本發(fā)明涉及植入神經(jīng)刺激電極，尤其涉及能夠抑制寄生電容的方向性腦深部電極。

背景技術(shù)：

腦深部電刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）是一種神經(jīng)刺激療法，其主要采用脈沖電刺激人大腦的目標(biāo)區(qū)域，采用的腦深部電刺激器電極導(dǎo)管將脈沖發(fā)生器發(fā)出的刺激電脈沖傳導(dǎo)到靶點(diǎn)腦區(qū)。靶點(diǎn)腦區(qū)包括以下三種：丘腦底核（STN）、蒼白球內(nèi)側(cè)部（GPI）和丘腦腹中間核（VIM），手術(shù)常刺激的是STN，具有更好的刺激適應(yīng)性和療效。在立體精確定向的引導(dǎo)下，將神經(jīng)刺激電極植入患者的腦深部選定的神經(jīng)核團(tuán)，并通過刺激發(fā)生器產(chǎn)生電脈沖，神經(jīng)刺激電信號(hào)具有0至1000mA的脈沖振幅，對(duì)神經(jīng)核團(tuán)進(jìn)行電刺激，抑制患者異常的腦電活動(dòng)，從而消除癥狀，使患者恢復(fù)健康。通常，在將神經(jīng)刺激電極植入到患者顱內(nèi)以后，可以通過在電極上的選定相應(yīng)電極傳送電刺激電流以刺激顱內(nèi)的目標(biāo)神經(jīng)元。神經(jīng)刺激電極為與神經(jīng)接觸的環(huán)狀件，形狀各異，都是為了將電荷更多的傳遞給顱內(nèi)神經(jīng)。

此處刺激“電極觸點(diǎn)”在醫(yī)學(xué)上僅表示物理意義上的電能的轉(zhuǎn)接點(diǎn)，不包括其他電導(dǎo)體和包封絕緣體一起構(gòu)成的導(dǎo)線以及與導(dǎo)線固接的所有其它功能件。以下約定，將物理意義上表示的包括電能轉(zhuǎn)接點(diǎn)的電極部分稱為“電極觸點(diǎn)”，整體稱為“電極”。

常用的深部腦刺激電極是由多導(dǎo)聯(lián)、可彎曲的不銹鋼或無磁性的金屬絲制成，每一導(dǎo)聯(lián)相隔5mm或1cm，各自形成一個(gè)直徑0.5cm和厚0.1mm的金屬絲環(huán)?？紤]到STN核團(tuán)很小的尺寸、電極定位的偏差、術(shù)后電極移位的可能性、以及開顱調(diào)整電極的難度，電極一般設(shè)計(jì)為4觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，保證任何情況下有2個(gè)觸點(diǎn)位于核團(tuán)。一些電極觸點(diǎn)為陽(yáng)極電極觸點(diǎn)，另外一些電極觸點(diǎn)為陰極電極觸點(diǎn)。通常，陽(yáng)極電極觸點(diǎn)電極的相鄰所有電極為陰極電極觸點(diǎn)。而且，電極與神經(jīng)的接觸點(diǎn)的尺寸隨其在電極導(dǎo)管的位置而變化；遠(yuǎn)離刺激器方向的電極接觸點(diǎn)的尺寸更大。另外，刺激電極的電極導(dǎo)管和延長(zhǎng)線應(yīng)盡量柔軟，處于插入腦內(nèi)核團(tuán)的需要，電極導(dǎo)管應(yīng)設(shè)計(jì)與導(dǎo)絲配合使用。對(duì)電極還有對(duì)神經(jīng)的機(jī)械損傷盡量小的要求、生物相容性等要求。由于傳統(tǒng)DBS電極的4觸點(diǎn)的觸點(diǎn)面積大，容易刺激其他不必要的神經(jīng)區(qū)域，而引起行為障礙或肌肉收縮的副作用。最近出現(xiàn)了32觸點(diǎn)的深部腦刺激電極，可以控制刺激方向并且記錄局部場(chǎng)電位。

