可植入式前庭假体制造技术

可植入式神经刺激装置具有传感器系统、与传感器系统通信的数据处理器和与数据处理器通信的并且被构建成将电刺激提供给至少一个前庭蜗神经的至少一个分支的神经刺激系统。神经刺激系统包括下述电极阵列，该电极阵列具有被构造成以外科手术的方式被植入成与前庭神经的上分支以电方式通信的第一组电极、被构造成以外科手术的方式被植入成与前庭神经的水平分支以电方式通信的第二组电极、被构造成以外科手术的方式被植入成与前庭神经的后分支以电方式通信的第三组电极和被构造成以外科手术的方式被植入到前庭迷路的总脚中的总脚参考电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的当前要求保护的实施方式的领域涉及用于刺激神经的系统和元件，并且更特别地涉及下述系统，该系统包括以外科手术的方式可植入式前庭假体和用于以外科手术的方式可植入式前庭假体的元件、算法、刺激协议以及方法。
技术介绍
在正常的个体中，两个内耳迷路调节每个前庭神经分支内部的传入纤维上的活动，以便给中枢神经系统(CNS)提供由于重力和平移运动(术语称作重力惯性加速度)两者造成的旋转的头部运动和线加速度的感知。每个迷路包含三个互相正交的半规管(SCC)以感测头部旋转。每个SCC用关于绕着那个SCC的轴的三维(3D)头部角速度的元件来基本及时地调节其前庭神经的分支上的活动。(参见图1。)每个SCC与相对的耳朵中的SCC是近似共面的，并且每个SCC的共面对有效地充当一对反平行的角速率传感器。沿着水平轴线方向、左前右后(LARP)轴线方向以及右前左后(RALP)轴线方向定向的SCC负责用于沿着这些各个轴线的方向感测角速度，并且两个耳石末梢器官(椭圆囊和球囊)负责用于感测重力惯性的(平移的)加速度 。这些感知的输入驱动了使凝视和姿势稳定的补偿反射以便在头部运动期间使视觉的清晰度达到最大值并且以便于防止跌倒。在两个迷路中都失去前庭听毛细胞功能的患者可能遭受视觉灵敏度和平衡的变弱的损失，这是因为他们的CNS不再接收正常的头部运动信息或者重力定向提示。虽然视觉的和本体感受的输入的补偿使用可以部分地代替失去的迷路的输入，但这种策略在高频率、高加速、瞬时的头部运动期间失败，例如在步行的时候经历那些情况(Carey, J.P.和C.C.Delia Santina.Principles ofapplied vestibular physiology.0tolaryngology -Head & Neck Surgery.2005)。大约0.1%的美国成人报告了符合严重的双边前庭的机能减退的症状的群集，对应于仅在美国就超过了 250, 000 个个体(Delia Santina, C.C，A.A.Migliaccio, R.Hayden, T.A.Melvin, G.Y.Fridman, B.Chiang, N.S.Davidovics, C.Dai, J.P.Carey, L.B.Minor,1.C.ff.Anderson, H.Park, S.Lyford-Pike,和 S.Tang.Current and future management of bilateral lossof vestibular sensation—an update on the Johns Hopkins multichannel vestibularprosthesis project.Cochlear Implants International.2010)。对于那些没能通过康复练习来补偿的人，不存在充分有效的治疗。如果基于运动传感器输入来直接调节依然健在的前庭传入的活动的多通道前庭假体有效地恢复了头部运动和重力的定向的感知，则该多通道前庭假体可以改善前庭缺陷个体的生活质量(上述的Delia Santina等人，Wall，C，D.M.Merfeld，S.D.Rauch，和 F.0.Black.Vestibular prostheses:Theengineering and biomedical issues.Journal of Vestibular Research-Equilibrium &Orientation.12:2002)。Gong和Merfeld在2000年首次描述了头戴式前庭假体(Gong，I S.和D.M.Merfeld.Prototype neural semicircular canal prosthesis using patternedelectrical stimulation.Annals of Biomedical Engineering.28:2000;Gong, W.S.和 D.M.Merfeld.System design and performance of a uni lateralhorizontal semicircular canal prosthesis.1EEE Transactions on BiomedicalEngineering.49:2002;Merfeld等人的美国专利第6，546，291B2号)。该装置能够感测绕着一个轴的头部旋转并且经由意图对剌激一个SCC的壶腹神经中的传入进行激活的一对电极对前庭神经进行电剌激。使用该装置，Gong, Merfeld等人能够部分地恢复松鼠猴和豚鼠的绕着一个轴的前庭眼反射(V0R)。他们描述了在假体的诱发V0R、姿势的效果以及对侧部SCC的同时的、双边的剌激的反应方面的长期变化(Gong，I S.，C.Haburcakova 和 D.Μ.Merfeld.Vestibulo-Ocular Responses Evoked Via BilateralElectrical Stimulation of the Lateral Semicircular Canals.1EEE Transactionson Biomedical Engineering.55: 2008 ; Gong, W.S.和 D.M.Merfeld.Prototype neuralsemicircular canal prosthesisusing patterned electrical stimulation.Annalsof Biomedical Engineering.28:2000;Gong, W.S.