DE10143268A1 - Neurostimulator for medical use, e.g. for investigation of neuro-degenerative diseases has application electrode that allows different electrical stimuli to be applied as well as mechanical, thermal, magnetic or chemical stimuli - Google Patents

Neurostimulator for medical use, e.g. for investigation of neuro-degenerative diseases has application electrode that allows different electrical stimuli to be applied as well as mechanical, thermal, magnetic or chemical stimuli

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DE10143268A1 DE2001143268 DE10143268A DE10143268A1 DE 10143268 A1 DE10143268 A1 DE 10143268A1 DE 2001143268 DE2001143268 DE 2001143268 DE 10143268 A DE10143268 A DE 10143268A DE 10143268 A1 DE10143268 A1 DE 10143268A1
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Abstract

Neurostimulator has an application device (2) with at least an application electrode and an electronic circuit (4). The application device is a cat whisker electrode that comprises a channel (40) and wires. The device is at least partially implantable in a patient. One end extends into the patient where a wire or wires can be extended from the channel to stimulate a nerve. The wires are insulated from each other within the channel so that a different electrical signal can be applied to each electrode. INDEPEPENDENT CLAIMS are made for a neurostimulator with magnetic, mechanical, chemical or thermal coupling for generation of a stimulus, a control device for a neurostimulator and a method for transferring data from a control unit to a neurostimulator.

Description

Diese Erfindung betrifft Neurostimulatoren gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 20, 21 sowie 22. Ferner betrifft diese Erfindung ein Steuergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 23 sowie 26. Schließlich betrifft diese Erfindung ein Datenübertragungsverfahren gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 30 und 32. This invention relates to neurostimulators according to the preambles of Claims 1, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 20, 21 and 22. Furthermore, this relates to Invention a control device according to the preamble of claim 23 and 26. Finally, this invention relates to a data transmission method according to the preambles of claims 30 and 32.

Ein solcher Neurostimulator, ein solches Steuergerät sowie ein solches Datenübertragungsverfahren sind aus der Patentschrift US 5,683,422 bekannt. Diese Schrift beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von neurodegenerativen Erkrankungen durch elektrische Stimulierung des Gehirns. Such a neurostimulator, such a control device and such Data transmission methods are known from US Pat. No. 5,683,422. This document describes a method and an apparatus for treating neurodegenerative diseases due to electrical stimulation of the brain.

Wissenschaftler untersuchen das Phänomen der Exzitotoxizität (engl.: excitotoxicity), womit man die Vergiftung von Nerven aufgrund der übermäßigen Erregung von Nervenzellen bezeichnet. Die Forschung konzentrierte sich auf die Nervenzellen die Glutamatneurotransmitterrezeptoren aufweisen und besonders anfällig gegenüber dauernder Erregung sind (Rothman, S. M., Olney, J. W. (1987) Trends Neurosci. 10, 299-302). Wenn Nervenzellen übermäßig aktiv - also hyperaktiv - sind, weil sie vielen Aktionspotentialen ausgesetzt sind, nimmt man an, dass sie übermäßig viel Glutamat oder andere Transmittersubstanzen (engl.: excitatory amino acids, EAA) an ihren Synapsen freisetzen. Dies führt zur Vergiftung von Nervenzellen, die auf hyperaktive Nervenzellen folgen. Scientists are studying the phenomenon of excitotoxicity excitotoxicity), which means the poisoning of nerves due to excessive Excitation of nerve cells. Research focused on the Nerve cells that have glutamate neurotransmitter receptors and especially are susceptible to constant arousal (Rothman, S. M., Olney, J. W. (1987) Trends Neurosci. 10, 299-302). When nerve cells are excessively active - that is hyperactive - are, because they are exposed to many action potentials they are thought to have excessive glutamate or other transmitter substances (English: excitatory amino acids, EAA) release at their synapses. This leads to Poisoning of nerve cells that follow hyperactive nerve cells.

Benabid et al. (The Lancet, Bd. 337: 16. Feb. 1991, S. 403-406) haben gezeigt, dass die Stimulation des Vim nucleus des Thalamus Tremor (Zittern des Patienten, vgl. Roche Lexikon Medizin, 4. Auflage, herausgegeben von der Hoffmann La Roche AG und Urban & Fischer, Urban & Fischer, München, 1998) unterdrückt. In diesem Fall führten Stimulationsfrequenzen von 100 bis 185 Pulsen pro Sekunde zur gleichen physiologischen Reaktion wie eine Verletzung dieses Hirnbereichs. Benabid et al. (The Lancet, Vol. 337: Feb. 16, 1991, pp. 403-406) have shown that the stimulation of the vim nucleus of the thalamic tremor (tremor of the Patients, cf. Roche Medical Lexicon, 4th edition, published by the Hoffmann La Roche AG and Urban & Fischer, Urban & Fischer, Munich, 1998) suppressed. In this case, stimulation rates were from 100 to 185 Pulses per second for the same physiological response as an injury this brain area.

Die Parkinson'sche Krankheit ist das Ergebnis der Degeneration der Substantia nigra Pars compactia. Es wurde gezeigt, dass die Nervenzellen des Subthalamus Glutamat als Neurotransmitter verwenden, um Informationen an ihre Zielzellen in den Basalganglien zu übertragen. Die Hyperexcitation, die bei der Parkinson'schen Krankheit auftritt, setzt übermäßig Glutamat frei, was theoretisch zu einer weiteren Degeneration führt. Parkinson's disease is the result of the degeneration of the substantia nigra Pars compactia. It has been shown that the nerve cells of the Subthalamus use glutamate as a neurotransmitter to provide information to transfer their target cells in the basal ganglia. The hyperexcitation that occurs at Parkinson's disease occurs, excess glutamate releases what theoretically leads to further degeneration.

Die US 5,683,422 schlägt vor, durch eine in den Kopf implantierte Leitung eine Gehirnregion zu stimulieren. Bevorzugterweise wird ein Stab mit vier ringförmigen, hintereinander angeordneten, gegeneinander isolierten Elektroden verwendet, um mit elektrischen Pulsen bestimmte Gehirnregionen zu stimulieren. Zusätzlich ist ein "Gehäuseanschluss" an den leitfähigen Schaft des Stabs vorgesehen, so dass insgesamt fünf Applikationselektroden zur Verfügung stehen. Mindestens zwei dieser Elektroden werden von einem möglicherweise implementierten Impulsgenerator angesteuert. US 5,683,422 suggests a through a lead implanted in the head Stimulate brain region. Preferably, a rod with four annular electrodes arranged one behind the other and insulated from one another used to target certain brain regions with electrical pulses stimulate. In addition, a "housing connection" to the conductive shaft of the Rods are provided, so that a total of five application electrodes are available stand. At least two of these electrodes may be from one implemented pulse generator controlled.

Ferner kann ein Sensor mit zwei Elektroden vorgesehen sein, der ebenfalls in der Subthalamus - Region, der Substantia nigra oder einer anderen Gehirnregion implementiert ist, deren elektrische Aktivität die Aktivität der degenerierten Neuronen reflektiert. Die Sensorelektroden können auch auf der Leitung mit den stimulierenden Elektroden angeordnet sein. Die Sensorelektroden sind über elektrische Leitungen mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden. Alternativ können die von einem externen Sensor gelieferten Signale über eine telemetrische Abwärtsverbindung an den implementierten Pulsgenerator übertragen werden. Furthermore, a sensor with two electrodes can be provided, which is also in the Subthalamus region, the substantia nigra or another brain region is implemented, whose electrical activity is the activity of the degenerate neurons reflected. The sensor electrodes can also be connected to the stimulating electrodes may be arranged. The sensor electrodes are over electrical lines connected to an analog-to-digital converter. alternative can the signals supplied by an external sensor via a telemetric Downlink are transmitted to the implemented pulse generator.

Alternativ kann ein elektrochemischer Sensor vorgesehen sein, der die Menge von Glutamat, eines anderen Neurotransmitters oder eines Abbauprodukts davon in der Substantia nigra misst. Ein solcher Sensor könnte aus einer mit einer ionenselektiven Membran überzogenen Elektrode bestehen. Ein Beispiel dieses Sensortyps ist in "Multichannel semiconductor-based electrodes for in vivo electrochemical and electrophysiological studies in rat CNS" von Craig G. von Home et al. (Neuroscience Letters, 120 (1990), S. 249-252) beschrieben. Alternatively, an electrochemical sensor can be provided which measures the amount of Glutamate, another neurotransmitter or a breakdown product thereof in the Substantia nigra measures. Such a sensor could consist of one with one ion-selective membrane coated electrode exist. An example of this Sensor type is in "Multichannel semiconductor-based electrodes for in vivo electrochemical and electrophysiological studies in rat CNS "by Craig G. von Home et al. (Neuroscience Letters, 120 (1990), pp. 249-252).

Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers ist über einen Bus mit einem Mikroprozessor verbunden, der die Sensorsignale in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Sensors auswertet. Wenn das Sensorsignal einen von einem Arzt programmierten Wert überschreitet, wird die Stimulation über die stimulierenden Elektroden erhöht. The output of the analog-to-digital converter is via a bus with one Microprocessor connected to the sensor signals depending on the type of evaluates the sensor used. If the sensor signal is from a doctor exceeds the programmed value, the stimulation is over the stimulating Electrodes increased.

Die Stimulationsimpulsfrequenz wird über einen über den Bus programmierbaren Frequenzgenerator erzeugt. Die Amplitude des Stimulationsimpulses wird über den Bus und einen Digital-Analog-Wandler programmiert. Schließlich programmiert der Mikroprozessor auch ein Impulsbreitensteuermodul über den Bus, um die Impulsbreite der Stimulationsimpulse einzustellen. The stimulation pulse rate is via a programmable via the bus Frequency generator generated. The amplitude of the stimulation pulse is over the Bus and a digital-to-analog converter programmed. Finally the Microprocessor also has a pulse width control module on the bus to the Set the pulse width of the stimulation pulses.

Bei der Implantation programmiert der Arzt gewisse Schlüsselparameter in einen Speicher des Stimulationsgeräts mittels Telemetrie. Diese Parameter können bei Bedarf aktualisiert werden. Zu den Schlüsselparametern gehört die Information, ob die Nervenaktivität verringert oder erhöht werden soll, ob einer Erhöhung der Nervenaktivität am Sensorort eine Erhöhung der Nervenaktivität am Stimulationsziel hier entspricht oder umgekehrt, die Impulsbreite, Amplitude sowie Frequenz der Stimulationsimpulse. Der Arzt kann auch Unter- und Obergrenzen für die Schlüsselparameter festlegen. Zur Erhöhung der Stimulation wird zunächst die Stimulationsfrequenz bis zu ihrer Obergrenze erhöht. Anschließend wird die Pulsbreite bis zu ihrer Obergrenze erhöht. Zuletzt wird die Pulsamplitude bis zu ihrer Obergrenze erhöht. Jetzt ist eine Erhöhung der Stimulation innerhalb der vorgegebenen Grenzen nicht mehr möglich und es wird eine Fehlermeldung über Telemetrie an den Arzt gesendet. During the implantation, the doctor programs certain key parameters into one Memory of the stimulation device using telemetry. These parameters can be used for Need to be updated. The key parameters include the information whether nerve activity should be reduced or increased, whether an increase in Nerve activity at the sensor location an increase in nerve activity at the stimulation target here or vice versa, the pulse width, amplitude and frequency of the Stimulation pulses. The doctor can also set upper and lower limits for the Set key parameters. To increase the stimulation, the Pacing rate increased to its upper limit. Then the Pulse width increased up to its upper limit. Finally, the pulse amplitude is up to her Upper limit increased. Now there is an increase in stimulation within the predetermined limits are no longer possible and an error message is displayed Telemetry sent to the doctor.

Diesem Algorithmus ist ein zusätzlicher Algorithmus überlagert, um die Stimulation so gering wie möglich, aber so hoch wie nötig einzustellen, um ein angemessenes Niveau von Nervenaktivität im Subthalamus nukleus zu erreichen. Wenn die Stimulationsparameter geändert werden, wird ein Zeitgeber gestartet. Falls es nicht erforderlich ist, die Stimulation vor Ablauf der im Zeitgeber eingestellten Zeit zu erhöhen, kann es möglich sein, die Stimulation zu reduzieren und trotzdem ein angemessenes Maß an Nervenaktivität aufrechtzuerhalten. Deshalb wird die Stimulation probeweise reduziert. Falls die Nervenaktivität ausreichend hoch bleibt, kann die Stimulation weiter stufenweise verringert werden. An additional algorithm is superimposed on this algorithm in order to stimulate set as low as possible but as high as necessary to achieve a reasonable one Reach levels of nerve activity in the subthalamic nucleus. If the If the stimulation parameters are changed, a timer is started. If not stimulation is required before the time set in the timer expires increase, it may be possible to reduce the stimulation and still have one maintain adequate levels of nerve activity. Therefore the Trial stimulation reduced. If nerve activity remains high enough, the stimulation can be gradually reduced.

Im Markt um Neurostimulation sind folgende Firmen aktiv: Medtronic inc. (www.medtronic.co.uk) Cyberonics Inc. (www.cyberonics.com), Cochlear Inc. (www.cochlear.com) mit System "Nucleus" sowie EMPI Inc. (www.empi.com). The following companies are active in the market for neurostimulation: Medtronic inc. (www.medtronic.co.uk) Cyberonics Inc. (www.cyberonics.com), Cochlear Inc. (www.cochlear.com) with the "Nucleus" system and EMPI Inc. (www.empi.com).

In der Medizin sind verschiedene Messmethoden zur Bestimmung von Parametern des Körpers eines Patienten bekannt. Hier ist zunächst die Elektroenzephalographie (EEG) zu nennen. Hierbei werden bioelektrische Potentialschwankungen im Gehirn, also die hirnelektrische Aktivität, aufgezeichnet. Routinemäßig erfolgt die Messung durch Oberflächenelektroden, kann jedoch auch zum Beispiel bei bewusstlosen Patienten mit feinen Nadelelektroden vom Skalp abgegriffen werden. Die Aufzeichnung erfolgt mittels 12, 16 oder 20 Differentialverstärkern ("Kanälen") simultan. Various measuring methods are used in medicine to determine parameters of a patient's body. Here is electroencephalography (EEG) to name. Bioelectrical potential fluctuations in the brain, that is, brain electrical activity. The measurement is carried out routinely through surface electrodes, but can also be used in the Patients with fine needle electrodes can be tapped from the scalp. The Recording takes place using 12, 16 or 20 differential amplifiers ("channels") simultaneously.

Mit Elektromyographie (EMG) wird die Registrierung der bioelektrischen Aktivität der Muskulatur bezeichnet. Bei dieser Methode werden die elektrischen Potentiale durch die Insertion von Nadelelektroden abgegriffen. Die Potentiale können auch von der Körperoberfläche abgegriffen werden, was aber zu kleineren Signalen führt. Electromyography (EMG) is used to register the bioelectric activity of the Called muscles. With this method the electrical potentials tapped by the insertion of needle electrodes. The potentials can too be tapped from the body surface, but this leads to smaller signals.

Eine spezielle Form des EMG ist das Elektrokardiogramm (EKG), bei dem die bei der Erregungsausbreitung und Rückbildung des Herzens entstehenden bioelektrischen Potentiale bzw. Potentialdifferenzen aufgezeichnet werden. Die Messung der Potentiale erfolgt bi- oder unipolar durch Elektroden von der Körperoberfläche oder direkt vom Herzen, zum Beispiel bei Herzoperationen. A special form of EMG is the electrocardiogram (EKG), in which the at the spread of excitation and regression of the heart bioelectric potentials or potential differences are recorded. The The potentials are measured bipolar or unipolar by electrodes from the Body surface or directly from the heart, for example during heart operations.

Durch die Elektrookulographie (EOG) wird das Ruhe-Bestandspotential des Auges anhand der Änderungen der bioelektrischen Potentialdifferenz zwischen dem vorderen und hinteren Pol des Auges aufgezeichnet. Das Auge bildet nämlich einen elektrischen Dipol, wobei die Kornea positiv und die Retina negativ geladen sind. Die Potentialänderungen schlagen sich in der Spannungsänderung der Umgebung nieder, die ihrerseits mittels periokulärer Elektroden ableitbar sind (Roche Lexikon Medizin a. a. O.). Electrooculography (EOG) improves the resting potential of the eye based on the changes in the bioelectric potential difference between the anterior and posterior pole of the eye recorded. The eye forms one electrical dipole, with the cornea positively and the retina negatively charged. The potential changes are reflected in the voltage change in the environment which in turn can be derived using periocular electrodes (Roche Lexicon Medicine a. a. O.).

Durch Cochlear-Implantate wird das Innenohr mit bis zu 32 Kanälen stimuliert, um Gehörlosen über ihre Behinderung hinwegzuhelfen. Through cochlear implants, the inner ear is stimulated with up to 32 channels Help deaf people to overcome their disabilities.

