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用于使用脊髓电图来选择神经调节参数的系统的制作方法

2022-02-21 04:47:06 来源:中国专利 TAG:
用于使用脊髓电图来选择神经调节参数的系统1.优先权要求2.本技术根据35u.s.c.§119(e)要求于2019年4月4日提交的美国临时专利申请序列号62/829,186的优先权权益,该专利申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
:3.本文件总体上涉及神经调节,并且更特别地,涉及一种用于使用脊髓电图(esg)来自动选择用于神经调节的刺激参数的方法和系统。
背景技术
::4.神经刺激(也称为神经调节)已经被提出为用于许多病症的治疗。神经刺激的示例包括脊髓刺激(spinalcordstimulation,scs)、脑深部刺激(deepbrainstimulation,dbs)、末梢神经刺激(peripheralnervestimulation,pns)和功能性电刺激(functionalelectricalstimulation,fes)。可植入神经刺激系统已被应用于递送这种治疗。一种可植入神经刺激系统可以包括可植入神经刺激器(其也可以被称为可植入脉冲发生器(implantablepulsegenerator,ipg))以及各自包括一个或多个电极的一个或多个可植入引线。可植入神经刺激器器通过放置在神经系统中的目标部位上或附近的一个或多个电极递送神经刺激能量。外部编程设备用于利用控制神经刺激能量的递送的刺激参数对可植入神经刺激器进行编程。5.在一个示例中,神经刺激能量以电脉冲的形式递送。使用指定电脉冲的模式的空间(在哪里刺激)、时间(何时刺激)和信息(引导神经系统根据期望做出响应的脉冲模式)方面的刺激参数来控制递送。通过基于患者的病症和治疗目标确定这些刺激参数,可以提高某些神经刺激治疗的功效和效率,并且可以减少它们的副作用。虽然现代电子设备可以适应用于生成复杂脉冲模式的需要,但是神经刺激系统的能力取决于如何为患者确定和调节限定这种脉冲模式的刺激参数,以确保在应用于患者时使用神经刺激的治疗的功效和效率。技术实现要素:6.用于通过多个电极向具有脊髓的患者递送神经刺激能量的系统的示例(例如,“示例1”)可以包括一种刺激控制电路,该刺激控制电路可以被配置为根据多个神经刺激测试模式中的每个测试模式来控制神经刺激能量的递送。刺激控制电路可以包括感测输入、测量电路和选择电路。感测输入可以被配置成接收记录了来自脊髓的电活动的脊髓电图(esg)信号。电活动包括对所递送的神经刺激能量的响应。测量电路可以被配置为使用所接收的esg信号为多个神经刺激测试模式中的每个测试模式确定一个或多个响应参数。一个或多个响应参数各自指示对所递送的神经刺激能量的响应的一个或多个特性。选择电路可以被配置为基于一个或多个响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。该选择可以包括从多个刺激测试模式中的多种类型刺激波形中选择一种类型的刺激波形。7.在示例2中,示例1的主题可以可选地被配置成使得选择电路被配置成周期性地或者响应于对选择更新的需要被标识,从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。8.在示例3中,示例1和2中的任何一个或任意组合的主题可以可选地被配置成使得测量电路被配置成确定一个或多个响应参数中的一个或多个神经响应参数,并且选择电路被配置成基于一个或多个神经响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。一个或多个神经响应参数各自指示所诱发的响应的一个或多个特性,所诱发的响应各自是由所递送的神经刺激能量诱发的神经响应,9.在示例4中,示例1至3中的任何一个或任意组合的主题可以可选地被配置成使得神经刺激测试模式各自由一个或多个波形限定,一个或多个波形各自指定包括该类型的刺激波形的神经调节能量的时间模式,并且多种类型的刺激波形包括主动再充电波形。10.在示例5中,示例1至4中的任何一个或任意组合的主题可以可选地被配置成使得神经刺激模式各自由一个或多个场限定,一个或多个场各自指定多个电极上的神经刺激能量的空间分布。11.在示例6中,示例3至5中的任何一个或任意组合的主题可以可选地被配置成使得测量电路还被配置成确定各自对应于多个神经刺激测试模式中的测试模式的一个或多个神经响应参数的值,并且选择电路还被配置成通过选择对应于根据一个或多个选择标准标识的所确定的值中的值的测试模式来选择神经刺激治疗模式。12.在示例7中,示例6的主题可以可选地被配置成使得选择电路被配置成通过选择对应于从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识的最大的所诱发的响应的测试模式来选择神经刺激治疗模式。13.在示例8中,示例7的主题可以可选地被配置成使得测量电路还被配置成确定一个或多个神经响应参数的曲线面积。曲线面积是在指定时间间隔内esg信号和基线之间的面积。14.在示例9中,示例7的主题可以可选地被配置成使得测量电路还被配置成确定一个或多个神经响应参数的曲线长度。曲线长度是指定时间间隔内所诱发的响应的持续时间。15.在示例10中,示例7的主题可以可选地被配置成使得测量电路还被配置成确定一个或多个神经响应参数的峰间幅值。峰间幅值是esg信号中的两个指定类型的峰的幅值之间的差。16.在示例11中,示例7的主题可以可选地被配置成使得测量电路还被配置成产生所接收的esg信号的导数,并且还被配置成使用所接收的esg信号的所产生的导数来确定一个或多个附加神经响应参数。一个或多个附加神经响应参数各自指示所诱发的响应的一个或多个另外的特性。17.在示例12中,示例6至11中的任何一个或任意组合的主题可以可选地被配置成使得选择电路被配置成通过选择对应于从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识的最大疼痛-感觉异常重叠的测试模式来选择神经刺激治疗模式。18.在示例13中,示例12的主题可以可选地被配置成使得选择电路被配置成将所接收的esg信号与先前记录的esg信号进行比较,以基于与对应于最大疼痛-感觉异常重叠的先前记录的esg信号的部分的相似性来标识测试模式。19.在示例14中,示例1至13中的任何一个或任意组合的主题可以可选地被配置为使得刺激控制电路还被配置为根据所选择的神经刺激治疗模式来控制神经刺激能量的递送,并且还包括调节电路,该调节电路被配置为基于在根据神经刺激治疗模式的神经刺激能量的递送已经开始之后测量的一个或多个神经响应参数来调节所选择的神经刺激治疗模式的一个或多个刺激参数。20.在示例15中,示例14的主题可以可选地被配置成使得调节电路还被配置成调节所选择的神经刺激治疗模式的一个或多个刺激参数,使得经调节的一个或多个刺激参数中的每一个的值保持在指定范围内。21.还提供了用于通过多个电极向具有脊髓的患者递送神经刺激能量的方法的示例(例如,“示例16”)。该方法可以包括:根据多个神经刺激测试模式中的每个测试模式来控制神经刺激能量的递送;接收作为来自脊髓的电活动记录的脊髓电图(esg);使用所接收的esg信号确定多个神经刺激测试模式中的每个测试模式的一个或多个响应参数;以及基于一个或多个响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。电活动包括对所递送的神经刺激能量的响应。一个或多个响应参数各自指示对所递送的神经刺激能量的响应的一个或多个特性。该选择可以包括从多个刺激测试模式中的多种类型刺激波形中选择一种类型的刺激波形。22.在示例17中,如示例16中发现的确定一个或多个响应参数的主题可以可选地包括确定一个或多个神经响应参数,该一个或多个神经响应参数各自指示所诱发的响应的一个或多个特性,所诱发的响应各自是由所递送的神经刺激能量诱发的神经响应,并且如示例16中发现的选择神经刺激治疗模式的主题可以可选地包括基于一个或多个神经响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。