(57)【要約】埋め込み可能な皮下電極システムが開示されている。埋め込み可能な電極システムを送達するための最小限の侵襲性を有する送達装置およびその使用方法が提供される。【選択図】図２【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼神経を刺激するための埋め込み可能な電極組立体であって、
遠位側および近位側を有する電極体と、
第１の対の電気接点であって、前記第１の対の電気接点の内の一つが前記遠位側に向かって遠位に位置付けられ、かつ前記第１の対の電気接点の内の残りの一つが前記近位側に向かって近位に位置付けられるように、前記電極体上に設置または前記電極体と一体に形成された第１の対の電気接点と、
第２の対の電気接点であって、前記第２の対の電気接点内の一つが前記遠位側に向かって遠位に位置付けられかつ前記第２の対の電気接点の内の残りの一つが前記近位側に向かって近位に位置付けられるように前記電極体上に設置または前記電極体と一体的に形成され、前記第１の対の電気接点が眼窩上神経に沿って繊維方向の電流を励起しかつ前記第２の対の電気接点が隣接する滑車上神経に沿って繊維方向の電流を励起するように前記第２の対の電気接点が前記第１の対の電気接点から離間される、第２の対の電気接点と、
前記第１の対の電気接点および前記第２の対の電気接点の間および各電気接点の間に画定される絶縁領域と、
前記電極体内に画定される開口部であって、固着装置を受容するよう構成される開口部と、を備える、埋め込み可能な電極組立体。
【請求項２】
前記開口部は、前記電極体の内側端に隣接して位置付けられる、請求項１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項３】
前記開口部は、前記電極体の遠位端に隣接して位置付けられる、請求項１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項４】
前記開口部は、前記近位側および前記遠位側の間の前記電極体の中心線上に位置付けられる、請求項１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項５】
前記開口部は、前記電極体の中央に位置づけられる、請求項１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項６】
眼神経を刺激するための埋め込み可能な電極組立体であって、
遠位側、近位側、内側端および遠位端を有する電極体と、
一対の電気接点であって、前記一対の電気接点の内の一つが前記遠位側に向かって遠位に位置付けられ、かつ前記一対の電気接点の内の残りの一つが前記近位側に向かって近位に位置づけられるように前記電極体上に設置または前記電極体と一体に形成され、前記一対の電気接点が繊維方向の電流が眼窩上神経に沿いかつ隣接する滑車上神経に沿って励起するように各電気接点が前記内側端および前記遠位端の間に延在する、一対の電気接点と、
前記電気接点の間に画定される絶縁領域と、
前記電極体内に画定される開口部であって、固着装置を受容するよう構成される開口部と、を備える、埋め込み可能な電極組立体。
【請求項７】
前記開口部は、前記電極体の前記内側端に隣接して位置付けられる、請求項６に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項８】
前記一対の電気接点は、前記電極体の第１表面上に設置または前記電極体と一体的に形成され、前記埋め込み可能な電極組立体は、前記電極体の対向する第２表面上に複数の感知接点をさらに備える、請求項６に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項９】
前記開口部は、前記近位側および前記遠位側の間の前記電極体の中心線上に位置付けられる、請求項６に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１０】
前記開口部は、前記電極体の中央に位置づけられる、請求項６に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１１】
眼神経を刺激するための埋め込み可能な電極組立体であって、
内側端および対向する遠位端を有する電極体と、
一対の電気接点であって、前記一対の電気接点の内の一つが前記内側端に向かって内側に位置づけられ、かつ前記一対の電気接点の内の残りの一つが前記遠位端に向かって外側に位置づけられるように前記電極体上に設置または前記電極体と一体に形成され、前記一対の電気接点が直交方向の電流が眼窩上神経を横切りかつ隣接する滑車上神経を横切るように励起するように前記一対の電気接点が離間される、一対の電気接点と、
前記電気接点の間に画定される絶縁領域と、
前記電極内に画定される開口部であって、固着装置を受容するよう構成される開口部と、を備える、埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１２】
前記開口部は、前記電極体の前記内側端に隣接して位置付けられる、請求項１１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１３】
前記開口部は、前記電極体の前記遠位端に隣接して位置付けられる、請求項１１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１４】
前記開口部は、前記電極体の中央に位置づけられる、請求項１１に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１５】
第１電気接点を形成するように構成された誘電ヘッドを有するセルフタップネジと、
前記セルフタップネジに電気的に結合されるリード線と、
第２電気接点と、を備え、前記リード線は前記第１および第２電気接点を励起するために構成される、埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１６】
第３電気接点をさらに備え、前記リード線が前記第３電気接点を励起するためにさらに構成される、請求項１５に記載の埋め込み可能な電極組立体。
【請求項１７】
皮下電極を埋め込むための方法であって、
前頭筋を通ってその下の疎性結合組織まで切込みが延在するように眼窩上孔に隣接する皮膚を通る切込みを形成することと、
切込みを入れる間、関連する眼窩上神経および関連する滑車上神経が前記前頭筋の変位部位から変位するように前記前頭筋の一部をその下の前記疎性結合組織から離れて変位させることと、
皮膚電極が前記関連する眼窩上神経および前記関連する滑車上神経を励起するよう位置づけられるように、前記皮膚電極を前記前頭筋の変位部分に隣接する疎性結合組織内に位置付けることと、
前記皮膚電極内の開口部を通して固着装置を挿入することおよび前記疎性結合組織下の骨に前記固着装置を固着することと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記固着装置を固着することは、前記疎性結合組織下の前記骨内にセルフタップネジをねじ込むことを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
電極組立体を経皮的に埋め込む方法であって、
神経に隣接するようにカニューレを導入するために皮膚を通じて前記神経に向かってスタイレットを挿入することと、
セルフタップネジおよび前記セルフタップネジに電気的に結合するリード線を備える前記電極組立体を含む管腔を有する中空ドライバを前記カニューレを通じて挿入することと、
骨に前記電極組立体を取り付けるために前記神経に隣接する前記骨内に前記セルフタップネジを打ち込むために前記中空ドライバを使用することと、を含む、方法。
【請求項２０】
前記神経は眼窩上神経を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１２年4月５日に出願された米国特許出願第６１／６２０，８７９の米国法１１９（ｅ）条に基づく優先権を主張する。
【０００２】