Zur schnurlosen Übertragung von Daten wurde unter anderen der Bluetooth- Standard festgelegt, der von der Bluetooth Website http: \ \ www.bluetooth.com heruntergeladen werden kann. Der Bluetooth-Standard arbeitet in den meisten Ländern mit Ausnahme von Spanien und Frankreich im Frequenzband von 2,400 bis 2,4835 GHz. Bluetooth arbeitet also im ISM-Band (ISM = Industrial Scientific Medicine). In diesem Frequenzband sind 79 Kanäle auf den Frequenzen 2'402 + n MHz (n = 0,1,2, . . ., 78) festgelegt. Die Übertragung erfolgt digital. Als Modulationsart wird GSSK (Gaussian Frequency Shift Keying) verwendet. Es gibt drei Leistungsklassen, die abhängig von der maximalen Sendeleistung festgelegt sind. Die maximale Ausgangsleistung beträgt für Klasse 1, 2 und 3100 mW, 2,5 mW bzw. 1 mW. Für Geräte der Leistungsklasse 1 ist eine Leistungssteuerung vorgesehen, die die Sendeleistung über 1 mW begrenzt. Die Schrittweite für die Leistungssteuerung soll zwischen 8 und 2 dB liegen. For wireless data transmission, the Bluetooth Standard set by the bluetooth website http: \ \ www.bluetooth.com can be downloaded. The Bluetooth standard works in most Countries with the exception of Spain and France in the frequency band from 2,400 to 2.4835 GHz. Bluetooth therefore works in the ISM band (ISM = Industrial Scientific Medicine). In this frequency band there are 79 channels on the frequencies 2'402 + n MHz (n = 0.1.2,..., 78). The transmission takes place digitally. As a type of modulation GSSK (Gaussian Frequency Shift Keying) is used. There are three Power classes that are determined depending on the maximum transmission power. The maximum output power for Class 1, 2 and 3100 mW, 2.5 mW or 1 mW. A power control is provided for devices of performance class 1, which limits the transmission power over 1 mW. The step size for the Power control should be between 8 and 2 dB.

Um Benutzungssicherheit und Vertraulichkeit zu gewährleisten, stellt das Bluetooth- System eine Anwendungsschicht (application layer) und eine Verbindungsschicht (link layer) zur Verfügung. Vier unterschiedliche Parameter werden benutzt, um die Sicherheit auf der Verbindungsschicht aufrechtzuerhalten: Eine öffentliche Adresse (als BD_ADDR bezeichnet), die für jede Bluetooth-Einheit unterschiedlich ist, zwei geheime Schlüssel und eine Zufallszahl, die für jede neue Transaktion unterschiedlich ist. Die öffentliche Adresse ist 48 Bit lang. Der für die Authentifikation benutzte private Schlüssel ist 128 Bit lang, der für die Verschlüsselung benutzte private Schlüssel hat eine konfigurierbare Länge von 8-128 Bit, und die Zufallszahl (RAND) hat ebenfalls eine Länge von 128 Bit. To ensure user security and confidentiality, the Bluetooth System an application layer and a connection layer (link layer) available. Four different parameters are used to set the Maintaining link layer security: A public address (referred to as BD_ADDR), which is different for each Bluetooth unit, two secret key and a random number for each new transaction is different. The public address is 48 bits long. The one for authentication The private key used is 128 bits long, which is used for encryption private key has a configurable length of 8-128 bits, and the random number (RAND) is also 128 bits long.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, einen Neurostimulator, ein Steuergerät sowie ein Datenübertragungsverfahren anzugeben, um den Therapieerfolg des Neurostimulators zu verbessern und damit seinen Einsatzbereich zu erweitern. It is the object of this invention, a neurostimulator, a control device as well as a data transmission method to indicate the therapy success of the To improve neurostimulators and thus expand its area of application.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre der Patentansprüche 1, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 20, 21, 22, 23, 26, 30 sowie 32 gelöst. This object is achieved by the teaching of claims 1, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 20, 21, 22, 23, 26, 30 and 32 solved.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Im folgenden Abschnitt wird auf die Krankheiten eingegangen, die mit Neurostimulatoren behandelt werden können. Hier ist insbesondere die Parkinson'sche Krankheit mit den Symptomen Tremor (Erzittern der Gliedmaßen), Rigor (gesteigerte Grundspannung der Skelettmuskulatur) sowie Akinese (Bewegungsarmut) zu nennen. Sie soll durch tiefe, evtl. mehrkanalige Hirnstimulation des Subthalamus therapiert werden. Die tiefe evtl. mehrkanalige Hinstimulation des Subthalamus wird auch zur Therapie von essentiellen Tremores (dominant erblicher Ruhetremor), Dystonien (Störung des natürlichen Spannungszustands der Muskeln), Dyskinesien (Störung oder schmerzhafte Fehlfunktion des Bewegsablaufs) sowie Epilepsie eingesetzt. Schmerzpatienten kann durch Stimulation des spinalen Systems, insbesondere des Rückmarks, geholfen werden. Durch Stimulation des linken Vagusnervs wird Epilepsie therapiert. Ferner kann eine funktionale Elektrostimulation, also die Stimulation von efferenten Bahnen oder Muskelgewebe, beispielsweise bei Querschnittslähmung durchgeführt werden. Durch Stimulation des vestibulären Systems mit bipoleren Kohleelektroden, die hinter den Ohren angebracht werden, können Gleichgewichtsstörungen behandelt werden, die beispielsweise auf Kleinhirnerkrankungen oder Störungen des vestibulären Systems (Gleichgewichtsorgan) beruhen. The following section deals with the diseases associated with Neurostimulators can be treated. Here is the particular one Parkinson's disease with the symptoms tremor (trembling of the limbs), Rigor (increased basic tension of the skeletal muscles) and akinesia To mention (sedentary lifestyle). It should by deep, possibly multi-channel Brain stimulation of the subthalamus can be treated. The deep possibly multi-channel Hind stimulation of the subthalamus is also used to treat essential tremors (dominant hereditary resting tremor), dystonia (disturbance of the natural Muscle tension), dyskinesias (disorder or painful Malfunction of the movement) and epilepsy. pain patients can be stimulated by the spinal system, especially the spinal cord, be helped. Epilepsy is treated by stimulating the left vagus nerve. Furthermore, functional electrical stimulation, ie the stimulation of efferents Lanes or muscle tissue, for example in paraplegia become. By stimulating the vestibular system with bipolar carbon electrodes, that are placed behind the ears can cause balance problems are treated, for example, on cerebellar diseases or disorders of the vestibular system (organ of balance).

Vorteilhaft an der Verwendung einer Pinselelektrode ist, dass eine hohe Elektrodendichte zur Stimulierung von Gewebe erreicht wird. The advantage of using a brush electrode is that a high Electrode density for tissue stimulation is achieved.

Vorteilhaft an einer Netzelektrode ist, dass durch moderne Ätzverfahren die Netzelektrode sehr fein strukturiert werden kann und sie wie die Pinselektrode die Erreichung einer hohen Elektrodendichte ermöglicht. Durch Auflegen einer Netzelektrode auf den Cortex oder den Thalamus ist die Gefahr der Zerstörung von Nervengewebe geringer als beim Einschieben von stabförmigen Elektroden. It is an advantage of a mesh electrode that the Network electrode can be structured very finely and they like the pin electrode enables a high electrode density to be achieved. By hanging one Network electrode on the cortex or thalamus is the risk of destruction of nerve tissue less than when inserting rod-shaped electrodes.

Die Integration der elektronischen Schaltung auf der Netzelektrode bietet den Vorteil, dass die Verbindungsdrähte zwischen elektronischer Schaltung und den einzelnen Elektroden optimal kurz gehalten werden können und so Platz im Körper des Patienten gespart wird, im Körper kein unnötiger Elektrosmog erzeugt wird sowie die Implantation vereinfacht wird. The integration of the electronic circuit on the network electrode offers the Advantage that the connecting wires between the electronic circuit and the individual electrodes can be kept optimally short and thus space in the Body of the patient is saved, no unnecessary electrosmog in the body is generated and the implantation is simplified.

Da eine Netzelektrode durch die große Zahl von Einzelektroden verglichen mit anderen Neurostimulatoren einen relativ hohen Energiebedarf hat, werden von der implantierten elektronischen Schaltung Drähte aus dem Körper des Patienten herausgeführt, so dass als Energiequelle dienende Batterien leicht gewechselt werden können. Because a network electrode compared with the large number of individual electrodes other neurostimulators have a relatively high energy requirement the implanted electronic circuit wires from the body of the Patients led out so that batteries serving as energy sources are easy can be changed.

Die Übertragung von Daten über die Drähte zur Energiequelle reduziert die Belastung des Patienten durch elektromagnetische Strahlung, verglichen mit einer schnurlosen Schnittstelle. The transmission of data over the wires to the energy source reduces the Exposure of the patient to electromagnetic radiation compared to a wireless interface.

Die Steuerung der elektrischen Stimulation in Abhängigkeit von verschiedenen Sensorsignalen bietet die Möglichkeit, die Stimulation so gering wie möglich, aber so hoch wie nötig einzustellen, um einen bestimmten Therapieerfolg zu erreichen. EMG- und EEG-Signale können auf einfache Weise durch implantierte Elektroden, Nadelelektroden oder auf der Haut aufgeklebte Oberflächenelektroden vom Körper des Patienten abgegriffen werden. Die Verwendung eines Mikrofons bietet die Möglichkeit, sowohl Körpergeräusche wie auch Umgebungsgeräusche bei der Auswahl und Intensität von Stimulationssignalen zu berücksichtigen. So kann das Mikrofon beispielsweise Geräusche des Bluts, also Fließrauschen und den Pulsschlag sowie Atemgeräusche des Patienten bei der Wahl der Stimulationsimpulse sowie deren Intensität berücksichtigen. Darüber hinaus kann ein Mikrofon Zusatzinformationen über die Umwelt des Patienten liefern. Schließlich kann der Patient über das Mikrofon dem Neurostimulator akustische Befehle geben. The control of electrical stimulation depending on different Sensor signals provides the ability to keep stimulation as low as possible but set as high as necessary to achieve a certain therapeutic success to reach. EMG and EEG signals can be easily through implanted electrodes, needle electrodes or glued on the skin Surface electrodes are tapped from the patient's body. The Using a microphone offers the possibility of both body noise as well as ambient noise when selecting and intensity of To consider stimulation signals. For example, the microphone Noises of the blood, i.e. flow noise and the pulse rate as well Breathing noises of the patient when choosing the stimulation impulses and their Take intensity into account. In addition, a microphone Provide additional information about the patient's environment. Finally, the Give the patient acoustic commands via the microphone to the neurostimulator.

Das Abgreifen von elektrischen Signalen am Gleichgewichtsorgan und die Stimulierung der richtigen Nerven oder Muskeln kann zur Therapie des Gleichgewichtssinns eingesetzt werden. Bei einem anderen Krankheitsbild kann der Gleichgewichtssinn durch Stimulation des Gleichgewichtsorgans verbessert werden, um Stürze des Patienten zu vermeiden. The tapping of electrical signals at the balance organ and the Stimulating the right nerves or muscles can help treat the Balance sense can be used. With a different clinical picture can improves the sense of balance by stimulating the balance organ to prevent the patient from falling.

Vorteilhaft an der Verwendung des Bluetooth-Standards ist, dass die Sendeleistung über 1 mW auf möglichst geringe Werte geregelt wird und so der Patient trotz schnurloser Verbindung nur einer schwachen elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird. The advantage of using the Bluetooth standard is that the Transmitting power over 1 mW is regulated to the lowest possible values and so the Patient with only a weak electromagnetic connection despite the wireless connection Exposed to radiation.

Die Implantation einer Antenne möglichst dicht unter der Haut ermöglicht die Verwendung einer geringen Sendeleistung und reduziert damit die Einwirkung von Elektrosmog auf den Patienten. The implantation of an antenna as close as possible under the skin enables the Use a low transmission power and thus reduce the impact of electrosmog on the patient.

Vorteilhaft an einer optischen, insbesondere einer Infrarot-Schnittstelle ist, dass der Patient vor Funkfrequenzen verschont wird. Eine Infrarot-Schnittstelle kann unter der Haut (subkutan) implantiert werden, weil die Absorption von infraroter Strahlung durch Gewebe relativ gering ist. Ist der Neurostimulator in der Lage, gemessene Sensordaten über eine Sendeeinrichtung zu einem Steuergerät zu übertragen, so können diese in vorteilhafter Weise dort genauer ausgewertet werden, weil im Steuergerät eine größere Rechenleistung zur Verfügung steht. An optical, in particular an infrared, interface has the advantage that the patient is spared radio frequencies. An infrared interface can to be implanted under the skin (subcutaneously) because of the absorption of infrared Radiation through tissue is relatively low. Is the neurostimulator able to measured sensor data via a transmitter to a control unit transmitted, they can advantageously be evaluated there more precisely because there is more computing power available in the control unit.

Die Verwendung eines Teils der Applikationselektroden als Sensorelektroden führt zu einem flexibleren Einsatz des Neurostimulators. Auf diese Weise kann nach der Implantation noch bestimmt werden, welche Elektrode als Stimulations- oder als Sensorelektrode verwendet wird. The use of some of the application electrodes as sensor electrodes leads to a more flexible use of the neurostimulator. That way after implantation, it can still be determined which electrode is used as the stimulation or used as a sensor electrode.

Vorteilhaft an der Möglichkeit, einen periodischen Signalverlauf mit mehr als einem Impuls pro Periodendauer einzugeben, ist, dass hierdurch flexibles Experimentieren mit mehreren Impulsen möglich ist. Vorteilhaft an einer Speicherung der verschiedenen Impulse in einer verketteten Liste von Datenstrukturen, von denen jede einen Verweis auf eine weitere Datenstruktur enthalten kann, ist die flexible Programmierung der Impulse in einer Periode ohne Begrenzung auf eine bestimmte Anzahl von Impulsen. Vorteilhaft daran, dass die Impulsbreite und Impulshöhe des ersten Impulses als Standardimpulsbreite bzw. -höhe interpretiert wird, ist, dass die Eingabe, die Speicherung im Steuergerät sowie die Übertragung von Steuergerät an einen Neurostimulator weniger Werte erfordert, falls weitere Impulse die gleiche Breite und/oder die gleiche Höhe wie der erste Impuls haben. Insbesondere die weniger aufwendige und damit ergonomischere Eingabe ist vorteilhaft. Advantage of the possibility of a periodic signal curve with more than Entering one pulse per period is flexible Experimenting with multiple impulses is possible. Advantageous in one Storage of the various pulses in a linked list of Data structures, each of which is a reference to another data structure may include the flexible programming of the impulses in one period without limitation to a certain number of pulses. Advantage of that the pulse width and pulse height of the first pulse as Standard pulse width or height is interpreted is that the input that Storage in the control unit and the transfer of control unit to one Neurostimulator requires fewer values if further pulses are the same width and / or have the same height as the first pulse. especially the less complex and therefore more ergonomic input is advantageous.

Vorteilhaft an der Verwendung eines aperiodischen Signalverlaufs ist, dass die natürlicherweise von den Nervenzellen erzeugten Signale lediglich näherungsweise periodisch sind und somit ein aperiodischer Signalverlauf den natürlichen Verhältnissen besonders nahe kommt. The advantage of using an aperiodic signal curve is that the signals naturally generated by the nerve cells only are approximately periodic and thus an aperiodic waveform comes particularly close to natural conditions.

Vorteilhaft an der Verwendung einer beliebigen Impulsform anstelle eines einfachen Rechteckimpulses ist, dass hierdurch natürliche Impulsformen verwendet werden können. Advantageous in using any pulse shape instead of one simple rectangular pulse is that this creates natural pulse shapes can be used.

