用于心脏控制的系统和方法与流程

用于心脏控制的系统和方法
1.本技术涉及用于心脏控制的系统和方法，尤其涉及用于闭环心脏控制的系统和方法。


背景技术：

2.许多电子设备已被使用并提议用于控制或调节人体或动物体内的心脏功能。
3.存在一系列起搏器，其包括有源电子设备，这些设备被植入人体或动物体内并被布置为使用终止于心肌的电极直接电刺激心肌，例如在心脏神经与心肌的交界处的电极，以便将心跳调节到预定的速率。
4.还存在一系列植入式有源电子设备，这些设备植入人体或动物体内，并且通过使用植入式电极电刺激迷走神经来控制心脏功能。通过应用适当形式的刺激，可以布置刺激来驱动心脏功能，如患有心力衰竭的受试者可能需要的，或者降低心脏功能，如患有高血压的受试者可能需要的。
5.目前，这些设备提供刺激而对活动没有任何响应，例如提供关于受试者状况的信息的身体变量，或编码关于受试者心脏功能自然控制的信息的神经活动。例如，高血压(高血液压力)的治疗可以由在预定时间提供刺激而对受试者测量的血压没有任何响应或编码关于受试者大脑控制自然血压的信息的神经活动的设备来提供。
6.期望的是能够以更实时或接近实时地响应身体活动的方式控制人体或动物体的心脏功能，以提供改进的有效性。
7.下文所描述的实施方案不限于解决上文所描述的已知方法的任何或全部缺点的实施方式。


