ARQUITECTURA DE SALIDA DE CORRIENTE PARA UN DISPOSITIVO DE ESTIMULACION IMPLANTABLE.

Un dispositivo estimulador implantable, que comprende: una pluralidad de nodos de electrodo

(E1, E2,...,EN) implantables junto a tejido que ha de ser estimulado; circuitería (400) de fuente de corriente que comprende una pluralidad de primeras etapas (405, 410), cada una de ellas para entregar una corriente de salida, en la que cada primera etapa es controlable para enviar su corriente de salida a más de uno de la pluralidad de nodos de electrodo; y circuitería (401) de disipación de corriente que comprende una pluralidad de segundas etapas, cada una de ellas para entregar una corriente de salida, en la que cada segunda etapa es controlable para disipar su corriente de salida desde más de uno de la pluralidad de nodos de electrodo, caracterizado porque la circuitería (400) de fuente de corriente y la circuitería (401) de disipación de corriente no comparten un nodo común que no sean los nodos de electrodo

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W05026082US.

Solicitante: BOSTON SCIENTIFIC NEUROMODULATION CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 25155 RYE CANYON LOOP,VALENCIA, CA 91355.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/36 (para estimular, p. ej. marcapasos)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/34 (para provocar la anestesia)

Clasificación PCT:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/05 (para implantar o para introducir en el cuerpo, p. ej. electrodo cardiaco (A61N 1/06 tiene prioridad))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/36 (para estimular, p. ej. marcapasos)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/34 (para provocar la anestesia)
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ARQUITECTURA DE SALIDA DE CORRIENTE PARA UN DISPOSITIVO DE ESTIMULACION IMPLANTABLE.

Fragmento de la descripción:

Arquitectura de salida de corriente para un dispositivo de estimulación implantable.

El presente invento se refiere, generalmente, a dispositivos estimuladores implantables, por ejemplo un generador de impulsos utilizado en un sistema de estimulación de la médula espinal (SCS) u otro tipo de sistema de estimulación neural. Más particularmente, el presente invento se refiere a la arquitectura fuente/disipador de corriente de salida utilizada para alimentar corrientes hacia/desde los electrodos del dispositivo.

Los dispositivos de estimulación implantables son dispositivos que generan y entregan estímulos eléctricos a nervios y tejidos del cuerpo para la terapia de diversas enfermedades biológicas, tales como los marcapasos para tratar la arritmia cardiaca, desfibriladores para el tratamiento de la fibrilación cardiaca, estimuladores cocleares para el tratamiento de la sordera, estimuladores retinales para el tratamiento de la ceguera, estimuladores musculares para provocar el movimiento coordinado de las extremidades, estimuladores de la médula espinal para el tratamiento del dolor crónico, estimuladores para zonas cerebrales corticales y profundas destinados al tratamiento de desórdenes psicológicos y alteraciones motoras, y otros estimuladores neurales para el tratamiento de la incontinencia urinaria, la apnea del sueño, la sublaxación del hombro, etc. El presente invento puede encontrar utilidad en todas las citadas aplicaciones, si bien la descripción que sigue se enfoca, generalmente, sobre el uso del invento dentro de un sistema de estimulación de la médula espinal, tal como el descrito en la patente norteamericana 6.516.227 ("la patente '227"), expedida el 4 de Febrero de 2003 en nombre de los inventores, Paul Meadows y otros.

La estimulación de la médula espinal es un método clínico bien aceptado para reducir el dolor en determinados grupos de pacientes. Un sistema de estimulación de la médula espinal (SCS) incluye, típicamente, un generador de impulsos implantable (IPG) o transmisor y receptor de radio frecuencia (RF), electrodos, al menos un conductor para los electrodos y, opcionalmente, al menos una prolongación de los conductores de los electrodos. Los electrodos, que residen en un extremo distal de los conductores de los electrodos, se implantan, típicamente, a lo largo de la dura de la médula espinal, y el transmisor IPG o RF genera impulsos eléctricos que son entregados a través de los electrodos a las fibras nerviosas del interior de la columna vertebral. Los contactos de electrodos individuales (los "electrodos") están dispuestos en un diseño y con una separación deseados para crear una agrupación de electrodos. Hilos individuales dentro de uno o más conductores de electrodos se conectan con cada electrodo de la agrupación. El o los conductores de electrodos salen de la columna vertebral y, generalmente, se unen a una o más prolongaciones de conductores de electrodos. Las prolongaciones de los conductores de electrodos, a su vez, son conducidas típicamente mediante túneles alrededor del torso del paciente, hasta una cavidad subcutánea en la que se implanta el receptor IPG o RF. Para ejemplos de otros sistemas de SCS y otro sistema de estimulación, se hace referencia a las patentes norteamericanas 3.646.940 y 3.822.708. Naturalmente, los generadores de impulsos implantables son dispositivos activos que necesitan energía para funcionar, tal como la proporcionada por una batería implantada o una fuente de alimentación externa.

Un IPG puede incluir uno o más fuentes/disipadores de corriente de salida configurados para alimentar/recibir corriente de estimulación enviada a/procedente de los electrodos del IPG y, finalmente, hacia un tejido o desde él. Por ejemplo, la figura 1 muestra una fuente 500 de alimentación de corriente de salida ilustrativa y un disipador 501 de corriente de salida correspondiente, utilizados para estimular tejido, ilustrado genéricamente como una carga 505 (R). Como comprenderá un experto en la técnica, los transistores M1 y M3 de la fuente 500 de alimentación de corriente de salida, y los transistores M2 y M4 del disipador de corriente de salida, comprenden un espejo de corriente. Sin embargo, puede utilizarse otra fuente de corriente o circuitería de disipación, tal como la descrita en la solicitud de patente norteamericana número de serie 11/138.632 ("la solicitud '632") presentada el 26 de Mayo de 2005.