Vorteilhaft an der Verwendung derselben Datenstrukturen zur Übertragung vom Steuergerät zu einem Neurostimulator, wie sie zur Speicherung einer Impulsperiode im Steuergerät verwendet werden, ist, dass diese Datenstrukturen Impulsfolgen bereits effizient speichern. Die Tatsache, dass der Verweis in einem Datenpaket oder einer Datenstruktur auf ein anderes Datenpaket oder eine andere Datenstruktur die Menge von Daten angibt, die zwischen dem Beginn des Verweises und dem weiteren Datenpaket übertragen werden, stellt eine Anpassung des Verweises an ein Datenübertragungsverfahren dar. Advantageous in using the same data structures for the transmission of Control unit to a neurostimulator, such as that used to store a Pulse period used in the control unit is that these data structures Store pulse trains efficiently. The fact that the reference in a data packet or a data structure to another data packet or another data structure indicates the amount of data that passes between the Beginning of the reference and the further data packet are transferred an adaptation of the reference to a data transmission process.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Preferred embodiments of the invention are described below Reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Neurostimulator mit verschiedenen Sensorenübertragungseinrichtungen sowie Applikationselektroden, Fig. 1 is a neurostimulator according to the invention with various sensors transmitting devices and application electrodes,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Neurostimulator, der über eine Versorgungs- und Kommunikationsleitung mit elektrischer Leistung versorgt wird, wobei über diese Leitung auch Daten mit dem Neurostimulator ausgetauscht werden können, A neurostimulator according to the invention, which is supplied via a supply and communication line with electric power, whereby data can be exchanged with the neurostimulator Fig. 2 via this line,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Steuergerät mit einer Funk- und Infrarotschnittstelle, Fig. 3 shows an inventive control unit with a radio and infrared interface,

Fig. 4 eine Pinselelektrode, Fig. 4 is a brush electrode,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Stimulationseinrichtung mit Netzelektrode, Fig. 5 is a stimulation device according to the invention with the mesh electrode,

Fig. 6 die Darstellung einer Impulsfolge im Display eines Steuergeräts, FIG. 6 a representation of a pulse sequence in the display of a control unit,

Fig. 7 verschiedene Datenstrukturen zur Speicherung und Übertragung von periodischen und aperiodischen Impulsfolgen, Fig. 7 different data structures for storage and transmission of periodic and aperiodic pulse sequences,

Fig. 8 einen Eingabedialog zur Programmierung eines weiteren Impulses in einer Impulsfolge sowie Fig. 8 an input dialog for programming of another pulse in a pulse train, and

Fig. 9 eine Menüleiste mit einem heruntergeklappten, Drop-Down-Menü zur Auswahl einer Impulsform. Fig. 9 is a menu bar with a folded down, drop-down menu for selecting a pulse shape.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Neurostimulator 1. Das Gehäuse des Neurostimulators kapselt eine elektronische Schaltung. Das Gehäuse kann außen gewebeverträglich ausgeführt sein, so dass es in den menschlichen Körper implantiert werden kann. In einer anderen Ausführungsform wird das Gehäuse jedoch außerhalb des Körpers untergebracht, so dass die als Energieversorgung dienende Batterie 23 leicht gewechselt werden kann. Zur Stimulation von Nervengewebe sind Applikations- oder Stimulationselektroden 3 vorgesehen. Fig. 1 shows a neurostimulator 1 of the invention. The housing of the neurostimulator encapsulates an electronic circuit. The outside of the housing can be tissue-compatible, so that it can be implanted in the human body. In another embodiment, however, the housing is housed outside the body, so that the battery 23 serving as an energy supply can be easily replaced. Application or stimulation electrodes 3 are provided for the stimulation of nerve tissue.

Wie weiter unten anhand von Fig. 4 erläutert wird, können die Applikationselektroden als isolierte Drähte ausgeführt werden, die am Ende abisoliert sind und somit einen elektrisch leitfähigen Kontakt zum zu stimulierenden Nervengewebe herstellt. Die Zuleitungen zu den Applikationselektroden 3 werden in einer bevorzugten Ausführungsform von einer Kanüle 40 mechanisch gefasst und elektrisch abgeschirmt. Deshalb ist die Kanüle 40 vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt und kann deshalb als zusätzliche Elektrode verwendet werden. Die Applikations- oder Stimulationseinrichtung 2 umfasst in einer Ausführungsform Applikationselektroden 3 sowie Kanüle 40. As will be explained further below with reference to FIG. 4, the application electrodes can be designed as insulated wires which are stripped at the end and thus make an electrically conductive contact with the nerve tissue to be stimulated. In a preferred embodiment, the feed lines to the application electrodes 3 are mechanically gripped by a cannula 40 and electrically shielded. Therefore, the cannula 40 is preferably made of an electrically conductive material and can therefore be used as an additional electrode. In one embodiment, the application or stimulation device 2 comprises application electrodes 3 and cannula 40 .

In einer anderen Ausführungsform können die Applikationselektroden als gegeneinander isolierte Ringe auf einem Stab ähnlich einem Klinkenstecker ausgeführt sein, wie es bei dem in der US-5,683,422 genannten Gerät Itrel II der Fall ist. In der bevorzugten Ausführungsform werden 20 Ringe verwendet. Zusätzlich können die Ringe in gegeneinander isolierte Sektoren unterteilt sein. Auf diese Weise wird die Fläche einer einzelnen Elektrode kleiner, so dass Nervenzellen zielgenauer stimuliert werden können. In einer weiteren Ausführungsform können die Applikationselektroden als Netzelektroden ausQeführt sein. Dies wird im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben. Vorteilhaft an der Verwendung von Ringelektroden oder Sektorelektroden ist, dass bei einem Verrutschen oder -drehen des stabförmigen Trägers andere Ringe und/oder Sektoren angesprochen werden können, so dass das Verrutschen oder -drehen kompensiert wird. In another embodiment, the application electrodes can be designed as mutually insulated rings on a rod similar to a jack plug, as is the case with the device Itrel II mentioned in US Pat. No. 5,683,422. In the preferred embodiment, 20 rings are used. In addition, the rings can be divided into sectors that are isolated from one another. In this way, the area of a single electrode becomes smaller, so that nerve cells can be stimulated more precisely. In a further embodiment, the application electrodes can be designed as network electrodes. This is described in connection with FIG. 5. An advantage of using ring electrodes or sector electrodes is that other rings and / or sectors can be addressed when the rod-shaped carrier slips or rotates, so that the slipping or rotating is compensated for.

Darüber hinaus können auch Oberflächenelektroden als Applikationselektroden verwendet werden. Insbesondere zur Therapie des Gleichgewichtsorgans werden hinter den Ohren befestigte Kohleelektroden eingesetzt. In addition, surface electrodes can also be used as application electrodes be used. Especially for the therapy of the balance organ carbon electrodes are attached behind the ears.

In weiteren Ausführungsformen können die Elektroden gegenüber dem anzuregenden Gewebe isoliert sein, so dass die Stimulation kapazitiv erfolgt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Stimulation von Nervenzellen magnetisch erfolgen. In further embodiments, the electrodes can be compared to the tissue to be stimulated so that the stimulation takes place capacitively. In Another embodiment can stimulate nerve cells done magnetically.

Bei elektrischer, kapazitiver oder magnetischer Ankopplung kann die Stimulation von Nervenzellen hauptsächlich durch eine Erhöhung der Impulsfrequenz, eine Vergrößerung der Impulsbreite oder eine Erhöhung der Impulshöhe erfolgen. Die Impulshöhe wird vorzugsweise als Spannung in Volt angegeben. Sie kann jedoch auch als Strom in Ampere, Ladung in Coulomb oder Magnetfeld in Tesla spezifiziert werden. With electrical, capacitive or magnetic coupling, the stimulation of nerve cells mainly by increasing the pulse frequency, a Increase the pulse width or increase the pulse height. The Pulse height is preferably specified as a voltage in volts. she can but also as current in amperes, charge in Coulomb or magnetic field in Tesla be specified.

In einer wieder anderen Ausführungsform kann Gewebe mechanisch durch Druck stimuliert werden. Hierzu können Piezoelemente eingesetzt werden, alternativ ist die Verwendung von Bauteilen, die den Effekt der Magnetostriktion verwenden, möglich. In einer weiteren Ausführungsform kann die Stimulation auf chemischem Weg erfolgen. Durch mikromechanisch hergestellte Ventile können Neurotransmitter im Nervengewebe ausgeschüttet werden, so dass Synapsen angeregt werden. In yet another embodiment, tissue can mechanically Pressure be stimulated. Piezo elements can be used for this, alternatively, the use of components that have the effect of magnetostriction use, possible. In a further embodiment, the stimulation can chemical way. Through micromechanically manufactured valves Neurotransmitters are released in nerve tissue, causing synapses be stimulated.

Schließlich ist eine thermische Stimulation in einigen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen. Eine thermische Stimulationseinrichtung kann dadurch realisiert werden, dass metallische Streifen auf einer flexiblen Kunststofffolie aufgebracht werden. Die Strukturierung erfolgt vorzugsweise durch photolithographische Verfahren, durch die sehr feine Strukturen ätzbar sind. An bestimmten Stellen wird die Dicke und/oder Breite der Metallstreifen reduziert. Finally, thermal stimulation is in some embodiments of the Invention provided. A thermal stimulation device can thereby be realized that metallic strips on a flexible plastic film be applied. The structuring is preferably carried out by photolithographic processes through which very fine structures can be etched. On In certain places, the thickness and / or width of the metal strips is reduced.

Dadurch entsteht lokal eine Erhöhung des elektrischen Widerstands, wodurch bei Stromfluss der in der Breite und/oder Dicke reduzierte Bereich erhitzt. This creates an increase in the electrical resistance locally, thereby when the current flows, the area reduced in width and / or thickness is heated.

Anstelle einer Reduzierung der Metallschicht in ihrer Dicke und/oder Breite kann auch ein anderes, weniger leitfähiges Material eingesetzt werden. Es kann sich dabei um ein Metall mit höherem spezifischen Widerstand oder auch um amorphes oder polykristallines Silizium handeln, dessen spezifischer Widerstand durch Dotierung eingestellt werden kann. Instead of reducing the thickness and / or width of the metal layer another, less conductive material can be used. It can a metal with a higher specific resistance or also act amorphous or polycrystalline silicon, its specific resistance can be adjusted by doping.

Die Metallbahnen werden entweder durch eine Lackschicht oder eine weitere Folie isoliert, so dass eine elektrische Anregung des Gewebes unterbunden wird. Wie in Zusammenhang mit Fig. 5 unten erläutert wird, wird vorzugsweise auf der Kunststofffolie eine auf einem Siliziumchip integrierte elektronische Schaltung integriert. Die elektronische Schaltung realisiert vorzugsweise einen Multiplexer, kann aber auch eine zentrale Verarbeitungseinrichtung sowie einen Speicher umfassen. The metal tracks are either isolated by a layer of lacquer or another film, so that electrical excitation of the tissue is prevented. As explained in connection with FIG. 5 below, an electronic circuit integrated on a silicon chip is preferably integrated on the plastic film. The electronic circuit preferably realizes a multiplexer, but can also comprise a central processing device and a memory.

In bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung können verschiedene schnurlose Schnittstellen vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Gehäuse des Neurostimulators 1 in den Körper des Patienten implantiert wird, so dass es nur schwer zugänglich ist. In einer Ausführungsform ist eine Antenne 10 vorgesehen, über die die elektrische Schaltung 4 Daten senden und empfangen kann. Various cordless interfaces can be provided in preferred embodiments of this invention. This is particularly advantageous when the housing of the neurostimulator 1 is implanted in the patient's body so that it is difficult to access. In one embodiment, an antenna 10 is provided, via which the electrical circuit 4 can send and receive data.

Die Antenne 10 kann beispielsweise als Dipolantenne ausgeführt sein, wobei die den Dipol bildenden Drähte möglichst nahe unter der Haut implantiert werden, um die Belastung des Patienten mit Funkfrequenz möglichst gering zu halten. Durch eine Implantation dicht unter der Haut wird die Funkfrequenz durch den Körper nur schwach absorbiert, so dass ein Senden mit geringer Leistung und ein guter Empfang gewährleistet ist. The antenna 10 can for example be designed as a dipole antenna, the wires forming the dipole being implanted as close as possible under the skin in order to keep the patient's exposure to radio frequency as low as possible. An implantation just under the skin means that the radio frequency is only weakly absorbed by the body, so that low-power transmission and good reception are guaranteed.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Antenne 10 als Ringantenne ausgeführt sein. Das Nahfeld einer Ringantenne besteht hauptsächlich aus Magnetfeld. Dies beeinflusst Nerven weniger als ein elektrisches Nahfeld, da die Informationsübertragung in Nervenzellen vor allem durch elektrische Potentialunterschiede erfolgt. In a further embodiment, the antenna 10 can be designed as a ring antenna. The near field of a ring antenna mainly consists of a magnetic field. This affects nerves less than an electrical near field, since the information transfer in nerve cells is mainly due to electrical potential differences.

In einer anderen Ausführungsform kann die elektronische Schaltung 4 über Leuchtdiode (LED) 8 Daten senden sowie über Fotodiode 9 empfangen. Ist nur das Senden oder das Empfangen von Daten erforderlich, so kann lediglich die Leuchtdiode oder die Fotodiode vorgesehen sein. Menschliche Haut sowie menschliches Muskelgewebe absorbieren rotes und besonders infrarotes Licht lediglich schwach, so dass sowohl Leuchtdiode als auch Fotodiode unter der Haut (subkutan) implantiert werden können. Anstelle einer Leuchtdiode 8 kann auch eine Laserdiode verwendet werden. Eine Laserdiode hat den Vorteil, dass sie eine höhere Lichtintensität liefert, so dass der Empfang der Lichtsignale einfacher ist. In another embodiment, the electronic circuit 4 can transmit data via light-emitting diode (LED) 8 and receive it via photodiode 9 . If only the sending or receiving of data is required, only the light-emitting diode or the photodiode can be provided. Human skin and human muscle tissue only weakly absorb red and especially infrared light, so that both the light-emitting diode and the photodiode can be implanted under the skin (subcutaneously). Instead of a light-emitting diode 8 , a laser diode can also be used. A laser diode has the advantage that it provides a higher light intensity, so that the reception of the light signals is easier.

Ferner kann der Datenaustausch zwischen Schaltung 4 und der Umgebung kapazitiv oder akustisch erfolgen. Furthermore, the data exchange between circuit 4 and the environment can take place capacitively or acoustically.

An den Neurostimulator können ferner einer oder mehrere Sensoren angeschlossen sein. Als Sensoren können eine oder mehrerer Sensorelektroden 11 dienen. In Fig. 1 sind beispielhaft zwei Sensorelektroden 11 dargestellt, die ähnlich wie die Applikationselektroden 3 durch eine Kanüle 40 mechanisch geführt und elektrisch abgeschirmt werden. Mit den Sensorelektroden können elektrische Signale an verschiedenen Körperstellen abgegriffen werden. Insbesondere können EEG- und EMG-Signale gemessen werden. Ferner ist es möglich, EOG- und EKG-Signale über Sensorelektroden 11 zu messen. Schließlich können durch Sensorelektroden 11 elektrische Signale vom Gleichgewichtsorgan abgegriffen werden und/oder das Gleichgewichtsorgan kann vorzugsweise durch Applikationselektroden 3 beispielsweise von hinter den Ohren angeordneten Kohleelektroden stimuliert werden. Dies ermöglicht eine Therapie, falls der für das Gleichgewichtsorgan zuständige Teil des Gehirns beispielsweise durch einen Schlaganfall geschädigt wurde. One or more sensors can also be connected to the neurostimulator. One or more sensor electrodes 11 can serve as sensors. In Fig. 1, two sensing electrodes 11 are shown as an example, similar to the application electrodes 3 out mechanically through a cannula 40 and electrically shielded. With the sensor electrodes, electrical signals can be tapped at different parts of the body. In particular, EEG and EMG signals can be measured. It is also possible to measure EOG and EKG signals via sensor electrodes 11 . Finally, electrical signals can be tapped from the equilibrium organ by sensor electrodes 11 and / or the equilibrium organ can preferably be stimulated by application electrodes 3, for example from carbon electrodes arranged behind the ears. This enables therapy if the part of the brain responsible for the equilibrium organ has been damaged, for example, by a stroke.

Ferner kann ein Mikrofon 12 als weiterer Sensor an den Neurostimulator 1 angeschlossen sein. Durch das Mikrofon können beispielsweise Geräusche aus dem Körper des Patienten ausgewertet werden. Hierzu zählen Blutflussgeräusche, wie das Rauschen oder das Pulsieren des Blutes sowie Atemgeräusche. In einer anderen Ausführungsform kann das Mikrofon 12 Außengeräusche aufnehmen, die zusätzliche Informationen über die Umgebung des Patienten liefern. In einer weiteren Ausführungsform kann der Patient per Sprache Befehle an den Neurostimulator 1 übermitteln. Dies kann insbesondere bei der funktionellen Stimulation, also der Stimulation von Muskeln oder Nerven, die unmittelbar zu Muskeln führen, vorteilhaft sein, weil der Patient verbal erklären kann, was er tun will und der Stimulator dafür sorgt, dass der Körper des Patienten sich entsprechend verhält. Furthermore, a microphone 12 can be connected to the neurostimulator 1 as a further sensor. The microphone can be used, for example, to evaluate noises from the patient's body. This includes blood flow noises such as the rustling or pulsing of the blood and breathing noises. In another embodiment, the microphone 12 can pick up external noise that provides additional information about the patient's surroundings. In a further embodiment, the patient can transmit commands to the neurostimulator 1 by voice. This can be particularly advantageous for functional stimulation, i.e. the stimulation of muscles or nerves that lead directly to muscles, because the patient can verbally explain what he wants to do and the stimulator ensures that the patient's body behaves accordingly ,

Darüber hinaus können elektrochemische Sensoren vorgesehen sein, die die Blut- oder Lymphzusammensetzung messen. Insbesondere kann bei Diabetes- Patienten der Blutzuckergehalt bestimmt werden. In addition, electrochemical sensors can be provided which Measure blood or lymphatic composition. In particular with diabetes Patients' blood sugar levels can be determined.

