DE19758110B4

DE19758110B4 - Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation

Info

Publication number: DE19758110B4
Application number: DE1997158110
Authority: DE
Inventors: Jan H. Dr. Meier
Original assignee: Biotronik Mess und Therapiegeraete GmbH and Co
Current assignee: Biotronik SE and Co KG
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: DE19758110A1

Abstract

Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation, insbesondere zur Stimulation der dicken afferenten Nervenfasern im Dorsal Column, mit einer Elektrodenanordnung (2) zur Implantation im Rückenmarks bereich und zur Abgabe von Stimulationsimpulsen an das Rückenmark (1),
einem ausgangsseitig mit der Elektrodenanordnung (2) verbundenen Impulsgenerator zur Erzeugung der Stimulationsimpulse sowie
einer ausgangsseitig mit dem Impulsgenerator verbundenen Steuereinheit zur Einstellung der Impulsstärke (U_STIM) der einzelnen Stimulationsimpulse zur Kompensation einer Bindegewebsbildung um die Elektrodenanordnung (2) oder einer Dickeänderung der zwischen dem Rückenmark (1) und der Elektrodenanordnung (2) befindlichen Flüssigkeitsschicht,
gekennzeichnet durch
eine eingangsseitig mit der Elektrodenanordnung (2) verbundene Meßeinrichtung zur Messung des durch einen Stimulationsimpuls evozierten Potentials (CAP) oder zur Bestimmung der epiduralen Impedanz (R_EPI _P) oder zusätzlich deren Zeitabhängigkeit durch Messung von Strom oder Spannung oder Strom und Spannung bei der Abgabe des Stimulationsimpulses oder eines Meßsignals, wobei die Steuereinheit zur automatischen Anpassung der Impulsstärke an den Meßwert eingangsseitig mit der Meßeinrichtung verbunden...

Description

Die Erfindung betrifft ein Stimulationsgerät zur Rückenmarkstimulation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Rückenmarkstimulation werden über eine an der Hinterseite des Rückenmarks implantierte Elektrode elektrische Stimulationsimpulse an das Rückenmark abgegeben, wobei das Hauptziel der Stimulation in der Aktivierung der dicken afferenten Nervenfasern in dem als "Dorsal Column" bekannten Bereich des Rückenmarks besteht. Einerseits muß die Stimulationsspannung hierbei einen bestimmten Schwellwert überschreiten, um zu einer Aktivierung der dicken afferenten Nervenfasern zu führen. Andererseits darf die Stimulationsspannung nicht beliebig erhöht werden, da andernfalls auch andere Nervenfasern, wie zum Beispiel efferente Motorfasern aktiviert werden, was vom Patienten als unangenehm empfunden wird. Die Stimulationsspannung muß also innerhalb eines patientenspezifischen Bereichs liegen, der in der Regel sehr schmal ist und dessen Lage darüber hinaus Schwankungen unterliegt. So führt eine postoperative Bindegewebsbildung um die Elektrode zu einem langsamen Anstieg der Elektrodenimpedanz und damit auch zu einer Erhöhung des Schwellwerts für eine erfolgreiche Aktivierung der dicken afferenten Nervenfasern. Der Schwellwert wird darüber hinaus auch durch die zwischen Elektrode und Rückenmark befindliche Flüssigkeitsschicht beeinflußt, deren Dicke von der Körperlage des Patienten abhängt und im Alltag somit relativ schnellen Schwankungen unterliegt.
Es ist deshalb bekannt, die Stimulationsamplitude über ein externes Programmiergerät einzustellen, was im alltäglichen Betrieb jedoch lediglich die Kompensation langsamer Ände rungen ermöglicht, die in der Regel von einer Bindegewebsbildung um die Elektrode herrühren, wohingegen die durch eine Änderung der Körperlage verursachten schnellen Änderungen des Schwellwerts auf diese Weise nicht berücksichtigt werden können.

