用于可植入神经刺激器的改进天线和使用方法技术

本文中公开了一种包括通信模块的脉冲发生器。所述通信模块包括收发器和天线电路。所述天线电路包括具有电容器的第一路径以及包括串联安排的电容器和电阻器和辐射元件的第二、平行路径。所述天线电路被调谐为具有与期望发射频率相对应的谐振频率以及与由将所述天线电路植入患者身体内引起的所述谐振频率的偏移相对应的带宽。

Improved antenna and use method for implanting nerve stimulator

In this paper, a pulse generator including a communication module is disclosed. The communication module consists of a transceiver and an antenna circuit. The antenna circuit includes a first path with a capacitor and second parallel paths including a capacitor in series and a resistor and a radiation element. The antenna circuit is tuned to have a resonant frequency corresponding to the expected emission frequency and a bandwidth corresponding to the offset of the resonant frequency caused by the insertion of the antenna circuit into the body of the patient.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可植入神经刺激器的改进天线和使用方法相关申请的交叉引用本申请是于2015年1月9日提交并且题为“ImprovedAntennaandMethodsofuseforanImplantableNerveStimulator(用于可植入神经刺激器的改进天线和使用方法)”的美国临时申请号62/101,782的非临时申请并请求其优先权权益，所述美国临时申请的全部内容通过引用结合在此。本申请涉及以下美国临时专利申请：于2014年8月15日提交并且题为“DevicesandMethodsforAnchoringofNeurostimulationLeads(用于锚定神经刺激引线的设备和方法)”的美国临时专利申请号62/038,122[代理人案卷号：97672-001000US]；于2014年8月15日提交并且题为“ExternalPulseGeneratorDeviceandAssociatedMethodsforTrialNerveStimulation(用于试验神经刺激的外部脉冲发生器设备和相关联方法)”的美国临时专利申请号62/038,131[代理人案卷号：97672-001100US]；于2014年8月25日提交并且题为“ElectromyographicLeadPositioningandStimulationTitrationinaNerveStimulationSystemforTreatmentofOveractiveBladder,PainandOtherIndicators(在用于治疗膀胱过度活动症、疼痛以及其他指示物的神经刺激系统中的肌电图引线定位和刺激滴定)”的美国临时专利申请号62/041,611[代理人案卷号：97672-001200US]；于2015年1月9日提交并且题为“ElectromyographicLeadPositioningandStimulationTitrationinaNerveStimulationSystemforTreatmentofOveractiveBladder(在用于治疗膀胱过度活动症的神经刺激系统中的肌电图引线定位和刺激滴定)”的美国临时专利申请号62/101,888[代理人案卷号：97672-001210US]；于2015年1月9日提交并且题为“IntegratedElectromyographicClinicianProgrammerForUseWithanImplantableNeurostimulator(用于与可植入神经刺激器一起使用的集成肌电图临床医生编程器)”的美国临时专利申请号62/101,899[代理人案卷号：97672-001220US]；于2015年1月9日提交并且题为“SystemsandMethodsforNeurostimulationElectrodeConfigurationsBasedonNeuralLocalization(用于基于神经定位来进行神经刺激电极配置的系统和方法)”的美国临时专利申请号62/101,897[代理人案卷号：97672-001230US]；于2015年1月9日提交并且题为“PatientRemoteandAssociatedMethodsofUseWithaNerveStimulationSystem(与神经刺激系统一起使用的患者遥控器和相关联方法)”的美国临时专利申请号62/101,666[代理人案卷号：97672-001400US]；以及于2015年1月9日提交并且题为“AttachmentDevicesandAssociatedMethodsofUseWithaNerveStimulationChargingDevice(与神经刺激充电设备一起使用的附接设备和相关联方法)”的美国临时专利申请号62/101,884[代理人案卷号：97672-001500US]，所述美国临时专利申请中的每一个都转让给相同的受让人并出于所有目的通过引用以其全部内容结合在此。