Ferner können Initialsensoren, also Beschleunigungssensoren (Accelerometer) 14 oder Drehratensensoren, wie beispielsweise ein Gyroskop 15, vorgesehen sein. Durch diese Sensoren kann die Bewegung des Patienten einschließlich der Bewegung seiner Gliedmaßen überwacht werden. Wenn die Initialsensoren die Bewegung des Rumpfs und der Gliedmaßen des Patienten ausreichend genau erfassen, ist es möglich, aus den Signalen der Initialsensoren Signale über den Tremor des Patienten oder einen Sturz des Patienten herauszufiltern. Dabei tritt jedoch die Schwierigkeit auf, gewollte Beschleunigungen und Drehungen, die beispielsweise entstehen, wenn der Patient geht, vom Tremor oder einem Sturz zu unterscheiden. Hierzu bietet sich beispielsweise die Frequenzanalyse der Sensorsignale an. Um einen Sturz zu vermeiden, bietet sich die funktionale Elektrostimulation von Muskeln an. Furthermore, initial sensors, that is to say acceleration sensors (accelerometers) 14 or rotation rate sensors, such as a gyroscope 15 , can be provided. These sensors can monitor the movement of the patient, including the movement of his limbs. If the initial sensors detect the movement of the trunk and limbs of the patient with sufficient accuracy, it is possible to filter out signals about the tremor of the patient or a fall of the patient from the signals of the initial sensors. However, the difficulty arises here in distinguishing desired accelerations and rotations, which arise, for example, when the patient is walking, from tremor or a fall. For this purpose, frequency analysis of the sensor signals can be used, for example. In order to avoid a fall, functional electro-stimulation of muscles is recommended.

Die Erfassung von Körperbewegungen kann nicht nur durch Initialsensoren, sondern ergänzend zu oder anstelle von Initialsensoren durch Goniometer erfolgen. Ein Goniometer ist ein Gerät, um verbundene Winkel zu messen. So kann beispielsweise mit einem Goniometer der Winkel zwischen dem rechten Oberarm und dem Oberkörper des Patienten gemessen werden. Durch Frequenzfilterung und weitere Analyserverfahren kann auch aus Goniometersignalen der Tremor oder eine Ruder- oder Abstützbewegung vor bzw. nach einem Sturz des Patienten bestimmt werden. Ferner kann bei funktioneller Stimulation überwacht werden, inwieweit die Stimulation eines Muskels eine Bewegung hervorruft, und die Stimulation über diese Rückkopplung gesteuert werden. The detection of body movements can not only be done with initial sensors, but in addition to or instead of initial sensors with goniometers respectively. A goniometer is a device used to measure connected angles. So can, for example, use a goniometer to measure the angle between the right Upper arm and upper body of the patient are measured. By Frequency filtering and other analyzer methods can also be used Goniometer signals of the tremor or a rowing or support movement or after a fall of the patient. Furthermore, at functional stimulation are monitored to what extent the stimulation of a Muscle causes movement, and stimulation over it Feedback can be controlled.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Druck mindestens eines Fußes des Patienten gegenüber dem Boden gemessen. Dies kann beispielsweise durch piezoelektrische oder piezoresistive Schuheinlagen erfolgen. Es hat sich herausgestellt, dass gerade die Signale solcher Schuheinlagen sich besonders gut dazu eignen, ein Maß für den Gleichgewichtszustand von Parkinson- Patienten zu ermitteln. Ferner kann auch der Rigor von Parkinson-Patienten durch Auswertung solcher Signale bestimmt werden. In a further embodiment, the pressure of at least one foot of the Patients measured against the floor. This can be done, for example, by Piezoelectric or piezoresistive shoe inserts are made. It has turned out that the signals of such shoe insoles are particularly special well suited to measure the equilibrium state of Parkinson's Identify patients. Furthermore, the rigidity of Parkinson's patients can be determined by evaluating such signals.

Durch piezoelektrische oder -resistive Schuheinlagen wird die Druckverteilung ortsabhängig über eine oder beide Fußsohlen gemessen. In einer Ausführungsform kann eine solche Einlage aus vier Piezosensoren bestehen, über denen eine feste Plattform angebracht ist, auf die sich der Patient mit einem Fuß abstützt. Piezoelectric or resistive shoe inserts help to distribute the pressure measured over one or both soles of the feet depending on the location. In a Embodiment, such an insert can consist of four piezo sensors, above which a fixed platform is attached, on which the patient can rest with a Foot supports.

Die elektrische Schaltung 4 besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern 7, die das oder die von einem oder mehreren Sensoren gelieferte Signal digitalisieren, einer zentralen Verarbeitungseinheit 5 sowie einem oder mehreren Digital-Analog-Wandlern 6, die die Applikationselektroden 3 treiben. Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 umfasst eine Prozessor- und eine Speichereinheit. Sie wertet die zur Verfügung stehenden Sendesignale beispielsweise durch Frequenzfilterung aus und ermittelt dabei beispielsweise ein Tremorsignal. Ist das Tremorsignal zu hoch, variiert die zentrale Verarbeitungseinheit 5 die Stimulation einer oder mehrerer Applikationselektroden oder Applikationseinrichtungen entsprechend. Abhängig von der Gehirnregion, in der eine Applikationselektrode oder -einrichtung implantiert wurde, muss die Stimulation erhöht oder erniedrigt werden, um beispielsweise den Tremor des Patienten zu reduzieren. Es ist beispielsweise bekannt, dass die Neuronen der Basalganglien inhibitorisch wirken, so dass eine Anregung der Basalganglien zu einer geringeren Aktivität des Thalamus und der motorischen Rindenfelder führt. Würde also eine Applikationselektrode in eine der Basalganglien implantiert, so ist zu erwarten, dass die Stimulation dieser Elektrode erhöht werden muss, um den Tremor zu reduzieren. The electrical circuit 4 essentially consists of one or more analog-digital converters 7 , which digitize the signal or signals supplied by one or more sensors, a central processing unit 5 and one or more digital-analog converters 6 , which apply the application electrodes 3 float. The central processing unit 5 comprises a processor and a storage unit. It evaluates the available transmission signals, for example by frequency filtering, and determines, for example, a tremor signal. If the tremor signal is too high, the central processing unit 5 varies the stimulation of one or more application electrodes or application devices accordingly. Depending on the region of the brain in which an application electrode or device has been implanted, the stimulation must be increased or decreased, for example in order to reduce the tremor of the patient. For example, it is known that the neurons of the basal ganglia have an inhibitory effect, so that excitation of the basal ganglia leads to less activity of the thalamus and the motor cortex fields. If an application electrode were implanted in one of the basal ganglia, it can be expected that the stimulation of this electrode must be increased in order to reduce the tremor.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die zentrale Verarbeitungseinheit 5 aus den Sensorsignalen verschiedene Tremorsignale herausfiltern. Auf diese Weise können in unterschiedlichen Gehirnregionen implantierte Applikationselektroden 3 entsprechend der unterschiedlichen Tremorsignale angesteuert werden und so bestimmte Gehirnregionen selektiv mehr oder weniger stimuliert werden. So ist eine zielgenauere Therapie möglich. In a further embodiment of the invention, the central processing unit 5 can filter out various tremor signals from the sensor signals. In this way, application electrodes 3 implanted in different brain regions can be controlled in accordance with the different tremor signals, and specific brain regions can thus be selectively more or less stimulated. Thereby a more targeted therapy is possible.

In der elektronischen Schaltung 4 können ferner Umschalter vorgesehen sein, um mit einer geringen Zahl von Analog-Digital-Wandlern eine größere Zahl von Sensoren auszulesen. Verändert sich das Sensorsignal eines Sensors langsam im Vergleich zu einer möglichen Umschaltfrequenz, was bei elektrochemischen Sensoren meist der Fall ist, so können mehrere Sensoren im Multiplexverfahren ausgelesen werden. Ferner können verschiedene Betriebsmodi der zentralen Verarbeitungseinheit definiert werden, wobei jeder Betriebsmodus das Auslesen bestimmter Sensoren festlegt. Jeder Betriebsmodus kann dabei einem Zustand des Patienten zugeordnet sein. So kann beispielsweise ein erster Betriebsmodus eingestellt werden, wenn der Patient wach ist und ein zweiter Betriebsmodus eingestellt werden, wenn der Patient schläft. In anderen Ausführungsformen kann diese grobe Einteilung weiter verfeinert werden. In addition, changeover switches can be provided in the electronic circuit 4 in order to read out a larger number of sensors with a small number of analog-digital converters. If the sensor signal of a sensor changes slowly compared to a possible switching frequency, which is usually the case with electrochemical sensors, then several sensors can be read out in a multiplex process. Furthermore, different operating modes of the central processing unit can be defined, each operating mode determining the reading out of certain sensors. Each operating mode can be assigned to a patient's condition. For example, a first operating mode can be set when the patient is awake and a second operating mode can be set when the patient is sleeping. In other embodiments, this rough classification can be refined further.

Die Bestimmung des Patientenzustands kann aufgrund einer geeignete Analyse der Sensorsignale erfolgen. Zur Unterscheidung beider Patientenzustände kann insbesondere ein Mikrophon eingesetzt werden. In ähnlicher Weise kann eine Umschaltvorrichtung zwischen den Digital-Analog-Wandlern 6 und den elektrischen Leitungen zu den Applikationselektroden 3 vorgesehen sein. Da eine Applikationselektrode in einer bevorzugten Ausführungsform mit Impulsen angeregt wird, zwischen denen - verglichen mit der Impulsbreite - längere Zeit keine Anregung erfolgt, kann auf diese Art und Weise ein Digital-Analog-Wandler mehrere Applikationselektroden in einem Zeitmultiplexverfahren, also zeitlich hintereinander, ansteuern. Ist eine große Zahl von Elektroden vorhanden, wie beispielsweise bei einer Netzelektrode 50, so können durch eine solche Umschalteinrichtung die Elektroden ausgewählt werden, die durch ihre besonders innige Ankopplung an wichtige Nervenzellen einen großen therapeutischen Effekt haben. The patient's condition can be determined on the basis of a suitable analysis of the sensor signals. A microphone can be used to distinguish between the two patient states. In a similar manner, a switchover device can be provided between the digital-to-analog converters 6 and the electrical lines to the application electrodes 3 . Since, in a preferred embodiment, an application electrode is excited with pulses, between which there is no excitation for a relatively long time compared to the pulse width, a digital-to-analog converter can control a plurality of application electrodes in a time-division multiplex process, that is to say one after the other. If a large number of electrodes are present, for example in the case of a network electrode 50 , the electrodes can be selected by means of such a switching device, which electrodes have a great therapeutic effect due to their particularly intimate coupling to important nerve cells.

In der Speichereinheit der zentralen Verarbeitungseinheit 5 können ferner Sensorsignale und/oder Trenddaten der Sensorsignale (vgl. 101 16 361.4) gespeichert werden. Trenddaten sind aus den Sensorsignalen ermittelte Daten, deren Informationsgehalt gegenüber den Sensorsignalen selbst um 2 bis 5 Größenordnungen reduziert wurde. Ferner könnten Zeiten des Auftretens von Symptomen oder Auffälligkeiten gespeichert werden. Zur Diagnose können sie an ein Steuergerät übertragen werden, was weiter unten beschrieben wird. Sensor signals and / or trend data of the sensor signals (cf. 101 16 361.4) can also be stored in the memory unit of the central processing unit 5 . Trend data is data determined from the sensor signals, the information content of which has been reduced by 2 to 5 orders of magnitude compared to the sensor signals themselves. In addition, times of occurrence of symptoms or abnormalities could be saved. For diagnosis, they can be transmitted to a control unit, which is described below.

Ist der Neurostimulator 1 mit Antenne 10 ausgerüstet und kann über Antenne 10 Daten empfangen, so können Sensordaten beispielsweise auch schnurlos über Antenne 10 an den Neurostimulator übertragen werden. Zur Therapierüberwachung können deshalb die vorhandenen Sensoren durch weitere Sensoren ergänzt werden, wie es in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 101 16 361.4 beschrieben ist. If the neurostimulator 1 is equipped with antenna 10 and can receive data via antenna 10 , sensor data can also be transmitted wirelessly via antenna 10 to the neurostimulator. For therapy monitoring, the existing sensors can therefore be supplemented by further sensors, as described in the German patent application with the official file number 101 16 361.4.

Die Verwendung des Bluetooth-Standards für eine solcher Anwendung ist besonders vorteilhaft, weil hier jedem Funkmodul eine eindeutige Nummer zugewiesen ist, so dass sich dadurch das Zusammenspiel mehrerer Geräte vereinfacht, wie es in der Anmeldung Nr. 101 16 361.4 beschrieben ist. The use of the Bluetooth standard for such an application is Particularly advantageous because each radio module has a unique number here is assigned, so that the interaction of several devices simplified, as described in Application No. 101 16 361.4.

Als Energiequelle für die elektronische Schaltung 4 dient Batterie 23. Hierfür ist aufgrund ihrer langen Lebensdauer eine Litiumbatterie prädestiniert. In einer anderen Ausführungsform kann jedoch auch aufgrund von im Körper vorhandenen Substanzen elektrische Energie erzeugt werden, so dass eine Batterie nicht erforderlich ist. Alternativ kann eine wiederaufladbare Batterie, wie beispielsweise ein Lithiumionenakku verwendet werden. Die Aufladung kann über eine im Körper vorzugsweise nahe unter der Haut implantierte Spule erfolgen. Zur Energieübertragung kann auch eine oben beschriebene Ringantenne Verwendung finden. Aufgrund der geringen Absorption der Haut im roten und besonderes im infraroten Spektralbereich kann für die Aufladung der Batterie auch eine geeignete Solarzelle implantiert werden. Battery 23 serves as the energy source for electronic circuit 4 . A lithium battery is predestined for this due to its long service life. In another embodiment, however, electrical energy can also be generated on the basis of substances present in the body, so that a battery is not required. Alternatively, a rechargeable battery, such as a lithium ion battery, can be used. Charging can take place via a coil which is preferably implanted in the body close to the skin. A ring antenna described above can also be used for energy transmission. Due to the low absorption of the skin in the red and especially in the infrared spectral range, a suitable solar cell can also be implanted to charge the battery.

Prinzipiell können alle in Fig. 1 dargestellten Teile in den Körper des Patienten implantiert werden. Anstelle der piezoelektrischen Schuheinlagen können kleinere piezoelektrische oder -resistive Sensoren in die Fußsohlen des Patienten implantiert werden. Es ist jedoch lediglich erforderlich, dass die Stimulationseinrichtungen, insbesondere die Applikationselektroden, in die richtigen Teile des Nervengewebes, insbesondere des Gehirns, implantiert werden. Bei allen anderen Teilen können Praktikabilitätsüberlegungen für oder gegen eine Implantation angestellt werden. In principle, all parts shown in FIG. 1 can be implanted in the patient's body. Instead of the piezoelectric shoe inserts, smaller piezoelectric or resistive sensors can be implanted in the soles of the patient's feet. However, it is only necessary for the stimulation devices, in particular the application electrodes, to be implanted in the correct parts of the nerve tissue, in particular the brain. For all other parts, practicality considerations can be made for or against an implantation.

Piezosummer und LEDs dienen zur Kontrolle des Betriebs des Neurostimulators und zum Warnen des Patienten vor kritischen Zuständen. Wird der Neurostimulator 1 nicht in den Körper des Patienten implantiert, so kann er beispielsweise aus einem durchsichtigen Gehäuse bestehen, in dem verschiedene LEDs, unter anderem eine rote und Piezosummer untergebracht sind. Ferner können Bedienelemente, wie z. B. ein Ein-Aus-Schalter vorgesehen sein. Piezo buzzers and LEDs are used to control the operation of the neurostimulator and to warn the patient of critical conditions. If the neurostimulator 1 is not implanted in the patient's body, it can consist, for example, of a transparent housing in which various LEDs, including a red and a piezo buzzer, are accommodated. Furthermore, controls such. B. an on-off switch may be provided.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Neurostimulators, der über Versorgungs- und Kommunikationsleitung 16 mit Energie versorgt wird. Eine Versorgung mit elektrischer Energie über elektrische Leitungen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die elektronische Schaltung 4 relativ viele Applikationselektroden 3 ansteuert, was zu einem hohen Energieverbrauch führt. Die elektronische Schaltung 4 in Fig. 2 enthält wie die elektronische Schaltung 4 in Fig. 1 vorzugsweise Analog-Digital-Wandler 7, eine zentrale Verarbeitungseinheit 5 sowie Digital-Analog-Wandler 6. Fig. 2 shows an embodiment of a neurostimulator which is supplied via supply and communication line 16 with power. A supply of electrical energy via electrical lines is particularly advantageous when the electronic circuit 4 controls a relatively large number of application electrodes 3 , which leads to high energy consumption. The electronic circuit 4 in Fig. 2 includes, as the electronic circuit 4 in Fig. 1 is preferably analog-to-digital converter 7, a central processing unit 5 as well as digital-to-analog converter 6.

