專利名稱：用于利用eeg信號(hào)來檢測(cè)低血糖的可植入電子設(shè)備的制作方法
用于利用EEG信號(hào)來檢測(cè)低血糖的可植入電子設(shè)備
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)涉及可植入電子設(shè)備，尤其(但不排他地)涉及用于檢測(cè)低血糖發(fā)作的可 植入設(shè)備。W02006/066577描述了用于警告臨近低血糖的可植入電子設(shè)備。所述設(shè)備具有可 植入組件，其被置于胸部、脖子后面或與頭皮中皮下植入電極通信的其他地方。描述了可選 的外部部分，其用于信號(hào)處理和通過無線傳輸接收來自被植入組件的數(shù)據(jù)。PCT/EP2007/055628提供了用于處理針對(duì)這種低血糖檢測(cè)的信號(hào)的算法。
本申請(qǐng)呈現(xiàn)了若干與這種通用類型的單元有關(guān)的實(shí)用改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明在第一方面中提供了用于植入用來捕獲EEG信號(hào)的裝置的方法， 該裝置包括連接到至少一個(gè)具有自由遠(yuǎn)端的可植入電極近端的可植入信號(hào)捕獲單元，所述 方法包括從植入點(diǎn)沿著皮下路徑傳遞管狀引導(dǎo)鞘；通過所述引導(dǎo)鞘傳遞所述電極的遠(yuǎn)端 來將附接在所述電極近端的所述信號(hào)捕獲單元帶到所述植入點(diǎn)；以及從電極撤出所述引導(dǎo) 鞘，同時(shí)逐漸軸向地分離引導(dǎo)鞘來支持其移除。優(yōu)選地，將所述電極的近端密封至信號(hào)捕獲單元中。優(yōu)選地，管狀引導(dǎo)鞘包括至少一個(gè)弱化軸線，使得其在退出時(shí)能夠被拉開。優(yōu)選地，一束至少兩個(gè)電極通過所述引導(dǎo)鞘進(jìn)行傳遞?？蛇x地，當(dāng)捕獲單元被帶到植入點(diǎn)時(shí)，將至少一個(gè)其他管狀引導(dǎo)鞘從植入點(diǎn)沿第 二皮下路徑進(jìn)行傳遞，并且將至少第二所述電極的遠(yuǎn)端通過所述其他管狀引導(dǎo)鞘進(jìn)行傳 遞，以及將所述其他引導(dǎo)鞘從所述第二電極撤出，同時(shí)被逐漸軸向分離來支持其從電極移 除。優(yōu)選地，所述第二電極是一束至少兩個(gè)通過所述其他管狀引導(dǎo)鞘傳遞的電極的成
員O每個(gè)電極可以具有延長的絕緣體，以及在其末梢或其長度中間用于收集EEG信號(hào) 的非絕緣部分。優(yōu)選地，該電極或每個(gè)所述電極的長度不超過6cm。優(yōu)選地，植入點(diǎn)位于病人的耳后。在植入之后，優(yōu)選地第一電極從植入點(diǎn)伸出來以收集在第一位置的EEG信號(hào)，該 位置優(yōu)選位于中心正好在耳朵后上方的、直徑大約5cm(更優(yōu)選地是大約2cm，最優(yōu)選地是 大約1cm)的圓形區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選大約在連接標(biāo)準(zhǔn)電極位置點(diǎn)C3和T5的線上，優(yōu)選在所述線 的中心。優(yōu)選地，第二電極從植入點(diǎn)伸出來以收集在如下位置的EEG信號(hào)，該位置優(yōu)選 位于中心在連接標(biāo)準(zhǔn)電極位置C3和T5的線的中點(diǎn)垂直下方大約1. 5cm處的、直徑大約 5cm(更優(yōu)選地是大約2cm，最優(yōu)選地是大約Icm)的圓形區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選地，第二位置在所述 第一位置下方大約1.5cm處。
優(yōu)選地，第一電極和第二電極形成常見電極束的一部分。這里，在頭上用于感測(cè)EEG信號(hào)的參考位置參見針對(duì)EEG電極映射的標(biāo)準(zhǔn)國際 10-20 位置，例如"Primer of EEG with a Mini-Atlas", Rowan 禾口 Tolunsky (Butterworth Heinemann)第一章，圖1_1至1_6中所述，或者參見擴(kuò)展的10-20系統(tǒng)如“Current Practice of Clinical Electroencephalography"第三片反，Ebersole 禾口 Pedley Ed, Lippincott, Williams & Wilkiks 出版，第 4 章，72-74 頁中所述。因此，優(yōu)選地，兩個(gè)所述電極相隔至少1. 5cm。 優(yōu)選地，被植入裝置配合EEG信號(hào)分析單元來使用，以確定從所述電極接收的EEG 信號(hào)何時(shí)指示特定的生理?xiàng)l件。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，進(jìn)一步提供了包括至少一個(gè)延長的柔性電極的皮下可植 入EEG裝置，該柔性電極具有與包含在外殼中的信號(hào)捕獲單元永久電連接的近端，以及在 電極上延伸并且在電極的長度上運(yùn)行的引導(dǎo)鞘，該引導(dǎo)鞘在所述外殼上具有太小而不能通 過的包含電極的內(nèi)部鉆孔，其中所述引導(dǎo)鞘具有弱化的軸線用于允許將引導(dǎo)鞘手動(dòng)分離以 及將引導(dǎo)鞘逐漸地從電極剝離。這里結(jié)合植入方法所述的所有可選或優(yōu)選的特征可以結(jié)合 這種設(shè)備來使用。