Aus den US-Patenten 5 031 618 und 5 342 409 ist zur Lösung dieses Problems bekannt, in einer implantierbaren Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation einen Lagesensor vorzusehen, der die Körperlage des Patienten erfaßt und die Stimulationsamplitude entsprechend anpaßt, um die bei Änderungen der Körperlage auftretende Dickeänderung der zwischen Elektrode und Rückenmark befindlichen Flüssigkeitsschicht zu kompensieren und unabhängig von der Körperlage eine effektive Stimulation zu gewährleisten.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 446 271 B1 ist weiterhin eine Stimulationseinrichtung zur Muskelstimulation bekannt, die beispielsweise bei querschnittsgelähmten Patienten eine stimulationsgesteuerte Durchführung von einfachen Bewegungsabläufen ermöglicht, indem die für den gewünschten Bewegungsablauf erforderlichen Muskeln in der richtigen Reihenfolge und Intensität stimuliert werden. Problematisch ist hierbei jedoch, daß die Muskeln mit zunehmender Ermüdung schlechter auf die Stimulation ansprechen. Die bekannte Stimulationseinrichtung mißt deshalb die elektrische Reizantwort der Muskelfasern, welche die Ermüdung der Muskeln widerspiegelt und paßt die Stimulationsamplitude entsprechend an, um die Muskelermüdung zu kompensieren. Diese Stimulationseinrichtung ermöglicht jedoch ausschließlich die Aktivierung von Muskelfasern, wohingegen bei der Rückenmarkstimulation das Ziel in der Aktivierung der dicken afferenten Nervenfasern besteht, wobei die effe renten Motorfasern gerade nicht aktiviert werden sollen, da dies von dem Patienten als unangenehm empfunden wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation zu schaffen, die unabhängig von einer Bindegewebsbildung um die Elektrode und der Körperlage des Patienten stets eine effektive Stimulation sicherstellt, ohne durch eine zu hohe Stimulationsamplitude zu einer als unbequem empfundenen Aktivierung von efferenten Motorfasern zu führen.

Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Stimulationseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, die Auswirkungen der durch eine Bindegewebsbildung oder eine Lageänderung des Patienten verursachte Verlagerung der zwischen Elektrode und Rückenmark befindlichen Flüssigkeitsschicht auf die elektrischen Eigenschaften in der Umgebung der Elektrode zu erfassen und die Stimulationsamplitude entsprechend anzupassen.

In einer Variante der Erfindung wird bei der Abgabe eines Stimulationsimpulses die elektrische Reizantwort des Rükkenmarks gemessen, um die Effektivität des Stimulationsimpulses zu beurteilen und die Stimulationsamplitude für die nachfolgenden Stimulationsimpulse im Falle eines ineffektiven Stimulationsimpulses zu erhöhen. Hierbei wird von der überraschenden Erkenntnis ausgegangen, daß nicht nur bei einer Stimulation von efferenten Motorfasern, sondern auch bei der Aktivierung der dicken afferenten Motorfasern Potentiale evoziert werden, die Rückschlüsse auf die Effekti vität der Stimulation zulassen. So werden bei der Stimulation des Rückenmarks gleichzeitig mehrere Nervenfasern aktiviert, deren Aktionspotentiale sich zu einem Summenpotential addieren, das als CAP (engl. Compound Action Potential) bezeichnet wird. Die Amplitude dieses nach einem Stimulationsimpuls als Reizantwort auftretenden CAPs ist proportional der Zahl der aktivierten Nervenfasern und eignet sich somit als Maß für die Effektivität des Stimulationsimpulses. Die Stimulationseinrichtung weist deshalb in dieser Variante der Erfindung eine Meßeinrichtung auf, die zur Erfassung des CAPs mit der Elektrodenanordnung verbunden ist. Die Messung des CAPs kann hierbei über dieselben Elektroden der Elektrodenanordnung erfolgen, die auch zur Abgabe der Stimulationsimpulse vorgesehen sind, jedoch ist es wegen der nach einem Stimulationsimpuls an den Elektroden auftretenden Polarisationserscheinungen und der dadurch verringerten Eingangsempfindlichkeit vorteilhaft, zur Messung des CAPs zwei separate Elektroden zu verwenden. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Elektrodenanordnung deshalb mindestens vier elektrisch gegeneinander isolierte Elektroden auf, wobei zwei der Elektroden zur Abgabe von Stimulationsimpulsen dienen, während das CAP über die beiden anderen Elektroden gemessen wird. Das CAP wird dann einer Steuereinheit zugeführt, welche die Stimulationsamplitude steuert und einen Impulsgenerator entsprechend ansteuert.