[0002]  本開示内容は、埋め込み可能な神経刺激システムに関する。より詳しくは、本開示内容は埋め込み可能な神経刺激システムおよび脳神経刺激のためにそれを埋め込みかつ固定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  一部の医学的障害にとって、脳刺激は薬物療法に対する主な代替治療であり、20世紀の初頭より電気痙攣療法（ＥＣＴ、あるいは「電気ショック療法」）が支配的な脳刺激アプローチであった。ＥＣＴには、記憶およびその他の認知面での副作用の危険性、多大な費用がかかる懸念、および記憶障害の危険性がある。また、電極が直接脳内に埋め込まれる脳深部刺激（ＤＢＳ）および刺激電極が首の中の迷走神経上に埋め込まれる迷走神経刺激療法（ＶＮＳ）の２つの埋め込み可能なアプローチが示されている。米国食品医薬品局（ＦＤＡ）は、パーキンソン病の治療のための脳深部刺激用のシステムを認可しているが、現在のところＤＢＳは他の精神神経疾患に対しては実験的な介入である。ＤＢＳにおける危険性としては、深部脳構造の感染、出血及び損傷が含まれる。ＶＮＳを用いた臨床研究の報告では、ＶＮＳによる治療を受けた患者の多くは緩解を達成せず、埋め込まれたＶＮＳ装置による良好な結果の信頼できる予測因子は存在しない。
【０００４】
[0004]  三叉神経の刺激のためにはるかに安全でより低侵襲性の埋め込みアプローチが開発された。例えば眼神経は、眼の上の孔から上り、頭髪の生え際に向かって上がる。額を形作る頭蓋骨の板様部分（前頭鱗）自体が額の皮膚表面に対して極めて表面近くにあるため、これらの神経は比較的表在性のものである。このように、額の皮膚表面とその下の骨との間には皮下組織、筋膜および筋肉の比較的薄い部分がある。
【０００５】
[0005]  皮膚電極は眼神経を刺激するために、その最も侵襲性の低い形で額に取り付けられる。そのような取り付け方法は、専門外の人間が簡単に適切な「バンドエイド」電極を自身の額上に自身の眉に隣接してあるいは眉の上に、中心に合わせて置くことができるという点でかなりの利点を有する。従って、専門外の人間が専門的知識や訓練を要することなく皮膚電極の位置合わせを容易に行うことができる。さらには、眼神経が額において表在的な深さにあるということは、これらの神経は患者がたやすく許容することができる電流レベルによって容易に刺激されることを意味する。従って電流量は、脳自体が一切の電流にさらされることがないように規制される（あるいは、脳自体に電流が悪影響を及ぼすことのない消え入りそうなほど少量の電流にさらされる）ことができる。その一方で、従来は三叉神経に電極を埋め込むことが提案されていた。この侵襲性の埋め込みは、髄膜炎および神経損傷の危険性をはらんでいる。たとえそれが安全に実行されたとしても、結果として生じる励起は、脳のすぐそばで生じることから脳は有害な量の電流にさらされる。一方で、額へ皮膚電極を取り付けるアプローチは、従来の侵襲性アプローチが伴っていた危険性の一切を伴わず、また脳を電流にさらされることから隔離する。さらに注目すべきは、眼神経の皮膚刺激は、てんかん等の疾患などの治療に対して迷走神経上への埋め込みなどの従来の侵襲性アプローチよりもより臨床的に有効であることが証明された点である。
【０００６】
[0006]  皮膚電極は、通常は夜に患者が就寝する前に取り付けさえすればよい。こうすることで電極は覚醒の際に取り外されることができ、それにより患者は日中通常通りの日常生活を続けることができる。このため眼神経の皮膚刺激は従来の治療よりもより安全であるだけでなくより有効ではあるが、この療法の間電極は装着されていなければならない（電極は離れたところから眼神経を刺激することはできない）。一部の患者は、電極を夜毎に取り付けることに耐えられない可能性がある。さらには、日中も神経刺激療法の投与が必要な場合もあり得る。患者は、たとえ皮膚の色の電極であっても、自分の額の上に電極を着けたまま外に出ることに対して当然ためらいを感じる。そのような患者には、皮下神経刺激療法が提示される。その際には、定義上の皮下電極は、標的神経の上にある皮膚電極とは反対に、標的神経の近くに配置させるか、あるいは実際に標的神経に接触することができる。そのため、皮下アプローチは標的神経に対してより直接的な刺激を与えるという利点を有しており、より少量の電流の使用も可能となる。
【０００７】
[0007]  従って、当該技術分野においては眼神経などの神経の神経刺激のための皮下電極およびそれに対応する埋め込み技術が必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  上述の要求に対処するために、種々の技術および装置が開示されている。例えば、電気的に活性な六角形状のヘッド領域を有するセルフタップネジを備える電極組立体が開示される。ネジは、骨係合表面およびワイヤ係合表面と、ネジのワイヤ係合表面に電気的に結合した遠位端を有する電極ワイヤと、パルス発生器に電気的に決用するよう構成された近位端と、を備える。
【０００９】
[0009]  本明細書には、患者にセルフタップネジを備える電極組立体を経皮的に埋め込む方法が開示されている。この方法は、患者の皮膚を通じてカニューレおよびスタイレットを含む針を導入することと、所定の位置にカニューレを残す一方でスタイレットを取り除くことと、電極組立体を受容する中空ドライバを備える電極アプリケータである電極アプリケータをカニューレを通じて導入することと、電極組立体内のセルフタップネジが骨にねじ込まれるように中空ドライバを打ち込むことによって骨に電極組立体を固着することと、を含む。例えばこの方法は、神経に隣接するようにカニューレを導入するために皮膚を通じて神経に向かってスタイレットを挿入することと、セルフタップネジおよびセルフタップネジに電気的に結合するリード線を備える電極組立体を含む管腔を有する中空ドライバである中空ドライバを、カニューレを通じて挿入することと、骨に電極組立体を取り付けるために神経に隣接する骨内にセルフタップネジを打ち込むため中空ドライバを使用することと、を含み得る。
【００１０】
[0010]  埋め込み可能な電極組立体が本明細書に開示される。一態様では、組立体は、内側端おとび外側端を有する電極体と、電極組立体上に配置されるあるいは電極組立体と一体に形成される少なくとも二つの電気接点と、少なくとも二つの電気接点の間に定義される絶縁領域と、電極体に定義される固着装置を受容するよう構成される少なくとも一つの開口部と、を備える。例えば、埋め込み可能な電極組立体は、遠位側、近位側、内側端および遠位端を有する電極体と、一対の電気接点の内の一つが遠位側に向かって遠位に配置されかつ一対の電気接点の内の残りの一つが近位側に向かって近位に配置されるように電極体上に設置または電極体と一体に形成された一対の電気接点であって、第１の対の電気接点が繊維方向の電流が眼窩上神経に沿いかつ隣接する滑車上神経に沿って励起するよう構成されるように各電気接点は内側端および遠位端の間に延在する、一対の電気接点と、電気接点の間に定義される絶縁領域と、電極体で定義される開口部であって固着装置を受容するよう構成される前記開口部、とを備え得る。
【００１１】
[0011]  別の実施形態では、遠位側および近位側を有する電極体と、第１の対の電気接点の内の一つが遠位側に向かって遠位に位置付けられかつ第１の対の電気接点の内の残りの一つが近位側に向かって近位に位置付けられるよう電極体上に設置また電極体と一体に形成された第１の対の電気接点と、第２の対の内の一つの電気接点が遠位側に向かって遠位に位置付けられかつ第２の対の電気接点の内の残りの一つが近位側に向かって近位に位置付けられるように電極体上に設置または電極体と一体的に形成される第２の対の電気接点であって第１の対の電気接点が眼窩上神経に沿って繊維方向の電流を励起するように構成されるようかつ第２の対の電気接点が隣接する滑車上神経に沿って繊維方向の電流を励起するように構成されるように第１の対の電気接点から離間される第２の対の電気接点と、第１の対の電気接点および第２の対の電気接点の間および各対の各電気接点の間に定義される絶縁領域と、電極体で定義される開口部であって固着装置を受容するよう構成される開口部と、を備える、電極組立体が提供される。
【００１２】
