[发明专利]一种MRI兼容的植入式电极

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种可以在MRI扫描环境下减弱MRI扫描对其产生的影响的植入式电极。

背景技术

磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging，MRI)与其他成像技术(如X射线、CT等)相比，有着比较显著的优势：磁共振成像更为清晰，对软组织有很高的分辨力，而且对人体无电离辐射损伤。所以，磁共振成像技术被广泛地应用于现代医学的临床诊断之中。据估计，如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。

MRI工作时会有三个磁场发挥作用。一个高强度的均匀静磁场B0，一个可调整为任意方向的梯度磁场，以及用于激发核磁共振的射频(RF)磁场。其中静磁场B0的强度常见的为1.5T和3.0T，静磁场B0与梯度磁场协同工作以提供磁共振信号的空间位置信息；而射频磁场是一个大功率、高频率的时变磁场，其频率为Larmor频率，即f＝γB0，其中γ＝42.5MHz/T。所以，在常见的静磁场B0为1.5T或3.0T的MRI中，射频磁场的频率分别约为64MHz及128MHz。

虽然MRI不会对人体有直接的伤害，但是如果患者体内安装有植入式医疗器械(Implantable Medical Device，IMD)，例如心脏起搏器、除颤器、迷走神经刺激器、脊髓刺激器、脑深部电刺激器等的话，MRI工作时所需要使用的三个磁场便会给患者的生命健康安全带来很大的隐患。其中最重要的一个隐患是植入式医疗器械在射频磁场中的感应发热，特别是对于那些带有细长导电结构，并且这种细长导电结构会部分与组织接触的医疗器械(典型的例如脑深部电刺激器带有延长导线和电极导线，心脏起搏器带有电极线)。体内装有这些植入式医疗器械的患者在进行MRI扫描的时候，在细长导电结构与组织接触的部位可能会出现严重的温升，这样的温升会对患者造成严重的伤害。然而，大部分植入IMD的患者在器械寿命周期内需要进行MRI检查，而射频磁场感应发生带来的安全隐患导致这部分病人被拒绝进行检查。所以，开发植入式医疗器械的MRI兼容功能意义显著，而由于射频磁场的感应发热效应主要体现在细长导电结构如电极上，所以开发能够在MRI环境下不会由于射频磁场的感应发热效应而导致严重温升的电极具有很高的市场价值和应用价值。

射频磁场下细长导电结构的感应受热的原因是细长导电结构与射频磁场之间的耦合。细长导电结构与射频磁场之间的耦合在细长导电结构中产生感应电流，感应电流通过导电结构与人体组织接触的部分输送组织中，例如电极线在射频磁场下产生的感应电流通过电极触点流向组织。这样，在电极触点附近的组织中电流密度较高，导致组织的欧姆受热。

解决前述问题的一个思路是试图减小电极线中的射频感应电流，从而减小电极触点附近组织的电流密度，减小组织的欧姆热。将电极线设计为具有高阻抗可以减弱射频感应电流，但同时也会限制电极线本身的功能；在电极触点/导线的界面处布置LC谐振滤波器可以反射射频感应电流，阻止其流入人体组织，但是这又会加大谐振滤波器和导线本身的电流强度，导致谐振滤波器和导线本身的温升，严重时甚至会融化电极导管。采用屏蔽是一个可行的方案：利用良导体构成的屏蔽层覆盖电极线导管外表面，在射频磁场环境下，屏蔽层受激产生的涡流将在屏蔽层的内侧形成一个与MRI射频磁场相抵消的磁场，从而减弱射频磁场对电极线的影响，从而降低电极线上的射频感应电流。

发明内容

本发明提供一种改进的植入式电极，所述的植入式电极可以减弱或消除MRI扫描环境中射频磁场对其本身的影响，减弱或消除电极触点附近的组织温升。

本发明通过以下技术方案实现：

一种植入式电极，包括一根细长的电极导管，在所述电极导管的远端布置有至少一个触点，在所述电极导管的近端设置至少一个连接器；所述的触点通过布置在电极主体内部的导线分别和一个连接器相连；在所述的电极导管外，布置有至少一层不与所述的触点和连接器直接相连的网状屏蔽层，所述网状屏蔽层使用具有生物相容性的电良导体材料制成；所述网状屏蔽层的完整性能够被控制器检测。

优选地，所述控制器包括阻抗大小测量电路。

优选地，所述控制器通过阻抗大小测量电路检测包含网状屏蔽层的回路阻抗大小Z_mx，并与设定的阈值Z_mth做比较，当Z_mx大于Z_mth时即认为网状屏蔽层出现故障。