In dieser Ausführungsform sind die Stimulationseinrichtung und die elektronische Schaltung 4 samt Gehäuse vorzugsweise in den Körper des Patienten implantiert. In einer solchen Ausführungsform kann die Versorgungsleitung 16 auch zur Kommunikation verwendet werden. Die Energieversorgung erfolgt im niederfrequenten Teil des Signals auf Leitung 16 und die Datenkommunikation im höherfrequenten. In this embodiment, the stimulation device and the electronic circuit 4 together with the housing are preferably implanted in the patient's body. In such an embodiment, the supply line 16 can also be used for communication. The energy supply takes place in the low-frequency part of the signal on line 16 and the data communication in the higher-frequency part.

In der elektronischen Schaltung 4 sind Spule 21 und Kondensator 22 vorgesehen, um den hochfrequenten Wechselspannungsanteil aus der von Leitung 16 gelieferten Spannung herauszusieben, um der elektronischen Schaltung 4 eine möglichst konstante Gleichspannung zu liefern. Über Kondensator 20 werden die vom Treiben 19 codierten Daten auf die Spannung auf Leitung 16 moduliert. Der Treiber wirkt als Sender. Mit Kondensator 18 wird der Wechselspannungsanteil, der die an den Neurostimulator gesendeten Daten enthält, herausgefiltert und vom Analog-Digital-Wandler 17 digitalisiert. Der Analog-Digital-Wandler wirkt als Empfänger. Coil 21 and capacitor 22 are provided in electronic circuit 4 in order to screen out the high-frequency AC voltage component from the voltage supplied by line 16 in order to supply DC circuit 4 with a DC voltage that is as constant as possible. The data coded by the drive 19 are modulated onto the voltage on line 16 via capacitor 20 . The driver acts as a transmitter. The AC voltage component, which contains the data sent to the neurostimulator, is filtered out with capacitor 18 and digitized by the analog-digital converter 17 . The analog-digital converter acts as a receiver.

Das Senden und Empfangen von Daten kann im Zeitmultiplexverfahren erfolgen, so dass zu einem Zeitpunkt Daten entweder gesendet oder empfangen werden. Andererseits sind die gesendeten Daten ja in der elektronischen Schaltung bekannt, so dass sie aus dem vom Analog-Digital-Wandler empfangenen Signal herausgerechnet werden können. Auf diese Weise ist gleichzeitiges Senden und Empfangen möglich. In einer anderen Ausführungsform können die zu sendenden und empfangenen Daten von der elektronischen Schaltung 4 bzw. einer Gegenstelle auf unterschiedliche Trägerfrequenzen moduliert und so aufgrund der unterschiedlichen Trägerfrequenzen unterschieden werden. In dieser Ausführungsform werden Kondensatoren 18 und 20 durch Bandpassfilter ersetzt. Data can be sent and received using time division multiplexing, so that data can either be sent or received at one point in time. On the other hand, the data sent are known in the electronic circuit, so that they can be calculated out of the signal received by the analog-digital converter. In this way, simultaneous sending and receiving is possible. In another embodiment, the data to be sent and received can be modulated by the electronic circuit 4 or a remote station to different carrier frequencies and thus differentiated on the basis of the different carrier frequencies. In this embodiment, capacitors 18 and 20 are replaced by bandpass filters.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Spule 21 durch einen Widerstand ersetzt werden, der meist eine kleinere Bauform aufweist. Werden die Daten binär codiert, so dass eine Null einer etwas geringeren und Eins einer etwas höheren Spannung entspricht, so kann der Analog-Digital-Wandler 17 auch durch einen Komparator ersetzt werden. An dem in Fig. 2 offen gezeichneten Ende der Leitung 16 ist eine ähnliche Schaltung vorgesehen, wie sie in der elektronischen Schaltung 4 in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Der Kondensator 22 ist jedoch durch eine Batterie als Energiequelle ersetzt. In a further embodiment, the coil 21 can be replaced by a resistor, which usually has a smaller design. If the data is coded in binary form so that a zero corresponds to a somewhat lower and one to a somewhat higher voltage, the analog-digital converter 17 can also be replaced by a comparator. At the open drawn in Fig. 2 the end of the line 16, a similar circuit is provided, as shown schematically in the electronic circuit 4 in Fig. 2. However, the capacitor 22 is replaced by a battery as an energy source.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Versorgungs- und Kommunikationsleitung 16 mehr als zwei Leiter umfassen. Umfasst die Versorgungs- und Kommunikationsleitung drei Leiter, so werden vorzugsweise zwei Leiter zur Energieversorgung und der dritte Leiter zur Datenkommunikation benutzt. Das Senden und Empfangen von Daten erfolgt vorzugsweise im Zeitmultiplexverfahren. Bei dieser Ausführungsform können Spule 21 sowie Kondensatoren 18 und 20 entfallen. Der Kondensator 22 kann entweder entfallen oder - falls er zur Filterung von durch die zentrale Verarbeitungseinheit 5 oder durch die D-A-Wandler 6 erzeugten Störungen auf der Versorgungsspannung nötig ist - zumindest in seiner Kapazität und damit seiner Baugröße verkleinert werden. In a further embodiment, the supply and communication line 16 can comprise more than two conductors. If the supply and communication line comprises three conductors, two conductors are preferably used for energy supply and the third conductor for data communication. The transmission and reception of data is preferably carried out using time division multiplexing. In this embodiment, coil 21 and capacitors 18 and 20 can be omitted. The capacitor 22 can either be omitted or - if it is necessary for filtering interference on the supply voltage generated by the central processing unit 5 or by the DA converter 6 - can be at least reduced in capacity and thus in size.

Die Versorungs- und Kommunikationsleitung 16 kann auch vier Leiter umfassen, wobei in diesem Fall zwei Leiter zur Energieversorgung, ein Leiter zum Senden von Daten sowie ein Leiter zum Empfangen von Daten durch die elektronische Schaltung 4 verwendet wird. Weitere Leiter können zum Übertragen von Synchronisationssignalen vorgesehen sein. The supply and communication line 16 can also comprise four conductors, in which case two conductors are used for the energy supply, one conductor for transmitting data and one conductor for receiving data through the electronic circuit 4 . Additional conductors can be provided for the transmission of synchronization signals.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die elektronische Schaltung 4 anstelle einer zentralen Verarbeitungseinheit 5 und Analog-Digital- Wandlern 7 lediglich einen Multiplexer enthalten. Bei dieser Ausführungsform enthält die Versorgungs- und Kommunikationsleitung vorzugsweise drei Leiter, nämlich zwei zur Energieübertragung und einen zur Datenübertragung an den Multiplexer. Bei dieser Ausführungsform kann eine große Zahl von 20 bis 50 und mehr Elektroden, in deren Nähe die elektronische Schaltung 4 inclusive Gehäuse implantiert ist, durch eine handliche, d. h. dünne und flexible Leitung 16 gesteuert werden. Zur Datenübertragung über Leitung 16 kann auch in vorteilhafter Weise ein CAN-Bus (CAN: Controller Area Network) verwendet werden. Der CAN-Bus wurde für die Automobilindustrie entwickelt und wird dort eingesetzt. Aufgrund der großen Stückzahlen sind CAN-Buscontroller relativ billig erhältlich. In a further preferred embodiment, the electronic circuit 4 can contain only a multiplexer instead of a central processing unit 5 and analog-digital converters 7 . In this embodiment, the supply and communication line preferably contains three conductors, namely two for energy transmission and one for data transmission to the multiplexer. In this embodiment, a large number of 20 to 50 or more electrodes, in the vicinity of which the electronic circuit 4 including the housing is implanted, can be controlled by a handy, ie thin and flexible line 16 . A CAN bus (CAN: Controller Area Network) can also be used advantageously for data transmission via line 16 . The CAN bus was developed for the automotive industry and is used there. Due to the large numbers, CAN bus controllers are relatively cheap to buy.

Fig. 3 zeigt die bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuergeräts für die erfindungsgemäßen Neurostimulatoren 24. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Herzstück des Steuergeräts ein Computer, vorzugsweise ein Laptop. Der Laptop ist mit einer geeigneten Schnittstelle zur Datenkommunikation mit einem oder mehreren Neurostimulatoren ausgerüstet. Fig. 3 shows the preferred embodiment of a control device according to the invention for the inventive neurostimulators 24th In the preferred embodiment, the heart of the control unit is a computer, preferably a laptop. The laptop is equipped with a suitable interface for data communication with one or more neurostimulators.

Dies kann beispielsweise ein Funkmodul für den Bluetooth-Standard sein, das durch Antenne 25 angedeutet ist. Die Schnittstelle kann auch durch Kommunikationsleitung 16 gebildet werden. Auf dem Laptop läuft eine geeignete Software, deren wesentliche Eigenschaften anhand von Fig. 6 bis 9 erläutert werden. Bei Verwendung des Bluetooth-Standards zur Kommunikation zwischen Neurostimulatoren und Steuergeräten können mehrere Steuergeräte einen Neurostimulator überwachen oder ein Steuergerät auch mehrere Neurostimulatoren überwachen, wie das in der Anmeldung Nr. 101 16 361.4 im Zusammenhang mit CPAP-Geräten beschrieben ist. Diese Anmeldung wird für alle Zwecke durch Bezugnahme eingeschlossen. This can be a radio module for the Bluetooth standard, for example, which is indicated by antenna 25 . The interface can also be formed by communication line 16 . A suitable software runs on the laptop, the essential properties of which are explained with reference to FIGS. 6 to 9. When using the Bluetooth standard for communication between neurostimulators and control devices, several control devices can monitor one neurostimulator or one control device can also monitor several neurostimulators, as described in application no. 101 16 361.4 in connection with CPAP devices. This application is incorporated by reference for all purposes.

Das Steuergerät kann auch zur Überwachung des Patienten in seiner Wohnung eingesetzt werden. In diesem Fall ist es vorzugsweise über ein Modem mit einem Kranken- oder Sanitätshaus verbunden, so dass das Steuergerät automatisch einen Notruf absetzen kann (siehe 101 16 361.4). The control unit can also be used to monitor the patient in his home be used. In this case, it is preferably connected via a modem connected to a hospital or medical supply store, so that the control unit can automatically make an emergency call (see 101 16 361.4).

Ferner kann das Steuergerät auch mit einer Software zur Diagnose ausgerüstet sein. Diese Diagnosesoftware kann entweder nur die Daten auswerten, die vom Stimulator aktuell gemessen werden oder auch die im Stimulator aufgezeichneten Daten einbeziehen, falls solche zur Verfügung stehen. Im letzteren Fall wird die Diagnosequalität verbessert, weil der Arzt seine Diagnose aufgrund einer wesentlich größeren Datenbasis stellen kann. Der Stimulator kann den Patienten ja rund um die Uhr überwachen. The control unit can also be equipped with software for diagnosis his. This diagnostic software can either only evaluate the data from the Stimulator can currently be measured or that in the stimulator Include recorded data, if available. in the the latter case, the diagnosis quality is improved because the doctor makes his diagnosis due to a much larger database. The stimulator can monitor the patient around the clock.

In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Schnittstelle zwischen Neurostimulator und Steuergerät um eine optische Schnittstelle, insbesondere eine Infrarot-Schnittstelle, handeln. Aus diesem Grund sind schematisch Leuchtdiode 26 und Fotodiode 27 in Fig. 3 dargestellt. Heutzutage sind die meisten Laptops zwar mit Infrarot-Schnittstellen ausgestattet. Jedoch muss das von der Leuchtdiode 26 erzeugte Licht zumindest teilweise auf die Fotodiode 9 treffen. Entsprechendes gilt für Leuchtdiode 8 und Fotodiode 27. Deshalb müssen Leuchtdiode 8 und Fotodiode 27 sowie Leuchtdiode 26 und Fotodiode 9 in räumlicher Nähe angeordnet und aufeinander ausgerichtet sein. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn LED 26 und Fotodiode 27 in einem externen Gehäuse angebracht sind und beispielsweise über Kabel mit dem Laptop verbunden sind. So kann das externe Gehäuse gegenüber der patientenseitigen Leuchtdiode 8 und der patientenseitigen Fotodiode 9 unabhängig vom Laptop optimal angeordnet werden. Der Laptop kann dort stehen, wo er bequem bedient werden kann. In a further embodiment, the interface between the neurostimulator and the control device can be an optical interface, in particular an infrared interface. For this reason, light-emitting diode 26 and photodiode 27 are shown schematically in FIG. 3. Nowadays most laptops are equipped with infrared interfaces. However, the light generated by the light emitting diode 26 must at least partially strike the photodiode 9 . The same applies to light emitting diode 8 and photo diode 27 . Therefore, light emitting diode 8 and photodiode 27 as well as light emitting diode 26 and photodiode 9 must be arranged in spatial proximity and aligned with one another. It is therefore advantageous if the LED 26 and the photodiode 27 are mounted in an external housing and are connected to the laptop, for example, via cables. The external housing can thus be optimally arranged in relation to the patient-side light-emitting diode 8 and the patient-side photodiode 9 independently of the laptop. The laptop can be placed where it can be conveniently operated.

Wie oben erwähnt, kann die Datenübertragung auch durch kapazitive, magnetische oder akustische Ankopplung erfolgen. As mentioned above, data transmission can also be magnetic or acoustic coupling.

Fig. 4 beschreibt eine Pinselelektrode als Ausführungsform einer Applikationseinrichtung 2. Hierbei wird eine Kanüle 40 in den Körper des Patienten implantiert, so dass das zu implantierende Ende 46 der Kanüle sich in oder in der Nähe von zu stimulierendem Nervengewebe befindet. In den meisten Fällen wird eine Stimulation von bestimmten Gehirnregionen angestrebt. Deshalb wurde zu Illustrationszwecken der Schädelknochen 44 und die Kopfhaut 45 eingezeichnet. Durch die Kanüle 40 werden isolierte Drähte in das zu stimulierende Nervengewebe hineingeschoben. Die Drähte 41 sind gegeneinander isoliert, weisen jedoch abisolierte Enden auf, die die Applikationselektroden 44 bilden. Fig. 4 discloses a brush electrode as an embodiment of an application device 2. Here, a cannula 40 is implanted in the patient's body so that the end 46 of the cannula to be implanted is in or in the vicinity of nerve tissue to be stimulated. In most cases, the aim is to stimulate certain brain regions. Therefore, the skull 44 and scalp 45 were drawn in for illustration purposes. Insulated wires are pushed through the cannula 40 into the nerve tissue to be stimulated. The wires 41 are insulated from one another, but have stripped ends that form the application electrodes 44 .

Um eine kapazitive Ankupplung zu erreichen, können die Applikationselektroden 44 auch mit einer dünnen Isolierung überzogen sein. Insbesondere soll diese Isolierung dünner sein, als die Isolierungen der Drähte in der Kanüle 40, damit einerseits ein lokal begrenzter Bereich des Nervengewebes angeregt wird und andererseits das Übersprechen zwischen den einzelnen Drähten akzeptabel niedrig gehalten wird. In order to achieve a capacitive coupling, the application electrodes 44 can also be covered with thin insulation. In particular, this insulation should be thinner than the insulation of the wires in the cannula 40 , so that on the one hand a locally limited area of the nerve tissue is excited and on the other hand the crosstalk between the individual wires is kept acceptably low.

Da die Applikationselektroden gegeneinander isoliert sind, können sie einzeln als Elektroden durch die elektronische Schaltung 4 eines Neurostimulators 1 angesteuert werden. Die Kanüle 40 wird in einer bevorzugten Ausführungsform aus Metall, also einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Deshalb kann sie auch durch die elektronische Schaltung 4 angesteuert und vorzugsweise als Masseelektrode eingesetzt werden. Das herausführende Ende 47 der Kanüle 40 kann tatsächlich aus der Kopfhaut herausführen oder in der Kopfhaut zu einem implantierten Neurostimulator führen, mit dessen elektronischer Schaltung 4 die Drähte 41 verbunden sind. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kanüle 40 und Drähte 41 eine Strecke in der Kopfhaut entlang geführt werden, um an einer mechanisch wenig beanspruchten Stelle aus der Kopfhaut herausgeführt und mit einem am Körper getragenen Neurostimulator verbunden zu werden. Since the application electrodes are insulated from one another, they can be controlled individually as electrodes by the electronic circuit 4 of a neurostimulator 1 . In a preferred embodiment, the cannula 40 is made of metal, that is to say an electrically conductive material. Therefore, it can also be controlled by the electronic circuit 4 and preferably used as a ground electrode. The leading end 47 of the cannula 40 can actually lead out of the scalp or lead in the scalp to an implanted neurostimulator, to the electronic circuit 4 of which the wires 41 are connected. In a further embodiment, the cannula 40 and wires 41 can be guided along a distance in the scalp in order to be led out of the scalp at a location that is not subjected to a great deal of mechanical stress and to be connected to a neurostimulator worn on the body.