[0012]  別の実施形態では、内側端および対向する遠位端を有する電極体と、一対の電気接点の内の一つが内側端に向かって内側に配置されかつ一対の電気接点の内の残りの一つが外側端に向かって外側に配置されるように電極体上に設置または電極体と一体に形成された一対の電気接点であって一対の電気接点は一対の電極が直交方向の電流が眼窩上神経を横切りかつ隣接する滑車上神経を横切るように励起するよう構成されるように一対の電気接点は離間される、一対の電気接点と、電気接点の間に定義される絶縁領域と、電極で定義される開口部であって固着装置を受容するよう構成される開口部、とを備える、電極組立体が提供される。
【００１３】
[0013]  さらに別の代替的な実施形態では、隣接する前頭筋を通ってその下の疎性結合組織まで切込みが延在するように眼窩上孔に隣接する皮膚を通る切込みを形成することと、切込みを入れる間、関連する眼窩上神経および関連する滑車上神経が前記前頭筋の変位部位から変位するように前頭筋の一部をその下の前記疎性結合組織から離れて変位させることと、皮膚電極が関連する眼窩上神経および関連する滑車上神経を励起するよう位置づけられるように皮膚電極を前頭筋の変位部分に隣接する疎性結合組織内に位置付けることと、
皮膚電極内の開口部を通して固着装置を挿入することおよび疎性結合組織下の骨に固着装置を固着することと、を含む、皮膚電極を埋め込む方法が提供される。
【００１４】
[0014]  この概要は、さらに以下に説明される単純化された形態での概念の選択を導入するために提供される。この概要は、特許請求される対象の重要な特徴または必須の特徴を同定することを目的としているものではなく、特許請求される対象の範囲を制限するために使用されることを目的としているものでもない。本発明のその他の特徴、詳細、有用性および利点は、添付の図面においてさらに説明されかつ添付の特許請求の範囲において定義される発明の種々の実施形態の以下のより具体的に記載された説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
[0015]  本開示内容は、添付の図と合わせて以下の説明を参照することにより、その構成および運用方法のいずれもが理解され得る。
【図１Ａ】[0016]  三叉神経のいくつかの枝（神経）の位置および三叉神経の浅枝の主要の孔の位置の図である。
【図１Ｂ】[0016]  三叉神経のいくつかの枝（神経）の位置および三叉神経の浅枝の主要の孔の位置の図である。
【図１Ｃ】[0017]  ヒトの頭部における三叉神経を覆う種々の組織層の図である。
【図２】[0018]  本開示内容の態様による電極システムの一実施形態を埋め込まれた患者の図である。
【図３Ａ−１−３Ａ−２】[0019]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の種々の実施形態の図である。
【図３Ａ−３】[0020]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の別の実施形態であって、ディスク状の接点が示される実施形態の図である。
【図３Ａ−４】[0021]  図３Ａ−３の線３−３のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図３Ａ−５】[0022]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の別の実施形態であって、ディスク状の接点が示される実施形態の図である。
【図３Ａ−６】[0023]  図３Ａ−５の線５−５のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図３Ａ−７】[0024]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態であって、検出接点および刺激接点の両方を含む電極組立体の図である。
【図３Ａ−８】[0024]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態であって、検出接点および刺激接点の両方を含む電極組立体の図である。
【図３Ａ−９】[0024]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態であって、検出接点および刺激接点の両方を含む電極組立体の図である。
【図３Ａ−１０】[0024]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態であって、検出接点および刺激接点の両方を含む電極組立体の図である。
【図３Ａ−１１】[0024]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一の実施形態であって、検出接点および刺激接点の両方を含む電極組立体の図である。
【図３Ａ−１２】[0024]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態であって、検出接点および刺激接点の両方を含む電極組立体の図である。
【図３Ａ−１３】[0025]  図３Ａ−７の線１３−１３のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図３Ａ−１４】[0026]  図３Ａ−１１の線１４−１４のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図３Ａ−１５】[0027]  図３Ａ−９の線１５−１５のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図３Ｂ】[0028]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の実施形態であって、代替的な固定位置が示される実施形態の図である。
【図３Ｃ】[0028]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の実施形態であって、代替的な固定位置が示される実施形態の図である。
【図４Ａ】[0029]  図３Ａ−１の線４−４のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図４Ｂ】[0029]  図３Ａ−１の線４−４のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図４Ｃ】[0029]  図３Ａ−１の線４−４のあたりの電極組立体の電極の部分側断面図である。
【図５Ａ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｂ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｃ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｄ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｅ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｆ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｇ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｈ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｉ】[0030]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態の図である。
【図５Ｊ】[0031]  図２のシステムにおいて使用され得る電極組立体の一実施形態であって、組立体が側頭葉および耳介側頭神経に対して配置されるよう構成された実施形態の図である。
【図６Ａ】[0032]  本開示内容の態様による埋め込み可能な電極システムの別の実施形態の図である。
【図６Ｂ】[0033]  標的骨領域に対して本明細書で開示されている埋め込み可能な電極システムを送達するために使用され得る最小限の侵襲性を有する送達装置の図である。