在備選的方面中，本發(fā)明提供了用于捕獲并發(fā)射EEG信號(hào)的可植入裝置，該裝置 包括適于在病人頭皮下面皮下植入的外殼，并且在其外部具有至少兩個(gè)電極觸點(diǎn)以在使用 時(shí)捕獲EEG信號(hào)，所述電極與所述外殼中的電路操作連接以接收所述EEG信號(hào)，并且對(duì)其進(jìn) 行無線傳輸從而在病人身體外的位置接收。優(yōu)選地，兩個(gè)所述電極至少相隔1. 5cm。優(yōu)選地，所述裝置的最長外部直徑是從1. 5cm到3cm，此外(但是獨(dú)立地)所述裝 置的最小外部直徑不超過0. 5cm。在本發(fā)明的另一方面中，提供了用于預(yù)防低血糖的裝置，該裝置包括針對(duì)低血糖 發(fā)作的基于EEG的檢測(cè)器，其操作連接到可致動(dòng)釋放設(shè)備，諸如用于將低血糖預(yù)防物質(zhì)給 藥到病人的泵。例如，在響應(yīng)臨近低血糖觸發(fā)報(bào)警狀態(tài)時(shí)，可以對(duì)預(yù)載入的膠囊進(jìn)行破碎來 釋放所述物質(zhì)。優(yōu)選地，基于EEG的檢測(cè)器包括可植入信號(hào)捕獲單元，其可操作連接到至少兩個(gè) 適于皮下植入的EEG傳感器電極。優(yōu)選地，將所述泵操作連接到包含葡萄糖、胰高血糖素的貯液囊。裝置可以進(jìn)一步包括報(bào)警信號(hào)的生成器，諸如所述裝置的用戶可察覺的聲音或輕 微電擊的震動(dòng)。裝置可以配置為從所述報(bào)警信號(hào)生成開始的預(yù)定時(shí)間間隔之后通過所述泵 發(fā)起所述物質(zhì)的給藥，并且可以包括所述用戶取消信號(hào)的輸入，使得用戶的所述取消信號(hào) 的輸入阻止或停止所述泵的致動(dòng)。通?？梢栽贓EG裝置中或者在用于通常感測(cè)低血糖發(fā)作的EEG裝置中使用的此類 設(shè)備的優(yōu)選特征還包括以下。這里描述的本發(fā)明的所有優(yōu)選和可選特征可以彼此獨(dú)立使 用；并且與在這里本發(fā)明的第一獨(dú)立方面公開的實(shí)現(xiàn)方法分開使用；以及與本法其他獨(dú)立 要求的方面分開使用。植入的信號(hào)捕獲單元可以足夠小(助聽器大小或者更小，例如，直徑l_2cm或其他 最大尺寸，并且厚度不超過0. 5cm)以便在頭上的某些適當(dāng)位置(諸如，恰好處于耳朵后面)被裝入人體。設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)電極，其被置于皮下并且限定了物理測(cè)量EEG的空間；電極連接到的測(cè)量電子設(shè)備/硬件，其放大EEG和/或?qū)EG轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式；電源，其給 電子設(shè)備提供用于操作的能量；外殼部分，其以生物適合的方式封裝測(cè)量電子設(shè)備，同時(shí)允 許電極通過并連接到測(cè)量電子設(shè)備?？紤]到所使用材料的特性，電極可以是核磁共振成像(MRI)安全的，例如包括是 MRI安全的電極芯。具體而言，材料可以是鉬和銥(Pt/IR)的(90/10)混合物，該混合物同 樣是生物適合的。優(yōu)選地，該電極或每個(gè)的末梢是非絕緣的。適于用絕緣體涂層將電極的主要延長 體絕緣，該絕緣體涂層可以是由聚乙烯和/或PTFE和/或硅樹脂和/或其他生物適合的絕 緣材料中的一個(gè)或多個(gè)制成的電極涂層。當(dāng)不要求MRI安全性的時(shí)候，電極芯可由鋼制成，從而降低制造成本。一束電極可以包括兩個(gè)或多個(gè)基本上相同物理長度的電極，每個(gè)電極大部分長度 上是絕緣的但具有是非絕緣的感測(cè)區(qū)域，束中的不同電極在距信號(hào)捕獲單元的不同長度上 具有它們的感測(cè)區(qū)域。通常，束中一個(gè)電極的感測(cè)區(qū)域?qū)?huì)處于其遠(yuǎn)端。所述束中的每個(gè)電極可以是單個(gè)導(dǎo)電絲線或者可以包括通常綁在一起的多個(gè)導(dǎo) 電絲線。此外，萬一破損，所述束中的每個(gè)電極可以被復(fù)制?？梢詫?fù)制的電極連接在一起， 例如在它們近端和遠(yuǎn)端的一者或兩者處?？梢酝ㄟ^各種方式給這些信號(hào)捕獲單元供電。該信號(hào)捕獲單元可以通過可以是可 充電電池來供電。當(dāng)設(shè)備電源是可充電的時(shí)候，其可以通過使用感應(yīng)來充電。備選地，設(shè)備可以通過 來自外部設(shè)備的感應(yīng)來連續(xù)供電，從而不需要在人體內(nèi)放入電池。在使用中，將外部發(fā)射電 源靠近設(shè)備放置以通過感應(yīng)將電能傳輸至設(shè)備，從而允許對(duì)設(shè)備電池進(jìn)行充電。Tang等人 對(duì)備選的充電方法進(jìn)行了描述；Bioengineering Conference (生物工程會(huì)議)，2006。2006 年IEEE第32屆東北年會(huì)的會(huì)刊，125-126頁。備選地或另外，可以通過從身體中的熱量差或熱量改變提取的能量對(duì)設(shè)備進(jìn)行供 電和/或充電，如按照US 6131581。備選地或另外，設(shè)備可以由裝在身體上的其他設(shè)備來供電和/或充電。這種其他 設(shè)備可以使用US 6754472中描述的技術(shù)來將電能傳至其他設(shè)備。備選地或另外，可以通過從身體移動(dòng)生成的動(dòng)能來對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電和/或充電， 如按照 WO 2004/032788。