Ferner können die Drähte 41 an irgendeiner Stelle, vorzugsweise nahe den Applikationselektroden 44 oder nahe dem Schädelknochen 44, mit einem Multiplexer zu einer Versorgungs- und Kommunikationsleitung 16 zusammengefasst werden. Furthermore, the wires 41 can be combined at any point, preferably close to the application electrodes 44 or close to the cranial bone 44 , with a multiplexer to form a supply and communication line 16 .

Die Sensorelektroden 11 können ebenfalls als Pinselelektrode ausgeführt werden. Hier sind jedoch die Drähte 41 anstelle mit Digital-Analog-Wandlern 6 mit Analog-Digital-Wandlern 7 verbunden. The sensor electrodes 11 can also be designed as a brush electrode. Here, however, the wires 41 are connected to analog-to-digital converters 7 instead of to digital-to-analog converters 6 .

Eine weitere Ausführungsform der Stimulationseinrichtung 2 stellt die in Fig. 5 dargestellte Netzelektrode 50 dar. Hier sind auf einem elektrisch nicht leitenden Träger 52, der vorzugsweise aus einem gewebeverträglichen Kunststoff hergestellt ist, eine große Zahl von Elektroden 51 angeordnet. Der Träger 52 enthält ferner Drähte zur Verbindung zwischen den einzelnen Elektroden und einer integrierten Schaltung 52. A further embodiment of the stimulation device 2 is represented by the network electrode 50 shown in FIG. 5. Here, a large number of electrodes 51 are arranged on an electrically non-conductive support 52 , which is preferably made of a plastic that is compatible with tissue. Carrier 52 also includes wires for connection between the individual electrodes and an integrated circuit 52 .

Um die Verbindungsdrähte zwischen den Einzelelektroden 51 und der integrierten Schaltung 52 möglichst kurz zu halten, wird die integrierte Schaltung in die Netzelektrode integriert. Das heisst, dass die integrierte Schaltung in unmittelbarer Nähe der Netzelektrode angeordnet ist. Zur Kontaktierung der integrierten Schaltung mit der Netzelektrode weist die integrierte Schaltung Bondpunkte auf. Auf dem Träger 52 der Netzelektrode sind entsprechende Bondpunkte vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Bondpunkte auf der integrierten Schaltung und die entsprechenden Bondpunkte auf dem Träger 52 durch elektrisch leitende Epoxidharzkleber verbunden. In einer anderen Ausführungsform werden die entsprechenden Bondpunkte verlötet. In order to keep the connecting wires between the individual electrodes 51 and the integrated circuit 52 as short as possible, the integrated circuit is integrated into the network electrode. This means that the integrated circuit is arranged in the immediate vicinity of the network electrode. The integrated circuit has bond points for contacting the integrated circuit with the network electrode. Corresponding bond points are provided on the carrier 52 of the network electrode. In a preferred embodiment, the bond points on the integrated circuit and the corresponding bond points on the carrier 52 are connected by electrically conductive epoxy resin adhesives. In another embodiment, the corresponding bond points are soldered.

Die Netzelektrode wird nach Öffnen der Schädeldecke direkt auf den Cortex (das Gehirn) gelegt. Alternativ kann sie auch auf den Thalamus oder Teile der Basalganglien gelegt werden, soweit diese operativ zugänglich gemacht werden können. The mesh electrode is placed directly on the cortex (the Brain). Alternatively, it can also affect the thalamus or parts of the Basal ganglia are placed, insofar as these are made operationally accessible can.

Der Träger der Netzelektrode ist elastisch und weist in etwa die Form des Gehirnteils auf, den er kontaktieren soll. Aufgrund der großen Zahl von Einzelelektroden sorgt eine Netzelektrode für einen relativ hohen Stromverbrauch. Deshalb wird die integrierte Schaltung vorzugsweise über eine Versorgungs- und Kommunikationsleitung mit einer außerhalb des Körpers angebrachten Energiequelle verbunden, wie das im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurde. Die integrierte Schaltung arbeitet somit als Multiplexer. Sie kann darüber hinaus jedoch eine zentrale Verarbeitungseinheit 5 aufweisen, so dass sie auch logisch kompliziertere Vorgänge als ein Multiplexen durchführen kann. The carrier of the mesh electrode is elastic and has approximately the shape of the brain part to which it is to contact. Due to the large number of individual electrodes, a network electrode ensures relatively high power consumption. Therefore, the integrated circuit is preferably connected via a supply and communication line to an energy source located outside the body, as was explained in connection with FIG. 2. The integrated circuit thus works as a multiplexer. However, it can also have a central processing unit 5 , so that it can also perform logically more complicated processes than multiplexing.

Um den Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Neurostimulatoren zu erweitern, ist es vorteilhaft, die Möglichkeit zu schaffen, mit verschiedenen Impulsfolgen zu experimentieren. Hierzu muss die zentrale Verarbeitungseinheit 5 der elektrischen Schaltung des Neurostimulators geeignet programmiert werden und im Speicher der zentralen Verarbeitungseinheit 5 die Daten für eine Pulsfolge in geeigneter Weise abgelegt werden. Die Eingabe der Impulsfolge folgt typischerweise über ein in Fig. 3 dargestelltes Steuergerät. Vorzugsweise verwendet die Software des Steuergeräts und die des Neurostimulators ähnliche Datenstrukturen, um eine Impulsfolge effektiv, also in einem möglichst kleinen Speicherbereich zu speichern. In order to expand the field of application of the neurostimulators according to the invention, it is advantageous to create the possibility of experimenting with different pulse sequences. For this purpose, the central processing unit 5 of the electrical circuit of the neurostimulator must be suitably programmed and the data for a pulse sequence must be stored in a suitable manner in the memory of the central processing unit 5 . The pulse sequence is typically input via a control device shown in FIG. 3. The software of the control device and that of the neurostimulator preferably uses similar data structures in order to effectively store a pulse train, ie in the smallest possible memory area.

Zur Darstellung der programmierten Impulsfolge wird vorzugsweise auf einem Monitor oder einem Display des Steuergeräts die Form der programmierten Impulse 62 angezeigt. Die Zeitachse verläuft von links nach rechts. Auf ihr ist vorzugsweise eine Periodendauer bei periodischen Signalen und die der Periodendauer entsprechende Frequenz eingetragen. Die Periodendauer liegt vorzugsweise im Bereich von 5 ms bis 200 s, was einer Frequenz von 0,01 Hz bis 200 Hz entspricht. Auf der Y-Achse wird die Impulshöhe entweder als Spannung oder als Strom aufgetragen. Es wird angestrebt, im Nervengewebe Impulshöhen von ±250 mV zu erzeugen. Insbesondere bei kapazitiver Ankopplung können die von der elektrischen Schaltung 4 auszugebenden Spannungen weitaus höher liegen und bis etwa ±20 V reichen. To display the programmed pulse sequence, the shape of the programmed pulses 62 is preferably displayed on a monitor or a display of the control unit. The timeline runs from left to right. A period duration for periodic signals and the frequency corresponding to the period duration are preferably entered on it. The period is preferably in the range from 5 ms to 200 s, which corresponds to a frequency of 0.01 Hz to 200 Hz. The pulse height is plotted on the Y axis either as voltage or as current. The aim is to generate pulse heights of ± 250 mV in nerve tissue. In the case of capacitive coupling in particular, the voltages to be output by the electrical circuit 4 can be much higher and can reach up to approximately ± 20 V.

Eine Periode beginnt mit einem Impuls, wenn mit einem Elektrodenpaar gearbeitet wird. Darauf kann eine große Zahl von weiteren Impulsen programmiert werden, deren Zahl lediglich durch den im Neurostimulator zur Verfügung stehenden Speicher begrenzt ist. Zwar begrenzt auch der im Steuergerät verfügbare Speicher die Anzahl von Impulsen, jedoch steht im Steuergerät ein um Größenordnungen umfangreicherer Speicher zur Verfügung, so dass dies nicht der begrenzende Faktor ist. Zur Stimulation können periodische und nicht-periodische Impulsfolgen verwendet werden. Hierzu werden vorzugsweise die in Fig. 7 dargestellten Datenstrukturen verwendet. Diese können auch vorteilhaft in einer objektorientierten Programmiersprache, wie beispielsweise C++, implementiert werden. A period begins with a pulse when working with a pair of electrodes. A large number of further pulses can be programmed thereon, the number of which is limited only by the memory available in the neurostimulator. The memory available in the control unit also limits the number of pulses, but the control unit has memory that is several orders of magnitude larger, so this is not the limiting factor. Periodic and non-periodic pulse sequences can be used for stimulation. The data structures shown in FIG. 7 are preferably used for this. These can also advantageously be implemented in an object-oriented programming language, such as C ++.

Jede der Datenstrukturen 70 bis 78 weist ein Feld mit der Bezeichnung "Art:" auf. Hierin ist ein eindeutiger Bezeichner der Datenstruktur - ohne die Buchstabenfolge "Art:" - gespeichert. Allerdings muss der Bezeichner nicht für sich genommen eindeutig sein. Vielmehr kann sich die Eindeutigkeit erst ergeben, wenn beispielsweise der Ort, an dem sich die Datenstruktur im Speicher befindet oder der Ort, an dem sich ein Verweis auf diese Datenstruktur befindet, hinzugenommen wird. Each of the data structures 70 to 78 has a field labeled "Type:". This contains a unique identifier for the data structure - without the letters "Type:". However, the identifier need not be unique in itself. Rather, the uniqueness can only arise if, for example, the location at which the data structure is located in the memory or the location at which a reference to this data structure is located is added.

So sind zur Beschreibung einer Impulsfolge die Datenstruktur 70 mit dem Bezeichner 0 und die Datenstruktur 78 mit dem Bezeichner 3 vorgesehen. Die Datenstrukturen 71 bis 74 mit den Bezeichnern 0 bis 3 sind lediglich zur Beschreibung von weiteren Impulsen, also mit Ausnahme des ersten Impulses im Zusammenhang mit der Datenstruktur 70 vorgesehen. The data structure 70 with the identifier 0 and the data structure 78 with the identifier 3 are provided for the description of a pulse sequence. The data structures 71 to 74 with the identifiers 0 to 3 are only provided for the description of further pulses, that is to say with the exception of the first pulse in connection with the data structure 70 .

In der bevorzugten Ausführungsform weist die Datenstruktur 70 einen Speicherplatz für die Frequenz oder die Periodendauer, für die Impulshöhe, für die Impulsbreite, für einen Verweis auf weitere Datenstrukturen und für einen Verweis auf die Form des Impulses auf. Die Frequenz ergibt sich als Kehrbruch aus der Impulsdauer, so dass entweder der eine oder der andere Wert gespeichert werden kann. Die Frequenz oder Impulsdauer, Impulshöhe und Impulsbreite brauchen nicht als SI-Einheiten gespeichert werden. Vielmehr können sie in geeigneter Weise skaliert, also mit einem Faktor multipliziert werden, so dass ihre Werte lediglich einen geringen Speicherbereich, wie beispielsweise 1 oder 2 Byte umfassen. Im Hinblick auf die Untergrenze des Frequenzbereich von 0,01 Hz kann die Frequenz in Einheiten von 0,01 Hz abgespeichert werden. Um Speicher zu sparen, kann ferner ein Funktionswert, wie beispielsweise der Logarithmus von Frequenz, Impulsdauer oder Impulshöhe, gespeichert werden. In the preferred embodiment, the data structure 70 has a storage location for the frequency or the period, for the pulse height, for the pulse width, for a reference to further data structures and for a reference to the shape of the pulse. The frequency results as a reverse break from the pulse duration, so that either one or the other value can be saved. The frequency or pulse duration, pulse height and pulse width do not need to be saved as SI units. Rather, they can be scaled in a suitable manner, that is to say multiplied by a factor, so that their values only comprise a small memory area, such as 1 or 2 bytes. With regard to the lower limit of the frequency range of 0.01 Hz, the frequency can be stored in units of 0.01 Hz. To save memory, a function value, such as the logarithm of frequency, pulse duration or pulse height, can also be stored.

Der Verweis "weitere?" kann einen Verweis auf eine der Datenstrukturen 71 bis 76 enthalten. Hier sei bemerkt, dass an dieser Stelle die Bezeichner 0 bis 5 eindeutig eine Datenstruktur angeben, da Verweise auf die Datenstrukturen 70 und 78 nicht vorgesehen sind. The reference "more?" may contain a reference to one of the data structures 71 to 76 . It should be noted here that the identifiers 0 to 5 clearly indicate a data structure at this point, since references to the data structures 70 and 78 are not provided.

Die Datenstrukturen 71 bis 74 beschreiben weitere rechteckförmige Impulse innerhalb eines Impulszyklus. Ein weiterer rechteckförmiger Impuls wird durch seine Anfangszeit, seine Impulshöhe und seine Impulsbreite beschrieben. Alle diese Angaben können jedoch nur in der Datenstruktur 74 gemacht werden. Die fehlenden Angaben in den Datenstrukturen 71 bis 73 werden aus den entsprechenden Angaben der Datenstruktur 70 ergänzt, so dass die Impulshöhe und die Impulsbreite in der Datenstruktur 70 die Bedeutung einer Standardimpulshöhe und einer Standardimpulsbreite haben. Die Datenstrukturen 71 bis 76 haben jeweils ein Feld mit der Bezeichnung "weitere?", in dem ein weiterer Verweis auf eine der Datenstrukturen 71 bis 76 gespeichert werden kann. Auf diese Art und Weise lässt sich eine beliebig lange Kette von Impulsen erzeugen. The data structures 71 to 74 describe further rectangular pulses within a pulse cycle. Another rectangular pulse is described by its start time, its pulse height and its pulse width. However, all of this information can only be given in the data structure 74 . The missing information in the data structures 71 to 73 is supplemented by the corresponding information in the data structure 70 , so that the pulse height and the pulse width in the data structure 70 have the meaning of a standard pulse height and a standard pulse width. The data structures 71 to 76 each have a field with the designation “further?” In which a further reference to one of the data structures 71 to 76 can be stored. In this way, an arbitrarily long chain of pulses can be generated.

Das "weitere?'-Feld der Datenstruktur, die den letzten Impuls beschreibt, enthält einen Wert, von dem bekannt ist, dass er nicht auf eine weitere Datenstruktur verweist. Dieser Wert wird in einigen Programmiersprachen als NULL bezeichnet und hat vorzugsweise den Wert 0. The "further?" Field of the data structure that describes the last impulse contains a value known to not apply to another data structure points. This value is referred to as NULL in some programming languages and preferably has the value 0.

Die Datenstrukturen 75 und 76 sind zur Beschreibung von nicht rechteckförmigen Impulsen vorgesehen. Vorzugsweise werden Signale verwendet, die natürlicherweise von Nerven erzeugt werden. Solche Signale sind nicht-linear, mehrphasisch, d. h. mehrere Phasen enthaltend und spikeartig. Beide Datenstrukturen 75 und 76 beinhalten das Feld "Anfangszeit". Es gibt wie in den Datenstrukturen 71 bis 74 die Zeit an, zu der der Impuls anfängt. Im Feld "Dauer" der Datenstruktur 75 wird die Länge des Impulses in Sekunden oder beliebigen anderen Einheiten angegeben. Der Verlauf des Impulses wird durch Pulscodemodulation angegeben. Dabei wird der Impuls aus n-Teilimpulsen zusammengesetzt. Der Wert n ist im nächsten Feld "Zahl der Teilimpulse" angegeben. In den nächsten n Feldern sind dann n Höhen für die jeweilige Impulshöhe der Teilimpulse angegeben. In einer anderen Datenstruktur kann im Feld "Dauer" anstelle der Dauer des Impulses auch die Dauer der Teilimpulse oder der Kehrwert der Dauer des Impulses oder der Teilimpulse angegeben sein. The data structures 75 and 76 are provided for the description of non-rectangular pulses. Signals that are naturally generated by nerves are preferably used. Such signals are non-linear, multi-phase, ie containing several phases and spike-like. Both data structures 75 and 76 contain the "start time" field. As in data structures 71 to 74, it indicates the time at which the pulse begins. In the "Duration" field of the data structure 75 , the length of the pulse is specified in seconds or any other unit. The course of the pulse is indicated by pulse code modulation. The pulse is composed of n sub-pulses. The value n is given in the next field "Number of partial pulses". In the next n fields, n heights are then given for the respective pulse height of the partial pulses. In another data structure, instead of the duration of the pulse, the duration of the partial pulses or the reciprocal of the duration of the pulse or partial pulses can also be specified in the "Duration" field.