23.在示例18中,如示例16和17的任何一个或任何组合中发现的选择神经刺激治疗模式的主题可以可选地包括选择指定包括该类型的刺激波形的神经调节能量的时间模式的波形,并且多种类型的刺激波形包括主动再充电波形。24.在示例19中,如示例16至18中的任何一个或任何组合中发现的选择神经刺激治疗模式的主题可以可选地包括选择指定多个电极上的神经刺激能量的空间分布的场。25.在示例20中,如示例17至19的任何一个或任何组合中发现的确定一个或多个神经响应参数的主题可以可选地包括确定各自对应于多个神经刺激测试模式中的测试模式的一个或多个神经响应参数的值,并且如在示例17至19中的任何一个或任何组合中发现的选择神经刺激治疗模式的主题可以可选地包括选择对应于所确定的值中的指示对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中的最大诱发的响应的值的测试模式。26.在示例21中,如示例17至20中的任何一个或任意组合中发现的确定一个或多个神经响应参数的主题可以可选地包括确定作为在指定时间间隔上在esg信号和基线之间的面积的曲线面积、作为在指定时间间隔上的所诱发的响应的持续时间的曲线长度、作为esg信号中的两个指定类型峰的幅值之间的差的峰间幅值、或者从所接收的esg信号的导数测量的一个或多个神经响应参数中的至少一个。27.在示例22中,如示例17至21中的任何一个或任何组合中发现的选择神经刺激治疗模式的主题可以可选地包括选择对应于从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识的最大疼痛-感觉异常重叠的测试模式。28.在示例23中,示例17至22中的任何一个或任何组合的主题可以可选地包括根据所选择的神经刺激治疗模式来控制神经刺激能量的递送,并且基于在根据神经刺激治疗模式递送神经刺激能量已经开始之后测量的一个或多个神经响应参数来调节所选择的神经刺激治疗模式的一个或多个刺激参数,使得经调节的一个或多个刺激参数中的每一个的值在根据神经刺激治疗模式递送神经刺激能量期间保持在指定范围内。29.还提供了包括指令的非暂时性计算机可读存储介质的示例(例如,“示例24”),该指令当由系统执行时使得系统执行用于通过多个电极向具有脊髓的患者递送神经刺激能量的方法。该方法可以包括:根据多个神经刺激测试模式中的每个测试模式来控制神经刺激能量的递送;接收作为来自脊髓的电活动记录的脊髓电图(esg);使用所接收的esg信号确定多个神经刺激测试模式中的每个测试模式的一个或多个响应参数;以及基于一个或多个响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。电活动包括对所递送的神经刺激能量的响应。一个或多个响应参数各自指示对所递送的神经刺激能量的响应的一个或多个特性。该选择可以包括从多个刺激测试模式中的多种类型刺激波形中选择一种类型的刺激波形。30.在示例25中,示例24的主题可以可选地被配置成使得确定一个或多个响应参数包括确定一个或多个神经响应参数,该一个或多个神经响应参数各自指示所诱发的响应的一个或多个特性,所诱发的响应各自是由所递送的神经刺激能量诱发的神经响应,并且选择神经刺激治疗模式包括基于一个或多个神经响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。31.本概述是对本技术的教导中的一些的概述,并不旨在是本主题的排他性或穷尽性处理。在详细描述和所附权利要求中可以找到关于本主题的更多细节。在阅读和理解以下详细描述并查看构成其一部分的附图(它们中的每一个都不是以限制性意义看待的)后,本公开的其他方面对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本公开的范围由所附权利要求及其法律等同物来限定。附图说明32.附图通过示例的方式总体示出了本文件中讨论的各种实施例。附图仅用于说明目的,并且可能不按比例绘制。33.图1示出了神经刺激系统的实施例。34.图2示出了诸如可以在图1的神经刺激系统中实施的刺激设备和系引线统的实施例。35.图3示出了诸如可以在图1的神经刺激系统中实施的编程设备的实施例。36.图4示出了可植入脉冲发生器(ipg)和可植入引线系统(诸如图2的刺激设备和引线系统的示例实施方式)的实施例。37.图5示出了被布置为向患者提供神经刺激的ipg和可植入引线系统(诸如图4的ipg和引线系统)的实施例。38.图6示出了神经刺激系统的各部分的实施例。39.图7示出了可植入刺激器和诸如图6的可植入神经刺激系统的神经刺激系统的一个或多个引线的实施例。40.图8示出了诸如图6的可植入神经刺激系统的可植入神经刺激系统的外部编程设备的实施例。41.图9示出了用于使用脊髓电图(esg)来选择神经刺激模式的刺激控制电路的实施例。42.图10是示出由神经刺激脉冲诱发的在esg上看到的神经响应的示例的图表。43.图11示出了用于递送神经刺激的系统(包括用于使用esg选择神经刺激模式的刺激控制电路)的实施例。44.图12a至图12i各自示出了刺激波形的示例。45.图13示出了允许用户使用esg选择神经刺激模式的显示屏幕区域的实施例。46.图14示出了用于递送神经刺激的方法(包括使用esg选择神经刺激模式)的实施例。具体实施方式47.在下面的详细描述中,参考了附图,这些附图形成了描述的一部分,并且其中通过图示的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。这些实施例被足够详细地描述,以使本领域技术人员能够实践本发明,并且应当理解,这些实施例可以被组合,或者可以利用其他实施例,并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以进行结构、逻辑和电气改变。本公开中对“一”、“一个”或“各种”实施例的引用不一定是指同一实施例,并且这种引用设想了多于一个实施例。以下的详细描述提供了示例,并且本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物限定。48.该文献尤其讨论了一种神经刺激系统,该神经刺激系统可以使用从患者的脊髓电图(esg)中提取的信息来控制对患者递送神经刺激。在各种实施例中,神经调节系统可以包括被配置为递送神经刺激(也称为神经调节)治疗(诸如深部脑刺激(deepbrainstimulation,dbs)、脊髓刺激(spinalcordstimulation,scs)、末梢神经刺激(peripheralnervestimulation,pns)和迷走神经刺激(迷走神经刺激,vns))的可植入设备、以及被配置为针对可植入设备的操作对可植入设备进行编程并监控可植入设备的性能的一个或多个外部设备。虽然使用可植入设备递送scs是作为具体示例讨论的,但是本主题也可以应用于用于递送各种类型的神经调节疗法的程序刺激设备。49.esg是来自脊髓的电活动的记录。许多神经细胞产生被称为动作电位的低电平电信号,这些电信号形成电活动模式,并且在许多情况下可以具有产生放大的神经响应的叠加效应。示例是所诱发的复合动作电位(evokedcompoundactionpotential,ecap),其是由诸如神经刺激脉冲的刺激诱发的,并且是由许多神经细胞同时或在时间上相近地放电而产生的。esg信号还包括具有随机外观并且代表患者的神经系统中的随时间自发放电的许多不同类型的细胞的活动的神经成分。esg还包括代表患者各种身体移动的非神经成分,诸如与心脏活动、呼吸活动和骨骼肌肉活动相关联的移动。50.使用附接到患者的皮肤的表面电极,可以无创地感测esg信号。这种表面感测通常需要具有高增益和高信噪比(signal-to-noiseratio,snr)的放大器。也可以使用结合到一个或多个经皮或可植入引线上的电极来侵入性地感测esg信号。在一个示例中,使用放置在与硬膜邻近或上方的硬膜外电极在硬膜外感测esg信号,该硬膜是围绕患者的脊髓和大脑皮层的膜结构。