In einer anderen Variante der Erfindung wird dagegen die epidurale Impedanz gemessen, die die Dicke der Flüssigkeitsschicht zwischen Elektrode und Rückenmark sowie die Dicke der Bindegewebsschicht um die Elektrode widerspiegelt. In einer Ausführungsform dieser Variante wird hierzu über die Elektrodenanordnung ein Meßsignal mit vorgegebener Spannung abgegeben, während der über die Elektrodenanordnung fließende elektrische Strom gemessen wird, woraus sich dann nach dem Ohmschen Gesetz die epidurale Impedanz berechnen läßt. Gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Variante weist das Meßsignal dagegen einen vorgegebenen elektrischen Strom auf und es wird die über der Elektrodenanordnung abfallende Spannung gemessen, was ebenfalls die Berechnung der epiduralen Impedanz ermöglicht. Darüber hinaus ist es auch möglich, ein Meßsignal mit einem nicht vorherbestimmten Verlauf zu erzeugen und während des Meßsignals sowohl Spannung als auch Strom zu messen, um daraus die epidurale Impedanz zu berechnen.

In einer Ausführungsform dieser Variante erfolgt die Bestimmung der epiduralen Impedanz jeweils bei der Abgabe eines Stimulationsimpulses, indem Strom und/oder Spannung des Stimulationsimpulses gemessen werden. Die einzelnen Stimulationsimpulse ermöglichen hierbei also nicht nur die Stimulation von Nervenfasern, sondern dienen zusätzlich auch als Meßsignal für die Bestimmung der epiduralen Impedanz, was vorteilhaft einen einfachen Aufbau der Stimulationseinrichtung ohne einen zusätzlichen Signalgenerator für die Erzeugung eines Meßsignals ermöglicht.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dagegen zur Bestimmung der epiduralen Impedanz ein separates Meßsignal erzeugt, was insbesondere bei langen Intervallen zwischen den einzelnen Stimulationen vorteilhaft ist, da Schwankungen des Schwellwerts für eine effektive Stimulation andernfalls erst beim nächsten Stimulationsimpuls erkannt würden und dann wahrscheinlich zu einer ineffektiven Stimulation führen würden. Die Erzeugung des Meßsignals er folgt hierbei vorzugsweise durch einen Wechselstromgenerator, wobei das Meßsignal vorzugsweise im Hochfrequenzbereich liegt, um eine Aktivierung von Nerven- oder Muskelfasern durch das Meßsignal weitgehend zu verhindern.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation als Blockschaltbild, bei der zur Anpassung der Stimulationsspannung die epidurale Impedanz gemessen wird,
2 eine alternative Ausführungsform einer derartigen Stimulationseinrichtung ebenfalls als Blockschaltbild, wobei zur Anpassung der Stimulationsspannung das CAP gemessen wird sowie
3 ein weitere Ausführungsform einer Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation als Blockschaltbild, wobei zur Anpassung der Stimulationsspannung die epidurale Impedanz gemessen wird.
Die in 1 dargestellte Stimulationseinrichtung ermöglicht eine Stimulation des Rückenmarks 1 und besteht aus einer Elektrodenanordnung 2 zur Implantation an der Hinterseite des Rückenmarks sowie einem ebenfalls implantierbaren Stimulationsgerät 3, das mit der Elektrodenanordnung 2 über eine 4-polige Leitung verbunden ist.