如圖1所示，深部腦電極觸點(diǎn)有多種結(jié)構(gòu)，常見電極觸點(diǎn)的有片狀電極觸點(diǎn)、螺旋電極觸點(diǎn)、圓柱電極觸點(diǎn)以及球狀電極觸點(diǎn)。刺激電流沿著每個(gè)方向從電極觸點(diǎn)相等地發(fā)射。由于這些電極觸點(diǎn)的環(huán)形形狀，刺激電流不能被引導(dǎo)到環(huán)形電極觸點(diǎn)周圍的一個(gè)或多個(gè)特定位置。因此，未受引導(dǎo)的刺激可能導(dǎo)致對(duì)相鄰神經(jīng)組織的不應(yīng)該的刺激，從而潛在地導(dǎo)致不期望的副作用。如圖2所示，MEMS腦部刺激電極包括有多個(gè)全向或方向電極觸點(diǎn)，這些電極觸點(diǎn)更準(zhǔn)確的刺激相應(yīng)目標(biāo)神經(jīng)，然而，這些電極觸點(diǎn)之間仍存在大量的寄生電容，影響刺激效果。

目前，這些公知技術(shù)的DBS電極還存在一些問題，比如：方向性腦深部電極觸點(diǎn)通常采用多個(gè)，可精確定向?qū)δ繕?biāo)神經(jīng)進(jìn)行刺激，但由于這些多個(gè)相鄰電極觸點(diǎn)的間隔之間存在寄生電容，尤其在刺激電流頻率增大時(shí)，寄生電容的影響不容忽視，而且所產(chǎn)生的寄生電容極不穩(wěn)定，這樣導(dǎo)致對(duì)目標(biāo)神經(jīng)刺激引起很大干擾，影響刺激效果。因此，方向性深部腦電極的觸點(diǎn)之間間隔的優(yōu)化設(shè)計(jì)成為當(dāng)前重要的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于避免上述不足之處，提供一種能抑制寄生電容的方向性腦深部電極。

一種能抑制寄生電容的方向性深部腦電極，其特征在于：所述電極的遠(yuǎn)端的外表面設(shè)置有MEMS膜層；所述MEMS膜層可由一層或多層金屬物，一層或多層硅系阻隔物，和一層或多層聚合物形成；所述MEMS膜層形成多個(gè)電極觸點(diǎn)，所述電極觸點(diǎn)設(shè)置為全向電極或定向電極，所述全向電極圍繞所述電極的大約整個(gè)圓周；所述定向電極圍繞所述電極的一部分圓周，所述定向電極可電連接成所述全向電極；任意相鄰所述電極觸點(diǎn)之間存在能夠抑制寄生電容的間隔。