在另一示例中,使用穿透硬膜的引线在硬膜内感测esg信号,使得电极可以在硬膜下被放置在脊髓内。51.来自最近的临床研究的发现表明,通过使用具有强度刚好低于脊柱激活引起的感觉异常的阈值的主动再充电波形的scs,可以实现快速作用的疼痛缓解。可以从患者感测esg信号,以指示患者的脊柱对刺激响应的特性(例如,幅值和形状),并且因此可以用于评估刺激参数(例如,刺激的波形和组织部位),以选择合适的刺激模式。已经观察到,随着刺激分别随着刺激幅值、刺激脉冲宽度和/或刺激部位与脊髓的接近度而增加和变化,由具有主动再充电波形的scs诱发的神经响应分别展现出增加的幅值和变化的形状。已知不同直径的脊柱纤维在不同延迟后产生神经响应,其中较小直径的纤维与较大延迟相关联。可从esg中检测的ecap是由不同直径的不同轴突以不同延迟放电产生的多个动作电位的叠加效应的结果。本系统可以使用esg中出现的ecap来指示神经刺激的期望响应,并评估各种神经刺激模式,以便选择适合患者的模式来控制对患者递送治疗。在这个文献中,“患者”包括接受使用根据本主题的神经刺激系统递送的治疗的人,“用户”包括使用神经刺激系统治疗患者的医生或其他护理人员。52.图1示出了神经刺激系统100的实施例。系统100包括电极106、刺激设备104和编程设备102。电极106被配置成被放置在患者体内的一个或多个神经目标上或附近。刺激设备104被配置成电连接到电极106,并通过电极106向一个或多个神经目标递送神经刺激能量,诸如呈电脉冲的形式。通过使用多个刺激参数(诸如指定电脉冲模式的刺激参数)和通过其递送电脉冲中的每一个的电极选择来控制神经刺激的递送。在各种实施例中,多个刺激参数中的至少一些参数可由用户(诸如使用系统100治疗患者的医生或其他护理人员)编程。编程设备102向用户提供对用户可编程参数的访问性。在各种实施例中,编程设备102被配置成经由有线或无线链路通信耦接到刺激设备。53.在各种实施例中,编程设备102可以包括用户界面110,该用户界面允许用户控制系统100的操作并监控系统100的性能以及患者的病症,包括对神经刺激的递送的响应。用户可以通过设置和/或调节用户可编程参数的值来控制系统100的操作。54.在各种实施例中,用户界面110可以包括图形用户界面(gui),该图形用户界面允许用户通过创建和/或编辑各种波形的图形表示来设置和/或调节用户可编程参数的值。这种波形可以包括,例如,表示要递送给患者的神经刺激脉冲模式的波形,以及用作神经刺激脉冲模式的构建模块的各个波形,诸如神经刺激脉冲模式中的每个脉冲的波形。gui还可以允许用户设置和/或调节各自由电极的集合限定的刺激场,由波形表示的一个或多个神经刺激脉冲通过该电极的集合被递送给患者。每个刺激场还可以各自由波形中的每个神经刺激脉冲的电流的分布来限定。在各种实施例中,刺激时段(诸如治疗会话的持续时间)内的神经刺激脉冲可以被递送到多个刺激场。55.在各种实施例中,系统100可以被配置用于神经刺激应用。用户界面110可以被配置成允许用户控制系统100的操作以便进行神经刺激。例如,系统100以及用户界面100可以被配置用于scs应用。这种scs配置包括可以简化用户在对用于向患者递送scs的刺激设备104进行编程时的任务的各种特征,诸如本文档中讨论的特征。56.图2示出了刺激设备204和引线系统208(诸如可以在神经刺激系统100中实施的)的实施例。刺激设备204代表刺激设备104的示例,并且包括刺激输出电路212和刺激控制电路214。刺激输出电路212产生并递送神经刺激脉冲。刺激控制电路214使用多个刺激参数来控制来自刺激输出电路212的神经刺激脉冲的递送,其指定了神经刺激脉冲的模式。引线系统208可以包括各自被配置为电连接到刺激设备204的一个或多个引线和分布在一个或多个引线中的多个电极206。多个电极206可以包括电极206-1、电极206-2、…、电极206-n,每个电极是在刺激输出电路212和患者的组织之间提供电接口的单个导电触点,其中n≥2。神经刺激脉冲各自通过从电极206中选择的电极集合从刺激输出电路212递送。在各种实施例中,神经刺激脉冲可以包括一个或多个单独限定的脉冲,并且电极集合可以由用户针对单独限定的脉冲中的每一个或旨在使用相同的电极组合递送的脉冲集中的每一个单独限定。在各种实施例中,一个或多个附加电极207(其中的每一个可以被称为参考电极)可以电连接到刺激设备204,诸如各自是刺激设备204的一部分或者以其他方式结合到其外壳上的一个或多个电极。单极刺激使用单极电极配置,其中一个或多个电极从电极206中进行选择并且至少一个电极从(多个)电极207进行选择。双极刺激使用双极电极配置,其中两个电极从电极206中进行选择并且没有(多个)电极207。多极刺激使用多极电极配置,其中多个(两个或更多个)电极从电极206中进行选择并且没有(多个)电极207。57.在各种实施例中,引线的数量和每个引线上的电极的数量取决于例如神经刺激的(多个)目标的分布和控制每个目标处的电场分布的需要。在一个实施例中,引线系统208包括各自具有8个电极的2根引线。58.图3示出了诸如可以在神经刺激系统100中实施的编程设备302的实施例。编程设备302表示编程设备102的示例,并且包括存储设备318、编程控制电路316和用户界面310。编程控制电路316生成多个刺激参数,该多个刺激参数根据指定神经刺激程序来控制神经刺激脉冲的递送,该神经刺激程序可以限定例如刺激波形和电极配置。用户界面310表示用户界面110的示例,并且包括刺激控制电路320。存储设备318存储由编程控制电路316和刺激控制电路320使用的信息,诸如关于将神经刺激程序与多个刺激参数相关的刺激设备的信息。在各种实施例中,刺激控制电路320可以被配置为支持允许根据本文件中讨论的一个或多个所选择的神经刺激程序对刺激设备(诸如包括本文件中讨论的其各种实施例的刺激设备104)进行编程的一个或多个功能。59.在各种实施例中,用户界面310可以允许通过使用图形方法创建和/或调节一个或多个刺激波形来限定用于在神经刺激治疗会话期间进行递送的神经刺激脉冲的模式。该限定还可以包括各自与神经刺激脉冲的模式中的一个或多个脉冲相关联的一个或多个刺激场的限定。如本文所用,“神经刺激程序”可以包括包含一个或多个刺激场的神经刺激脉冲模式,或者至少包括包含一个或多个刺激场的神经刺激脉冲模式的各个方面或参数。在各种实施例中,用户界面310包括允许用户限定神经刺激脉冲的模式并使用图形方法执行其他功能的gui。在这个文档中,“神经刺激编程”可以包括一个或多个刺激波形的限定,包括一个或多个刺激场的限定。60.在各种实施例中,神经刺激100的电路(包括本文中讨论的其各种实施例)可以使用硬件和软件的组合来实施。例如,用户界面110的电路、刺激控制电路214、编程控制电路316和刺激控制电路320(包括在本文中讨论的它们的各种实施例)可以使用被构造为执行一个或多个特定功能的专用电路或者被编程为执行(多个)这种功能的通用电路来实施。这种通用电路包括但不限于微处理器或其一部分、微控制器或其一部分、以及可编程逻辑电路或其一部分。61.图4示出了可植入脉冲发生器(ipg)404和可植入引线系统408的实施例。ipg404表示刺激设备204的示例实施方式。引线系统408表示引线系统208的示例实施方式。如图4所示,ipg404可以在每个引线的近端处耦接到可植入引线408a和408b。每个引线的远端包括用于接触作为电神经刺激的目标的组织部位的电触点或电极406。如图1所示,引线408a和408b各自在远端处包括8个电极406。如图1所示的引线408a和408b以及电极406的数量和布置仅是示例,并且其他数量和布置也是可能的。在各种实施例中,电极是环形电极。可植入引线和电极可以通过形状和尺寸来配置,以向包括在受试者大脑中的神经元目标提供电神经刺激能量,或者被配置为向包括在受试者脊髓中的神经细胞目标提供电神经刺激能量。62.图5示出了可植入神经刺激系统500和系统500可以在其中使用的环境的部分。系统500包括可植入系统521、外部系统502和遥测链路540,该遥测链路提供可植入系统521和外部系统502之间的无线通信。