信號(hào)捕獲單元的功能是捕獲由該電極或每個(gè)電極感測(cè)到的電壓，進(jìn)行進(jìn)一步處理 以從中抽取臨床上有意義的信息。信號(hào)的處理可以在包含了信號(hào)捕獲單元相同的外殼中 或在分開封裝的單元中進(jìn)行執(zhí)行，從而將該功能設(shè)備分成兩個(gè)物理設(shè)備。將測(cè)量到的信號(hào) 從被植入的設(shè)備的一部分中發(fā)射到設(shè)備的另一部分，該設(shè)備的另一部分要么位于身體外 部，要么處于內(nèi)部可以容納較大容積的位置。尤其，可以使用Sim等人描述的容積傳導(dǎo)技 術(shù)(IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering,Vol. 11, No. 2, June 2003 (關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)和康復(fù)工程的IEEE會(huì)報(bào)，第11卷，第2期，2003年6月)， 第189-192頁或者按照US6754472)將信號(hào)發(fā)射到位于人體上的外部設(shè)備。其他傳輸可能性包括藍(lán)牙、Sigbee, ffibree, RFID、有源RFID和其他無線傳輸方法?？梢詫⑾到y(tǒng)的全部功能在四個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行劃分，這些設(shè)備包括用于捕獲EEG 信號(hào)的可植入設(shè)備，用于將電力和信號(hào)發(fā)射到內(nèi)部設(shè)備并且從中接收信號(hào)的外部設(shè)備，袖 珍計(jì)算機(jī)設(shè)備，用于與外部設(shè)備進(jìn)行通信(例如，進(jìn)行無線通信)以處理或進(jìn)一步處理EEG 信號(hào)，從而將關(guān)于信號(hào)的信息提供給用戶或臨床醫(yī)生，該信息包括哪里期望警報(bào)信號(hào)和狀 態(tài)fe息。優(yōu)選地，設(shè)備基于測(cè)量到的信號(hào)給出低血糖是否即將發(fā)作的估計(jì)?？蛇x地，設(shè)備發(fā)送信號(hào)來激活可以提高血糖濃度的營養(yǎng)素(例如，葡萄糖、胰高血 糖素)泵。備選地，如果用戶沒有以 表明他自己能夠采取行動(dòng)來提高他的葡萄糖濃度的預(yù)定 方式對(duì)報(bào)警做出反應(yīng)，那么設(shè)備發(fā)送信號(hào)來激活這種泵。這可以包括輸入具有一定復(fù)雜度 的代碼，例如包括輸入至少三個(gè)控制信號(hào)。備選地或另外，設(shè)備給出癲癇是否即將發(fā)作的估計(jì)。備選地，設(shè)備監(jiān)測(cè)癲癇發(fā)作的時(shí)間和量，并且存儲(chǔ)此信息以用于內(nèi)科醫(yī)生或可能 覺得該信息有用的其他人。備選地或另外，設(shè)備給出了此人是否被酒精或其他藥物麻醉的估計(jì)。備選地，萬一缺氧也會(huì)發(fā)出警報(bào)-這可以對(duì)監(jiān)視下的新生兒或重癥監(jiān)護(hù)室中的病 人非常有用(注意，在這種情況下可以選擇只植入電極而不植入設(shè)備)。備選地或另外，設(shè)備給出了攜帶該設(shè)備的人的精神狀態(tài)的估計(jì)。這可以包括對(duì)認(rèn) 知、快樂、壓力、勞累和意識(shí)中一個(gè)或多個(gè)或所有的估計(jì)。這可以要么起真實(shí)精神狀態(tài)衡量 標(biāo)準(zhǔn)的作用，要么起一段時(shí)間中狀態(tài)的評(píng)估(我昨晚睡得好嗎？我今天對(duì)工作感到壓力了 嗎？)的作用。設(shè)備可以給出對(duì)當(dāng)前聽覺景象的腦干響應(yīng)的估計(jì)?？梢圆捎肒rista L. Johnson 等人在Ear & Hearing 2005年10月，第424-427頁描述的原理來使用?？梢詫⑻卣鲝哪X干響應(yīng)和/或從通用EEG信號(hào)提取。這些特征可以用于控制助聽 器中的參數(shù)來優(yōu)化聽力。設(shè)備的目的還可以是用于監(jiān)測(cè)攜帶該設(shè)備的人是否醒著或警覺(例如， US2004/0044293的驅(qū)動(dòng)器警覺監(jiān)測(cè)器的修改)，或者用于控制尤其用于殘疾人但也用于非 殘疾人的外部設(shè)備，例如，Blankertz等人，Neuroimage，2007年8月15日；37 (2) :539_50。 Epub 2007年3月1日中進(jìn)行的描述。例如，目的可以是用于控制輪椅、蜂窩電話、計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤、汽車、PDA、遠(yuǎn)程控 制設(shè)備和/或其他可佩戴的可計(jì)算設(shè)備。備選地或另外，目的可以是用于控制助聽器、耳蝸植入或用于聽力殘疾人的其他 設(shè)備的功能。同樣地，設(shè)備可以是用于按照W098/36711中所述校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)耳蝸植入的設(shè)備 的修改?？梢钥刂频墓δ馨ǖ幌抻谝袅?、背景噪聲的抑制和收聽方向。備選地或另外，目的可以是用于監(jiān)測(cè)睡眠節(jié)律和睡眠失調(diào)。備選地或另外，目的可以是用于定位腦部失調(diào)的物理根源。