本专利技术涉及神经刺激治疗系统和相关联的设备；以及这种治疗系统的治疗、植入和配置方法。
技术介绍
近年来，使用可植入神经刺激系统来进行治疗已经变得越来越普遍。虽然这种系统已经在治疗许多病情方面显示出了前景，但是治疗有效性可能在患者之间明显变化。许多因素可能导致患者经历非常不同的疗效，并且在植入之前可能难以确定治疗的可行性。例如，刺激系统通常利用电极阵列来治疗一个或多个目标神经结构。电极通常一起安装在多电极引线上，并且所述引线在患者的组织中被植入在旨在引起电极与目标神经结构的电耦合的位置处，通常经由中间组织来提供耦合的至少一部分。也可以采用其他方式，例如，一个或多个电极附接至覆盖目标神经结构的皮肤上、植入在目标神经周围的袖口中等等。无论如何，内科医生将通常试图通过改变应用到电极上的电刺激来建立适当的治疗方案。当前刺激电极放置/植入技术和众所周知的治疗设置技术具有显著的缺点。不同患者的神经组织结构可能大不相同，准确地预测或标识执行特定功能和/或衰弱特定器官的神经的位置和分支是一种挑战。在不同的患者当中，围绕目标神经结构的组织结构的电特性也可能大不相同，并且对刺激的神经反应可能随着有效影响一位患者的身体功能并且向另一位患者施加显著疼痛或对所述另一位患者具有有限效果的电刺激脉冲模式、频率、和/或电压而明显不同。甚至在对神经刺激系统的植入提供有效治疗的患者体内，在可以确定适当的治疗程序之前，经常需要频繁地调节和改变刺激方案，经常涉及在实现效果之前患者的重复就诊和显著不适。虽然已经实施了许多复杂且成熟的引线结构和刺激设置方案来试图克服这些挑战，但是引线放置结果的可变性、用于建立适当刺激信号的临床医生时间、以及施加给患者的不适(以及在某些情况下，显著疼痛)仍然不太理想。此外，这种设备的使用期和电池寿命相对短，从而使得每隔几年对植入的系统进行常规替换，这需要附加手术、患者不适、以及医疗系统的显著费用。此外，当前刺激系统依赖于无线通信来维持对可植入神经刺激系统的控制。使用一个或多个天线来频繁地执行此无线通信。然而，当前天线在某些情况下无法很好的运转，并且具体地当将天线植入在患者身体内时。这导致降低与植入的设备进行通信的能力，并且难以维持对那些设备的控制。仍未完全实现这些神经刺激治疗的巨大效益。因此，期望的是提供改进的神经刺激方法、系统和设备，以及用于为所治疗的特定患者或病情植入和配置这种神经刺激系统的方法。将特别有帮助的是，提供这种系统和方法，以便提高内科医生在定位和配置系统时的易用性，以及改善患者舒适性和减轻患者症状，和/或提供重新设计的天线来改善与植入的天线进行的通信。
技术实现思路
本公开的一方面涉及一种包括收发器和天线电路的通信模块。天线电路可以具有第一谐振频率(当未将天线电路植入患者身体内时)、第二谐振频率(当将天线电路植入患者身体内时)、以及带宽。天线电路的带宽可以是足够的，使得当天线电路在体内时，在天线电路处以大于半功率点来接收发射频率，不管施加到传输系统的谐振频率上的可变性如何。由于从第一谐振频率到第二谐振频率的偏移基于植入和/或患者的组织特性而在患者之间不同，因此天线电路的这种带宽使能够在植入的设备和外部设备之间进行有效的通信，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可植入神经刺激器，用于根据使用外部设备经由无线通信接收到的程序将一个或多个电脉冲递送至患者身体内的目标区域，所述可植入神经刺激器包括：气密外壳，所述气密外壳具有被配置成植入在患者身体内的包括生物相容性材料的外表面；收发器，所述收发器被布置在所述外壳内，并且包括第一引线和第二引线；以及通信天线电路，所述通信天线电路被布置在所述外壳内，并且耦合至所述第一引线和所述第二引线，所述天线电路具有第一路径以及平行于所述第一路径的第二路径，所述第一路径包括第一电容器，并且所述第二路径包括：第二电容器；辐射元件；以及电阻器，其中，所述第二电容器、所述电阻器以及所述辐射元件被串联地安排。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.09 US 62/101,7821.一种可植入神经刺激器，用于根据使用外部设备经由无线通信接收到的程序将一个或多个电脉冲递送至患者身体内的目标区域，所述可植入神经刺激器包括：气密外壳，所述气密外壳具有被配置成植入在患者身体内的包括生物相容性材料的外表面；收发器，所述收发器被布置在所述外壳内，并且包括第一引线和第二引线；以及通信天线电路，所述通信天线电路被布置在所述外壳内，并且耦合至所述第一引线和所述第二引线，所述天线电路具有第一路径以及平行于所述第一路径的第二路径，所述第一路径包括第一电容器，并且所述第二路径包括：第二电容器；辐射元件；以及电阻器，其中，所述第二电容器、所述电阻器以及所述辐射元件被串联地安排。2.如权利要求1所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路包括印刷电路板(PCB)。3.