[发明专利]用于测量周围神经系统内的活动的方法和装置

说明书

本发明涉及用于测量周围神经系统内的活动的方法和装置。优选的连 接体(interface)可能完全可植入、不侵入神经，并能最终发展为用于长 期的神经监测。一种特定的应用涉及“套管电极”(cuff electrode)类型连 接体的使用，其放置在迷走神经周围，以在癫痫发作之前以及期间，检测 该神经内的活动。在这种应用中，目的是识别预示癫痫的发作的特定的模 式，以及在该模式发生时，刺激迷走神经以防止癫痫发作的发生。在此康 复范围以外，这个平台可在能够走动的患者中用于诊断的目的。

迷走神经的电刺激(迷走神经刺激或VNS)被报导为用于治疗癫痫症 的方法，并且近来被报导为用于治疗抑郁症的方法，并被研究用于老年痴 呆症，焦虑症及贪食症的治疗。已显示结合抗癫痫药物的常规使用的VNS 减少了癫痫发作的频率，并改善了约50％的患者(几乎不论年龄的大小) 的状况。尽管如此，上述方法的应用是基于经验性研究，并且不精确地确 定VNS以什么方式影响癫痫发作以及该什么时候应用VNS。

典型地，使用可商业上可获得的“螺旋套管”(helix-cuff)电极实现迷 走神经的电刺激，所述螺旋套管电极被耦合到植入的电刺激器，该电刺激 器周期性地运转，具有手动操作的选项，以防患者感到未被抑制住的癫痫 发作。现有VNS方案确实有许多严重的缺陷。特别地，周期性的刺激与 癫痫发作的可能发生不相关，并且因为刺激器持续运转，耗用功率高。因 此，每隔几年装置需要更换电池，并因而需要手术。而且，使用的连接体 是简易的，因其特点是没有将允许监测与癫痫发作相关的神经活动的记 录、及没有先进的刺激技术可以使用，就如常规的三级套管的情形。

除了被用来刺激神经，套管电极也被用来测量和记录在周围神经系统 内的活动。在Struijk J.J.，Thomsen，M.，Larsen，J.O.和Sinkjaer，T.的“Cuff electrodes for long-term recording of natural sensory information”(IEEE Eng. Med.Biol，vol.18，91-98，1999)中描述了一个实例。因为大的刺激电流将 干扰较小的神经电信号的检测，所以同一套管虽然不是同时地用于记录和 刺激，但理论上，其能既用于记录，又用于刺激。

根据本发明，提供了一种神经套管，其具有用于监测套管内的神经的 活动的多个化学传感器。

根据另一方面，提供了测量在周围神经系统内的神经的活动的方法， 所述方法包括用具有多个化学传感器的套管包围所述神经，以及记录各传 感器的输出。传感器可以是化学FET或ISFET。

本发明进一步扩展到体内治疗的方法，所述方法包括用具有多个化学 传感器的套管包围周围神经系统的神经，以及基于传感器的输出刺激所述 神经。

使用化学FET或ISFET的一个特别的优点是，它们可显示不同的电极 -电解质界面特性，其导致与金属电极不同的频率响应和噪声水平。当使用 化学FET或ISFET时，易于降低常规(电)记录的电极噪声很可能变成较 小的障碍。化学FET经常遭受温度漂移之害；然而，这在温度变化很小的 身体内不太可能成为问题。