現(xiàn)將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，其中圖1示出了用于在植入的EEG裝置中使用的兩個(gè)備選的優(yōu)選電極和信號(hào)捕獲單元 的布局位置；圖2a示出了標(biāo)記在標(biāo)準(zhǔn)電極布局圖上的優(yōu)選電極位置區(qū)域；圖2b示出了標(biāo)記在標(biāo)準(zhǔn)電極布局圖上的第二優(yōu)選電極位置區(qū)域；圖3以平面圖示出了用于皮下植入電極同時(shí)附接在信號(hào)捕獲單元的管狀引導(dǎo)鞘；圖4是以包括連接營養(yǎng)素泵的裝置的形式出現(xiàn)的示意框圖；以及 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的單獨(dú)方面并入了電極的EEG信號(hào)捕獲單元。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明中使用的裝置的組件包括EEG電極束10或者備選地或另外 地電極束12和EEG信號(hào)捕獲單元14。示出的備選電極束10或12中每個(gè)電極束包括第一電極和第二電極(束12中 的12b)；每個(gè)電極以具有絕緣涂層的金屬線的形式出現(xiàn)；以及每個(gè)電極從信號(hào)捕獲單元中 伸出，其中在該信號(hào)捕獲單元中，它們各自的近端密封到公共的末端位置，其位置如圖所示 (束12中12a)。束中的第一電極和第二電極都包含多個(gè)(例如，副本)單獨(dú)的或多個(gè)細(xì) 絲導(dǎo)線，其中每個(gè)線在傳感器(或信號(hào)收集)位置(束12中的12a和12b)處是非絕緣的， 傳感器位置在兩個(gè)電極之間不同，但是每個(gè)電極優(yōu)選是相同長度以輔助進(jìn)行植入。其中一 個(gè)電極具有限定其傳感器位置的非絕緣端區(qū)域，而另一電極具有從近端到遠(yuǎn)端大約3/4距 離、并限定了其相應(yīng)傳感器位置的非絕緣區(qū)域。在束中示出了針對(duì)兩個(gè)電極傳感器位置的 上面那個(gè)位置以及針對(duì)兩個(gè)電極傳感器位置的下面那個(gè)位置的優(yōu)選位置的兩個(gè)示例。在圖2a中，在頭上示出了具有針對(duì)兩個(gè)電極傳感器位置的上面那個(gè)位置的優(yōu)選 電極位置區(qū)域(包括圖1中的位置12a)的標(biāo)準(zhǔn)電極布局圖。這里，電極束延伸到繞著標(biāo)準(zhǔn) 電極位置C3和T5連接線中點(diǎn)的圓圈中的電極位置，并且優(yōu)選位于所述圓圈的中心或靠近 中心的位置。如圖2b中所示，電極束穿過在繞著所述C3-T5線的中點(diǎn)下方1. 5cm位置處的 圓圈中的第二電極感測(cè)位置，并且優(yōu)選位于所述圓圈的中心或靠近中心的位置。這包括圖 1的例證位置12b。雖然示出了兩個(gè)備選的電極束并且可以使用任一電極束，但是優(yōu)選指向更加朝向 所示位置d的那個(gè)電極束。當(dāng)然，如果需要可以兩個(gè)一起使用，并且可能存在兩個(gè)以上電 極，其具有提供在所使用的一個(gè)或多個(gè)束中的相應(yīng)感測(cè)位置。連接到信號(hào)捕獲單元的一個(gè)束或多個(gè)束中的電極可以任選地最長到6. 5cm(例如， 從5. 5cm到6. 5cm長，例如，6cm長)，在它們之間提供一個(gè)參考點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)通道接觸點(diǎn) (傳感器或信號(hào)收集位置)。接觸點(diǎn)可以由不銹鋼或鉬銥的混合物[Pt/IR 90/10]制成。每個(gè)電極優(yōu)選具有兩個(gè)單獨(dú)的線(單個(gè)或是多細(xì)絲)，該線具有針對(duì)每個(gè)獨(dú)立電 極的單獨(dú)的接觸點(diǎn)。將每個(gè)電極的單獨(dú)線連接在一起，其中將電極連接到植入的信號(hào)收集 單元。這會(huì)減少在電極線破裂或與人體或可植入的設(shè)備失去接觸時(shí)產(chǎn)生的問題。因此，每個(gè)電極可以包括一個(gè)或多個(gè)線。每個(gè)線在其收集電子信號(hào)的特定點(diǎn)是非 絕緣的。如果單個(gè)線被用作電極并且破裂，那么電極將會(huì)因?yàn)椴畹倪B接而變得有噪聲。如果更多的線在此同一位置是非絕緣的，那么它們將收集相同的電子信號(hào)。如果這些線在設(shè) 備內(nèi)部短路，那么可以將它們用作一個(gè)單個(gè)信號(hào)源。兩個(gè)線中的一個(gè)破裂，信號(hào)將保持完整 而沒有噪聲。電極在皮下運(yùn)行，即在皮膚的下面但在顱骨的外面。將信號(hào)捕獲單元植入在人類 對(duì)象耳朵后面的皮膚下面。圖3中示出的管狀引導(dǎo)鞘16與電極一樣長或稍長一點(diǎn)，并具有安裝在塑料安裝塊 20的近端。安裝塊20具有續(xù)接引導(dǎo)鞘鉆孔線的通孔。引導(dǎo)鞘是塑料的 并且構(gòu)造為兩個(gè)半 管24、26，其沿著軸向運(yùn)行接縫而彼此易碎地粘合起來以形成一個(gè)圓柱形管。安裝塊是彼此通過粘合劑24易碎地粘合的兩個(gè)半塊20、22，并且牢固地固定到兩 個(gè)半管中相應(yīng)的一個(gè)。在施加某些手動(dòng)用力的時(shí)候，可以將安裝塊的兩個(gè)半塊容易地分離 并且當(dāng)它們被拉開時(shí)，兩個(gè)半管也逐漸從它們的近端分離。圖3中示出的EEG設(shè)備的植入完成如下。