【図６Ｃ】[0033]  標的骨領域に対して本明細書で開示されている埋め込み可能な電極システムを送達するために使用され得る最小限の侵襲性を有する送達装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0034]  本明細書に記載された埋め込み技術の特徴のより深い理解のために、三叉神経と三叉神経を覆うヒト頭部の皮下および結合組織の簡単な説明を提示する。図１Ａおよび図１Ｂを参照するに、三叉神経は最も大きい脳神経であり、脳幹およびその他の脳構造と幅広い繋がりを持っている。第５脳神経、または「ＣＮ  Ｖ」とも称される三叉神経は、顔面上に３つの主要な感覚枝を有しており、それら主要な感覚枝は両側性で非常に到達しやすいものである。眼窩上神経または眼神経は、しばしばＶ１領域と称される。眼窩下枝または上顎神経は、一般的にＶ２領域と称される。下顎神経のオトガイ枝およびは、Ｖ３領域と称される。眼窩上神経は、額、上瞼、鼻前部および眼の皮膚の疼痛、温度および軽い触覚に関する感覚情報を供給する。眼窩下枝は、下瞼、頬および上唇の疼痛、温度および軽い触覚に関する感覚情報を提供する。オトガイ枝は、顔面の下半分（例えば、顎および舌）および唇の皮膚に同様の感覚様相を提供する。
【００１７】
[0035]  図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、これらの枝は３つの孔を通って頭蓋骨を出る。眼窩上神経は、鼻正中線からおよそ３．１−３．８ｃｍ離れており（成人で）、眉の下に位置する眼窩上縁のすぐ上に位置する孔１から出る。眼窩下枝または上顎神経は鼻正中線からおよそ２．４−３．０ｃｍ離れている（成人で）孔２から出て、オトガイ神経は鼻正中線からおよそ２．０−２．３ｃｍ離れている（成人で）孔３から出る。頬骨顔面枝、頬骨眼窩枝、頬骨側頭枝および耳介側頭枝を含むその他の感覚枝は、その他の孔から生じる。
【００１８】
[0036]  ３つの主要な枝からの繊維が合わさり、三叉神経節を形成する。そこから、繊維は、脳橋からシナプスのレベルで、脳橋の主要な知覚核、Ｖの中脳核およびＶの脊髄核及び脊髄路とともに脳幹に上がる。疼痛線維は、Ｖの脊髄核および脊髄路に下った後、視床後内側腹側核（ＶＰＭ）に上がりその後、大脳皮質に投射する。軽い触覚神経線維は、大きな有髄線維であり視床後外側腹側核（ＶＰＬ）に上り、かつ大脳皮質に投射する。求心性知覚線維は、三叉神経核から視床および大脳皮質に投射する。
【００１９】
[0037]  図１Ｃは、層の中でも特に骨膜Ｄまたは頭蓋骨膜（頭蓋骨の外側表面を覆う薄膜）の上および表皮Ａ（皮膚の最も外側の層）の下の皮下または結合組織を図示する。また、前頭筋Ｃおよびそれに関連する腱膜も示されている。腱膜および前頭筋は、疎性結合組織によって骨膜から分離されている。
【００２０】
[0038]  一態様では、いずれもが本明細書において参照により組み込まれる２０１０年１０月５日に出願され「Ｅｘｔｒａｃｒａｎｉａｌ  Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ」と題された同時係属米国特許出願番号第１２／８９８，６８５号、２０１０年１０月５日に出願された「Ｅｘｔｒａｃｒａｎｉａｌ  Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ」と題された米国特許出願番号第１２／８９８，６９６号および２０１１年１２月１４日に出願され「Ｅｘｔｒａｃｒａｎｉａｌ  Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒ」と題されたＰＣＴ国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００１／０６５００３の開示に基づき、本明細書で開示されたシステムおよび方法は、鬱病および大鬱病性障害などの精神神経疾患、てんかんおよび薬剤抵抗性てんかんなどの神経障害、心臓関連障害、疲労、耳鳴りおよびその他の医学的障害を含むがそれらに限らない、医学的障害を治療するための三叉神経刺激の適用にあたって使用することができる。顔面、耳または頭皮における三叉神経の末梢枝および皮枝への刺激は、安全な周波数、パルス継続時間、および振幅で与えられ刺激することができる。このような治療法および予防法は、しばしば望ましくない副作用あるいはその作用に特異性の欠如を有することが多い現在使用されている薬理学的アプローチよりも有益である。
【００２１】
[0039]  本明細書の開示内容の態様による埋め込み可能な電極組立体の特定の実施形態の考察については、三叉神経、脊髄神経、およびその他の末梢神経の浅枝の皮下刺激に使用され得るシステムと電極組立体およびその固定方法の種々の実施形態を図示する図２〜図６Ｃを参照する。
【００２２】
[0040]  図２から理解されるように一実施形態では、患者１０に埋め込み可能な三叉神経の浅枝の皮下刺激のためのシステム１００は、電極組立体２０、神経刺激器またはパルス発生器３０、電極組立体とパルス発生器とを電気的に結合するための電気ケーブルまたはリードワイヤ４０、および対応する開口部６５で受容される固着装置７０を備える。
【００２３】
[0041]  パルス発生器３０は、神経刺激のためのいかなるタイプの適切な信号発生装置であってもよい。いくつかの実施形態ではパルス発生器３０は、誘導無線周波数あるいはその他の電磁結合によって本体の外からデータおよび／または電力を受けるための電子回路を含むことができる。いくつかの実施形態では電子回路は、ＲＦデータおよび／または電力を受けかつ送るための誘導性コイル、刺激パラメータをデコードおよび記憶しかつ刺激パルスを生成するための集積回路（ＩＣ）チップ、および電子回路の機能を完成するのに必要とされる、例えばコンデンサ、抵抗器、トランジスタ、コイル等のさらなる個別の電子部品を備える。
【００２４】
[0042]  別の実施形態ではパルス発生器３０は、一連のデータ、刺激、および制御パラメータを記憶するためのプログラマブルメモリを備え得る。とりわけて、メモリは刺激および制御パラメータを、各個人にとって最小限の不快感をもたらす安全で効果的な設定に調整することを可能にする。特定のパラメータは、種々の医学的障害に対して治療上の利点を提供し得る。例えば、一部の患者は間欠刺激に対して好ましい反応を示し得る一方で、他の患者は自身の症状の治療に持続的刺激を必要とし得る。
【００２５】
[0043]  いくつかの実施形態では、パルス発生器３０は電源および／または蓄電装置を備え得る。システムに電力を供給するための可能な選択肢としては、これらに限定されないが、パルス発生器３０に結合された外部電源（例えば、ＲＦリンクを介する）、エネルギーを生成または蓄積するための何らかの適切な手段（例えば、一次電池、補充または充電可能なリチウムイオン電池などの電池、電解コンデンサ、超コンデンサ、動力発電機など）を使用する内蔵電源、および内臓電源が補充または充電可能なものである場合は、電源を補充または充電する手段（例えば、ＲＦリンク、光リンク、熱リンク、誘導性リンク、またはその他のエネルギー結合リンク）が含まれる。
【００２６】
[0044]  いくつかの実施形態では、パルス発生器３０は他の装置から独立して作動する。別の実施形態では、パルス発生器３０はその他の埋め込まれた装置または患者の身体の外にあるその他の装置と連携して作動する。例えば、パルス発生器は、その他の埋め込まれた神経刺激器、その他の埋め込まれた装置および/または患者の身体の外にある装置と、例えばＲＦリンク、超音波リンク、熱リンク、光リンクなどを介して、通信し得る。具体的には、パルス発生器３０は神経刺激器に指令および／またはデータを送信することが可能かつ神経刺激器から同様に指令および／またはデータを受信することが可能であり得る外部リモートコントロール（例えば、患者および／または医師プログラマ）と通信し得る。
【００２７】
[0045]  システム１００および／または電極組立体２０はキットの一部であり得る。いくつかの実施形態では、本明細書内で開示された方法による埋め込みに関する説明書をも含み得る。いくつかの実施形態では、キットは、刺激パラメータおよびシステム構成の適切な調整を達成するために、刺激の臨床効果の観察に関する説明書をも含み得る。
【００２８】