可植入系统521在图5中被示出为植入患者的身体599内。63.可植入系统521包括可植入刺激器(也称为可植入脉冲发生器或ipg)504、引线系统508和电极506,它们分别表示刺激设备204、引线系统208和电极206的示例。外部系统502表示编程设备302的示例。在各种实施例中,外部系统502包括各自允许用户和/或患者与可植入系统521通信的一个或多个外部(非可植入)设备。在一些实施例中,外部系统502包括旨在用于用户初始化和调节用于可植入刺激器504的设置的编程设备和用于由患者使用的远程控制设备。例如,远程控制设备可以允许患者打开和关闭可植入刺激器504和/或调节多个刺激参数中的某些患者可编程参数。64.可植入系统521的元件的大小和形状以及它们在身体599中的位置是作为示例而不是作为限制来示出的。根据本主题的各种实施例,作为编程的具体应用来讨论可植入系统。在各种实施例中,本主题可以应用于对使用电脉冲作为刺激的任何类型的刺激设备进行编程,而不管患者的身体内的刺激目标以及刺激设备是否是可植入的。65.回到图4,ipg404可以包括气密密封的ipg壳体422,以容纳ipg404的电子电路系统。ipg404可以包括形成在ipg壳体422上的电极426。ipg404可以包括用于耦接引线408a和408b的近端的ipg头部424。ipg头部424还可以可选地包括电极428。电极426和/或428表示(多个)电极207的实施例,并且可以各自被称为参考电极。可以使用电极426或电极428和从电极406中选择的一个或多个电极以单极(monopolar)(也称为单极性(unipolar))模式递送神经刺激能量。神经刺激能量可以使用相同引线(引线408a或引线408b)的一对电极以双极模式递送。可以使用引线的一个或多个电极(例如,引线408a的一个或多个电极)和不同引线的一个或多个电极(例如,引线408b的一个或多个电极)以扩展双极模式递送神经刺激能量。66.ipg404的电子电路系统可以包括控制神经刺激能量的递送的控制电路。控制电路可以包括微处理器、数字信号处理器、专用集成电路(asic)或解释或执行包含在软件或固件中的指令的其他类型的处理器。神经刺激能量可以根据指定的(例如,编程的)调制参数递送。设置调制参数的示例尤其可以包括选择刺激中使用的电极或电极组合、将一个或多个电极配置为用于刺激的阳极或阴极、指定由电极或电极组合提供的神经刺激的百分比、以及指定刺激脉冲参数。脉冲参数的示例尤其包括脉冲的幅值(以电流或电压指定)、脉冲持续时间(例如以微秒为单位)、脉冲速率(例如以每秒脉冲数表示)以及与脉冲序列或模式相关联的参数(诸如脉冲串速率(例如“开”调制时间后是“关”调制时间))、脉冲序列中的脉冲的幅值、脉冲的极性等。67.图6示出了神经刺激系统600的各部分的实施例。系统600包括ipg604、可植入神经刺激引线608a和608b、外部远程控制器(remotecontroller,rc)632、临床医生的编程器(clinician'sprogrammer,cp)630和外部试验调制器(externaltrialmodulator,etm)634。ipg404可以直接地或通过经皮延伸引线636电耦接到引线608a和608b。etm634可以经由经皮延伸引线636和/或外部线缆638中的一个或两个电连接到引线608a和608b。系统600表示系统100的示例,其中ipg604表示刺激设备104的实施例,引线608a和608b的电极606表示电极106,以及cp630、rc632和etm634共同表示编程设备102。68.etm634可以是独立的或者结合到cp630中。etm634可以具有与ipg604类似的脉冲发生电路系统,以根据如上所讨论的指定的调制参数来递送神经刺激能量。etm634是外部设备,通常在引线408a和408b已经被植入和使用后用作初步刺激器,并在利用ipg604刺激之前用于测试患者对由ipg604提供的刺激的响应性。因为etm634是外部的,所以它可能比ipg604更容易配置。69.cp630可以配置由etm634提供的神经刺激。如果etm634没有集成到cp630中,cp630可以使用有线连接(例如,通过usb链路)或使用无线通信链路640通过无线遥测与etm634通信。cp630还使用无线通信链路640与ipg604通信。70.无线遥测的示例是基于两个紧密放置的线圈之间的、利用这些线圈之间的互感的电感耦接。这种类型的遥测被称为电感遥测或近场遥测,因为线圈通常必须紧密置放以获得感应耦接通信。ipg604可以包括第一线圈和通信电路。cp630可以包括或以其他方式电连接到第二线圈(诸如呈可以被放置在ipg604附近的棒的形式)。无线遥测的另一示例包括远场遥测链路,也称为射频(radiofrequency,rf)遥测链路。远场(也称为夫琅和费区)是指其中由发射电磁辐射源产生的电磁场的分量基本上按1/r成比例地衰减的区,其中r是观察点和辐射源之间的距离。因此,远场指的是r=λ/2π的边界之外的区,其中λ是所传输的电磁能量的波长。在一个示例中,rf遥测链路的通信范围至少为6英尺,但是可以与特殊通信技术所允许一样长。rf天线可以包括在例如ipg604的头部和cp630的外壳中,从而消除了对棒或电感耦接的其他装置的需要。这种rf遥测链路的示例是蓝牙无线链路。71.cp630可以用于在已经植入ipg604后设置神经刺激的调制参数。如果植入后对神经刺激的要求改变,这允许神经刺激被调谐。cp630也可以上传来自ipg604的信息。72.rc632还使用无线链路340与ipg604通信。rc632可以是由用户使用的或给予患者的通信设备。与cp630相比,rc632可能具有降低的编程能力。这允许用户或患者改变神经刺激治疗,但不允许患者对治疗完全控制。例如,患者可能能够增加神经刺激脉冲的幅值或改变施加预编程刺激脉冲序列的时间。rc632可以由cp630编程。cp630可以使用有线或无线通信链路与rc632通信。在一些实施例中,cp630可以在远离rc632时对rc632进行编程。73.图7示出了可植入神经刺激系统(诸如可植入系统600)的可植入刺激器704和一个或多个引线708的实施例。可植入刺激器704表示刺激设备104或204的示例,并且可以被实施为例如ipg604。(多个)引线708表示引线系统208的示例,并且可以被实施为例如可植入引线608a和608b。(多个)引线708包括电极706,该电极表示电极106或206的示例,并且可以被实施为电极606。74.可植入刺激器704可以包括为刺激器提供感测能力的感测电路742、刺激输出电路212、刺激控制电路714、植入物存储设备746、植入物遥测电路744、电源748和一个或多个电极707。感测电路742可以发送一个或多个生理信号,用于患者监控神经刺激和/或神经刺激的反馈控制。在各种实施例中,感测电路742可以使用被放置在脊髓硬脑膜之上或之下的电极(诸如电极706(其可以包括硬膜外和/或硬膜内电极))来感测一个或多个esg信号。除了一个或多个esg信号之外,一个或多个生理信号的示例包括各自指示通过神经刺激治疗的患者的病症和/或患者对神经刺激的递送的响应的神经信号和其他信号。刺激输出电路212通过一个或多个引线708以及电极707电连接到电极706,并通过从电极706和(多个)电极707中选择的电极集合递送神经刺激脉冲中的每一个。刺激控制电路714表示刺激控制电路214的示例,并且使用指定神经刺激脉冲的模式的多个刺激参数来控制神经刺激脉冲的递送。在一个实施例中,刺激控制电路714使用一个或多个感测到的生理信号来控制神经刺激脉冲的递送。植入遥测电路744为可植入刺激器704提供与诸如cp630和rc632的另一设备的无线通信,包括从另一设备接收多个刺激参数的值。植入物存储设备746可以存储一个或多个神经刺激程序以及用于一个或多个神经刺激程序中的每一个的多个刺激参数的值。电源748为可植入刺激器704提供能量用于其操作。在一个实施例中,电源748包括电池。在一个实施例中,电源748包括可充电电池和用于对可充电电池充电的电池充电电路。