Die Elektrodenanordnung 2 besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Trägerelement 4 aus elektrisch isolierendem Material, auf dessen Mantelfläche vier ringförmige Elektroden 5.1 bis 5.4 entlang der Längsachse des Trägerelements 4 äquidistant angeordnet sind, wobei die Kontaktierung der einzelnen Elektroden 5.1 bis 5.4 getrennt durch vier im Inneren des Trägerelements 4 verlaufende Zuleitungen erfolgt, so daß die Elektroden 5.1 bis 5.4 getrennt angesteuert werden können. Die beiden inneren Elektroden 5.2, 5.3 dienen hierbei zur Abgabe von Stimulationsimpulsen an das Rückenmark 1, wohingegen die beiden äußeren Elektroden 5.1, 5.4 zur Messung der epiduralen Impedanz verwendet werden, um die Stimulationsamplitude an Änderungen des Schwellwerts für eine effektive Stimulation anpassen zu können.
Zur Erzeugung der Stimulationsimpulse weist das Stimulationsgerät 3 einen Impulsgenerator 6 mit einem nachgeschalteten Ausgangsverstärker 7 auf, wobei die Abgabe der einzelnen Stimulationsimpulse jeweils durch eine Steuereinheit 8 getriggert wird. Die Abgabe der Stimulationsimpulse erfolgt hierbei entsprechend einem in der Steuereinheit 8 gespeicherten Programm, das durch ein externes Programmiergerät 9 verändert werden kann: Hierzu weist das externe Programmiergerät 9 eine Antenne 10 auf, um entsprechende Programmiersignale über eine in dem Stimulationsgerät 3 angeordnete Antenne 11 zu einer Telemetrieeinheit 12 zu übertragen, welche die Programmiersignale dann zur Abspeicherung an die Steuereinheit 8 weiterleitet, um das Stimulationsverhalten zu ändern.
Die Stimulationseinrichtung ermöglicht – wie bereits vorstehend kurz erwähnt – neben der eigentlichen Stimulation auch die Bestimmung der epiduralen Impedanz, um die Stimulationsamplitude an Schwankungen des Schwellwerts für eine effektive Stimulation anpassen zu können. So erfolgt nach der Implantation der Elektrodenanordnung 2 eine Bindegewebsbildung um die Elektrodenanordnung 2, was zu einer Zunahme der Elektrodenimpedanz führt und damit den Schwellwert für eine effektive Stimulation erhöht. Darüber hinaus wird der Schwellwert auch von der Dicke der Flüssigkeitsschicht zwischen Elektrodenanordnung 2 und Rückenmark 1 beeinflußt, die von der Körperlage des Patienten abhängt, was im Alltagsbetrieb durch Körperbewegungen zu schnellen Schwankungen des Schwellwerts führt und eine entsprechende Anpassung der Stimulationsamplitude erforderlich macht. Sowohl die Bindegewebsbildung als auch die Dicke der Flüssigkeitsschicht zwischen der Elektrodenanordnung und dem Rükkenmark 1 spiegeln sich in der epiduralen Impedanz wider, deren zeitlicher Verlauf sich somit zur Steuerung der Stimulationsamplitude eignet.
Zur Bestimmung der epiduralen Impedanz triggert die Steuereinheit 8 einen Wechselstromgenerator 13 zur Abgabe eines Wechselstromsignals an die beiden äußeren Elektroden 5.1, 5.4 der Elektrodenanordnung 2 an, wobei durch eine Spannungsmeßeinrichtung 14 die über den beiden Elektroden 5.1, 5.4 abfallende Spannung U_MEβ gemessen wird. Der Meßwert U_M _Eβ wird dann einer Recheneinheit 15 zugeführt, die daraus in Verbindung mit dem vorgegebenen Strom des Wechselstromsignals nach dem Ohmschen Gesetz die epidurale Impedanz R_EPID. berechnet, die nachfolgend einem Kennlinienglied 16 zugeführt wird, das jedem Wert der epiduralen Impedanz R_EPID. entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie die zugehörige Stimulationsspannung U_STIM zuordnet.
Der Kennlinienzusammenhang zwischen der gemessenen epiduralen Impedanz R_EPID, und der resultierenden Stimulationsspannung U_STIM. kann hierbei über das externe Programmgerät 9 verändert werden. Hierzu begibt sich der Patient in regelmäßigen Abständen zu seinem behandelnden Arzt, der im Rahmen einer Kalibrierung die Kennlinie derart programmiert, daß in allen Körperlagen des Patienten eine effektive Stimulation erreicht wird, ohne daß aufgrund einer übermäßig hohen Stimulationsspannung die efferenten Motorfasern aktiviert werden, was vom Patienten als unbequem empfunden würde.