如权利要求2所述的可植入神经刺激器，其中，所述辐射元件包括所述PCB上的多个导电环，并且其中，所述多个导电环被定位成沿着所述PCB的公共平面。4.如权利要求3所述的可植入神经刺激器，其中，所述导电环包括嵌入到所述PCB的衬底表面上的铜迹线，并且其中，所述铜迹线被配置成用于产生具有环形图案的电场偶极子，所述电场偶极子在所述公共平面内具有最大强度，从而使得当所述外壳被植入以供使用时最大场基本上垂直于所述患者的身体表面。5.如权利要求4所述的可植入神经刺激器，其中，所述多个环包括第一环和第二环，其中，所述第二环位于所述第一环内。6.如权利要求5所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路具有固定的固有谐振频率，所述第一电容器具有第一固定电容，并且所述第二电容器具有第二固定电容。7.如权利要求6所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路由Q因数限定，并且所述电阻器被配置成减小所述天线电路的所述Q因数，从而使得：当所述天线电路被植入所述患者身体内并且与所述外部设备通信时，所述天线电路的带宽涵盖与患者植入相关的谐振频率可变性。8.如权利要求1所述的可植入神经刺激器，其中，所述外壳至少包括陶瓷壳部分，以便提供用于在所述可植入神经刺激器与所述外部设备之间进行无线通信的有效射频透明窗口，其中，所述外部设备包括临床医生程控器、患者遥控器或充电设备。9.一种可植入神经刺激器，用于将一个或多个电脉冲递送至患者身体内的目标区域，所述可植入神经刺激器包括：气密外壳，所述气密外壳具有被配置成植入在患者身体内的外表面，所述外壳包括陶瓷发射区域；天线电路，由Q因数限定，所述天线电路被布置在所述外壳内，并且被配置成用于通过所述陶瓷区域与外部设备无线地通信；以及收发器，所述收发器被布置在所述外壳内，并且耦合至所述天线电路，其中，所述天线电路的所述Q因数由包括在所述天线电路中的第一电阻器限制在目标频率处。10.如权利要求9所述的可植入神经刺激器，其中，所述第一电阻器增大所述天线电路的带宽。11.如权利要求10所述的可植入神经刺激器，其中，所述目标频率在350Hz与450Hz之间。12.如权利要求11所述的可植入神经刺激器，其中，所述目标频率为大约403Hz。13.如权利要求11所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路的带宽在5Hz与30Hz之间。14.如权利要求13所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路的带宽为大约16Hz。15.如权利要求14所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路包括与第二电容器、辐射元件和所述第一电阻器并联安排的第一电容器。16.如权利要求15所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路包括印刷电路板(PCB)，其中，所述辐射元件包括所述PCB上的多个导电环，并且其中，所述多个导电环位于所述PCB上的公共平面内。17.如权利要求16所述的可植入神经刺激器，其中，所述多个环包括第一环和第二环，其中，所述第二环位于所述第一环内。18.如权利要求17所述的可植入神经刺激器，其中，所述第一电容器具有第一固定电容，并且所述第二电容器具有第二固定电容。19.一种可植入神经刺激器，用于将一个或多个电脉冲递送至患者身体内的目标区域，所述可植入神经刺激器包括：至少部分陶瓷的外壳，具有被配置成植入在患者身体内的外表面；射频收发器，所述射频收发器被布置在所述陶瓷外壳内，并且包括第一引线和第二引线；以及天线电路，所述天线电路被布置在所述陶瓷外壳内，并且被配置成与外部设备无线地通信，所述天线电路耦合至所述第一引线和所述第二引线并且具有第一路径以及平行于所述第一路径的第二路径，所述第一路径包括第一电容器，并且所述第二路径包括谐振调谐(RLC)电路，其中，所述天线电路具有固定谐振频率。20.如权利要求19所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路包括印刷电路板(PCB)。21.如权利要求20所述的可植入神经刺激器，其中，所述辐射元件包括在所述PCB上形成的多个导电环，并且其中，所述多个环包括第一环和第二环，其中，所述第二环位于所述第一环内。22.如权利要求21所述的可植入神经刺激器，其中，所述固定谐振频率与所述可植入神经刺激器被配置成用于接收一个或多个无线通信所采用的发射频率相对应。23.如权利要求22所述的可植入神经刺激器，其中，所述天线电路具有带宽，其中，所述天线电路的带宽被调谐为使得：当被植入在所述患者身体内时，所述天线电路在接收所述发射频率时的有效性不下降到低于所述天线的半功率点。24.一种在可植入神经刺激器与外部设备之间进行无线数据通信的方法，所述方法包括：将所述神经刺激器植入患者身体内，所述可植入神经刺激器包括：气密外壳；收发器，所述收发器被布置在所述外壳内，并且包括第一引线和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·纳西福，H·哈斯比尼，
申请(专利权)人：艾克索尼克斯调制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US