植入物遥测电路744还可以作为功率接收器起作用,其通过电感耦接接收从外部设备传输的功率。(多个)电极707允许以单极模式递送神经刺激脉冲。(多个)电极707的示例包括ipg404中的电极426和电极418,如图4所示。75.在一个实施例中,可植入刺激器704被用作主数据库。因此,当这些信息是另外地不可用时,植入有可植入刺激器704(诸如可以实施为ipg604)的患者可以携带他或她的医疗护理所需的患者信息。植入物存储设备746被配置成存储这样的患者信息。例如,患者可以被给予新的rc632和/或前往新的诊所,在那里,新的cp630被用于与植入他或她体内的设备通信。新的rc632和/或cp630可以与可植入刺激器704通信,以通过植入物遥测电路744和无线通信链路640检索存储在植入物存储设备746中的患者信息,并允许基于所检索到的患者信息对可植入刺激器704的操作进行任何必要的调节。在各种实施例中,要存储在植入物存储设备746中的患者信息可以包括,例如(多个)引线708和电极706相对于患者解剖结构的位置(用于将手术后引线放置的计算机断层图像(ct)融合到大脑的磁共振成像(mri)的变换)、临床效果图数据、使用症状的定量评估进行的客观测量(例如,使用微电极记录、加速度计和/或其他传感器)、和/或被认为对为患者提供充分护理重要或有用的任何其他信息。在各种实施例中,要存储在植入存储设备746中的患者信息可以包括传输到可植入刺激器704用于存储为患者信息的一部分的数据和由可植入刺激器704获取(诸如通过使用感测电路742)的数据。76.在各种实施例中,感测电路742(如果包括的话)、刺激输出电路212、刺激控制电路714、植入物遥测电路744、植入物存储设备746和电源748被封装在气密密封的可植入外壳或壳体中,并且(多个)电极707被形成或以其他方式结合到壳体上。在各种实施例中,(多个)引线708被植入为使得电极706被放置在神经刺激脉冲将被递送到的一个或多个目标上和/或周围,而可植入刺激器704在植入时被皮下植入并连接到(多个)引线708。77.图8示出了诸如系统600的可植入神经刺激系统的外部编程设备802的实施例。外部编程设备802表示编程设备102或302的示例,并且可以被实施为例如cp630和/或rc632。外部编程设备802包括外部遥测电路852、外部存储设备818、编程控制电路816和用户界面810。78.外部遥测电路852经由无线通信链路640向外部编程设备802提供与诸如可植入刺激器704的另一设备的无线通信,包括向可植入刺激器704传输多个刺激参数和从可植入刺激器704接收包括患者数据的信息。在一个实施例中,外部遥测电路852还通过电感耦接件向可植入刺激器704传输功率。79.在各种实施例中,无线通信链路640可以包括电感遥测链路(近场遥测链路)和/或远场遥测链路(rf遥测链路)。这可以允许在编程和评估期间在需要的情况下的患者移动性。例如,无线通信链路640可以至少包括远场遥测链路,该远场遥测链路允许外部编程设备802和可植入刺激器704之间在相对较长的距离(诸如长达大约20米)上进行通信。外部遥测电路852和植入物遥测电路744各自包括被配置为支持这种无线遥测的天线和rf电路系统。80.外部存储设备818存储用于在神经刺激治疗会话(诸如dbs治疗会话)期间递送的一个或多个刺激波形,以及用于限定一个或多个波形的各种参数和构建块。一个或多个刺激波形可以各自与一个或多个刺激场相关联,并且表示在神经刺激治疗会话期间要递送到一个或多个刺激场的神经刺激脉冲的模式。在各种实施例中,一个或多个刺激波形中的每一个可以被选择用于由用户进行修改和/或用于对诸如可植入刺激器704的刺激设备进行编程以递送治疗。在各种实施例中,一个或多个刺激波形中的每个波形可逐个脉冲地限定,并且外部存储设备818可以包括存储各自限定一个或多个脉冲类型中的脉冲类型的一个或多个单独可限定的脉冲波形的脉冲库。外部存储设备818还存储一个或多个可单独限定的刺激场。一个或多个刺激波形中的每个波形与一个或多个可单独限定的刺激场中的至少一个场相关联。一个或多个可单独限定的刺激场的每个场由电极集合限定,神经刺激脉冲通过电极集合递送。在各种实施例中,一个或多个可单独限定的场中的每个场由通过其递送神经刺激脉冲的电极集合和神经刺激脉冲在电极集合上的电流分布来限定。在一个实施例中,通过将总脉冲幅值的一部分分配给该电极集合中的每个电极来限定电流分布。电流分布的这种限定在本文中可以称为“细分化”。在另一实施例中,通过给该电极集合中的每个电极分配幅值的值来限定电流分布。例如,电极集合可以包括用作阳极的2个电极和作为阴极用于递送具有4ma的脉冲幅值的神经刺激脉冲的1个电极。需要限定用作阳极的两个电极上的电流分布。在一个实施例中,某百分比脉冲幅值被分配给2个电极中的每一个,诸如75%被分配给电极1并且25%被分配给电极2。在另一实施例中,幅值的值被分配给2个电极中的每一个,诸如3ma被分配给电极1,并且1ma被分配给电极2。即使在调节脉冲幅值时,以百分比控制电流也允许电极之间的电流的精确且一致的分布。它适用于将问题视为操纵刺激轨迹,并且在保持刺激量不变的同时,刺激在多个触点上同时变化以移动轨迹。以绝对值(例如ma)控制和显示通过每个电极的总电流允许精确计量通过每个特定电极的电流。它适合于一次一个触点地改变电流(并允许用户这样做),以像一块粘土一样成形刺激(一次推/拉一个点)。81.编程控制电路816表示编程控制电路316的示例,并基于指定的神经刺激程序(例如,由一个或多个刺激波形和一个或多个刺激场表示的神经刺激脉冲的模式,或者该模式的至少某些方面)生成要传输到可植入刺激器704的多个刺激参数。神经刺激程序可以由用户使用用户界面810创建和/或调节,并存储在外部存储设备818中。在各种实施例中,编程控制电路816可以对照安全规则检查多个刺激参数的值,以将这些值限制在安全规则的约束内。在一个实施例中,安全规则是启发式规则。82.用户界面810代表用户界面310的示例,并允许用户限定神经刺激脉冲的模式,并执行各种其他监控和编程任务。用户界面810包括显示屏856、用户输入设备858和接口控制电路854。显示屏856可以包括任何类型的交互式或非交互式屏幕,并且用户输入设备858可以包括支持本文档中讨论的各种功能的任何类型的用户输入设备,诸如触摸屏、键盘、小键盘、触摸板、轨迹球、操纵杆和鼠标。在一个实施例中,用户界面810包括gui。如本领域技术人员可以理解的那样,gui还可以允许用户执行本文档中讨论的图形呈现和/或编辑合适的任何功能。83.界面控制电路854控制用户界面810的操作,包括响应于由用户输入设备858接收的各种输入并限定一个或多个刺激波形。界面控制电路854包括刺激控制电路320。84.在各种实施例中,外部编程设备802可以具有包括组构模式和实时编程模式的操作模式。在组构模式(也称为脉冲模式组构模式)中,用户界面810被激活,而编程控制电路816被去激活。编程控制电路816不响应于一个或多个刺激波形的任何变化而动态更新多个刺激参数的值。在实时编程模式下,用户界面810和编程控制电路816两者被激活。编程控制电路816响应于一个或多个刺激波形的集合中的变化来动态更新多个刺激参数的值,并将具有经更新的值的多个刺激参数传输到可植入刺激器704。85.图9示出了用于使用esg来选择神经刺激模式的刺激控制电路960的实施例。在本文档中,“神经刺激模式”可以指用于控制神经刺激程序的神经刺激能量的递送、神经刺激治疗会话或神经刺激的任何其他递送单元的刺激参数集合。神经刺激模式可以由神经刺激程序(包括刺激参数)限定。86.刺激控制电路960可以根据多个神经刺激测试模式中的每个测试模式来控制神经刺激能量的递送,并且可以包括感测输入962、测量电路964和选择电路966。感测输入962可以接收指示对所递送的神经刺激能量的响应的esg信号。测量电路964可以使用所接收esg信号为多个神经刺激测试模式中的每个测试模式确定一个或多个响应参数。一个或多个响应参数可以各自指示对所递送的神经刺激能量的响应的一个或多个特性。选择电路966可以基于一个或多个响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。