2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation, die ebenfalls aus einer Elektrodenanordnung 2 und einem Stimulationsgerät 17 besteht, wobei die Elektrodenanordnung 2 vollständig mit dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so daß diesbezüglich auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
Die Erzeugung der Stimulationsimpulse erfolgt hierbei ebenfalls durch einen Impulsgenerator 18 und einen nachgeschalteten Ausgangsverstärker 19, dessen Ausgangsspannung einstellbar ist, um die Stimulationsspannung an Änderungen des Schwellwerts für eine effektive Stimulation anpassen zu können. Die Abgabe der einzelnen Stimulationsimpulse wird ebenfalls durch eine Steuereinheit 20 getriggert, die hierzu ausgangsseitig mit dem Impulsgenerator 18 verbunden ist. Die Stimulation erfolgt hierbei entsprechend einem in der Steuereinheit 20 gespeicherten Programm, das durch ein externes Programmiergerät 21 verändert kann, indem an dem Programmiergerät 21 die gewünschte Programmierung eingestellt wird, die daraufhin über eine mit dem Programmierge rät 21 verbundene Antenne 22 an eine in dem Stimulationsgerät 17 angeordnete Telemetrieeinheit 23 übertragen wird, wobei die Telemetrieeinheit 23 zum Empfang der Programmiersignale mit einer Antenne 24 verbunden ist.
Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Ausgangsverstärker 19 hier jedoch mit den beiden unteren Elektroden 5.3, 5.4 der Elektrodenanordnung 2 verbunden, während die beiden oberen Elektroden 5.1, 5.2 zur Erfassung der Reizantwort dienen. So werden bei einer Stimulation des Rückenmarks 1 gleichzeitig mehrere Nervenfasern aktiviert, deren Aktionspotentiale sich zu einem Summenpotential (engl. CAP – Compound Action Potential) addieren, dessen Amplitude somit ein Maß für die Effektivität des Stimulationsimpulses ist. Die beiden oberen Elektroden 5.1, 5.2 der Elektrodenanordnung 2 sind deshalb zur Messung des CAPs mit einem Eingangsverstärker 25 verbunden, dem eine Signalanalyseeinheit 26 nachgeschaltet ist, die den Einfluß von Störsignalen unterdrückt und nur solche Signale berücksichtigt, die innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach einem Stimulationsimpuls auftreten. Zur Festlegung dieses Zeitfensters ist die Signalanalyseeinheit 26 eingangsseitig mit dem Trigger-Ausgang der Steuereinheit 20 verbunden.
Das von der Signalanalyseeinheit 26 ermittelte CAP wird dann einem Regler 27 zugeführt, der das CAP zur Bestimmung der Effektivität des vorangegangenen Stimulationsimpulses mit einem Schwellwert vergleicht und beim Unterschreiten des Schwellwerts die Stimulationsspannung schrittweise erhöht, bis der gemessene Wert des CAPs anzeigt, das die Stimulation effektiv war. Bei einem effektiven Stimulationsimpuls wird die Stimulationsspannung dagegen langsam verrin gert, um übermäßig hohe Stimulationsspannungen zur Schonung der Batterie und zur Vermeidung einer Aktivierung von efferenten Motorfasern zu verhindern.
3 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation, die aus einer Elektrodenanordnung 2 und einem Stimulationsgerät 28 besteht, wobei die Elektrodenanordnung 2 vollständig mit den bereits vorstehend beschriebenen Elektrodenanordnungen übereinstimmt, so daß diesbezüglich auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