Die Datenstruktur 76 ist ähnlich der Datenstruktur 75 aufgebaut. Jedoch wird im Feld "Abtastfrequenz" der Kehrwert der Dauer eines Teilimpulses angegeben. Darüber hinaus wird nicht die Zahl der Teilimpulse angegeben. Vielmehr wird eine besondere Höhe, vorzugsweise die größte oder niedrigste Höhe oder die Höhe 0 als Impulshöhe der Teilimpulse ausgeschlossen. Diese besondere Höhe schließt die Liste der Impulshöhen ab. The data structure 76 is constructed similarly to the data structure 75 . However, the reciprocal of the duration of a partial pulse is specified in the "sampling frequency" field. In addition, the number of partial pulses is not specified. Rather, a special height, preferably the largest or lowest height or the height 0, is excluded as the pulse height of the partial pulses. This particular height completes the list of pulse heights.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Anzahl von Teilimpulsen vorzugsweise auf 100 oder 1000 festgelegt. Bei dieser Ausführungsform entfällt das Feld "Zahl der Teilimpulse" in Datenstruktur 75 und das Feld "besondere Höhe" in Datenstruktur 76. In another preferred embodiment, the number of partial pulses is preferably set to 100 or 1000. In this embodiment, the "number of partial pulses" field in data structure 75 and the "special height" field in data structure 76 are omitted.

In der Datenstruktur 70 ist schließlich ein Feld "Form?" vorgesehen. Es kann einen Verweis auf die Datenstruktur 75 oder 76 enthalten. Enthält es einen solchen Verweis, so legen nicht die Felder "Impulshöhe" und "Impulsbreite" der Datenstruktur 70, sondern vielmehr die Datenstrukturen 75 und 76 die Form des entsprechenden Impulses fest. Das Feld "Form?' enthält den Wert NULL, um anzuzeigen, dass es keinen Verweis auf eine weitere Datenstruktur enthält. Finally, in the data structure 70 there is a "Form?" intended. It can contain a reference to data structure 75 or 76 . If it contains such a reference, it is not the "pulse height" and "pulse width" fields of the data structure 70 that determine the shape of the corresponding pulse, but rather the data structures 75 and 76 . The field 'shape?' contains the value NULL to indicate that it contains no reference to another data structure.

Die Datenstruktur 78 ist vorgesehen, um eine zufällige Impulsfolge mit wenigen Parametern festzulegen. Hier wird im Feld "mittlere Frequenz" die mittlere Frequenz der Impulse oder der Kehrbruch davon, nämlich der mittlere, zeitliche Abstand zwischen den Anfängen der Impulse festgelegt. Der tatsächliche Abstand zwischen den Anfängen der Impulse wird durch eine Zufallsfunktion bestimmt, die beispielsweise auf der Auswertung von weißem Rauschen basieren kann. Eine strenge Zufälligkeit ist jedoch meist nicht erforderlich, so dass der Zufallsfunktion auch mathematische Reihen zugrunde liegen können, die nur scheinbar zufällige Werte produzieren. Es kann eine weitere Datenstruktur ähnlich der Datenstruktur 78 vorgesehen sein, die zusätzlich eine Untergrenze und/oder eine Obergrenze für den Abstand zwischen den Anfängen der Impulse festlegt. Liefert die Zufallsfunktion einen unpassenden Wert, so wird dieser Wert verworfen und statt dessen ein weiterer Wert durch die Zufallsfunktion generiert. Die Bedeutung der Felder "Impulshöhe", "Impulsbreite" sowie "Form?" entspricht der der jeweiligen Felder in der Datenstruktur 70. The data structure 78 is provided in order to define a random pulse sequence with a few parameters. Here, the average frequency of the impulses or the reverse break thereof, namely the mean, time interval between the beginning of the impulses, is determined in the field "average frequency". The actual distance between the start of the pulses is determined by a random function, which can be based, for example, on the evaluation of white noise. However, strict randomness is usually not necessary, so that the random function can also be based on mathematical series that only produce seemingly random values. A further data structure similar to the data structure 78 can be provided, which additionally defines a lower limit and / or an upper limit for the distance between the start of the pulses. If the random function returns an unsuitable value, this value is discarded and another value is generated by the random function instead. The meaning of the fields "pulse height", "pulse width" and "shape?" corresponds to that of the respective fields in the data structure 70 .

Die Eingabe der Datenstruktur 70 kann beispielsweise durch Eingabedialog 80 oder einen ähnlichen Eingabedialog erfolgen. In den Eingabefeldern rechts neben den Worten "Wiederholungsfrequenz", "Impulsbreite" und "Impulshöhe" können Werte für die Felder "Frequenz", "Impulshöhe" bzw. "Impulsbreite" der Datenstruktur 70 eingegeben werden. Die Buttons mit den Aufschriften "Importieren", "O.K., weitere", "O.K., Ende" und "Abbrechen" können angeklickt werden. Beim Anklicken von "Importieren" öffnet sich ein üblicher Dateidialog, mit dem beispielsweise eine Wave-Datei (*.wav) importiert und in eine der Datenstrukturen 75 oder 76 eingelesen werden kann. Ein Verweis auf letztere Datenstruktur wird beim Schließen des Eingabedialogs 80 in das Feld "Form?" eingetragen. The data structure 70 can be entered, for example, using an input dialog 80 or a similar input dialog. In the input fields to the right of the words "repetition frequency", "pulse width" and "pulse height", values for the fields "frequency", "pulse height" and "pulse width" of the data structure 70 can be entered. The buttons labeled "Import", "OK, others", "OK, end" and "Cancel" can be clicked. When you click on "Import", a usual file dialog opens, with which, for example, a wave file (* .wav) can be imported and read into one of the data structures 75 or 76 . A reference to the latter data structure is entered in the "Form?" Field when the input dialog 80 is closed. entered.

Durch Klicken des "Abbrechen"-Buttons wird der Eingabedialog 80 geschlossen, ohne dass die eingegebenen Werte in einer Datenstruktur 70 gespeichert werden. Wird der "O.K., Ende"-Button angeklickt, wird der Eingabedialog geschlossen und die eingegebenen Parameter in den entsprechenden Feldern einer Datenstruktur 70 gespeichert. Diese Schritte werden auch beim Anklicken des Buttons "O.K., weitere" ausgeführt. Zusätzlich wird ein neuer Eingabedialog geöffnet. Er dient zur Eingabe einer der Datenstrukturen 70 bis 74 und unterscheidet sich vom Eingabedialog 80 vorzugsweise dadurch, dass das Wort "Wiederholungsfrequenz" durch "Anfangszeit" ersetzt ist. By clicking the "Cancel" button, the input dialog 80 is closed without the entered values being saved in a data structure 70 . If the "OK, end" button is clicked, the input dialog is closed and the entered parameters are saved in the corresponding fields of a data structure 70 . These steps are also carried out when the "OK, further" button is clicked. In addition, a new input dialog is opened. It is used to enter one of the data structures 70 to 74 and preferably differs from the input dialog 80 in that the word "repetition frequency" is replaced by "start time".

Wird in diesem Eingabedialog keine Impulsbreite oder die gleiche Impulsbreite wie in die Datenstruktur 70 eingegeben, so wird beim Schließen dieses Eingabedialogs vorzugsweise eine der Datenstrukturen 72 oder 73 angelegt. Wird keine Impulshöhe oder die identische Impulshöhe wie in der Datenstruktur 70 eingegeben, so wird vorzugsweise eine der Datenstrukturen 71 oder 72 angelegt. Wird über den "Importieren"-Button eine Impulsform eingelesen, so wird eine der Datenstrukturen 75 oder 76 anstelle der Datenstrukturen 71 oder 74 beim Schließen des Dialogs angelegt. If no pulse width or the same pulse width as in the data structure 70 is entered in this input dialog, one of the data structures 72 or 73 is preferably created when this input dialog is closed. If no pulse height or the identical pulse height as in the data structure 70 is entered, one of the data structures 71 or 72 is preferably created. If a pulse shape is read in via the "Import" button, one of the data structures 75 or 76 is created instead of the data structures 71 or 74 when the dialog is closed.

Durch diese Bedienungsführung ist die Bedienperson nicht gezwungen, die Impulse in ihrer zeitlichen Reihenfolge einzugeben. Es wird deshalb vorzugsweise im Steuergerät eine Sortierfunktion vorgesehen, die die Datenstrukturen so sortiert, dass ein Verweis im Feld "weitere?" einer Datenstruktur auf eine Datenstruktur mit einer späteren Anfangszeit zeigt. Auf diese Weise wird der Neurostimulator beim Auswerten der Datenstrukturen nicht gezwungen, nach jedem Impuls die verbleibende Liste nach dem nächsten Impuls zu durchsuchen. Vor dem Sortierschritt wird überprüft, ob die Anfangszeiten der Impulse noch innerhalb einer Periode liegen. Wurde eine größere Anfangszeit als die Periodendauer angegeben, so wird von der Anfangszeit die Periodendauer solange abgezogen, bis die Anfangszeit zwischen 0 und der Periodendauer liegt. Dies kann durch eine Modul-Funktion realisiert werden. With this operation, the operator is not forced to Enter impulses in their chronological order. It will therefore preferably a sorting function is provided in the control device, which the Data structures sorted in such a way that a reference in the field "further?" one Data structure points to a data structure with a later start time. On the neurostimulator does not become this way when evaluating the data structures forced after each pulse the remaining list after the next Search impulse. Before the sorting step, it is checked whether the The starting times of the pulses are still within a period. Became a longer than the period specified, the The period is deducted until the start time is between 0 and the period. This can be done through a module function will be realized.

Überlappen sich zwei Impulse, so wird die Impulshöhe des Impulses mit der späteren Anfangszeit ausgegeben. In einer anderen Ausführungsform werden im Überlappungsbereich die Impulshöhen der sich überlappenden Impulse addiert. Dies erfordert jedoch eine höhere Rechenleistung, was wiederum zu einem höheren Stromverbrauch führt. If two impulses overlap, the impulse height of the impulse is equal to issued later starting time. In another embodiment, in Overlap area adds the pulse heights of the overlapping pulses. However, this requires higher computing power, which in turn leads to a leads to higher power consumption.

Eine Impulsfolge kann anstelle der Datenstruktur 70 auch lediglich durch eine Datenstruktur 75 oder eine Datenstruktur 76 festgelegt werden. Hierbei entspricht die in der Datenstruktur 75 angegebene Dauer der Periodendauer. Die Periodendauer ergibt sich bei Datenstruktur 76 aus der Zahl der Teilimpulse geteilt durch die Abtastfrequenz. Soll hier mit einer konstanten Zahl von Teilimpulsen oder Stützstellen gearbeitet werden, so wird eine Zahl von 1000 bevorzugt. Instead of the data structure 70 , a pulse sequence can also only be defined by a data structure 75 or a data structure 76 . The duration specified in data structure 75 corresponds to the period. The period duration in data structure 76 results from the number of partial pulses divided by the sampling frequency. If a constant number of partial pulses or support points is to be used here, a number of 1000 is preferred.

Soll das Steuergerät über einen Neurostimulator mehrere Elektroden steuern, so wird die Datenstruktur 70 um ein Feld "Anfangszeit" ergänzt. Der erste Impuls fängt dann nicht mehr am Anfang einer Impulsperiode, sondern zur Anfangszeit an. Auf diese Weise können für mehrere Elektroden Impulsfolgen mit einer unterschiedlichen Phasenlage definiert werden. Für jede Impulsfolge wird eine Datenstruktur 70 oder 78 angelegt. Vorzugsweise kann eine Auswahl der periodischen Datenstrukturen im Display der Steuereinrichtung 24 angezeigt werden. Hierbei werden die einzelnen Impulsfolgen in in der Höhe gegeneinander versetzten Diagrammen mit einer gemeinsamen Zeitachse und/oder in unterschiedlichen Farben dargestellt. Es ist eine Funktion vorgesehen, um alle oder ausgewählte Impulsfolgen in der Höhe und/oder auf der Zeitachse zu stauchen und zu strecken. If the control device is to control a plurality of electrodes via a neurostimulator, the data structure 70 is supplemented by a “start time” field. The first pulse then no longer begins at the beginning of a pulse period, but at the beginning. In this way, pulse sequences with a different phase position can be defined for several electrodes. A data structure 70 or 78 is created for each pulse sequence. A selection of the periodic data structures can preferably be shown on the display of the control device 24 . The individual pulse sequences are shown in height-offset diagrams with a common time axis and / or in different colors. A function is provided to compress and stretch all or selected pulse sequences in height and / or on the time axis.

Der Eingabedialog 80 kann auf das Anklicken eines Menüpunkts eines Drop- Down-Menüs 91 hin geöffnet werden, wobei das Drop-Down-Menü auf das Auswählen eines Menüpunkts in einer Menüleiste 91 hin geöffnet wird. The input dialog 80 can be opened by clicking on a menu item of a drop-down menu 91 , the drop-down menu being opened upon selection of a menu item in a menu bar 91 .

Die Datenstrukturen 70 bis 78 werden auch verwendet, um die Information über die zu erzeugenden Impulse vom Steuergerät zum Neurostimulator zu übertragen. Bei der Programmierung des Steuergeräts wird ein Verweis, vorzugsweise durch einen Pointer oder auch durch einen Handle, implementiert. The data structures 70 to 78 are also used to transmit the information about the pulses to be generated from the control device to the neurostimulator. When programming the control unit, a reference is implemented, preferably by means of a pointer or also by a handle.

Dabei gibt ein Pointer eine feste Adresse im Arbeitsspeicher an, während ein Handle (Deutsch: Griff) einen Bezeichner für einen verschiebbaren Speicherbereich darstellt. Bei der Datenübertragung vom Steuergerät zum Neurostimulator gibt der Verweis vorzugsweise die Menge von Daten an, die zwischen dem Beginn des Verweises und dem Datenpaket mit der Datenstruktur, auf die der Verweis zeigt, angibt. Die Menge von Daten wird dabei vorzugsweise in Bit, Byte oder ganzzahligen Vielfachen davon angegeben. A pointer specifies a fixed address in the working memory while a Handle (German: Griff) an identifier for a movable Represents memory area. When transferring data from the control unit to Neurostimulator, the reference preferably indicates the amount of data that between the beginning of the reference and the data packet with the Data structure to which the reference points. The amount of data is included preferably specified in bits, bytes or integer multiples thereof.