在本文档中,“神经刺激测试模式”可以指为评估目的(诸如用于通过根据神经刺激测试模式向患者递送神经刺激能量来评估其在患者体内的功效)开发的神经刺激模式,以及“神经刺激治疗模式”可以指为治疗目的(诸如用于通过根据所确定的神经刺激治疗模式向患者递送神经刺激能量来治疗患者)确定的神经刺激模式。87.由选择电路966执行的选择可以包括从多个刺激测试模式中的多种类型的刺激波形中选择一种类型的刺激波形。下面参照图12a至图12d讨论包括示例的刺激波形的类型。88.对所递送的神经刺激能量的响应包括由所递送的神经刺激能量诱发的神经响应,称为所诱发的响应。一个或多个响应参数可以包括各自指示所诱发的响应的一个或多个特性的一个或多个神经响应参数。测量电路964可以使用所接收esg信号为多个神经刺激测试模式中的每个测试模式确定一个或多个神经响应参数。选择电路966可以基于一个或多个神经响应参数和一个或多个选择标准从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。89.图10是示出由神经刺激脉冲诱发的在esg上看到的神经响应的示例的图表。所示出的神经响应是在esg信号上看到的并且由利用具有不同幅值的电脉冲进行刺激产生的脊柱响应。由具有更高脉冲幅值的刺激产生的更强的脊柱响应的特征在于更大的幅值和不同的形状,例如包括:90.·更大的n1-到-p2幅值,其中n1是所诱发的响应中的第一个负峰,其与较快的纤维(诸如aβ纤维和有髓纤维)的响应相关,以及p2是所诱发的响应中的第二个正峰,其与较慢的纤维的响应相关;91.·更大的n1至p2曲线长度;92.·更大的整体esg曲线长度;93.·曲线下更大的esg面积(esg和零伏基线之间的面积);94.·更大的p2峰延迟,其是神经刺激脉冲和所诱发的响应的p2之间的时间间隔,并且指示较慢(较小直径)纤维的募集;以及95.·n2和p3的存在,其中n2是所诱发的响应中的第二个负峰,且p3是所诱发的响应中的第三个正峰,它们与甚至慢得多的纤维(例如,aδ纤维)的响应相关。96.用于从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式的一个或多个神经响应参数可以从esg信号上看到的所诱发的响应的这种特性中导出。在各种实施例中,一个或多个神经响应参数可以从esg信号和/或esg信号的导数来测量。97.在一个实施例中,用于从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式的标准包括选择对应于从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识的最大所诱发的响应的测试模式。所诱发的响应可以包括由诸如刺激脉冲或被认为是单一刺激的任何刺激单位的刺激诱发的响应。与这个选择标准一起使用的一个或多个神经响应参数的示例包括:98.·曲线下的面积(esg信号和所诱发的响应或另一指定时段内的基线之间的面积,在本文件中也称为曲线面积),其可以使用以下来确定:[0099][0100]其中,a是曲线下面积,n是时间索引,y是数据时间序列,以及n是时间序列中最后一个数据样本的索引;[0101]·曲线长度(从esg信号测量的所诱发的响应的持续时间,其可以使用以下确定:[0102][0103]其中cl是曲线长度;[0104]·n1到p2幅值(n1和p2的幅值之间的差);和/或[0105]·esg的导数的曲线长度(所诱发的响应的持续时间从esg信号的导数测量)。[0106]在另一实施例中,用于从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式的标准包括选择测试模式,该测试模式最大化有疼痛的身体区域(有疼痛的皮区)和患者感觉到由刺激模式产生的感觉异常感觉的皮区之间的重叠。从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识实现这种最大疼痛-感觉异常重叠的测试模式。该选择也可以利用患者反馈并通过与先前记录的esg信号进行比较来完成,并且基于与对应于最大疼痛-感觉异常重叠的先前记录的esg信号的各部分的相似性来标识测试模式。[0107]在各种实施例中,这两个标准可以单独使用、彼此组合使用、或者与一个或多个其他标准组合使用,或者可以使用一个或多个其他标准,用于从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。在各种实施例中,多个神经刺激测试模式允许评估各种波形和/或场(刺激部位),以根据一个或多个选择标准选择包括合适或最优波形、场或波形和场的组合的神经刺激治疗模式。在各种实施例中,评估过程可以自动完成。例如,刺激控制电路960可以通过自动排序多个神经刺激测试模式来控制神经刺激能量的递送。在各种实施例中,评估过程可以手动完成。例如,刺激控制电路960可以通过允许用户手动输入和/或开始多个神经刺激测试模式中的每个测试模式来控制神经刺激能量的递送。[0108]图11示出了用于递送神经刺激的系统1100的实施例,该系统包括用于使用esg选择神经刺激模式的刺激控制电路1160。系统1100可以在诸如系统100、500和600的神经刺激系统中实施,并用于选择要在这个系统中的神经刺激模式,以控制神经刺激能量的递送。[0109]系统1100可以包括刺激输出电路1170,以通过多个电极递送神经刺激能量。在神经刺激系统中实施的刺激输出电路1170的示例包括刺激输出电路212。多个电极的示例包括电极106、206、406、506、606和706。刺激输出电路1170可以生成一个或多个刺激波形,包括一个或多个主动再充电波形和/或一个或多个被动再充电波形。[0110]系统1100可以包括esg传感器1174,以感测至少一个esg信号。在神经刺激系统中实施的esg传感器1174可以包括可以被定位成感测esg的电极和用于产生esg信号以供刺激控制电路1160使用的感测电路。电极可以结合到神经刺激系统的引线系统中,诸如引线系统208、408、508、608和708,并且感测电路可以包括在感测电路742中。[0111]刺激控制电路1160可以表示刺激控制电路960的示例,并且可以根据从多个神经刺激测试模式中选择的测试模式来控制神经刺激能量的递送。系统1100可以包括用于存储多个神经刺激测试模式的存储电路1172。在一个实施例中,在神经刺激系统中实施的刺激控制电路1160和存储电路1172包括刺激设备的控制电路和存储设备,诸如刺激设备204的刺激控制电路214或可植入刺激器704的刺激控制电路714、以及可植入刺激器704的植入物存储设备746。在另一实施例中,在神经刺激系统中实施的刺激控制电路1160和存储电路1172包括编程设备的控制电路和存储设备,诸如编程设备302或外部编程设备802的刺激控制电路320、以及外部编程设备802的外部存储设备818。[0112]每个神经刺激模式(测试或治疗模式)由刺激参数限定(例如,由包括刺激参数的神经刺激程序限定)。刺激参数可以包括各自指定神经调节能量的时间模式的一个或多个波形。一个或多个波形可以包括一个或多个被动再充电波形和/或一个或多个主动再充电波形。图12a至图12i各自示出了刺激波形的类型的示例。每个示出的刺激波形包括各自包括刺激(电荷注入)阶段、再充电(电荷恢复)阶段和间期延迟(其可以被编程为零,即没有间期延迟)的刺激脉冲。刺激波形的类型可以例如由以下中的一个或多个来限定:[0113]·主动或被动充电(即充电阶段是主动还是被动驱动);[0114]·刺激和/或再充电阶段的形状(例如,矩形、正弦形或三角形);以及[0115]·刺激阶段的极性(例如,阴极、阳极或交替)。[0116]图12a示出了被动再充电波形的示例,其中刺激阶段是方波脉冲。图12b至图12d各自示出了主动再充电波形的示例,其中刺激阶段和再充电阶段具有不对称的脉冲形状。图12b示出了主动再充电波形的示例,其中刺激阶段和再充电阶段各自为方波脉冲。图12c示出了主动再充电波形的示例,其中刺激阶段和再充电阶段各自为正弦波脉冲。