首先，將尖的引導(dǎo)針或探針從引導(dǎo)鞘的 近端通過安裝塊插入，并且沿著引導(dǎo)鞘鉆孔延伸到其遠(yuǎn)端。將切口制成足夠的大小用于提 供植入點(diǎn)來包含信號(hào)捕獲單元。探針用于從切口點(diǎn)皮下地穿過引導(dǎo)鞘到期望的遠(yuǎn)端的EEG 信號(hào)收集點(diǎn)。可選地，對(duì)第二引導(dǎo)鞘重復(fù)所述動(dòng)作來將其末端置于第二遠(yuǎn)端EEG信號(hào)收集 點(diǎn)ο將探針從引導(dǎo)鞘撤出，并且電極束12從中通過來將信號(hào)捕獲單元14帶到植入點(diǎn)。 現(xiàn)在將引導(dǎo)鞘的安裝塊分離并且引導(dǎo)鞘被逐漸地抽出同時(shí)逐漸地軸向撕開直到其被完全 移除。繼而將切口點(diǎn)關(guān)閉。因此，這避免了在將電極束植入之后，必須將該電極的近端附到信號(hào)捕獲單元。這 使得實(shí)際的植入過程更快且更簡(jiǎn)單，并且避免了在連接電極中出錯(cuò)的可能性以及使電極能 夠被密封以防體液侵入并且在植入之前進(jìn)行測(cè)試。捕獲到的EEG信號(hào)的分析和反饋的生成(諸如，警報(bào))可以如W02006/066577和 PCT/EP2007/055628中進(jìn)行的描述。將信號(hào)捕獲單元形成為密封的單元，該單元包含必要的電子器件和電源，位于生 物適合的材料(諸如，PTFE、乳膠、聚乙烯、硅氧烷或其他生物適合的收集物)的外殼中或涂 敷有所述材料的外殼中。然而，至少一部分蓋體可以是或可以顯露提供差分放大器接地的 金屬導(dǎo)體，從而允許將共模信號(hào)從設(shè)備中的模擬放大電路中消除。電路的模擬前端可以具有與人體匹配的阻抗，該阻抗在IOHz大約是IOkOhm并且 可以提供有保護(hù)電路，該保護(hù)電路用于提供針對(duì)靜電荷的保護(hù)。用于首先放大來自電極 的EEG信號(hào)的差分輸入放大器可以具有高共模抑制比(CMRR)，可選地通過使用右腿驅(qū)動(dòng) 器(RLD)。通過放大器和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器優(yōu)選從EEG信號(hào)捕獲0.5Hz-32Hz的頻譜范圍。 在將信號(hào)針對(duì)高斯白噪聲轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式時(shí)測(cè)量的信號(hào)中的信號(hào)級(jí)優(yōu)選諸如在與原始EEG 信號(hào)比較時(shí)具有標(biāo)準(zhǔn)偏差2μ V以下。放大適于諸如確保一個(gè)最低有效位(LSB)是 μν。 放大器的放大要求優(yōu)選諸如確保將EEG信號(hào)(+/-128 μ V)加上DC偏移放大到A/D轉(zhuǎn)換器 的動(dòng)態(tài)范圍。優(yōu)選將放大的信號(hào)濾波來消除干線(mains)頻率哼擾，通常在50Hz或60Hz。 同樣期望將32Hz以上的頻率抑制20dB。在下采樣到64Hz之前，對(duì)EEG信號(hào)的濾波可以通 過對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行上采樣，并且在采樣之后進(jìn)行濾波來進(jìn)行。植入的設(shè)備可以具有分析來自電極的EEG信號(hào)或者存儲(chǔ)并發(fā)射EEG信號(hào)的選項(xiàng)。當(dāng)在分析模式時(shí)，設(shè)備僅發(fā)射狀態(tài)信息和報(bào)警指示。當(dāng)確定分析是沒必要時(shí)，算法中的邏輯可以允許使分析和數(shù)據(jù)收集操作休眠一段 時(shí)間，這可以降低電能消耗從而使設(shè)備在相同電池電荷上操作更長的時(shí)間。用于分析算法 的系數(shù)可以由用戶或臨床醫(yī)生輸入調(diào)節(jié)，從而允許對(duì)分析EEG的算法進(jìn)行重新匹配?？芍踩氲脑O(shè)備優(yōu)選能夠存儲(chǔ)某些歷史/日志信息，該信息繼而可以由外部設(shè)備下 載。在原始EEG數(shù)據(jù)傳輸期間，可以接受每分鐘1秒數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)丟失。通過真皮障礙進(jìn)行的通信可以使用同樣用于給設(shè)備供電的感應(yīng)線圈。感應(yīng)線圈(內(nèi)部和外部)可以通過磁鐵對(duì)準(zhǔn)，從而確保了良好的對(duì)準(zhǔn)和由此高的 效率。
優(yōu)選使用用于通信的有源RFID芯片。設(shè)備之間的無線電通信必須正規(guī)地使用針對(duì)醫(yī)藥用途的MICS頻帶。將該MICS頻 帶被限制在頻率范圍(402MHz-405MHz)中并且在美國和歐盟均得到允許。當(dāng)相同的頻帶在 所有可以使用這種設(shè)備的地理區(qū)域中不被允許時(shí)，可以包括改變傳輸頻率和協(xié)議的方法。 適用的無線電技術(shù)包括(Zigbee、Z-wave、Elantech、Wibree(Nokia)、Zarlink ZL70101 有 源RFID標(biāo)簽)。無線電傳輸可以優(yōu)選具有至少2米的傳輸范圍。優(yōu)選地，使用的芯片技術(shù)是低功率(1伏特)技術(shù)，尤其當(dāng)可植入設(shè)備由電池供電 時(shí)，因?yàn)殡姵厝萘繉?duì)于第電壓電池更穩(wěn)定?？芍踩朐O(shè)備可以通過各種供電解決方案進(jìn)行供 電，但是優(yōu)選感應(yīng)供電和電池供電。