[发明专利]包括电极和换能器的神经束袖带

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2015年12月30日提交的、题为“NERVE BUNDLE CUFF INCLUDING ELECTRODES AND TRANSDUCERS”的美国专利申请No.14/983,998的优先权和权益，美国专利申请No.14/983,998要求在2015年2月13日提交的、题为“NERVE BUNDLE CUFF INCLUDING ELECTRODES AND TRANSDUCERS”的美国临时专利申请No.62/115,976的优先权和权益，两者的全部内容通过引用包含于此。

背景技术

电极可以被植入至目标组织中以从目标组织记录并刺激目标组织。例如，深度电极可以被植入至大脑中以用于治疗帕金森病和癫痫。患者的身体可能随着时间的推移用纤维组织包裹电极，从而降低其疗效。

发明内容

根据本发明的一个方面，组织接口装置包括生物相容的聚合物衬垫。装置还包括耦合至生物相容的聚合物衬垫的电极阵列。电极阵列包括与生物相容的聚合物衬垫的平面基本上垂直地突出的一个或多个电极轴杆。一个或多个电极轴杆中的每一个包括电极位置。装置还包括耦合至生物相容的聚合物衬垫的一个或多个超声换能器。

在一些实施方式中，一个或多个电极轴杆中的每一个包括沿着相应的一个或多个电极轴杆的长度分布的多个电极位置。一个或多个超声换能器可以包括块状铁电陶瓷、晶体的铁电体、铁电聚合物、电容式微机械超声换能器(cMUT)、压电微机械换能器(pMUT)、以及电致伸缩聚合物中至少之一。

在一些实施方式中，装置包括控制器，其被配置为以用于刺激目标的第一频率和用于对目标进行成像的第二频率来激励一个或多个超声换能器。在一些实施方式中，控制器也被配置为记录在电极位置检测到的电信号。

在一些实施方式中，装置包括可充电电池。装置可以包括感应线圈以无线地接收来自外部源的能量并将所接收到的能量提供至可充电电池。

在一些实施方式中，电极阵列包括约2至约64个电极轴杆。在一些实施方式中，生物相容的聚合物衬垫是被配置为围绕神经缠绕的柔性袖带。

根据本发明的另一方面，方法包括将组织接口装置耦合至目标组织。组织接口装置包括生物相容的聚合物衬垫，以及耦合至生物相容的聚合物衬垫的一个或多个电极。装置还包括耦合至生物相容的聚合物衬垫的一个或多个超声换能器。方法还包括经由一个或多个电极将刺激信号输送至目标组织，并经由一个或多个超声换能器对目标组织进行成像。

在一些实施方式中，方法还包括经由一个或多个超声换能器超声地刺激目标组织。方法可以包括经由一个或多个超声换能器利用第一频率的超声能量对目标组织进行成像，以及经由一个或多个超声换能器利用与第一频率的超声能量不同的第二频率的超声能量超声地刺激目标组织。

在一些实施方式中，对目标组织进行成像包括检测目标组织上的瘢痕形成。在一些实施方式中，组织接口装置被配置为袖带并且将组织接口装置耦合至目标组织还包括围绕目标组织缠绕组织接口装置。

在一些实施方式中，一个或多个电极各自包括与生物相容的聚合物衬垫的平面基本上垂直地突出的电极轴杆，并且每个电极轴杆包括电极位置。在一些实施方式中，每个电极轴杆包括沿着电极轴杆的长度分布的多个电极位置。

在一些实施方式中，组织接口装置包括约2至约64个电极轴杆。在一些实施方式中，目标组织是神经组织。在一些实施方式中，一个或多个超声换能器包括块状铁电陶瓷、晶体的铁电体、铁电聚合物、电容式微机械超声换能器(cMUT)、压电微机械换能器(pMUT)、以及电致伸缩聚合物中至少之一。方法还可以包括无线地对组织接口装置的电池进行充电。

附图说明

技术人员将理解这里描述的附图仅用于示意目的。应当理解，在一些情况中，所述实施方式的各个方面可以被扩大或放大地示出以便于理解所述实施方式。在图中，相同的附图标记通常在各个图中指相同的特征、功能上类似和/或结构上类似的元件。附图不必要按比例，而是强调示出教导的原则。附图不旨在以任何方式限制本教导的范围。可以根据通过参考以下附图的以下示意性描述来更好地理解系统和方法，其中：

图1示出用于利用组织接口刺激和监测目标组织的示例性系统。

图2示出图1的系统中所示的示例性组织接口。

图3A和3B分别示出扁平和筒状构造的示例性袖带。