Die Erzeugung der Stimulationsimpulse erfolgt hierbei ebenfalls durch einen Impulsgenerator 29 und einen nachgeschalteten Ausgangsverstärker 30, dessen Ausgangsspannung einstellbar ist, um die Stimulationsspannung an Schwankungen des Schwellwerts für eine effektive Stimulation anpassen zu können. Die Abgabe der einzelnen Stimulationsimpulse wird hierbei ebenfalls durch eine Steuereinheit 31 getriggert, die hierzu ausgangsseitig mit dem Impulsgenerator 29 verbunden ist. Die Stimulation erfolgt hierbei entsprechend einem in der Steuereinheit 31 gespeicherten Programm, das durch ein externes Programmiergerät 32 verändert werden kann, indem an dem Programmiergerät 32 die gewünschte Programmierung eingestellt wird, die daraufhin über eine mit dem Programmiergerät 32 verbundene Antenne 33 und eine in dem Stimulationsgerät 28 angeordnete Antenne 34 zu einer Telemetrieeinheit 35 übertragen wird, welche das gewünschte Programm an die Steuereinheit 31 weiterleitet.
Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Stimulationseinrichtungen können die Stimulationsimpulse hierbei jedoch über beliebige Elektroden 5.1 bis 5.4 der Elektrodenanord nung 2 abgegeben werden, um die Feldverteilung in axialer Richtung zu variieren. Hierzu ist der Ausgangsverstärker 30 über ein Schaltelement 36 mit den vier Elektroden 5.1 bis 5.4 der Elektrodenanordnung 2 verbunden, wobei die beiden Ausgänge des Ausgangsverstärkers 30 in beliebiger Weise auf die Elektroden 5.1 bis 5.4 geschaltet werden können. Die durch das Schaltelement 36 eingestellte Elektrodenkonfiguration wird hierbei durch ein von der Steuereinheit 31 übertragenes Steuersignal SWITCH bestimmt, was die Möglichkeit eröffnet, die Elektrodenkonfiguration auch postoperativ durch eine entsprechende Programmierung zu ändern.
Das dargestellte Stimulationsgerät 28 ermöglicht darüber hinaus eine Anpassung der Stimulationsspannung an Schwankungen des Schwellwerts für eine effektive Stimulation, die beispielsweise durch eine postoperative Bindegewebsbildung um die Elektrodenanordnung 2 verursacht werden können. Zur Einstellung der Stimulationsamplitude wird deshalb die epidurale Impedanz zeitabhängig gemessen, wobei das dargestellte Stimulationsgerät 28 ohne eine separaten Signalgenerator auskommt, da die epidurale Impedanz jeweils bei der Abgabe eines Stimulationsimpulses bestimmt wird, so daß die Stimulationsspannung von Puls zu Puls optimiert werden kann. Hierzu werden während der einzelnen Stimulationsimpulse durch eine im Ausgangskreis des Stimulationsgerätes 28 angeordnete Strommeßeinrichtung 37 und eine mit dem Ausgang des Ausgangsverstärkers 30 verbundene Spannungsmeßeinrichtung 38 sowohl Strom I_STIM als auch Spannung U_STIM der Stimulationsimpulse gemessen, woraus dann von einer Recheneinheit 39 nach dem Ohmschen Gesetz die epidurale Impedanz REPID. berechnet wird. Der durch eine Folge solcher Messungen in vorbestimmten Zeitabständen ermittelte Anstieg der epiduralen Impedanz R_EPID. wird dann einem Kennlinienglied 40 zugeführt, das jedem Wert der epiduralen Impedanz R_E _PID. den optimalen Wert U_O _PT der Stimulationsspannung zuordnet und dem Ausgangsverstärker 30 zuführt. Der Kennlinienzusammenhang zwischen dem gemessenen Anstieg der epiduralen Impedanz REPID. und der resultierenden Stimulationsspannung U_OPT kann hierbei über das externe Programmiergerät 32 in der bereits vorstehend beschriebenen Weise verändert werden.