可植入設(shè)備中的參數(shù)可以使用一次性編程(OTP)進(jìn)行擬合。依賴于選定的概念，外部或可植入設(shè)備可以具有警告用戶或與其通信的方法。信 息可以通過聲音或通過蜂窩電話中已知的震動(dòng)功能來給出。 如圖4所示，本發(fā)明范圍內(nèi)的一個(gè)選項(xiàng)涉及連接到信號(hào)捕獲單元34的EEG感測(cè)電 極32，該信號(hào)捕獲單元34包含用于將從電極捕獲的數(shù)據(jù)無線發(fā)射(由虛連接表示)到計(jì)算 設(shè)備38 (諸如，掌上計(jì)算機(jī))的電路。將EEG信號(hào)在信號(hào)捕獲單元34或掌上計(jì)算機(jī)38中 數(shù)字化，并且在掌上計(jì)算機(jī)38中進(jìn)行分析以呈現(xiàn)低血糖發(fā)作的圖案指示。一旦檢測(cè)到這種 條件，則報(bào)警信號(hào)就被掌上計(jì)算機(jī)38觸發(fā)并且從掌上計(jì)算機(jī)38發(fā)出報(bào)警信號(hào)，和/或從植 入的信號(hào)捕獲單元34發(fā)出警報(bào)以響應(yīng)從掌上計(jì)算機(jī)38到植入的信號(hào)捕獲單元34的觸發(fā) 信號(hào)。將報(bào)警條件的啟動(dòng)傳送給延時(shí)器40，該延時(shí)器40可以嵌入在掌上計(jì)算機(jī)38中， 并且在那里開始倒計(jì)時(shí)。在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，如果病人通過做出適當(dāng)?shù)妮斎氲骄瘓?bào)取消單元44 來響應(yīng)報(bào)警，那么從那里向倒數(shù)計(jì)時(shí)器給出信號(hào)以停止倒計(jì)時(shí)并且進(jìn)一步與警報(bào)通信用于 取消警報(bào)。然而，如果倒數(shù)計(jì)時(shí)器到達(dá)0，那么將致動(dòng)信號(hào)傳達(dá)到藥劑/營養(yǎng)素泵42，該泵 被植入到病人中或由病人佩戴，并且該泵給藥血糖提升物質(zhì)(諸如，葡萄糖或胰高血糖素) 用于防止病人陷入低血糖昏迷狀態(tài)。可以將報(bào)警取消單元44所要求的輸入做得足夠復(fù)雜， 從而確保病人處于足夠高的清醒程度以能夠自己適當(dāng)?shù)靥幚硭麄兊牡脱菨舛取＠?，?以要求代碼的輸入或者每次以要求計(jì)算數(shù)學(xué)相加和的答案的形式出現(xiàn)的不同輸入。設(shè)備優(yōu)選能夠用于檢測(cè)會(huì)在操作期間發(fā)生的某些嚴(yán)重故障，并且能夠記錄可以由 用戶、醫(yī)生和工程師使用的重要統(tǒng)計(jì)信息，以確定操作的歷史。如下列表只涵蓋了在設(shè)備發(fā) 生故障的情況下可以處理的部分情況。在電極線破裂或與組織的連接性較差的情況下，設(shè)備優(yōu)選能夠檢測(cè)該故障。在這種故障期間，設(shè)備要么得到O信號(hào)要么得到連續(xù)的噪聲信號(hào)。 因此設(shè)備中的算法應(yīng)當(dāng)優(yōu)選能夠檢測(cè)到EEG信號(hào)異常并且將警告?zhèn)魉徒o用戶。在可植入的 設(shè)備(以及其他設(shè)備)中軟件掛起的情況下，存在重置設(shè)備的功能是非常有用的，從而使其 再次正常地開始操作。如果主程序由于某種故障情況停止向系統(tǒng)定期發(fā)送定時(shí)的信號(hào)，那 么可以使用監(jiān)視時(shí)鐘觸發(fā)系統(tǒng)重置，以及如果系統(tǒng)運(yùn)行停止，那么設(shè)備被重置。關(guān)于該事件 的信息應(yīng)當(dāng)優(yōu)選記錄并且通信給用戶。在試圖將可植入設(shè)備中的過程寫入已滿的系統(tǒng)記錄器的情況下，用戶應(yīng)當(dāng)意識(shí)到 這一點(diǎn)，從而他可以采取必要的預(yù)防措施并清空記錄器。在這種情況下，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)重寫最老 的日志條目。在系統(tǒng)因?yàn)槟承┰?例如，沒有足夠的電量)不能對(duì)記錄文件進(jìn)行寫入或 存在失敗的寫入錯(cuò)誤的情況下，應(yīng)當(dāng)警告用戶，從而可以采取必要的預(yù)防措施。如果可植入 設(shè)備中的功率電平太低，那么應(yīng)當(dāng)警告用戶，從而他可以采取必要的預(yù)防措施，例如，將外 部設(shè)備與植入的設(shè)備對(duì)準(zhǔn)。如果外部設(shè)備沒有收到數(shù)據(jù)分組，那么應(yīng)當(dāng)通知用戶從而他可以采取必要的預(yù)防 措施，例如，將外部設(shè)備與植入的設(shè)備對(duì)準(zhǔn)。如果已經(jīng)分析的EEG數(shù)據(jù)噪聲太大而在很長時(shí) 間內(nèi)不能分析，那么應(yīng)當(dāng)將這種情況通知用戶。如果外部設(shè)備在與植入的設(shè)備聯(lián)系中失敗， 那么應(yīng)當(dāng)警告用戶。如果從植入的設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)分組中存在CRC錯(cuò)誤，那么應(yīng)當(dāng)警告 用戶從而可以采取必要的預(yù)防措施。 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的其他獨(dú)立方面并入了電極的信號(hào)捕獲單元。