Die Erfindung wurde zuvor anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Deshalb wird der Schutzbereich durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente festgelegt wird. Bezugszeichenliste 1 Neurostimulator
2 Applikationseinrichtung
3 Applikationselektroden
4 elektronische Schaltung
5 zentrale Verarbeitungseinheit
6 Digital-Analog-Wandler
7 Analog-Digital-Wandler
8 Leuchtdiode (LED)
9 Photodiode
10 Antenne
11 Sensorelektroden
12 Mikrophon
13 piezoresistive Schuheinlagen
14 Beschleunigungssensor
15 Gyroskop
16 Versorgungs- und Kommunikationsleitung
17 Analog-Digital-Wandler
18 Kondensator
19 Treiber
20 Kondensator
21 Spule
22 Kondensator
23 Batterie
24 Laptop
25 Antenne
26 Leuchtdiode (LED)
27 Photodiode
40 Kanüle
41 Drähte
43 Nervengewebe
44 Applikationselektroden
45 Kopfhaut
46 zu implantierendes Ende
47 herausführendes Ende
50 Netzelektrode
51 Elektroden
52 Träger
53 Kontaktstellen
54 integrierte Schaltung
60 Zeitanalyse
61 Spannungsachse
62 Impuls
70-78 Datenstrukturen
80 Eingabedialog
90 Menüleiste
91 Drop-Down-Menü
The invention was previously explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of protection is determined by the following claims and their equivalents. LIST OF REFERENCES 1 neurostimulator
2 application device
3 application electrodes
4 electronic circuit
5 central processing unit
6 digital-to-analog converters
7 analog-to-digital converters
8 light emitting diode (LED)
9 photodiode
10 antenna
11 sensor electrodes
12 microphone
13 piezoresistive shoe inserts
14 acceleration sensor
15 gyroscope
16 Supply and communication line
17 analog-to-digital converters
18 capacitor
19 drivers
20 capacitor
21 coil
22 capacitor
23 battery
24 laptop
25 antenna
26 light emitting diode (LED)
27 photodiode
40 cannula
41 wires
43 nerve tissue
44 application electrodes
45 scalp
46 end to be implanted
47 leading end
50 mesh electrode
51 electrodes
52 carriers
53 contact points
54 integrated circuit
60 time analysis
61 tension axis
62 impulse
70-78 data structures
80 Entry dialog
90 menu bar
91 drop-down menu

Claims (33)

1. Neurostimulator (1) mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Applikationselektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Applikationseinrichtung eine Pinselelektrode ist, die aus einer Kanüle (40) und Drähten (41) besteht, wobei die Kanüle (40) zumindest teilweise in den Körper eines Patienten implantierbar ist und ein zu implantierendes Ende (46) sowie ein aus dem Körper herausführendes Ende (47) aufweist, wobei die Drähte über das zu implantierende Ende der Kanüle hinaus in das zu stimulierende Nervengewebe hineingeschoben werden können und das gewebeseitige Ende der Drähte Applikationselektroden bildet, wobei die Drähte in der Kanüle gegeneinander isoliert sind, damit die elektronische Schaltung jedem Draht ein unterschiedliches elektrisches Signal zuführen kann.
1. Neurostimulator ( 1 ) with:
an application device ( 2 ) which comprises at least one application electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ),
characterized in that
the application device is a brush electrode consisting of a cannula ( 40 ) and wires ( 41 ), the cannula ( 40 ) being at least partially implantable in a patient's body and an end ( 46 ) to be implanted and an end leading out of the body ( 47 ), the wires being able to be pushed beyond the end of the cannula to be implanted into the nerve tissue to be stimulated and the tissue-side end of the wires forming application electrodes, the wires in the cannula being insulated from one another so that the electronic circuitry connects each wire can supply different electrical signal.
2. Neurostimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (40) aus einem elektrisch leitenden Material besteht und mit der elektronischen Schaltung (4) verbunden ist und als zusätzliche Applikationselektrode nutzbar ist. 2. Neurostimulator according to claim 1, characterized in that the cannula ( 40 ) consists of an electrically conductive material and is connected to the electronic circuit ( 4 ) and can be used as an additional application electrode. 3. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2) und
einer elektronischen Schaltung (4, 54),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Applikationseinrichtung aus einer Netzelektrode (50) besteht, wobei die Netzelektrode flächig ausgebildet ist und eine Vielzahl einzelner, gegeneinander isolierter und damit getrennt von der elektrischen Schaltung (4, 54) ansteuerbarer Applikationselektroden (51) aufweist, die mit der elektrischen Schaltung elektrisch verbunden sind.
3. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) and
an electronic circuit ( 4 , 54 ),
characterized in that
the application device consists of a network electrode ( 50 ), the network electrode being flat and having a large number of individual application electrodes ( 51 ) which are insulated from one another and can thus be controlled separately from the electrical circuit ( 4 , 54 ) and which are electrically connected to the electrical circuit ,
4. Neurostimulator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (4, 54) in die Netzelektrode (50) integriert ist. 4. Neurostimulator according to claim 3, characterized in that the electronic circuit ( 4 , 54 ) in the network electrode ( 50 ) is integrated. 5. Neurostimulator gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung über Drähte (16) mit einer Energiequelle außerhalb des Körpers verbindbar ist und von der Energiequelle mit Energie versorgt werden kann. 5. Neurostimulator according to claim 4, characterized in that the electronic circuit can be connected via wires ( 16 ) to an energy source outside the body and can be supplied with energy from the energy source. 6. Neurostimulator gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung einen Sender (19) und/oder Empfänger (17) aufweist, so dass sie über die Drähte (16) zur Energiequelle auch Daten schicken oder empfangen kann. 6. Neurostimulator according to claim 5, characterized in that the electronic circuit has a transmitter ( 19 ) and / or receiver ( 17 ) so that it can also send or receive data via the wires ( 16 ) to the energy source. 7. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Applikationselektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4), die die Applikationselektrode (3) der Applikationseinrichtung mitelektrischen Signalen ansteuert,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode der Applikationseinrichtung bestimmt und geeignet ist, das Gleichgewichtsorgan zu stimulieren.
7. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) which comprises at least one application electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ) which controls the application electrode ( 3 ) of the application device with electrical signals,
characterized in that the electrode of the application device is determined and is suitable for stimulating the balance organ.
8. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Applikationselektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4), die der Elektrode (3) der Applikationseinrichtung elektrische Signale zuführt, Signale eines Sensors (11, 12, 13, 14, 15) empfängt und die elektrischen Signale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor bestimmt und geeignet ist, EMG-Signale oder EEG-Signale zu messen.
8. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) which comprises at least one application electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ) which supplies electrical signals to the electrode ( 3 ) of the application device, receives signals from a sensor ( 11 , 12 , 13 , 14 , 15 ) and controls the electrical signals as a function of the sensor signals,
characterized in that the sensor is determined and suitable for measuring EMG signals or EEG signals.
9. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Elektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4), die der Elektrode (3) der Applikationseinrichtung elektrische Signale zuführt, Signale eines Sensors (11, 12, 13, 14, 15) empfängt und die elektrischen Signale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Mikrophon (12) ist.
9. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) comprising at least one electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ) which supplies electrical signals to the electrode ( 3 ) of the application device, receives signals from a sensor ( 11 , 12 , 13 , 14 , 15 ) and controls the electrical signals as a function of the sensor signals,
characterized in that the sensor is a microphone ( 12 ).
10. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Elektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4), die der Elektrode (3) der Applikationseinrichtung elektrische Signale zuführt, Signale eines Sensors (11, 12, 13, 14, 15) empfängt und die elektrischen Signale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor geeignet ist, mittels implantierter Elektroden(11) elektrische Signale am Gleichgewichtsorgan abzugreifen.
10. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) comprising at least one electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ) which supplies electrical signals to the electrode ( 3 ) of the application device, receives signals from a sensor ( 11 , 12 , 13 , 14 , 15 ) and controls the electrical signals as a function of the sensor signals,
characterized in that the sensor is suitable for tapping electrical signals at the equilibrium organ by means of implanted electrodes ( 11 ).
11. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Elektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4), die der Elektrode (3) der Applikationseinrichtung elektrische Signale zuführt, Signale eines Sensors (11, 12, 13, 14, 15) empfängt und die elektrischen Signale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) ein Signal aufnimmt, das mit der Kraft in einem monotonen Zusammenhang stehen kann, die über die Füße eines Patienten auf den Untergrund übertragen wird.
11. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) comprising at least one electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ) which supplies electrical signals to the electrode ( 3 ) of the application device, receives signals from a sensor ( 11 , 12 , 13 , 14 , 15 ) and controls the electrical signals as a function of the sensor signals,
characterized in that the sensor ( 13 ) picks up a signal which can be in a monotonous relationship with the force which is transmitted to the ground via the feet of a patient.
12. Neurostimulator gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft durch piezoelektrische oder piezoresistive Schuheinlagen (13) gemessen wird. 12. Neurostimulator according to claim 11, characterized in that the force is measured by piezoelectric or piezoresistive shoe inserts ( 13 ). 13. Neurostimulator mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Elektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4), die der Elektrode (3) der Applikationseinrichtung elektrische Signale zuführt, Signale eines Sensors (11, 12, 13, 14, 15) empfängt und die elektrischen Signale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Goniometer, ein Beschleunigungssensor (14) oder ein Drehratensensor (15) ist.
13. Neurostimulator with:
an application device ( 2 ) comprising at least one electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ) which supplies electrical signals to the electrode ( 3 ) of the application device, receives signals from a sensor ( 11 , 12 , 13 , 14 , 15 ) and controls the electrical signals as a function of the sensor signals,
characterized in that the sensor is a goniometer, an acceleration sensor ( 14 ) or a rotation rate sensor ( 15 ).
14. Neurostimulator gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Gyroskop (15) ist. 14. Neurostimulator according to claim 13, characterized in that the sensor is a gyroscope ( 15 ). 15. Neurostimulator nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung über eine Funkverbindung (10, 25) Steuerbefehle erhält, wobei die Funkverbindung gemäß dem Bluetooth-Standard arbeitet. 15. Neurostimulator according to one of the above claims, characterized in that the electrical circuit receives control commands via a radio link ( 10 , 25 ), the radio link working according to the Bluetooth standard. 16. Neurostimulator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne für die Funkverbindung möglichst nahe der Körperoberfläche, aber unter der Haut, implantiert wird. 16. Neurostimulator according to claim 15, characterized in that the Antenna for the radio connection as close as possible to the body surface, however under the skin. 17. Neurostimulator nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung über ein optische Schnittstelle (9, 26), vorzugsweise eine Infrarotschnittstelle, Steuerbefehle erhält. 17. Neurostimulator according to one of the above claims, characterized in that the electronic circuit receives control commands via an optical interface ( 9 , 26 ), preferably an infrared interface. 18. Neurostimulator nach einem der Ansprüche 8 bis 14 sowie 15 bis 17, soweit sie sich auf die Ansprüche 8 bis 14 rückbeziehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Neurostimulator eine Sendeeinrichtung zum Senden von gemessenen Sensordaten über Funk (10, 25) oder Licht (8, 27), vorzugsweise Infrarot, aufweist. 18. Neurostimulator according to one of claims 8 to 14 and 15 to 17, insofar as they refer to claims 8 to 14, characterized in that the neurostimulator has a transmitting device for transmitting measured sensor data via radio ( 10 , 25 ) or light ( 8 , 27 ), preferably infrared. 19. Neurostimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung einen Betriebsmodus aufweist, in dem ein Teil der Applikationselektroden (3) als Sensorelektroden verwendet wird. 19. Neurostimulator according to one of claims 1 to 7 and claim 18, characterized in that the electrical circuit has an operating mode in which a part of the application electrodes ( 3 ) is used as sensor electrodes. 20. Neurostimulator (1) mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Applikationselektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4),
dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (4) einen Prozessor (5) und einen Speicher (5) umfasst, wobei im Speicher ein Signalverlauf mit mehr als einem Impuls pro Periodendauer gespeichert werden kann und auch dieser Signalverlauf über die Elektrode ausgegeben werden kann.
20. Neurostimulator ( 1 ) with:
an application device ( 2 ) which comprises at least one application electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ),
characterized in that the electronic circuit ( 4 ) comprises a processor ( 5 ) and a memory ( 5 ), wherein a signal curve with more than one pulse per period can be stored in the memory and this signal curve can also be output via the electrode.
21. Neurostimulator (1) mit:
einer Applikationseinrichtung (2), die mindestens eine Applikationselektrode (3) umfasst, und
einer elektronischen Schaltung (4),
dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung einen Prozessor (5) und einen Speicher (5) umfasst, wobei im Speicher Informationen über einen aperiodischen Signalverlauf mit einer Vielzahl von Impulsen gespeichert werden können.
21. Neurostimulator ( 1 ) with:
an application device ( 2 ) which comprises at least one application electrode ( 3 ), and
an electronic circuit ( 4 ),
characterized in that the electronic circuit comprises a processor ( 5 ) and a memory ( 5 ), wherein information about an aperiodic signal curve with a large number of pulses can be stored in the memory.
22. Neurostimulator, dadurch gekennzeichnet, dass er durch mechanische Ankopplung, magnetische Ankopplung, chemische Ankopplung oder thermische Ankopplung einen Reiz erzeugt. 22. Neurostimulator, characterized in that it is characterized by mechanical Coupling, magnetic coupling, chemical coupling or thermal coupling creates a stimulus. 23. Steuergerät (24) für einen Neurostimulator (1) mit:
einem Speicher,
einem Prozessor, und
einer Schnittstelle (10, 25, 9, 26) zu dem Neurostimulator, gekennzeichnet durch
eine Eingabeeinrichtung (70-76, 80, 90), mit der ein periodischer Signalverlauf mit mehr als einem Impuls pro Periodendauer eingegeben werden kann.
23. Control device ( 24 ) for a neurostimulator ( 1 ) with:
a memory,
a processor, and
an interface ( 10 , 25 , 9 , 26 ) to the neurostimulator, characterized by
an input device ( 70-76 , 80 , 90 ) with which a periodic signal curve with more than one pulse per period can be input.
24. Steuergerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher Programmabschnitte abgelegt sind, um im Speicher des Steuergerätes eine Datenstruktur (70) zu speichern, die die Periodendauer des periodischen Signals, eine Standardimpulsbreite, die gleich der Impulsbreite des ersten Impulses ist, eine Standardimpulshöhe, die gleich der Impulshöhe des ersten Impulses ist, sowie ein Speicherplatz für einen Verweis auf eine weitere Datenstruktur enthält, wobei die Periodendauer die Standardimpulsbreite und -höhe sowie der Verweis durch eine Eingabeeinrichtung eingebbar sind. 24. Control unit according to claim 23, characterized in that program sections are stored in the memory in order to store a data structure ( 70 ) in the memory of the control unit, the data representing the period of the periodic signal, a standard pulse width which is equal to the pulse width of the first pulse Standard pulse height, which is equal to the pulse height of the first pulse, and contains a memory space for a reference to a further data structure, the period of the standard pulse width and height and the reference can be entered by an input device. 25. Steuergerät nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher des Steuergeräts Programmschritte abgelegt sind, um eine Datenstruktur (71-74) im Speicher zu speichern, die die Anfangszeit für den Beginn eines Impulses nach dem Beginn einer Periode, die Impulsdauer des Impulses, die Impulshöhe und/oder einen Speicherplatz für einen Verweis auf eine weitere Datenstruktur umfasst. 25. Control device according to claim 23 or 24, characterized in that program steps are stored in the memory of the control device in order to store a data structure ( 71-74 ) in the memory which contains the starting time for the beginning of a pulse after the beginning of a period, the pulse duration of the pulse, the pulse height and / or a storage space for a reference to a further data structure. 26. Steuergerät (24) für einen Neurostimulator (1) mit:
einem Speicher,
einem Prozessor,
einer Schnittstelle (10, 25, 9, 26) zu dem Neurostimulator, gekennzeichnet durch
eine Eingabeeinrichtung (78, 90, 91), mit der ein aperiodischer Signalverlauf eingegeben werden kann.
26. Control device ( 24 ) for a neurostimulator ( 1 ) with:
a memory,
a processor,
an interface ( 10 , 25 , 9 , 26 ) to the neurostimulator, characterized by
an input device ( 78 , 90 , 91 ) with which an aperiodic signal curve can be input.
27. Steuergerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der aperiodische Signalverlauf durch eine mittlere Frequenz der Impulse, der Impulshöhe und der Impulsbreite bestimmt wird, wobei die Parameter durch die Eingabeeinrichtung eingebbar sind und in einer Datenstruktur (78) gespeichert werden. 27. Control device according to claim 26, characterized in that the aperiodic signal curve is determined by an average frequency of the pulses, the pulse height and the pulse width, wherein the parameters can be entered by the input device and are stored in a data structure ( 78 ). 28. Steuergerät nach einem der Ansprüche 24 oder 25 dadurch gekennzeichnet, dass die Datenstrukturen ferner einen Speicherplatz umfassen, in dem ein Verweis auf eine weitere Datenstruktur gespeichert werden kann, die Daten über die Form des entsprechenden Impulses enthält. 28. Control device according to one of claims 24 or 25 thereby characterized in that the data structures also have a storage space include, in which a reference to another data structure is stored can be the data on the shape of the corresponding pulse contains. 29. Steuergerät nach einem der Ansprüche 24, 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schnittstelle zum Neurostimulator die gespeicherten Datenstrukturen übertragen werden. 29. Control device according to one of claims 24, 27 or 28, characterized characterized that via the interface to the neurostimulator stored data structures are transferred. 30. Datenübertragungsverfahren von einem Steuergerät (24) zu einem Neurostimulator (1) mit den Schritten:
Übertragen der Periodendauer oder einer entsprechenden Frequenz,
Übertragen von Daten, die eine Standardimpulsform festlegen, wie beispielsweise die Breite oder Höhe der Impulse, gekennzeichnet durch den Schritt:
Übertragen eines Verweises auf ein Datenpaket, das Informationen über den Beginn eines weiteren Impulses enthält, oder Übertragen der Information, dass kein weiteres Datenpaket folgt.
30. Data transmission method from a control device ( 24 ) to a neurostimulator ( 1 ) with the steps:
Transmission of the period duration or a corresponding frequency,
Transfer of data defining a standard pulse shape, such as the width or height of the pulses, characterized by the step:
Transferring a reference to a data packet that contains information about the start of a further pulse, or transferring the information that no further data packet follows.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Verweis auf ein weiteres Datenpaket die Menge von Daten angibt, die zwischen dem Beginn des Verweises und dem weiteren Datenpaket übertragen werden. 31. The method according to claim 30, characterized in that the reference on another data packet indicates the amount of data between the beginning of the reference and the further data packet become. 32. Datenübertragungsverfahren von einem Steuergerät zu einem Neurostimulator mit dem Schritt:
Übertragen von Daten (78), die eine aperiodische Impulsform festlegen.
32. Data transmission method from a control device to a neurostimulator with the step:
Transmitting data ( 78 ) defining an aperiodic pulse shape.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Impulsfrequenz übertragen wird. 33. The method according to claim 32, characterized in that a medium Pulse frequency is transmitted.
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