技术实现要素：

8.提供本发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围；有助于本发明的工作和/或用于实现基本相似的技术效果的各种变型和替代特征应被认为落入本文公开的本发明的范围内。
9.在第一方面，本公开提供一种用于控制受试者的心脏系统的系统，包括：多个传感器，其被布置为检测受试者的生理活动并产生与检测到的生理活动相对应的生理信号；至少一个控制器，其被布置为接收生理信号并使用至少一个模型处理生理信号以确定至少一个输出信号；以及多个神经刺激器，其被布置成接收所述至少一个输出信号并基于所述至少一个输出信号向受试者的神经系统提供神经刺激。
10.在第二方面，本公开提供一种系统，其包括根据第一方面的闭环心脏功能控制系统和外部系统。
11.在第三方面，本公开提供了一种用于执行闭环心脏功能控制的方法，其包括：将根据第一方面的系统植入受试者体内；和操作所述系统。
12.在第四方面，本公开提供了一种系统，其被配置为调节受试者的至少一个心脏交
感神经的传出神经活动，所述系统包括：至少一个控制器，其被布置为确定至少一个输出信号；和多个神经刺激器，其被布置为将至少一个输出信号施加到受试者的至少一个心脏交感神经；其中所述至少一个输出信号调节至少一个心脏交感神经的传出神经活动以在受试者中产生生理响应。
13.在第五方面，本公开提供了一种系统，其被配置为调节受试者的至少一个肾脏交感神经的传出神经活动，所述系统包括：至少一个控制器，其被布置为确定至少一个输出信号；和多个神经刺激器，其被布置为将所述输出信号施加到受试者的至少一个肾脏交感神经；其中所述输出信号调节至少一个肾脏交感神经的传出神经活动以在受试者中产生生理响应。
14.在第六方面，本公开提供了一种系统，其被配置为调节受试者的至少一个心脏副交感神经的传出神经活动，所述系统包括：至少一个控制器，其被布置为确定至少一个输出信号；和多个神经刺激器，其被布置为将所述输出信号施加到受试者的至少一个心脏副交感神经；其中所述输出信号调节至少一个心脏副交感神经的传出神经活动以在受试者中产生生理响应。
15.在第七方面，本公开提供了一种系统，其被配置为调节与受试者的压力感受器相关联的至少一个神经的传入神经活动，所述系统包括：至少一个控制器，其被布置为确定至少一个输出信号；和多个神经刺激器，其被布置为将输出信号施加到与受试者的至少一个压力感受器相关的至少一个神经；其中所述输出信号调节与至少一个压力感受器相关的至少一个神经的传入神经活动以在受试者中产生生理响应。
16.在第八方面，本公开提供了一种系统，其被配置为确定受试者的心脏活动，所述系统包括：至少一个神经换能器，其被布置为接收受试者的至少一个心脏交感神经的传出神经活动，并产生来自接收到的传出神经活动的神经数据信号；至少一个处理器，其被布置为处理所述神经数据信号以提供经处理的神经数据信号，并使用经处理的神经数据信号确定受试者的心脏功能。
17.在第九方面，本公开提供了一种系统，其被配置为确定受试者的心血管活动，所述系统包括：至少一个神经换能器，其被布置为接收受试者的至少一个肾脏交感神经的传出神经活动，并产生来自接收到的传出神经活动的神经数据信号；至少一个处理器，其被布置为处理所述神经数据信号以提供经处理的神经数据信号，并使用经处理的神经数据信号确定受试者的心血管活动。
18.在第十方面，本公开提供了一种系统，其被配置为确定受试者的心血管活动，所述系统包括：至少一个神经换能器，其被布置为接收受试者的至少一个肾脏神经的传入神经活动，并产生来自接收到的传出神经活动的神经数据信号；至少一个处理器，其被布置为处理所述神经数据信号以提供经处理的神经数据信号，并使用经处理的神经数据信号确定受试者的心血管活动。
19.在第十一方面，本公开提供了一种系统，其被配置为接收与受试者的心脏功能相关联的信号，所述系统包括：至少一个传感器，其被布置为产生与受试者的血压升高和下降相关联的至少一个信号；以及至少一个传感器，其被布置为向受试者的心脏产生与传出神经活动相关的至少一个信号；其中所述系统被布置为记录血压变化的时间(timing)和幅度；其中所述系统被布置成记录到心脏的自然传出神经信号的时间和幅度；其中所述系统
被布置成确定到心脏的自然传出神经信号的时间与任何相应的血压变化的时间之间的关系；并且其中所述系统被布置为确定自然传出神经信号的幅度与任何相应的血压变化的幅度之间的关系。
20.在第十二方面，本公开提供了一种确定受试者的压力感受器敏感度的方法，所述方法包括：接收与受试者的血压升高和降低相关的至少一个信号；和接收与到受试者心脏的传出神经活动相关的至少一个信号；记录血压变化的时间和幅度；记录到心脏的自然传出神经信号的时间和幅度；确定到心脏的自然传出神经信号的时间与任何相应血压变化的时间之间的时间关系；以及确定自然传出神经信号的幅度与任何相应的血压变化幅度之间的幅度关系；以及使用确定的时间关系和幅度关系确定压力感受器敏感度。
21.本文中所描述的方法可以由呈机器可读形式的软件在例如呈计算机程序的形式的有形存储介质上执行，所述计算机程序包含适于在所述程序在计算机上运行时以及在所述计算机程序可以在计算机可读介质上体现的情况下执行本文中所描述的任何方法的所有步骤的计算机程序代码构件。有形(或非暂时性)存储介质的实例包括磁盘、拇指驱动器、存储卡等，并且不包括传播的信号。所述软件可以适用于在并行处理器或串行处理器上执行，使得所述方法步骤可以以任何适合的顺序或同时执行。
22.本技术确认固件和软件可以是有价值的、可单独交易的商品。旨在涵盖在“哑”或标准硬件上运行或控制“哑”或标准硬件的软件，以实现期望的功能。还旨在涵盖“描述”或定义硬件的配置的软件，如hdl(硬件描述语言)软件，如用于设计硅芯片或用于配置通用可配置芯片，以实现期望的功能。
23.如对技术人员显而易见的，上述方面和/或实施例中的每一个的特征可以适当地结合，并且可以与本发明的各方面中的任何方面结合。实际上，实施例的顺序以及优选特征的顺序和位置仅是指示性的，并且与特征本身无关。旨在使优选和/或任选的特征中的每个特征不仅可与所有方面和实施例互换和/或组合，而且还可与优选特征中的每个特征互换和/或组合。