如圖5所 示，適于皮下植入的液密外殼50具有在其內(nèi)部的電路，該電路至少具有從置于外殼外部被 隔開位置的兩個(gè)電極52、54的每個(gè)電極接收EEG信號(hào)的功能，并且在信號(hào)的可選處理之后 將它們發(fā)射，用于在單獨(dú)的外部或置入的設(shè)備中接收。信號(hào)捕獲單元可以優(yōu)選地包含用于 將從電極接收到的所述EEG信號(hào)數(shù)字化的電路。對(duì)信號(hào)捕獲單元這種形式的使用使得無需 對(duì)在皮膚下從信號(hào)收集位置到在遠(yuǎn)程位置的信號(hào)捕獲單元處運(yùn)行電極，但是出人意料地， 使用這種設(shè)備可以獲得足夠的EEG信號(hào)用于支持標(biāo)識(shí)低血糖發(fā)作初期的處理。電極52和 54優(yōu)選相隔1. 5cm到3cm，或更優(yōu)選地1. 75cm到2. 5cm,因此裝置的最大尺寸優(yōu)選地不超過 2. 5cm。優(yōu)選地其厚度不超過0. 5cm或更優(yōu)選地不超過0. 3cm,從而可以將該裝置植入在頭 皮下更向前位置參見圖1中電極布置。當(dāng)然，可以采用不止一個(gè)所示單元。在操作期間，用戶和設(shè)備可能需要能夠彼此進(jìn)行通信，例如，用戶可能需要能夠通 信已經(jīng)接收到了發(fā)出的低血糖警報(bào)以及正在采取必要的預(yù)防。如下列表描述了可以單獨(dú)或 組合用于設(shè)備與用戶之間的通信的某些方法?！ぐ惭b在植入設(shè)備上的壓力傳感器可以測(cè)量用戶是否在植入設(shè)備的位置向皮膚上 施加了小的用力。不同的壓力序列可以用于傳送不同的消息，例如，摩斯碼。 利用將信息傳到設(shè)備的無線通信鏈接，外部設(shè)備或袖珍設(shè)備上不同類型的按鈕 可以用于與植入設(shè)備進(jìn)行通信。 可以將振動(dòng)換能器安裝到內(nèi)部或外部設(shè)備上，從而使設(shè)備能夠與用戶通信信息。 換能器可以發(fā)出以聽力頻率范圍的波或者發(fā)出用戶可以感到的振動(dòng)，類似于移動(dòng)電話中的 振動(dòng)器功能。發(fā)出的波可以使用不同的頻率和不同的調(diào)制波形來向用戶傳送不同的消息。當(dāng)這種設(shè)備檢測(cè)到臨近低血糖時(shí)，可以通過給出報(bào)警序列來與用戶通信，諸如包 括三個(gè)短蜂鳴聲序列隨后三個(gè)長蜂鳴聲序列的報(bào)警序列。警報(bào)序列可以以頻繁的周期間隔(諸如每隔15秒)進(jìn)行發(fā)送，直到用戶響應(yīng)該報(bào)警。如果用戶確認(rèn)了該報(bào)警并且采取了必要 的預(yù)防措施，那么他可以通過給出解除代碼來響應(yīng)。如果報(bào)警是經(jīng)由袖珍設(shè)備給到用戶的， 那么用戶的清醒狀態(tài)可以通過例如要求他做算術(shù)測(cè)試并且將結(jié)果鍵入到設(shè)備來測(cè)試。如果 用戶沒有此能力，那么可以將該情形警報(bào)給有能力介入的其他人，或者激活胰高血糖素泵。
在此說明書中，除非明確指出，否則措詞“或”以操作符意義使用，該操作符在所聲 稱的條件中任一一個(gè)條件或兩個(gè)條件都達(dá)到時(shí)返回真值，與操作符“異 或”相反，該“異或” 操作符要求只達(dá)到條件中的一個(gè)條件。措詞“包含”以“包括”的意義使用而不是指“組成”。 上文確認(rèn)的所有現(xiàn)有教導(dǎo)在此引入作為參考。即日起，這里任何現(xiàn)有公開的文檔的確認(rèn)都 不得視為承認(rèn)或表示其中的教導(dǎo)是澳大利亞或其他地方的公知常識(shí)。
權(quán)利要求
一種用于植入用來捕獲EEG信號(hào)的裝置的方法，所述裝置包括連接到至少一個(gè)具有自由遠(yuǎn)端的可植入電極近端的可植入信號(hào)捕獲單元，所述方法包括從植入點(diǎn)沿著皮下路徑傳遞管狀引導(dǎo)鞘，通過所述引導(dǎo)鞘傳遞所述電極的遠(yuǎn)端以將附接在所述電極近端的所述信號(hào)捕獲單元帶到所述植入點(diǎn)，以及，從所述電極撤出所述引導(dǎo)鞘，同時(shí)逐漸軸向地分離所述引導(dǎo)鞘來支持其移除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述電極的近端密封至所述信號(hào)捕獲單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述管狀引導(dǎo)鞘包括至少一個(gè)弱化 軸線，使得其在退出時(shí)能夠被拉開。
4.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中一束至少兩個(gè)電極通過所述引導(dǎo)鞘進(jìn)行傳遞。
5.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中當(dāng)所述捕獲單元被帶到植入點(diǎn)時(shí)，將至少 一個(gè)其他管狀引導(dǎo)鞘從植入點(diǎn)沿第二皮下路徑進(jìn)行傳遞，并且將至少第二所述電極的遠(yuǎn)端 通過所述其他管狀引導(dǎo)鞘進(jìn)行傳遞，以及所述其他引導(dǎo)鞘被從所述第二電極撤出，同時(shí)被 逐漸軸向分離來支持其從所述電極移除。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二電極是一束至少兩個(gè)通過所述其他管狀 引導(dǎo)鞘傳遞的電極的成員。