和 D.M.Merfeld.System designand performance of a unilateral horizontal semicircular canal prosthesis.1EEE Transactions on Biomedical Engineering.49: 2002 ; Lewis, R.F.，W.S.Gong, M.Ramsey, L.Minor, R.Boyle 和 D.M.Merfeld.Vestibular adaptation studied with aprosthetic semicircular canal.Journal of Vestibular Research-Equilibrium& Orientation.12:2002;Lewis，R.F.，D.M.Merfeld 和 W.S.Gong.Cross-axisvestibular adaptation produced by patterned electrical stimulation.Neurology.56:2001; Merfeld, D.M.，W.S.Gong, J.Morrissey, M.Saginaw, C.Haburcakova和 R.F.Lewis.Acclimati on to chronic constant-rate peripheral stimulationprovided by a ve本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.12 US 61/294,291;2010.02.04 US 61/301,401;1.一种可植入式神经刺激装置，包括: 传感器系统； 数据处理器，所述数据处理器与所述传感器系统通信；以及 神经刺激系统，所述神经刺激系统与所述数据处理器通信并且被构建成将电刺激提供给至少一个前庭蜗神经的至少一个分支， 其中，所述神经刺激系统包括电极阵列，并且 其中，所述神经刺激系统的所述电极阵列包括:被构造为以外科手术的方式植入成与所述前庭神经的上分支以电方式通信的第一组电极、被构造为以外科手术的方式植入成与所述前庭神经的水平分支以电方式通信的第二组电极、被构造为以外科手术的方式植入成与所述前庭神经的后分支以电方式通信的第三组电极、和被构造为以外科手术的方式植入到前庭迷路的总脚中的总脚参考电极。2.根据权利要求1所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述前庭神经刺激系统的所述电极阵列还包括第二参考电极，所述第二参考电极被构造为固定成与所述前庭迷路外部的区域电接触。3.根据权利要求2所述的可植入式神经刺激装置，其中，每组电极是多电极阵列，所述多电极阵列被构造为在迷路内自定向以利于以最优的方式植入成分别与所述前庭神经的所述分支以电方式通信。4.根据权利要求1所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述神经刺激系统还包括多个电流源和多个电流宿，所述多个电流源和所述多个电流宿中的每个能够选择性地指向至少一个电极。5.根据权利要求1所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述数据处理器适于接收要被用于对所述前庭神经的所述上分支、所述水平分支和所述后分支中的至少一个的刺激进行校正的信息，并且适于将校正信号提供给所述前庭神经刺激系统以影响电流导引，从而改进对所述前庭神经的电刺激。6.根据权利要求5所述的可植入式神经刺激装置，还包括与所述数据处理器通信的非易失性数据存储系统， 其中，所述非易失性数据存储系统被配置成存储数据，所述数据用于由所述数据处理器使用以校正从所述传感器系统接收的信号。7.根据权利要求6所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述数据处理器被配置成对下述未对准中的至少一个进行校正:由于在对所述前庭神经的刺激期间的电流扩布所造成的头部运动与眼睛运动反应或者感知的未对准、所述可植入式前庭刺激装置与头部固定的参考系之间的未对准、以及所述电极阵列与所述前庭神经的未对准。8.根据权利要求1所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述传感器系统包括三轴陀螺仪系统。9.根据权利要求8所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述传感器系统还包括具有线性加速度计的三轴系统，所述具有线性加速度计的三轴系统被构建成至少提供所述可植入式前庭刺激装置的关于相对于局部重力场的任何定向的定向信息。10.根据权利要求1所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述神经刺激系统的所述电极阵列还包括被构造为以外科手术的方式植入成与椭圆囊前庭神经分支以电方式通信的第四组电极、以及被构造为以外科手术的方式植入成与球囊前庭神经分支以电方式通信的第五组电极。11.根据权利要求1所述的可植入式神经刺激装置，其中，所述神经刺激系统的所述电极阵列还包括被构造为以外科手术的方式植入成与耳蜗神经分支以电方式通信的第六组电极。12.一种用于可植入式神经刺激装置的电引线装置，包括: 第一组配线和与所述第一组配线中的对应配线电接触的第一组电极，所述第一组电极形成上前庭神经分支电极阵列，使得所述第一组电极相对于彼此保持基本固定； 第二组配线和与所述第二组配线中的对应配线电接触的第二组电极，所述第二组电极形成水平前庭神经分支电极阵列，使得所述第二组电极相对于彼此保持基本固定； 第三组配线和与所述第三组配线中的对应配线电接触的第三组电极，所述第三组电极形成后前庭神经分支电极阵列，使得所述第三组电极相对于彼此保持基本固定；以及与对应的参考配线电连接的参考电极。13.根据权利要 求12所述的用于可植入式神经刺激装置的电引线装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·科尔曼·德洛圣蒂纳，吉恩·叶夫根尼·弗里德曼，布赖斯·蒋，
申请(专利权)人：约翰霍普金斯大学，
类型：
国别省市：