[0046]  いくつかの実施形態では、システムは閉ループ設計を使用することがき、閉ループ装置または感知装置を含み得る。このようなシステムでは、閉ループ装置は刺激電極またはさらなるセットの電極、留置カテーテルまたは皮膚性もしくは埋め込み可能な生理学的モニタを備え得る。装置は、脳活動、心拍数、パルスオキシメトリ、脳血流、収縮期、拡張期血圧または平均動脈圧、経頭蓋ドップラー、心臓パラメータ（駆出率、肺圧、心房圧または心室内圧）、心拍変動（時間、周波数、または非線形もしくはその他の心拍変動の尺度を使用）、一つ以上の軸方向における機械的な動き、潜在的に危険な症状または望ましい臨床効果の達成を示し得る分子の存在、またはそれだけに限らないがファジー制御器、ＬＱＧ（線形象限ガウシアン）制御器および人工神経ネットワーク（ＡＮＮ）を含む神経刺激器のセルフチューニング適応フィードバック制御を提供するその他の生理学的パラメータを検出するように構成され得る。適応学習制御器は、特定の患者または同様の患者における治療中の症状の緩和に役立った刺激設定に対するこれまでの応答から学習することができる。いくつかの実施形態では、この質的および／または量的フィードバックはシステムによって、刺激の臨床効果を最適化するよう、閉ループ様式で刺激パラメータを自動的にまたは別の方法で調整するために使用され得る。
【００２９】
[0047]  図２〜図５Ｉに示されている実施形態などのいくつかの実施形態では、神経刺激は電気神経刺激器を使用して提供することができ、またシステムは１０μＣ／ｃｍ２より著しく低い電荷密度を２５ｍＡ／ｃｍ２より低い電流密度で供給するよう構成される。一実施形態では、出力電流は２５０マイクロ秒で３ｍＡであり、０．２ｃｍの電極半径を有することから、電荷密度は０．５９μＣ／ｃｍ２である。
【００３０】
[0048]  いくつかの実施形態では、電極組立体２０は無線で外部神経刺激器に電気的に結合されてよく、患者に埋め込まれたコイルと外部パルス発生器内のコイルとの間の誘導結合により皮膚を通してエネルギーが移行される。そのような実施形態には、埋め込まれた信号発生器３０は当然存在しない。さらなる代替案では、電極組立体２０は埋め込まれ得るがパルス発生器は外部に位置し、電気ケーブル４０は埋め込まれた電極と外部パルス発生器とを電気的に結合する。パルス発生器自体は、例えば胸部など、皮下の種々の位置に配置されることができ、リード線はパルス発生器および電極組立体を接続するために患者の皮下に配置される。
【００３１】
[0049]  図２は、システム１００において使用され得る電極組立体２０の一実施形態を図示する。電極組立体２０は、成人で鼻正中線のおよそ３．１から３．８ｃｍ外側にある眼窩上縁の上に位置する眼窩上孔において、またはその付近、またはそれに隣接して位置する二つの埋め込まれた電極２０ａおよび２０ｂを備え得る。いくつかの実施形態では、電極組立体は、眼窩上枝および滑車上枝の両方を刺激するために眼窩上孔に配置されるよう構成され、それにより一対の接点が、正中線から平均して３２ｍｍ離れた位置にある眼の上の眼窩上孔から眼窩上神経が出る所とほぼ同じ場所に位置づけられ、また一対の接点が同様に正中線から平均して２２ｍｍ離れた孔から滑車上神経が出る所に位置づけられる。
図２に示されるように、パルス発生器３０からの電気刺激を送達するために各電極体は、電極２２ａおよび２２ｂそれぞれの外側端２２ａおよび２２ｂにおいて、リード線またはリードワイヤ４０に接続または結合する。パルス発生器３０自体は、胸部など、皮下の種々の部位に配置されることができ、リード線はパルス発生器に接続するために患者の皮下に配置される。代替的に、上述されるように、パルス発生器３０は身体の外部にあってよい。
【００３２】
[0050]  一実施形態において、かつ図３Ａ−１から図３Ａ−６に示されるように、また図２を参照するに、電極体２０ａなどの各電極体は、少なくとも一つの接点６０および、固着装置７０と絶縁領域７５とを受容するよう構成された少なくとも一つの開口部６５を備える。電極体２０ａは、櫂または板またはその他の適当な形状であってよい。コンタクト６０は種々の形状のものが実現されてよい。例えば、コンタクト６０は例えば図３Ａ−１、３Ａ−２に示されるように長方形であってよく、あるいは図３Ａ−３、３Ａ−５および図３Ａ−７から３Ａ−１２に示されるようにディスク状であってもよい。図３Ａ−５に示されるように、電極は１ｍｍ未満の厚さを有し得、それぞれが直径４ｍｍの白金／イリジウムディスクを備える中心間距離１０ｍｍの一対の接点６０を備える。図３Ａ−３に示されるように、電極は１ｍｍの厚さを有し得、それぞれが直径２ｍｍの白金／イリジウムディスクを備える外側中心と内側中心間の距離が１２ｍｍで接点間の距離が２ｍｍの４つの接点６０を備える。別の実施形態では、ディスク状接点の直径は２ｍｍまたは３ｍｍ未満または４ｍｍより大きくてもよい。図２および図５Ａ〜５Ｈに示されるような別の実施形態では、接点は丸みを帯びた角を有する細長い長方形体、または望ましくは丸みを帯びた角を有する、その他の形状体であってよい。そのような形状は、鋭利に角ばった角によって発生し得る、電場における「ホットスポット」を防ぐ。電極体２０ａおよび２０ｂおよび／または接触点６０は、周囲の組織および組立体に損傷を与える可能性のある腐食および電気分解を防止するために、チタニウム、窒化チタン、白金、イリジウム、タンタラム、ニオビウム、レニウム、パラジウム、金、ニクロム、ステンレス鋼、またはこれらのいずれかの合金などの、貴金属または耐火金属またはそれらの化合物からつくられてよい。いくつかの実施形態では、電極体２０ａおよび２０ｂは７ｍｍ、５ｍｍ、１ｍｍまたは１ｍｍ未満の厚さを有し得る。電極体が比較的薄いことは、患者の額／額下における電極体の外見を改善する手助けとなり得る。一実施形態では、電極体は８ｃｍの長さＹおよび５ｍｍの幅Ｘを有し得る。いくつかの実施形態では、長さＹは１ｍｍから１０ｃｍの長さで、幅Ｘは５ｍｍから１０ｃｍであってよい。簡略にするため、「電極」および「電極体」という用語は、本明細書では同じ意味で使用される。
【００３３】
[0051]  図２および図３Ａ−１において示されるように電極２０ａは、滑車上神経（図１Ａ参照）などの第１領域を刺激するために構成された第１の対の誘電接点６０ａおよび６０ｂ、および眼窩上神経（図１Ａ参照）などの第２領域を刺激するために構成された第２の対の誘電接点６０ｃおよび６０ｄを含む２対の接点を備える双極電極であってよい。そのため接点の各対は、対応する神経の逆行性刺激用に構成される。つまり、接点の各対は、接点の間に誘導された電流が神経線維方向に移動するように同じ神経を覆うように位置づけられる。そのような繊維方向の電流の励起は、眼窩上および滑車上神経の双方を励起するために横方向の広がりを有する１対の電極によって誘導されることができる。例えば、図３Ａ−２に示されるように電極２０ａは、第１領域における滑車上神経および眼窩上神経を刺激するために構成された第１接点６０ｃとおなじく第２領域における滑車上神経および眼窩上神経を刺激するために構成された第２接点６０ｆとを備える双極電極であってよい。以下により詳細に記載されるように、また図２およびその他の図を参照するに、電極組立体２０は眼神経、眼神経枝および／または本明明細書に記載されるその他の神経の両側同時および同期刺激のために構成された電極２０ａおよび２０ｂを備え得る。他の実施形態では、電極組立体２０は電極２０ａのみを備え、それにより眼神経、眼神経枝および／または本明細書に記載されるその他の神経に片側刺激を送達する。電極組立体２０は、図２、３Ａ−１、３Ｂ−２およびその他の図では１対の電気接点（６０ａ／ｂ、６０ｃ／ｄ、６０ｅ／ｆ）を有しているのに対して、別の実施形態では、それぞれの電極体２０ａおよび２０ｂ上にはより多い数またはより少ない数の接点を有し得る。
【００３４】
[0052]  刺激電極に加えて、いくつかの電極接点要素は刺激に加えて感知にも使用することができ、あるいは感知（たとえば、脳の電気活動）のための専用誘電領域を提供するためにさらなる接点を電極体２０に組み込むことができる。いくつかの実施形態では、電極組立体はデュアル機能感知／刺激電極を備え得る。例えば、図３Ａ−７から図３Ａ−１５に示されているように、電極体２０ａおよび２０ｂは、感知接点２１ａを有する感知側２１および刺激接点６０を有する刺激面２３を備え得る。感知面は額の前頭骨部分を面し、刺激面は眼神経を面する。図３Ａ−１３の部分側断面図から理解されるように、接点２１ａおよび６０は、互いに位置が一致するか、あるいは互いに直接対向する。別の実施形態では、また図３Ａ−１４から３Ａ−１５の部分側断面図から理解されるように、接点２１ａおよび６０は互いに少なくとも互部分的にずれている。
