[发明专利]用于可植入医疗设备的探针

说明书

技术领域

本发明涉及用于可植入医疗设备的探针，具体而言涉及用于脑部可植入医疗设备的探针。

背景技术

今天，可植入医疗设备一般用于治疗患有各种疾病的患者。在用于电刺激的诸如起搏器或深部脑刺激（DBS）设备之类的可植入设备植入之后，在通过例如磁共振成像（MRI）扫描来扫描患者和设备期间，该设备和周围的组织会被加热。人体组织（特别是脑组织）对温度上升敏感；脑组织最大允许的温度上升为1℃，因为进一步的温度上升可能对单个神经元和神经元网络功能具有深刻的负面影响。因此，所关注的是，最小化在MRI扫描期间由于植入的医疗设备附近感应的电流引起的在该医疗设备处和其周围的加热效应。

可能好像自然的是，对于整个可植入设备选择高电阻材料，该材料理想地选择具有与人体组织相同的比电阻。然而，与使用低电阻材料的探针相比，这典型地需要多得多的电力以在探针端部获得相同的组织刺激信号。因此，将产生不可接受的大电池或不可接受的短电池寿命。

US4353360描述了一种用于身体可植入引线的电极，该引线具有半导体表面以用于将电信号耦合到身体组织。该电极包括若干种不同电导率的材料，它们以层布置，使得具有最低电导率的材料直接接触身体组织。

用于可植入医疗设备的具有最小化加热效应的改进探针将是有利的。而且，这样的探针是有利的：与用于可植入医疗设备的已知探针相比，探针在植入之后和在MRI扫描期间将在植入设备的探针周围的人体组织内产生减少的电流密度。

发明内容

可以看作本发明的目的的是，提供一种用于可植入医疗设备的可替代探针，其避免了上面提及的关于加热和/或大电流密度的问题。

该目的和若干其他目的在本发明第一方面中通过提供一种用于可植入医疗设备的探针而实现，所述探针具有远端和近端，所述探针还包括处于远端的电极，其中所述电极连接到从电极延伸到探针的近端的导线，其中该导线的电阻率沿着导线的长度是不均匀的。

通过提供具有连接到导线的电极的探针，其中该导线具有不均匀的电阻率，有可能定制该探针使得关于防止在MRI扫描期间不想要的加热的安全问题和电池寿命可以相对于彼此而平衡。

本发明特别地但非排他地有利于在可植入医疗设备被植入患者时，减小高电流密度并且因此减小该设备的探针和/或其周围组织的加热。为了防止由于在MR扫描期间电极的端部附近感应的电流而引起的对人体组织的破坏性加热或不期望刺激，需要探针中导线的高电阻率。这与增加电池寿命的低能耗需要相冲突，因为为此需要低电阻的信号导线。导线的不均匀电阻率提供了一种解决方案，其中导线的从电极到探针近端的某些部分具有较低电阻率，这对电池寿命是有利的，而导线的其他部分具有较高的电阻率，这减小了探针周围人体组织的加热和不期望刺激。

在探针的远端处多个电极通过导线连接到探针的近端的情况下，当沿着探针的长度具有不均匀电阻率的导线的片段（fraction）增大时，将每个电极连接到探针远端的导线的不均匀电阻率的有利效应当然增大；然而，即使沿着探针延伸的多个导线中只有一个具有不均匀电阻率，也可以实现该有利效应。

根据可植入医疗设备的一个方面，所述导线包括具有第一电阻率的第一部分和具有第二电阻率的第二部分，所述第一和第二电阻率是不同的。术语“部分”的意思是表示沿着导线的长度的一部分；贯穿本申请，第一部分比第二部分更靠近远端。

根据所述探针的另一方面，导线的第一部分毗邻电极并且第一部分的电阻率高于第二部分的电阻率。当靠近电极或在电极处的该导线的第一部分的电阻率高时，可降低在外部电场期间电极周围的电流密度。因此，当探针植入时，人体组织处的电流密度将被降低。

在植入的医疗设备周围的组织中，当患者和探针处于MRI场中时，电流典型地集中在探针的远端附近。这导致组织和探针二者加热。本发明建议增大导线的电阻率（否则其中电流密度将是最大的），使得电流更多地展开。典型地，这也将减小MRI频率处的总感应电流，但是即使总电流保持不变，由于电流在植入的探针周围更加均匀的分布的原因加热将减少，这是因为加热与电流密度的平方成比例。

根据又一个方面，第一部分由第一电阻率的材料制成，且第二部分由第二电阻率的材料制成，其中第一电阻率高于第二电阻率。可替代地或同时，导线的第一部分具有第一截面积而导线的第二部分具有第二截面积，其中第一截面积小于第二截面积。根据后一个方面，导线的截面积沿着探针的长度是不均匀的。因此，通过改变材料的电阻率且/或改变导线的截面积或厚度来实现电阻率的改变。