disa dogru dallanan küçük kivrik elektrotlara sahip olan bir saft anlatilmaktadir. Bu dallar ile hem elektriksel stimülasyon, hem de doku içine sivi maddelerin enjeksiyonunun yapilabildigi ifade edilmektedir. Ancak bu saftin kendi gövdesi bir elektrot olarak islev görmemektedir. elektrotlar deliklidir ve onlari ilgili elektrot telleriyle elektriksel olarak birlestirmek için kullanilan birkaç açik delik içerir. Makro elektrotlari ayiran radyal bosluklar, üç boyutlu bir mikro elektrot dizisini tasiyan makro elektrot seritleriyle doldurulur. Elektrot telleri ve mikro elektrot seritleri ile makro elektrot yuvasi, akilli ucu olusturmak için enjeksiyonla kaliplanmistir. Mikro elektrotlar tarafindan algilanan sinyaller, akilli elektrot telinin ilk takildigi anda hedef nöronlarin yerini tespit etmek için kullanilir ve böylece cerrahi süreyi büyük ölçüde azaltir. Kapali döngü kontrol yazilimi, hedef nöron bölgelerinin konumunu otomatiklestirir ve akimlari yalnizca hedef nöronlari uyaracak sekilde sinirlar, böylece yan etkileri azaltir." ifadeleri yer almaktadir. Bahsedilen uygulamada ise kapali döngü nöro-uyarim teknolojilerine, özellikle hem uyarici makro elektrotlari hem de algilayici mikro elektrotlari içeren sistem ifsa edilmektedir. Yukarida bahsedilen dezavantajlardan dolayi yandan çikisli derin beyin stimülasyon Bulusun Açiklanmasi Teknigin bu konumundan yola çikilarak bulusun amaci, mevcut dezavantajlari ortadan kaldiran yandan çikisli yeni bir derin beyin stimülasyon Iead elektrotu ortaya koymaktir. Bulusun bir diger amaci, hareket bozukluklarinin tedavisinin daha etkili bir sekilde yapilmasini saglayan bir yapi ortaya koymaktir. Bulusun bir diger amaci, motor talamik çekirdek ile ayni anda zona incerta ve Forel alanlari gibi birden fazla çekirdegin ve nöral yapinin etkin sekilde uyarilabilmesine olanak saglayan bir yapi ortaya koymaktir. Bu sayede talamotomi, subtalamotomi ve kampotomi ile lezyon olusturularak yüksek cerrahi etkinlik elde edilen hastalarda, bu etkiyi elektriksel stimülasyon ile daha kontrollü ve geri dönüslü olarak elde etmektir. Bulusun bir diger amaci, Parkinson hastaligi, distoni, tremor gibi hareket bozukluklarinin ve diger fonksiyonel nörolojik ve psikiyatrik hastaliklarin cerrahi tedavisinde kombine etki saglayan bir yapi ortaya koymaktir. Sekillerin Açiklanmasi Sekil - 1 Bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotunun temsili bir görünümü Sekil - 2 Bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotunda yana açilan elektrot çikisinin detay bir görünümü Sekil - 3 Bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotunun yana açildigindaki son kontakt görünümü Referans Numaralari A- Derin Beyin Stimülasyon Lead Elektrotu 1. Aktif Elektrot Uzun Aktif Elektrot Silikon Bosluk Yana Açilan Elektrot Silikon Uç 91:59)!" 6. Silikon Çikis 7. Yana Açilan Elektrot Yönlendirme Kontakti Bulusun Detayli Anlatimi Bu detayli açiklamada, bulus konusu yenilik sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulus, birden fazla beyin içi hedef uyarimi ile hareket bozukluklarinin ve diger fonksiyonel nörolojik ve psikiyatrik hastaliklarin cerrahi tedavisinde kombine etki saglayan, stimülasyon islemini gerçeklestirmek üzere bir uzun aktif elektrot (2) ve birden fazla sayida aktif elektrot (1) içeren derin beyin stimülasyon lead elektrotu (A) olup özelligi; bahsedilen uzun aktif elektrot (2) ve/veya aktif elektrot (1) beyin içi hedefe uyarim islevini gerçeklestirirken uyarim yapilan hedefe komsu bir baska hedefe es zamanli olarak stimülasyon islemini gerçeklestirmek üzere elektrigi ileten ve elektrik alani olusturabilen biyo-uyumlu malzemeden imal yana açilan elektrot (4) içermesiyle karakterize edilmesidir. Sekil- 1'de bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotunun (A) temsili bir görünümü resmedilmektedir. Sekil- 2'de bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotunda (A) yana açilan elektrot (4) çikisinin detay bir görünümü resmedilmektedir. Sekil - 3'de ise bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotunun (A) yana açildigindaki son kontakt görünümü resmedilmektedir. Bulusa konu olan derin beyin stimülasyon lead elektrotu (A), stimülasyon islemini gerçeklestirmek üzere olusturmus aktif elektrot (1 ) ve uzun aktif elektrot (2), bahsedilen aktif elektrot (1) ve uzun aktif elektrot (2) aralarinda olusturulan ve bahsi geçen derin beyin stimülasyon Iead elektrotunun (A) ana silikon çubuk seklindeki gövdesinin olusturdugu silikon bosluk (3), bahsedilen uzun aktif elektrot (2) ve/veya aktif elektrot (1) beyin içi hedefe uyarim islevini gerçeklestirirken uyarim yapilan hedefe komsu bir baska hedefe es zamanli olarak stimülasyon islemini gerçeklestirmek üzere elektrigi ileten ve elektrik alani olusturabilen biyo-uyumlu malzemeden imal yana açilan elektrot (4), bahsedilen derin beyin stimülasyon Iead elektrotun (A) en ucunda olusturulmus silikon uç (5), bahsedilen yana açilan elektrotun (4) yana dogru açi olusturacak sekilde çikisini saglamak üzere konumlandirilmis silikon çikis (6) ve bahsedilen yana açilan elektrotun (4) öne geriye hareketini saglayan yana açilan elektrot yönlendirme kontakti (7) ana parçalarindan meydana gelmektedir. Bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotu (A), Zona lncerta ve Forel alanlari gibi birden fazla hedefin ve nöral yapinin etkin sekilde stimüle edilmesi için ortaya konulmaktadir. Zona incerta ve diger Forel alanlarin mevcut linear gönderilen aktif elektrot (1) ve uzun aktif elektrot (2) ile stimüle edilmesi disinda yana açilan elektrot (4) ile direkt komsu hedef uyarimi imkani ortaya koymaktadir. Yana açilan elektrot (4) olarak konumlandirilmis derin beyin stimülasyon lead elektrotunda (A), yana açilan elektrotun (4) 7mm-8mm'lik kismi tamamen aktif (elektrigi ileten ve elektrik alani olusturabilen, biyo-uyumlu olan nitinol, iridyum, tantalum, tungsten, silikon ile çoklu luminel malzemelerden ortaya konulmaktadir. Sistem bir lPG (internal pulse generator) üreticisinin üretmis oldugu jeneratöre baglanarak, zone incerta ve Forel alanlari gibi birden fazla hedefe ve nöral yapiya stimülasyon yapabilmekte ve DBS tedavi etkinligi arttirilabilmektedir. Bulusa konu olan derin beyin stimülasyon Iead elektrotu (A), aktif ucu silikon bir tüp üzerinde olusan biri uzun aktif elektrot (2) altisi aktif elektrot (1) olacak sekilde 7 ayri elektrot ve 1 ayri yana açilan elektrottan (4) (toplam 8 elektrot) olusmaktadir. Sistemdeki yana açilan elektrot (4) mevcut düz (linear) aktif elektrot (1) ve uzun aktif elektrot (2) sisteminden aradaki silikon çikis (6) sonrasindan çikan aktif elektrot (4) kismiyla yana dogru farkli bölgeye stimülasyon verebilmektedir. Yana açilan elektrot (4) sisteminin arka kisminda yer alan yana açilan elektrot yönlendirme kontakti (7) öne geriye dogru hareket edebilmektedir. Öne hareket ettikten sonra yana açilan elektrot yönlendirme kontakti (7) tamamlaninca lead sisteminin ön tarafindan yan tarafa dogru açilmasi saglanmaktadir. TR TR TR TR TR TR

Claims (1)

1.ISTEMLER . Bulus, birden fazla beyin içi hedef uyarimi ile hareket bozukluklarinin cerrahi tedavisinde kombine etki saglayan, stimülasyon islemini gerçeklestirmek üzere bir uzun aktif elektrot (2) ve birden fazla sayida aktif elektrot (1) içeren derin beyin stimülasyon Iead elektrotu (A) olup özelligi; bahsedilen uzun aktif elektrot (2) ve/veya aktif elektrot (1) beyin içi hedefe uyarim islevini gerçeklestirirken uyarim yapilan hedefe komsu bir baska hedefe es zamanli olarak stimülasyon islemini gerçeklestirmek üzere elektrigi ileten ve elektrik alani olusturabilen biyo- uyumlu malzemeden imal yana açilan elektrot (4) içermesiyle karakterize edilmesidir. . Istem 1'e uygun bir derin beyin stimülasyon lead elektrotu (A) olup özelligi; bahsedilen derin beyin stimülasyon Iead elektrotun (A) en ucunda olusturulmus silikon uç (5) içermesidir. . Yukaridaki istemlerden herhangi birine uygun bir derin beyin stimülasyon Iead elektrotu (A) olup özelligi; bahsedilen yana açilan elektrotun (4) yana dogru açi olusturacak sekilde çikisini saglamak üzere konumlandirilmis silikon çikis (6) içermesidir. . Yukaridaki istemlerden herhangi birine uygun bir derin beyin stimülasyon Iead elektrotu (A) olup özelligi; bahsedilen yana açilan elektrotun (4) öne geriye hareketini saglayan yana açilan elektrot yönlendirme kontakti (7) içermesidir. . Yukaridaki istemlerden herhangi birine uygun bir derin beyin stimülasyon Iead elektrotu (A) olup özelligi; bahsedilen yana açilan elektrotun (4) biyo-uyumlu olan nitinol, iridyum, tantalum, tungsten, silikon ile çoklu luminel malzemeleri içermesidir ve sekil hafizasina sahip olmasidir. TR TR TR TR TR TR