图12d示出了主动再充电波形的示例,其中刺激阶段和再充电阶段各自为三角波脉冲。图12e至图12i各自示出了主动再充电波形的示例,其中刺激阶段和再充电阶段具有不对称的脉冲形状。图12e示出了主动再充电波形的示例,其中阳极刺激阶段和阴极再充电阶段是具有不同幅值的矩形波脉冲。图12f示出了主动再充电波形的示例,其中阴极刺激阶段和阳极再充电阶段是具有不同幅值的矩形波脉冲。图12g示出了主动再充电波形的示例,其中刺激阶段和再充电阶段具有交替的极性(例如,具有阴极再充电阶段的阳极刺激阶段,随后是具有阳极再充电阶段的阴极刺激阶段,并且重复)同时是具有不同幅值的矩形波脉冲。图12h示出了主动再充电波形的示例,其中阳极刺激阶段和阴极再充电阶段是具有不同幅值和长间期延迟的矩形波脉冲(即,具有较长间期延迟的图12e的波形)。图12i示出了具有长间期延迟的主动再充电波形的示例,并且刺激阶段和再充电阶段具有交替的极性同时是具有不同幅值延迟的矩形波脉冲(即,具有较长间期延迟的图12g的波形)。出于说明的目的,这些波形以示例的方式示出,而不是以限制的方式示出。例如,如图12a至图12i中示出的每个波形可以具有相反的极性,并且可以根据本领域技术人员设计的神经刺激模式来组合各种极性和脉冲形状。[0117]刺激参数还可以包括各自指定多个电极上的神经刺激能量的空间分布的一个或多个场。在一个实施例中,每个场由从多个电极中选择的一个或多个有源电极指定。在另一实施例中,通过流过多个电极中的每个电极的电流的细分来指定每个场。[0118]在各种实施例中,从多个神经刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式可以包括,例如,从多个测试参数中选择治疗参数或者从多个测试参数集合中选择治疗参数集合。例如,从多个神经刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式可以包括例如从多个测试波形中选择治疗波形和/或从多个测试场中选择治疗场。[0119]回到图11,刺激控制电路1160可以包括感测输入1162、测量电路1164、选择电路1166和调节电路1168。感测输入1162、测量电路1164和选择电路1166可以分别代表感测输入962、测量电路964和选择电路966的示例。[0120]感测输入1162可以从esg传感器1174接收esg信号。esg信号指示由从刺激输出电路递送的神经刺激能量诱发的响应。在各种实施例中,取决于获得足以选择神经刺激治疗模式的信息的需要,传感器1174可以感测将由感测输入1162接收的一个或多个esg信号。[0121]测量电路1164可以使用由感测输入1162接收的esg信号来确定一个或多个神经响应参数。一个或多个神经响应参数各自指示所诱发的响应的一个或多个特性。一个或多个神经响应参数各自具有对应于多个神经刺激测试模式的值。这些值各自对应于多个神经刺激测试模式中的测试模式。[0122]选择电路1166可以从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式,用于基于一个或多个神经响应参数和一个或多个选择标准来控制神经刺激能量的递送。在一个实施例中,选择电路1166基于一个神经响应参数选择神经刺激治疗模式。神经响应参数具有对应于多个神经刺激模式的多个值。要选择的神经刺激治疗模式是对应于多个值中的最优值的测试模式。在另一实施例中,选择电路1166基于多个神经响应参数(例如,参数度量)选择神经刺激治疗模式。多个神经响应参数具有对应于多个神经刺激测试模式的多个值。要选择的神经刺激治疗模式是对应于多个值集合中的最优值集合的测试模式。一个或多个选择标准限定最优值或最优值集合。最优值或最优值集合的示例包括:[0123](a)使整个脊柱(dc)响应最大化或最小化的值或值集合;[0124](b)使特定dc纤维(例如,有髓dc纤维、无髓dc纤维、aβ纤维、aδ纤维和快或慢纤维)的响应最大化或最小化的值或值集合;以及[0125](c)最大化了纤维群组的响应同时最小化了另一纤维群组的响应(例如,最大化aβ纤维的响应同时最小化了aδ纤维的响应,或者最大化了快纤维的响应同时最小化了慢纤维的响应)的值或值集合。[0126]不同dc纤维类型的这些响应可以通过从esg信号中提取ecap特征来确定。此类特征的示例包括:[0127]·曲线下的面积(例如,不同时间窗的曲线下的面积,涉及与较快或较慢纤维相关的esg信号中的不同相关ecap峰);[0128]·曲线长度或相对曲线长度,其中相对曲线长度是指在两个不同的时间窗口上测量曲线长度并通过减法或除法比较这两个测量的曲线长度,其中第一时间窗口包括p2以及第二窗口包括p3(注意,相对曲线长度可以被限定在esg信号的任何部分上的时间窗口上,例如从刺激开始到0.4ms的第一时间窗口、以及从0.8ms到2.2ms的第二时间窗口,其中这些时间窗的曲线长度可以分别对应于刺激伪影的曲线长度和n1到p2响应的曲线长度);[0129]·n1到p2幅值或各自针对两个峰指定的其他峰间幅值;[0130]·p2峰延迟;[0131]·形态变化;以及[0132]·esg信号的导数(斜率)的曲线长度。[0133]一个或多个神经响应参数可以包括这些特征中的任何一个或任何组合(例如,这些特征中的任何两个或更多个的任何线性或非线性数学组合)。这些特征(神经响应参数)中的任何一个可以针对任何特定的时间窗来确定。使用形态变化作为特征的示例包括使用小波来检测或识别特定的信号形状。已知的ecap响应或其变化或停止可以使用小波检测。可以存储对应于神经响应的不同形状形态的多个“小波”模板,以允许使用小波等来检测神经响应中的变化(例如,变薄或变宽)。[0134]如果用于神经刺激治疗模式的每个选择的过程花费时间tmin,则在做出选择之后,选择电路1166可以在tmin已经过去之后做出下一选择(例如,更新选择)。如果由选择电路以周期ti周期性地进行选择,则ti必须比tmin更长(即ti》tmin)。换句话说,选择电路1166可以以频率fi(fi=1/ti)更新选择,该频率必须低于1/tmin。在一个实施例中,选择电路1166进行神经刺激治疗模式的初始选择,并且不需要定期地更新或需要遵循另一预定时间表。在另一实施例中,选择电路1166仅在产生需要时更新选择,诸如当用户改变刺激场时(例如,通过激活不同的电极或修改细分)。在另一实施例中,选择电路1166频繁地检查选择,诸如周期性地或通过遵循时间表,并且响应于由检查标识的这种需要来更新选择。一个原因是脊髓被脑脊液(cerebrospinalfluid,csf)包围。csf充当缓冲物以保护脊髓在身体的武力移动期间不会断裂。脊髓在包含硬脊膜内的csf内部柔软而自由地移动,硬脊膜是将脊髓周围的cfs保持在一起的袋状膜结构。在身体的物理移动期间,脊髓在三维空间中移动。因此,电极(例如硬膜外电极)相对于脊髓的位置变化。电极通常稳定在硬膜外腔的脂肪组织内。在脊髓移动时,它到电极中的每一个的距离变化,从而导致所感测的esg方面的变化。这种变化可以包括esg的神经和非神经成分的变化。选择电路1166可以被设置成通过以期望的频率(诸如根据经验确定的频率)检查和更新神经刺激治疗模式的选择来补偿这种变化。这个频率可以设置为处于小于1/tmin的值。[0135]在选择神经刺激治疗模式之后,刺激控制电路1160可以根据所选择的神经刺激治疗模式来控制来自刺激输出电路1170的神经刺激能量的递送。系统1100可以包括调节电路1168,用于基于在根据神经刺激治疗模式的神经刺激能量的递送已经开始之后测量的一个或多个神经响应参数来调节所选择的神经刺激治疗模式的一个或多个刺激参数。在各种实施例中,调节电路1168可以调节所选择的神经刺激治疗模式的一个或多个刺激参数,使得经调节的一个或多个刺激参数中的每一个的值保持在指定范围内。[0136]在各种实施例中,在根据神经刺激治疗模式递送神经刺激能量的同时,esg传感器1174感测并且感测输入1162接收esg信号,并且测量电路1164确定一个或多个神经响应信号(其可以与为选择神经刺激治疗模式而确定的一个或多个神经响应信号相同或不同)。