7.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中每個(gè)電極具有延長的絕緣體和用于收集 EEG信號(hào)的非絕緣末梢。
8.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中所述或每個(gè)所述電極的長度不超過6cm。
9.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中所述植入點(diǎn)位于病人的耳后。
10.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中在所述植入之后，電極從所述植入點(diǎn)延伸 以收集在如下位置的EEG信號(hào)，所述位置優(yōu)選在中心大約在連接標(biāo)準(zhǔn)電極位置C3和T5的 線的、直徑大約5cm的圓形區(qū)域內(nèi)。
11.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中第二電極從所述植入點(diǎn)延伸以收集在如 下位置的EEG信號(hào)，所述位置優(yōu)選在中心大約在連接標(biāo)準(zhǔn)電極位置C3和T5的線的中點(diǎn)下 1. 5cm的、直徑大約5cm的圓形區(qū)域內(nèi)。
12.根據(jù)任一先前權(quán)利要求所述的方法，其中在使用中所述植入的裝置與EEG信號(hào)分 析單元合作，以確定從所述電極接收到的EEG信號(hào)何時(shí)指示特定的生理?xiàng)l件。
13.一種用于捕獲和發(fā)射EEG信號(hào)的可植入裝置，所述裝置包括適于在病人頭皮下面 皮下植入的外殼，并且在其外部具有至少兩個(gè)電極觸點(diǎn)以在使用時(shí)用于捕獲EEG信號(hào)，所 述電極與所述外殼中的電路操作連接以接收所述EEG信號(hào)，并且對(duì)其進(jìn)行無線傳輸從而在 病人身體外的位置接收。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中兩個(gè)所述電極至少相隔1.5cm。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述裝置的最長外部尺寸是從 1. 5cm 到 3cm0
16.根據(jù)權(quán)利要求13到15中任一所述的裝置，其中所述裝置的最小外部尺寸不超過 0. 5cm0
17.一種用于預(yù)防低血糖的裝置，所述裝置包括針對(duì)所述低血糖發(fā)作的基于EEG的檢 測(cè)器，將其操作連接到用于將低血糖預(yù)防物質(zhì)給藥到病人的可致動(dòng)釋放設(shè)備。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述基于EEG的檢測(cè)器包括可植入信號(hào)捕獲單 元，其可操作連接到至少兩個(gè)適于皮下植入的EEG傳感器電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述可致動(dòng)釋放設(shè)備是泵。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中將所述泵可操作連接到包含葡萄糖或胰高血糖 素的貯液囊。
21.根據(jù)權(quán)利要求17到19中任一所述的裝置，進(jìn)一步包括可由所述裝置的用戶察覺的 報(bào)警信號(hào)的生成器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，配置用于從所述報(bào)警信號(hào)生成開始的預(yù)定時(shí)間間隔 之后通過所述泵發(fā)起所述物質(zhì)的給藥，并且包括所述用戶取消信號(hào)的輸入，使得用戶的所 述取消信號(hào)的輸入防止或停止所述泵的致動(dòng)。
23.一種皮下可植入的EEG裝置，其包括至少一個(gè)延長的柔性電極，所述柔性電極具有 與包含在外殼中的信號(hào)捕獲單元永久電連接的近端，以及在所述電極上延伸并且在所述電 極的長度上運(yùn)行的引導(dǎo)鞘，所述引導(dǎo)鞘在所述外殼上具有太小而無法通過的包含所述電極 的內(nèi)部鉆孔，其中所述引導(dǎo)鞘具有弱化的軸線以允許所述引導(dǎo)鞘的手動(dòng)分離，以及所述引 導(dǎo)鞘逐漸地從所述電極的剝離。
全文摘要
一種用于捕獲EEG信號(hào)的裝置，包括連接到至少一個(gè)可植入電極(32)近端的可植入信號(hào)捕獲單元(34)，該裝置通過從植入點(diǎn)沿著皮下路徑傳遞管狀引導(dǎo)鞘(24、26)；通過所述引導(dǎo)鞘傳遞所述電極的遠(yuǎn)端以將所述信號(hào)捕獲單元帶到所述植入點(diǎn)；以及從電極撤出所述引導(dǎo)鞘，同時(shí)逐漸軸向地分離引導(dǎo)鞘用于支持其移除進(jìn)行植入。信號(hào)捕獲單元可以具有外殼，該外殼上具有至少兩個(gè)電極觸點(diǎn)，用于捕獲EEG信號(hào)，該電極觸點(diǎn)與所述外殼中的電路操作連接以接收所述EEG信號(hào)以及對(duì)其進(jìn)行無線傳輸從而在患者身體外部的位置處進(jìn)行接收。
文檔編號(hào)A61B5/0478GK101969843SQ200980105094
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者H·貝克-尼爾森, R·E·馬德森 申請(qǐng)人:海博安有限公司