Tanto la fuente 500 como el disipador 501 están acoplados a un generador de corriente 506 configurado para generar una corriente de referencia Iref. Un generador de corriente adecuado se describe en la patente norteamericana 6.181.969 ("la patente '969"), expedida el 30 de Enero de 2001 en nombre de su inventor, John C. Gord. La corriente de referencia en la fuente y en el disipador de corriente de salida 500/501 es introducida en un convertidor de digital en analógico (DAC) configurado para regular la corriente que es entregada a la carga 505. Así, la fuente 500 emplea circuitería DAC 502, mientras que el disipador 501 emplea circuitería DAC 503, cuyos circuitos se ilustran sólo de forma genérica en este documento pero se describen completamente en la patente '969 anteriormente incorporada.

La circuitería DAC 502, 503 está configurada para regular y/o amplificar Iref y para entregar una corriente de salida Isalida. Específicamente, la relación entre Isalida e Iref se determina de acuerdo con bits de entrada que llegan por líneas comunes de transmisión 513, 513' que le otorgan a la circuitería DAC 502, 503 su funcionalidad de conversión digital a analógica. Esencialmente, de acuerdo con los valores de los diversos M bits de la línea común de transmisión 513 cualquier número de etapas de salida (es decir, transistores M1, M2) se conectan juntas en paralelo de tal modo que Isalida pueda variar entre Iref y 2M * Iref. (También son posibles valores fraccionarios de Iref, como se describe en la patente '969, pero tal sutileza se ignora en este documento para simplificar). Si bien no se muestra en la figura 1, las etapas de salida pueden contener otras estructuras tales como transistores de filtro y otros transistores diseñados para garantizar una buena adaptación de corriente en la circuitería de espejo de corriente. Sin embargo, dado que dichas otras estructuras se explican en la anteriormente incorporada patente '969, no se detallan en este documento.

Como se muestra en la figura 1, la fuente 500 de alimentación de corriente de salida está acoplada a un electrodo EX en el dispositivo IPG 100, mientras que el disipador 501 de corriente de salida está acoplado a un electrodo diferente EY del dispositivo IPG. Como se explica en la antes incorporada patente '969, un electrodo estará cableado, típicamente, con una fuente 500 de alimentación de corriente de salida y con un disipador 501 de corriente de salida, de los que solamente uno (o ninguno) es activado en un instante particular para permitir que el electrodo sea utilizado, selectivamente, como fuente o como disipador (o como ninguno). Así, por ejemplo, en la figura 2A, se muestran cuatro electrodos a modo de ejemplo E1, E2, E3 y E4, cada uno de ellos con su propia fuente 500 y su propio disipador 501 dedicados.

La fuente 500 y el disipador 501 cableados en cada electrodo se denominan, algunas veces, PDAC y NDAC, reflejando el hecho de que las fuentes 500 están formadas, típicamente, por transistores de tipo P mientras que los disipadores 501 están formados, típicamente, por transistores de tipo N. El uso de transistores de estas polaridades es sensible dado...

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo estimulador implantable, que comprende:

una pluralidad de nodos de electrodo (E1, E2,...,EN) implantables junto a tejido que ha de ser estimulado;

circuitería (400) de fuente de corriente que comprende una pluralidad de primeras etapas (405, 410), cada una de ellas para entregar una corriente de salida, en la que cada primera etapa es controlable para enviar su corriente de salida a más de uno de la pluralidad de nodos de electrodo; y

circuitería (401) de disipación de corriente que comprende una pluralidad de segundas etapas, cada una de ellas para entregar una corriente de salida, en la que cada segunda etapa es controlable para disipar su corriente de salida desde más de uno de la pluralidad de nodos de electrodo,

caracterizado porque

la circuitería (400) de fuente de corriente y la circuitería (401) de disipación de corriente no comparten un nodo común que no sean los nodos de electrodo.

2. El dispositivo estimulador implantable de la reivindicación 1, en el que cada etapa de las primeras y segundas etapas, comprende:

un circuito convertidor de corriente para convertir una corriente de referencia en la corriente de salida, en el que la corriente de salida representa una versión escalada de la corriente de referencia; y

un grupo de interruptores, en el que cada grupo de interruptores comprende una pluralidad de interruptores para recibir la corriente de salida.

3. El dispositivo estimulador implantable de la reivindicación 2, que comprende además un convertidor de digital en analógico para convertir otra corriente en la corriente de referencia, de acuerdo con señales de control digitales.

4. El dispositivo estimulador implantable de la reivindicación 2, en el que el circuito convertidor de corriente comprende un espejo de corriente.

5. El dispositivo estimulador implantable de la reivindicación 4, en el que un escalar entre la corriente de salida y la corriente de referencia es fijado por varios transistores de salida en paralelo en el espejo de corriente.

6. El dispositivo estimulador implantable de la reivindicación 2, que comprende además un convertidor de digital en analógico para convertir otra corriente en la corriente de referencia, de acuerdo con señales de control digitales.