【００３５】
[0053]  別の実施形態で、電極組立体は感知のためだけに構成されることができ、あるいは組立体は感知および／または刺激のために構成された一つ以上の電極体を備え得る。例えば、てんかんにおいては、ほとんどの発作は前頭葉および側頭葉から発生することが知られている。一実施形態では、感知接点を有する感知面を備える電極体が額領域の前頭部下に配置され（例えば、図５Ａ等参照）、かつ／または側頭領域の側頭部下に配置される（図５J参照）。いずれの部位においても、電極体は筋肉およびその下の骨膜の間にある疎性結合組織に位置する。好都合なことに、感知電極を骨および／または軟組織下の骨膜に固定することは、発作および／またはその他の精神神経病変または正常な脳活動を示す脳活動を検知するための感知電極の分解能を促進する。例えば、ある患者の発作が側頭葉の両側（内側側頭硬化症）から発生するということがわかっている場合は、側頭葉の両側上の骨の上に感知アレー（電極体／電極組立体）が配置される（例えば、図５J参照）。発作活動が感知されると、感知電極体／電極組立体は一つ以上の刺激電極組立体と通信し、三叉神経への刺激を引き起こす。デュアル感知／刺激電極組立体が使用される実施形態では、感知面は発作活動を検知し、刺激面は三叉神経（または各枝）（例えば、図５Ｊに示される耳介側頭神経）を刺激する。
【００３６】
[0054]  電極体２０ａの断面図を図示する図４Ａ〜４Ｃから理解されるように、いくつかの実施形態では電気接点６０ａ、６０ｃは電極体２０ａの絶縁領域７５と面一であってよい。いくつかの実施形態では、接点６０ａ、６０ｃは電極体２０ａの絶縁領域７５に対して隆起した位置にあってよい。いくつかの実施形態では、接点６０ａ、６０ｃは電極体２０ａの絶縁領域７５に対して凹んだ位置にあってよい。
【００３７】
[0055]  電極体は、固着装置７０を受容するための開口部６５をさらに備え得る。電極体が、筋肉および骨膜（または脊椎骨）の間の疎性結合組織内の望ましい位置に配置されると、望ましい位置に電極体を固定するために、固着装置７０が開口部に導入される。骨に電極を固定することにより、リード線の移動および電極が動くことが最小限に抑えられる。固着装置７０は、セルフタップネジなどのネジ、ピン、使い捨てリベット、凝固型接着剤、あるいはその他の適切な固着装置であってよい。開口部６５と対応する固着装置７０は、電極体２０ａの略中心部および接触６０間のおよそ中央の所で示されているがその一方で、図３Ｂおよび３Ｃに示される実施形態のように、開口部６５と対応する固着装置７０は、リード線またはリードワイヤ４０が身体に結合される電極体２０ａの端２４の反対の端２２に位置することができると理解される。そのような端への配置は、リード線が身体に結合された場合に、リード線から電極組立体に送られる機械的な動きを弱める可能性がある。別の実施形態では、開口部６５と対応する固着装置７０は、中心線における位置ではなくむしろ角における位置あるいは中心と端または角の間のいずれかの位置などの、電極体に関連する別の位置にあってよい。さらなる実施形態では電極体は、電極体の骨への固定をさらに補助するための一つ以上の開口部（それぞれがそれぞれの固着装置を受容する）を備えてよい。
【００３８】
[0056]  図５Ａ〜５Ｈは、システム１００と共に使用され得る電極組立体の種々の実施形態を図示する。特に、種々のリードワイヤ構成および固着点の構成が示されている。図５Ａに示されるような一実施形態では、各電極２０ａおよび２０ｂは、それぞれが対応するリード線４０を有する。各電極は二つの接点６０およびその中心線上の中央に位置する開口部６５と対応する固着装置７０を備える。電極２０ａはパルス発生器の第１チャネルに結合され、電極２０ｂはパルス発生器３０の第２チャネルに結合され、それぞれ独立したリード線またはケーブル４０を介して結合される。代替的に、図５Ｂに示されるように一つのリード線４０が電極２０ａおよび２０ｂの両方を駆動し得る。電極２０ａは接続リード線４２を介して直列に電極２０ｂに結合され、直列に接続された電極はリード線４０を介してパルス発生器の第１チャネルに結合される。図５Ｃは開口部６５が各電極の遠位端部に位置するという点で図５Ｂの実施形態のバリエーションを図示する。図５Ｄにおいて同じ開口部の位置が示されているが、図５Ａの実施形態と同様に各接点２０ａおよび２０ｂがそれぞれ個別のリード線４０を有する位置が示されている。
【００３９】
[0057]  眼窩上神経および滑車上神経の両方に対して１対の接点のみを有するのではなく、それぞれの神経は各自専用の１対の接点６０を有してよい。つまり、図５Ａから５Ｄに関連して上に検討された４つの実施形態は、各接点２０ａおよび２０ｂが４つの接点６０を備えるように改造されてよい。図５Ｅは、一つのリード線４０が両方の電極に繋がっており、また各開口部が中心線上の中央に位置しているという点で図５Ｂに対応する。電極２０ａは接続リード線４２を介して直列に電極２０ｂに結合され、直列に接続された電極はリード線４２を介してパルス発生器３０の第１チャネルに結合される。図５Ｆは、各電極２０ａおよび２０ｂが各自専用のリード線４０有し、中心線上の中央に位置する開口部６５を有するという点で図５Ａに対応する。電極２０ａは独立したリード線またはケーブル４０を介してパルス発生器３０の第１チャネルに結合し、電極２０ｂは独立したリード線またはケーブル４０を介してパルス発生器３０の第２チャネルに結合する。図５Ｇは、一つのリード線４０が両方の電極に繋がっており、また各開口部が電極の遠位端の中心線上に位置しているという点で図５Ｃに対応する。電極２０ａは接続リード線４２を介して直列に電極２０ｂに結合され、直列に接続された電極はパルス発生器３０の第１チャネルに結合される。最後に図５Ｈは、各電極２０ａおよび２０ｂが各自専用のリード線４０を有するが開口部６５はそれぞれの電極の遠位端に位置する、という点で図５Ｄに対応する。
【００４０】
[0058]  使用にあたり、また図１Ｃおよび２を参照して理解されるように、一実施形態では、医師は眼窩上孔を術中蛍光透視法によって特定し、孔のちょうど外側の所で眉に小さく切込みを入れる。切込みが入れられると、執刀医は孔の真上の骨膜まで軟組織を切り込み、接点が皮膚に向かって外側を向き（脳に向かって内側を向くのとは反対に）、電極体が実質的直接的に骨に当たるように電極を挿入する。より詳細にそして図１Ｃを参照するに、電極体は骨膜Ｄを覆うが前頭筋Ｃの下になるように疎性結合組織内に位置する。接点は、皮膚に向かって外側に面する。電極はその後眼窩上孔を中心として置かれ、開口部を通って挿入された固着装置を介して固定されてよい。電極体を骨に固定することによって、リード線の移動および皮膚刺激に関連する問題は減少する。神経は取り除かれ前頭と一体になるため、眼窩上神経および滑車上神経が前頭筋から変位するように、前頭筋はその下にある疎性結合組織から僅かに離れるよう引っ張られることができる。このことは、その後電極体が眼窩上神経および滑車上神経を切除または損傷する危険性を有することなく疎性結合組織内に挿入されることができるということから、利点を有する。このような方法で電極を配置することにより、直接神経に接点を接着させる必要なく、接点が神経に接する、近接するまたは隣接するように配置される。同じ埋め込み手順は、両側埋め込みを目的として患者の対側においても実施されることができ、または片側埋め込みを目的として片側においてのみ実施されることができる。
【００４１】
[0059]  電極組立体の配置の続いて、電極組立体は患者の皮下に配置される埋め込まれた電気ケーブル４０を介して埋め込まれた神経刺激器３０に接続される。図示される実施形態では、神経刺激器３０を介する刺激は電気ケーブル４０を介している。代替的な実施形態では、埋め込まれた電極組立体２０にエネルギーを送達するために誘導結合を使用する埋め込まれていない外部神経刺激器を用いて無線で電気刺激が実行される。さらに別の実施形態では、電極組立体２０が埋め込まれるのに対して、埋め込まれていない神経刺激器は外部に配置され、両者は電気ケーブル４０を介して接続される。