優(yōu)選地，所述間隔的形狀可設(shè)置為具有周期性變化的波形形狀，所述波形的波長(zhǎng)約為電極刺激波形波長(zhǎng)的整數(shù)倍。

優(yōu)選地，所述間隔的形狀設(shè)置為鋸齒狀，所述鋸齒狀的波形波長(zhǎng)約為電極刺激波形波長(zhǎng)的整數(shù)倍。

優(yōu)選地，所述間隔的形狀設(shè)置為波浪形狀，所述波浪形狀的波長(zhǎng)約為電極刺激波形波長(zhǎng)的整數(shù)倍。

優(yōu)選地，所述間隔的形狀設(shè)置為折線段形狀。

優(yōu)選地，所述間隔的形狀設(shè)置為對(duì)稱形狀或者非對(duì)稱形狀。

優(yōu)選地，所述間隔的形狀設(shè)置為規(guī)則形狀或非規(guī)則形狀。

優(yōu)選地，所述金屬物層沉積在所述硅系阻隔物層的表面上；所述硅系阻隔層沉積到所述聚合物層上。

優(yōu)選地，所述金屬物可選擇為：金，銀，鈦，鉑或銥，所述硅系阻隔物可選擇為：氮化硅，氧化硅，碳化硅，多晶硅或非晶硅；所述聚合物層可選擇為：聚酰亞胺或硅氧烷前體。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：提供的一種能抑制寄生電容的方向性深部腦電極導(dǎo)管通過電極間隔的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效的抑制了方向性電極導(dǎo)管的電極之間的間隔所產(chǎn)生的寄生電容，更好的防止寄生電容對(duì)神經(jīng)刺激的衰減和干擾，穩(wěn)定了深部腦電極的刺激效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的植入式神經(jīng)刺激電極及其電極觸點(diǎn)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的植入式方向性神經(jīng)刺激電極及其電極觸點(diǎn)示意圖。

圖3為本發(fā)明方向性腦深部電極示意圖。

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的方向性腦深部電極示意圖。

圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的方向性腦深部電極示意圖。

圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的方向性腦深部電極示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖3所示的一種能抑制寄生電容的方向性深部腦電極1，該電極1植入患者的顱內(nèi)，通過導(dǎo)線連接于刺激器，由刺激器提供電刺激脈沖，刺激相應(yīng)的腦內(nèi)神經(jīng)核團(tuán)，該電極1的遠(yuǎn)端的外表面設(shè)置有MEMS膜層，所述MEMS膜層形成多個(gè)電極觸點(diǎn)2，該電極觸點(diǎn)2的數(shù)量可以為2-64，最佳選擇為偶數(shù)，所述電極2設(shè)置為全向電極或者定向電極，全向電極圍繞電極導(dǎo)管1的大約整個(gè)圓周；定向電極圍繞電極導(dǎo)管1的一部分圓周，定向電極可電連接成全向電極；電極觸點(diǎn)2可任意配置為定向電極觸點(diǎn)或全向電極觸點(diǎn)，比如配置成一個(gè)全向電極觸點(diǎn)或八個(gè)方向電極觸點(diǎn)。所述MEMS膜層可由一層或多層金屬物，一層或多層硅系阻隔物，以及一層或多層聚合物。所述金屬物層沉積在的所述硅系阻隔物層的表面上；所述硅系阻隔層沉積到所述聚合物層；所述金屬物可選擇為：金，銀，鈦，鉑，銥或其它能傳遞電荷的金屬，所述硅系阻隔物可選擇為：氮化硅，氧化硅，碳化硅，多晶硅或非晶硅；所述聚合物層可選擇為：聚酰亞胺或硅氧烷前體。圖3所示的兩個(gè)電極觸點(diǎn)2之間存在間隔3，由于該間隔3在電刺激的作用下會(huì)產(chǎn)生寄生電容，隨著MEMS膜層的層數(shù)不同，間隔3的形狀和尺寸不同，寄生電容也不同，同時(shí)隨著刺激頻率的增加，寄生電容也在增加，不穩(wěn)定的寄生電容極大的影響了電極的刺激效果，尤其對(duì)于方向性電極影響更大，本實(shí)施例將間隔3設(shè)置為鋸齒狀，進(jìn)一步的所述鋸齒狀的波形波長(zhǎng)約為電極刺激波形波長(zhǎng)的整數(shù)倍，會(huì)極大的抑制寄生電容。

如圖4所示的任意兩個(gè)電極觸點(diǎn)2之間存在間隔3，為了抑制寄生電容，電極觸點(diǎn)2之間的所述間隔3的形狀設(shè)置為波浪形狀，進(jìn)一步的所述波浪的波長(zhǎng)約為電極刺激波形波長(zhǎng)的整數(shù)倍。圖5所示的任意兩個(gè)電極觸點(diǎn)2之間存在間隔3，為了抑制寄生電容，電極2之間的所述間隔3的形狀設(shè)置為不規(guī)則形狀。圖6的任意兩個(gè)電極觸點(diǎn)2之間存在間隔3，為了抑制寄生電容，電極觸點(diǎn)2之間的所述間隔3的形狀設(shè)置為折線段形狀。

電極觸點(diǎn)2之間的間隔3的形狀可為周期性變化的，也可為對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)置或者非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在；不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。