Claims

Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation, insbesondere zur Stimulation der dicken afferenten Nervenfasern im Dorsal Column, mit einer Elektrodenanordnung (2) zur Implantation im Rückenmarks bereich und zur Abgabe von Stimulationsimpulsen an das Rückenmark (1), einem ausgangsseitig mit der Elektrodenanordnung (2) verbundenen Impulsgenerator zur Erzeugung der Stimulationsimpulse sowie einer ausgangsseitig mit dem Impulsgenerator verbundenen Steuereinheit zur Einstellung der Impulsstärke (U_STIM) der einzelnen Stimulationsimpulse zur Kompensation einer Bindegewebsbildung um die Elektrodenanordnung (2) oder einer Dickeänderung der zwischen dem Rückenmark (1) und der Elektrodenanordnung (2) befindlichen Flüssigkeitsschicht, gekennzeichnet durch eine eingangsseitig mit der Elektrodenanordnung (2) verbundene Meßeinrichtung zur Messung des durch einen Stimulationsimpuls evozierten Potentials (CAP) oder zur Bestimmung der epiduralen Impedanz (R_EPI _P) oder zusätzlich deren Zeitabhängigkeit durch Messung von Strom oder Spannung oder Strom und Spannung bei der Abgabe des Stimulationsimpulses oder eines Meßsignals, wobei die Steuereinheit zur automatischen Anpassung der Impulsstärke an den Meßwert eingangsseitig mit der Meßeinrichtung verbunden ist.
Stimulationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Meßsignals ein Signalgenerator (13) vorgesehen ist, der zur Abgabe des Meßsignals ausgangsseitig mit der Elektrodenanordnung (2) verbunden ist.
Stimulationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal einen vorgegebenen elektrischen Strom aufweist und die Meßeinrichtung eine Spannungsmeßeinrichtung (14) ist.
Stimulationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal eine vorgegebene elektrische Spannung aufweist und die Meßeinrichtung eine Strommeßeinrichtung ist.
Stimulationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Spannungsmeßeinrichtung (38) ist und zur Messung des während der Abgabe des Meßsignals fließenden elektrischen Stroms zusätzlich eine Strommeßeinrichtung (37) vorgesehen ist, wobei die Spannungsmeßeinrichtung (38) und die Strommeßeinrichtung (37) zur Berechnung der epiduralen Impedanz (R_EPID.) ausgangsseitig mit einer Recheneinheit (39) verbunden sind.
Stimulationseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (13) ein Wechselstromgenerator ist.
Stimulationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (2) mindestens vier elektrisch gegeneinander isolierte Elektroden (5.1 bis 5.4) aufweist, wobei zwei der Elektro den (5.2, 5.3) zur Abgabe der Stimulationsimpulse mit dem Impulsgenerator (6) und zwei andere der Elektroden (5.1, 5.4) zur Messung des evozierten Potentials (CAP) oder zur Bestimmung der epiduralen Impedanz (R_EPID.) mit der Meßeinrichtung (14) verbunden sind.
Stimulationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (2) mindestens drei elektrisch gegeneinander isolierte Elektroden (5.1 bis 5.4) aufweist, wobei zwischen dem Impulsgenerator (29) und/oder der Meßeinrichtung (37, 38) einerseits und der Elektrodenanordnung (2) andererseits ein steuerbares Schaltelement (36) zur wählbaren Aufschaltung der Meßeinrichtung (37, 38) und/oder des Impulsgenerators (29) auf die Elektroden (5.1 bis 5.4) angeordnet ist.
Stimulationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßeinrichtung (14) zur Bestimmung der Stimulationsamplitude (U_STIM) in Abhängigkeit von dem Meßwert (R_EPID.) ein Kennlinienglied (16) nachgeschaltet ist.
Stimulationseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Programmierung durch ein extrakorporales Programmiergerät (9) eine Telemetrieeinheit (12) vorgesehen ist, wobei die Telemetrieeinheit (12) zur Program mierung des Kennlinienzusammenhangs zwischen dem Meßwert (R_EPID.) und der Stimulationsamplitude (U_STIM) mit dem Kennlinienglied (16) verbunden ist.