【００４２】
[0060]  別の実施形態では、電極組立体２０は複数の接点および複数の連続または不連続絶縁領域を備え得る複数の多接点電極を備え得る。種々の実施形態では、電極体の配列またはレイアウトは、単一の接点あるいは直列または複数の接点および絶縁空間を有する線状電極あるいはより平板な「リボン状」または「帯状」電極であってよく、さらには表面上に一つ以上の導電性領域および絶縁領域を有しうる。
【００４３】
[0061]  図２およびその他の図から理解されるように、電極組立体２０は左右両方の眼神経の枝を同時にあるいは非同期的に刺激するよう構成されている。鼻正中線１２の両側に接点対６０を有する第１埋め込み電極２０ａおよび接点対６０を有する第２電極２０ｂを配置することにより、刺激電流が繊維方向であることあるいは求心性眼神経または眼窩上神経の方に向かうことが確実となる。さらには、刺激に対する応答は限局化しており、したがって刺激に対する応答が正中線の片側からもう一方の片側で異なるため電極組立体２０のこの構成により、電極接点６０が独立しておよび／または片側のみ刺激されることが可能となる。
【００４４】
[0062]  別の実施形態では、電流は神経線維に向かって直交または垂直に励起され得る。例えば図５Ｉに示されるように、眼窩上神経の外側にある接点６０は一つの陽極／陰極端子を形成することができ、二相パルスの使用は、パルスの半周期中は接点に陰極としての機能を果たさせ、パルスの残りの半周期中は陽極としての機能を果たさせる。滑車上神経の内側にある接点６０は、残りの陽極／陰極端子を形成する。このように、電流はまず各神経線維を外側方向に横切るように励起され、次に各神経線維を内側方向に横切るように励起される。図５Ａに示されるような「繊維方向」の実施形態を再び参照するに、電流はむしろ各二相パルスに対してまず求心方向に励起され、次に遠心方向に励起される。二相パルスは、電荷ビルドアップがないという点で利点を有する。反対に、単相パルスは専用の陰極接点および専用の陽極接点の使用を含む。そのような実施形態は本開示内容の範囲内にあるが、接点が専用の陽極または陰極として作動する場合には、電荷ビルドアップの危険性が生じる。そのため、そのような実施形態は主として短時間の適用において有用である。しかしながら慢性または長期処置においては、二相パルスを使用することによって電荷ビルドアップの危険性が排除される。
【００４５】
[0063]  直交方向の電流を使用して神経線維を励起するには、一つの接点６０が神経線維を覆うか神経線維の片側にあることが望ましい。残りの接点はその後神経線維の反対側に位置付けられる。そのような配置は図５Ｉに示されている。しかしながら、1対の接点は、繊維方向の実施形態あるいは直交方向の実施形態のいずれかに係っていることが理解される。繊維方向の実施形態においては、いずれの接点も神経線維を覆う。一つの接点は繊維上に遠位に位置するのに対して、もう一方は近位に位置する。例えば、電極２０ｂに関して図５Ａに示されるように、一つの接点６０は孔から遠位に位置するのに対してもう一方の接点６０は孔に対して近位に位置する。しかしながら図５Ｉにおいては、一つの接点６０は神経線維の比較的外側に位置するのに対して、もう一方の接点は神経線維の比較的内側に位置する。これらの内側および外側の接点６０が陽極／陰極端子を形成する場合には、電流は神経を内側および横河方向に横切って交差する。その際に神経線維を励起（脱分極）するのは陰極端子であるということは周知である。対して、陽極端子は神経線維を過分極化する傾向にある。そのため、一般的に陽極端子は「中立」端子の基準として示される。そのためパルスが二相ではない場合には、陰極端子は所定の神経線維を覆うようにあるいは隣接するように（神経線維を覆うがやや内側あるいは外側に）位置づけられ得る。陽極端子の位置はさほど重要ではない。
【００４６】
[0064]  しかしながら、二相電極の実施形態では、所定の接点６０が陰極および陽極の双方として作動する。その最も単純な実施形態において、１対の接点６０は陰極／陽極端子を形成する。一方の接点が陽極として作動する一方で、もう一方が陰極として作動し、逆もまた同様である。そのような接点は群を形成することが理解される。つまりは、一つのリード線４０は接点６０の一群に結合し、一方で別のリード線４０は接点６０の別の一群に結合する。一方の群が陰極として作動する一方で、もう一方の群は陽極として作動し、逆もまた同様である。接点６０がそのような群としてまたは単なる対として励起されるかどうかに関わらず、二相の実施形態ではパルス発生器３０からの各二相パルスの半周期中は、各接点は陰極として作動するという点から、各接点６０の位置は適切に位置づけられるべきだということが理解される。
【００４７】
[0065]  そのため繊維方向の実施形態では、電流はまず繊維に沿って求心方向（神経節に向かって）に向かい次に遠心方向（神経節から離れる）に向かうように、接点６０が
神経細胞に関連して位置づけられることが望まれる。再び図２を参照するに、各電極２０ａおよび２０ｂは、近位側（眼窩上縁に向かって面する側）および遠位側（頭髪の生え際に向かって面する側）を有すると考えられる。そのためそのような繊維方向の実施形態では、一つの接点６０が電極体の遠位側に向かって位置するのに対して反対の接点６０は電極の近位側に向かって位置する。対して直交方向の実施形態では、電流がまず外側方向、次いで内側方向に神経線維を横切るように方向づけられるよう、接点６０が神経線維に対して位置付けられることが望まれる。再び図５Ｉを参照するに、そのため少なくとも一つの接点６０が電極体の内側端に向かって位置づけられるのに対して、少なくとも一つのもう一方の接点６０が電極体の外側端に向かって位置づけられる。その様な実施形態は、繊維方向の要素と直交方向の要素の両方を有する「対角線の」電流が励起されるように組み合わせられるということが理解される。
【００４８】
[0066]  図２が両側に埋め込まれた電極組立体２０を図示する一方で、別の実施形態では電極組立体は片側に埋め込まれてよい。図２は眼窩上神経および滑車上神経を刺激することを目的とした埋め込みのための手法を図示しているが、三叉神経のその他の主な枝または小さい枝のいずれかを刺激するために、同様の方法を他の皮下部位において使用することができる。
【００４９】
[0067]  いくつかの実施形態では、椎孔から出る神経を刺激することによって脊髄神経の刺激をするために、埋め込み可能な電極システムが使用され得る。一実施形態では、かつ図６Ａにおいて示されるように、また図６Ｂ〜６Ｃを参照するに、固着装置７０はセルフタップネジであってよく、また固着装置７０は絶縁ワイヤ４０の遠位端４０ａに接続される。ワイヤの近位端４０ｂは、パルス発生器３０に結合される。セルフタップネジ７０は、六角形の電気的に活性なヘッド７０ａを備える。少なくとも二つの電極２０ａおよび２０ｂもまたワイヤ４０に電気的に結合する。種々の実施形態では、電極２０ａおよび２０ｂはおよそ２ｍｍから５ｍｍ間隔をあけて配置されてよい。送達の際には、また図６Ｂ〜６Ｃに関連してより詳細に説明されるように、固着装置７０は、例えば卵円孔、正円孔、上顎孔、眼窩孔、下顎孔、破裂孔、椎孔等の、自然身体孔の縁に固定される。装置７０は、刺激を妨げることなく頭蓋骨が動くことができるようにする一方で、電極が神経に近接するかまたは神経に接触するように電極を固定させる。好都合なことに、孔から出る神経の軌跡はネジ頭に取り付けられたワイヤを辿らないことから、電気的に活性なネジヘッド４０ａは椎孔から出ている神経束を刺激する。
【００５０】
[0068]  図６Ｂ〜６Ｃに示されるように、電極組立体２０、固着装置７０およびリードワイヤ４０は、送達装置２００を介して送達されることができる。送達装置２００は、カニューレ１０５およびスタイレット１１０を備える。送達装置２００は、固着装置７０の埋め込みを補助するために、中空スクリュードライバまたはレンチなどの、アプリケータまたはドライバ１１５をさらに備える。スタイレットはカニューレにおいて取り外し可能に受容され、また標的位置にカニューレを送達する際に、スタイレットが取り除かれ中空スクリュードライバ１１５（レンチ）がカニューレに方向づけられたセルフタップネジ７０を送達するために導入される。装置２００（アプリケータ、カニューレおよびスタイレット）の長さは、刺激を受けるべき神経および皮膚と固着装置が送達される標的位置の間の距離によって決定される。例えば、三叉神経は一般的には皮膚に近く、眼窩上孔が蛍光透視法下で到達可能かつ確認可能な頭蓋骨表面に並行して走っており、装置２００は全長約５〜７ｃｍ（ドライバのハンドルを含む）であり得る。