调节电路1168调节一个或多个刺激参数,以通过增加或减少刺激的强度和/或通过将刺激场操纵到保持激活的方向来自动保持各种dc纤维的激活。在各种实施例中,调节电路1168可以通过调节一个或多个刺激参数来保持优化的神经响应,以例如:[0137]·将神经信号形态的变化限制在所指定的公差范围内;[0138]·将n1到p2幅值的变化限制在所指定的公差范围内;[0139]·将p2至n2幅值的变化限制在所指定的公差范围内;[0140]·将n1至p2曲线长度的变化限制在所指定的公差范围内;[0141]·将p2至n2曲线长度的变化限制在所指定的公差范围内;[0142]·将所诱发的响应中的峰中的每一个的曲线下方的面积的变化限制在所指定的公差范围内;[0143]·将p2的延迟和n2的延迟每个的变化限制在所指定的容差范围内;和/或[0144]·将esg曲线长度、范围或曲线下方的面积的变化限制在所指定的时间窗口[0145]内(例如,0.5ms至3ms,如从参考时间(诸如每个刺激的开始)测量的)。可以由调节电路1168调节以保持优化的神经响应的刺激参数的示例可以包括幅值(例如,电流幅值)、脉冲宽度、频率、间期延迟、刺激阶段的持续时间(同时保持电荷平衡)、再充电阶段的持续时间(同时保持电荷平衡)、循环开启持续时间和循环关闭持续时间的任意组合中的任意一个。[0146]图13示出了允许用户使用esg来选择神经刺激模式的显示屏区域1380的实施例。显示屏区域1380可以是用户界面(诸如用户界面810的呈现设备856)的显示屏(例如窗口)的一部分。用户界面还包括用户输入设备,诸如用户输入设备858。在用户可以从多个神经刺激测试模式中手动选择神经刺激治疗模式的实施例中,用户输入设备用于接收来自用户的选择。[0147]选择电路1166可以使多个神经刺激测试模式的一个或多个神经响应参数和/或它们的表示的测量值或值集合显示在显示屏区域1380中。在各种实施例中,选择电路1166还可以使指令指导用户基于要在显示屏区域1380中所显示的显示信息来选择神经刺激治疗模式。在所示的实施例中,条1386a至1386e各自代表根据几个(通过示例而非限制示出为5个)神经刺激测试模式中的一个递送神经刺激能量所导致的激活量(例如,dc相应的幅值)或疼痛感觉异常重叠。基于神经刺激测试模式中的一个的一个或多个神经响应参数的测量值或值集合来确定条1386a至1386e中的每一个的高度。选择电路1166还可以使激活量或疼痛覆盖的最优值和/或最优或合适范围显示在显示屏区域1380中。在所示的实施例中,选择电路1166引起最优值(高度)1382和由上阈值1383和下阈值1384限定的最优或合适范围的显示。在图13中示出的条1386a至1386e的各种高度的示例的情况下,用户可以选择测试模式号2作为神经刺激治疗模式,因为相对应的条1386b具有最接近最优值1382的高度,或者可以出于令人信服的原因(例如,功耗的显著较低的刺激强度)选择测试模式号4,因为相对应的条1386d具有带有最优或合适范围的高度,而测试模式号1、3和5不被选择,因为它们的相对应的条1386a、1386c和1386e在最优或合适的范围之外。[0148]所示的实施例可以与各种选择标准一起使用,诸如如上所讨论的基于最大所诱发的响应的选择标准和基于最大疼痛-感觉异常重叠的选择标准。条1386a至1386e中的每一个的高度(即,激活量或疼痛覆盖)可以定量地指示所诱发的响应(例如,dc响应)的幅值或与已知用于最大化疼痛-感觉异常重叠的先前记录的esg信号的相似程度(例如,相关系数)。注意,最优或合适的范围可以由单个阈值来限定(例如,下阈值1384,当最优意味着没有指定上限的最大值时)。[0149]图14示出了用于递送神经刺激的方法1490(包括使用esg选择神经刺激模式)的实施例。在一个实施例中,方法1490使用系统1100来执行,其中刺激控制电路1160被配置(例如,被编程)来执行根据本主题的神经刺激模式的选择。方法1400可以被执行以从多个神经刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。在各种实施例中,选择可以包括选择指定神经调节能量的时间模式的波形和/或选择指定多个电极上的神经刺激能量的空间分布的场。该波形可以是主动再充电波形或被动再充电波形。[0150]在1491,根据多个神经刺激测试模式中的每个测试模式来控制神经刺激能量的递送。在1492,接收esg信号。在各种实施例中,可以使用放置在脊髓上的一个或多个电极在硬膜外和/或使用放置在(至少部分地)脊髓内的一个或多个电极在硬膜内感测esg信号。ecg信号指示由递送的神经刺激能量诱发的响应。在1493,使用所接收的esg信号确定多个神经刺激测试模式中的每个测试模式的一个或多个神经响应参数。一个或多个神经响应参数各自指示所诱发的响应的一个或多个特性。作为示例,虽然方法1490涉及基于一个或多个神经参数来选择神经刺激治疗模式,但是本主题也可以应用于基于可从esg的测量中导出的其他参数来选择神经刺激治疗模式。[0151]在1494,基于一个或多个神经响应参数和一个或多个选择标准,从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式。在各实施例中,可以自动、手动或自动地但是利用来自用户的输入进行选择。在各种实施例中,1493处的确定可以包括确定各自对应于多个神经刺激测试模式中的测试模式的一个或多个神经响应参数的值,并且1494处的选择可以包括选择对应于根据一个或多个选择标准标识的所确定的值中的值的测试模式。根据选择标准的一个示例,在1494,将选择对应于从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识的最大的所诱发的响应的测试模式。为了标识最大的所诱发的响应,要在1493确定的一个或多个神经响应参数可以包括作为在指定时间间隔上在esg信号和基线之间的面积的曲线面积、作为在指定时间间隔上的所诱发的响应的持续时间的曲线长度、作为esg信号中的两个指定类型峰的幅值之间的差的峰间幅值、或者从所接收的esg信号的导数测量的一个或多个神经响应参数中的至少一个。根据另一选择标准的一个示例,将选择对应于从对应于多个神经刺激测试模式的所诱发的响应中标识的最大的疼痛-感觉异常重叠的测试模式。在各种实施例中,用于选择神经刺激治疗模式的一个或多个选择标准可以包括这两个标准中的任一个或两个,任何一个或多个其他合适的标准,或者这两个和其他标准的任何组合。在一个实施例中,从多个刺激测试模式中选择神经刺激治疗模式包括从多个刺激测试模式中的多种类型的刺激波形中选择一种类型的刺激波形。例如,多个刺激测试模式可以包括多种类型的刺激波形(例如,具有不同波形形状的主动再充电波形),并且神经刺激治疗模式对应于根据一个或多个选择标准标识的最合适类型的刺激波形。[0152]在1495,根据所选择的神经刺激治疗模式来控制神经刺激能量的递送。在1496,基于在根据神经刺激治疗模式的神经刺激能量的递送已经开始之后测量的一个或多个神经响应参数来调节所选择的神经刺激治疗模式的一个或多个刺激参数。这种调节是为了在根据神经刺激治疗模式递送神经刺激能量期间,将经调节的一个或多个刺激参数中的每一个的值保持在指定的范围内,使得利用所选择的神经刺激治疗模式获得的所诱发的响应可以在整个治疗期间被保持。在各种实施例中,当通过调节一个或多个刺激参数不再能保持利用所选择的神经刺激治疗模式获得的所诱发的响应时,可以重复步骤1491至1494。这可以通过例如定期检查当前选择的性能和/或当检测到这种需要时更新选择来完成。[0153]应当理解的是上面的详细描述旨在是说明性的,而不是限制性的。在阅读和理解以上描述后,其他实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此,本发明的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。当前第1页12当前第1页12
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