【００５１】
[0069]使用にあたり、図６Ｂ〜６Ｃを参照して理解されるように、一実施形態では医師は標的位置を術中蛍光透視法によって特定し、穿刺切開をしてスタイレット１００と共に装置２００を経皮的に導入する。装置２００は蛍光透視法による誘導の下で標的位置まで進行し、スタイレットはカニューレが標的である骨の位置に直接接触した時にカニューレから取り除かれる。固着装置７０、電極組立体７０およびリードワイヤ４０は、中空スクリュードライバ１１５の近位端１１５ａを通って出るワイヤの近位端４０ｂを有する中空スクリュードライバ１１５によって保持される。スクリュードライバ１１５は、組立体と固着装置とをカニューレを通って進行させ、標的位置における骨に固着装置７０を固定することを補助する。その他の接点２０ａおよび２０ｂは、神経またはその枝の位置に近い軟組織にとどまり、患者が動くに従って軟組織と共に動く。装置７０が所定の位置に固定されると、スクリュードライバは取り除かれ、リードワイヤはパルス発生器の位置にトンネルする。一実施形態では、固着装置は一つの陰極／陽極接点を形成する。神経の刺激には当然別の陰極／陽極接点を要する。そのため、第２固着装置および対応するリード線は、第１固着装置に隣接して経皮的に埋め込まれ得る。
【００５２】
[0070]  電極組立体の配置に続いて電極組立体は、患者の皮下に配置された、埋め込まれた神経刺激器３０に埋め込まれた電極ケーブル４０を介して接続される。図２に示されるシステムの実施形態では、神経刺激器３０を介する刺激は電気ケーブル４０を介する。代替的な実施形態では電気刺激は、埋め込まれた電極組立体２０にエネルギーを送達するために誘導結合を用いる、埋め込まれていない外部神経刺激器を用いて無線で実施されることができる。さらに別の実施形態では、電極組立体２０は埋め込まれるが、神経刺激器は身体の外部に配置され、両者は電気ケーブル４０を介して接続される。
【００５３】
[0071]  刺激は、パルス持続時間、電極電流、負荷サイクルおよび刺激周波数などの操作パラメータを選択することによって提供され、パラメータは総電荷、電荷密度および相あたりの電荷が、頭皮または顔面組織、神経および脳を囲むその他の組織の許容される安全性限界内に十分にあることを確実にするために選択される。操作パラメータ値は、患者が額および頭皮に弱い刺痛などの刺激感を経験し、患者に著しい不快感または痛みをもたらすことなくかつ脳に対する電流侵入が最小限となるよう有利に選択される。これらの値は目的の治療によって異なってよいが、パラメータは２５ｍＡ／ｃｍ２より低い電流密度において１０μＣ／ｃｍ２より著しく低い電荷密度にある。一実施形態では、出力電流は２５０μｓｅｃで３０ｍＡであり、０．２ｃｍの電極半径を有するため、電荷は０．５９μＣ／ｃｍ２である。
【００５４】
[0072]  さらには、いくつかの実施形態では、電気刺激パラメータ、電気設計および電極間距離の選択は、頭蓋骨の骨組織下への電力侵入を防止するまたは最小化する一方で、電気刺激域が三叉神経の表在要素（およそ、３〜４ｍｍの深さ）を含むように実施される。いくつかの実施形態では、歯に疼痛感覚を供給する神経の動員を避けるよう、低い電流（例えば、０．０５〜５ｍＡ）および慎重な電極配置が選択され得る。いくつかの実施形態では、頭蓋骨および脳、特に眼窩上位置における電流の侵入を避けるために、低い電流（例えば、０．０５〜５ｍＡ）も選択され得る。
【００５５】
[0073]  種々の実施形態では、埋め込まれたパルス発生器（神経刺激器）によって送達される刺激パラメータは、装置が外科的に埋め込まれた時点で決定（プログラム）され得る。別の実施形態では、これらのパラメータは外部装置によって修飾、制御、あるいはプログラムされることができる。この外部プログラミング要素は埋め込まれた要素と無線で通信する。これは、例えば、無線周波数信号によって、誘導結合によって、または当業者に明らかなその他の手段によって行われ得る。
【００５６】
[0074]  方向への言及のすべて（例えば、近位の、遠位の、上部、下部、上方、下方、左、右、外側、前側、後側、頂部、底部、上、下、垂直の、水平の、時計回り
および反時計回り）は、単に読み手の本発明の理解を補助するための同定目的で
使用されており、特に本発明の位置、配向、または使用についての制限を設けるものではない。接続への言及（例えば、付着された、結合された、接続された及びつながれた）は、広く解釈されるべきであり、別段の指示がない限り、要素の収集物間の中間メンバー及び要素間の相対的な動きも含み得る。例として、接続への言及は、必ずしも二つの要素が直接的に接続しており、互いに固定された関係にあることを示唆するものではない。例示的図面は、単に説明のためのものであり、本明細書に添付された図面に反映される寸法、位置、順序および相対的な大きさは変わり得る。
【００５７】
[0075]  上記の明細書、実施例およびデータは、下記請求項に係る発明の例示的実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。請求項に係る本発明の種々の実施形態がある程度の特殊性をもって、または一つ以上の個々の実施形態を参照して上記されているが、当業者ならば本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多数の変更を行うことができる。したがって、その他の実施形態が予期される。上記の記載に含有され、添付の図面において示されるすべての事柄は、特定の実施形態の単なる図解であって、制限をもたらすものではないということが意図されている。細部または構造における変更は、以下の請求項において定義される発明の基本要素から逸脱することなく行われることができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ−１−３Ａ−２】
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【図３Ａ−３】
2015513980.tif 000007
【図３Ａ−４】
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【図３Ａ−５】
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【図３Ａ−６】
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【図３Ａ−７】
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【図３Ａ−８】
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【図３Ａ−９】
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【図３Ａ−１０】
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【図３Ａ−１１】
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【図３Ａ−１２】
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【図３Ａ−１３】
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【図３Ａ−１４】
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【図３Ａ−１５】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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