附图说明
24.将通过举例并参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：
25.图1是根据第一实施例的心脏控制系统的第一实例的示意图；
26.图2是图1的心脏控制系统的系统的控制器部分的更详细图；
27.图3是根据第一实施例的心脏控制系统的第二实例的示意图；
28.图4是根据第一实施例的心脏控制系统的第三实例的示意图；
29.图5是根据第一实施例的心脏控制系统的第四实例的示意图；
30.图6是根据第一实施例的心脏控制系统的第五实例的示意图；
31.图7是表示第一实施例的神经控制系统中的数据流的实例的说明图；
32.图8是根据第二实施例的心脏控制系统的实例的示意图；和
33.图9是确定压力感受器敏感度的方法的说明图。
34.共同的附图标记在所有附图中用于指示相似特征。然而，应当注意，即使在整个附图中所使用的特征的附图标记发生变化，这种情况也不应被解释为不可互换或不同。实际上，除非有相反的说明，否则所有实施例的涉及类似组件和/或具有类似功能的所有特征都
可互换和/或可组合。
具体实施方式
35.下文仅通过举例的方式描述本发明的实施例。这些实例表示申请人目前已知的实践本发明最好的方法，尽管这些实例并不是可以实现本发明的唯一方法。本说明阐述了实例的功能以及构造和操作实例的步骤的顺序。然而，可以由不同的实例来完成相同或等效的功能和顺序。
36.应当注意，虽然示例性实例、描述和/或实施例在单独的标题下提供，但是这些标题应该简单地用作为描述提供结构的阅读帮助。为了避免任何疑问，除非本文提供相反的明确说明，否则任何实施例中描述的特征和/或实施例本身可与任何其它实施例的特征和/或任何其它实施例组合。简而言之，本文所描述的特征并非旨在是不同的或排他的，而是互补的和/或可互换的。
37.本公开提供了一种心脏控制系统，其使用机器学习技术来分析神经数据以实时确定使身体变量与期望的身体状态一致或至少更接近所需的至少一个输出神经刺激，并产生输出神经刺激，从而提供闭环神经控制系统。
38.本公开还提供了提供改进的实时性能的心脏控制系统和方法。
39.应当理解，哺乳动物例如人的神经系统通常由包含多个神经元的神经组成，并由两个主要部分组成：中枢神经系统(cns)和周围神经系统(pns)。在本文称为受试者的大多数动物和人类中，cns包括由特殊神经组成的大脑和脊髓。pns包括躯体神经系统(sons)和自主神经系统(ans)，它们由许多不同类型的神经组成，例如，仅举例而言但不仅限于传入神经(例如感觉神经)、传出神经(例如控制神经)和/或混合神经。仅举例但不限于，sons可以携带针对运动和感觉的有意识的运动控制。仅举例但不限于，ans可以对受试者的身体功能进行无意识的器官控制或无意识的控制。
40.sons与自愿控制身体运动(例如控制骨骼肌)有关。例如，在sons中，传入神经包括感觉神经元，并且负责将感觉从身体传递到cns，传出神经包括非感觉神经元，并且负责从cns发送神经信息、命令、意图(如下所述，其也可以称为身体变量)到身体(例如刺激肌肉收缩)。仅举例但不限于，ans包括交感神经系统(sns)、副交感神经系统(psns)和肠神经系统(ens)。
41.ans与受试者的器官控制和维持体内平衡相关，ans的组成部分，sns和psns，分别与器官的战斗和逃跑以及冷静一下(chill me out)机制相关。sns主要用于上调器官功能，而psns主要用于下调器官功能。sns中的神经纤维主要从脑干向下穿过脊髓，多个小的交感神经分支从脊髓突出到靶器官。psns中的神经纤维主要从脑干通过十根颅神经引出，其中一些穿过颈部，随后分支到不同的靶器官。第9脑神经(舌咽肌(glossopharangeal)神经)和第10脑神经(迷走神经)是最显著的psns分支中的一些。这些路径对于大多数sns纤维是准确的，只有少数存在于脊髓外部，一些psns神经纤维经过脊髓，特别是那些与骨盆区域解剖学上发现的器官功能相关的神经纤维，例如膀胱、下肠道、生殖器官等。
42.pns本质上是一组神经，它们将cns连接到受试者的每个其他身体功能/身体部件/部分(例如肌肉、器官、细胞)。神经充当将神经脉冲或信号传递到cns或从cns传递信号的管道。例如，从cns传递神经脉冲、信号或信息的sons神经被称为传出神经(例如运动神经)，而
从受试者的身体的一个或多个部件/部分传递神经脉冲、信号或信息到cns的其他sons神经被称为传入神经(例如感觉神经)。sons中的某些神经可既具有传出功能，又具有传入功能，可以称为混合神经。
43.本质上，神经系统由一组神经组成，其中每条神经由接收或传输例如神经脉冲或信号的多个神经元或一束神经元组成。神经元具有特殊的细胞结构，该结构使神经能够将神经信息快速准确地发送和传播到受试者身体中的其他细胞、身体功能或身体部件/部分。例如，神经中的神经元包括称为轴突的长结构，该结构允许它们以电化学梯度的形式发送神经脉冲或信号，也称为神经活动。神经元群体可包含或代表聚集在受试者的一根或多根神经上的位置或目标部位的一个或多个神经元。
44.本质上，神经活动可包括或代表存在于一个或多个神经元(或神经元群体)中的任何电、机械、化学和/或时间活动，其通常组成一个或多个神经或神经组织的(一个或多个)部分。仅举例但不限于，神经活动可以传达与受试者的身体有关的信息和/或与影响受试者的身体的环境有关的信息。由神经活动传达的信息可以包括代表神经数据、神经信息、神经意图、最终效果、组织状态、身体状态、神经状态或身体的状态的数据，和/或代表神经活动中携带或包含的以及由神经元或神经元群体解释和/或传递给受试者身体的信息的任何其他数据、变量或信息。例如，神经数据可以包含表示通过一个或多个神经元或神经元集群的神经活动所含有或传达的信息或数据的任何数据。仅举例但不限于，神经数据可以包括代表与对应的神经活动相关联的一个或多个身体变量的估计的数据，或代表由神经活动携带或包含或传达的信息的任何其他数据、变量或信息。
45.在信息理论的观点中，这种信息可以表示为与身体相关联的一个或多个变量，所述一个或多个变量在本文中被称为一个或多个身体变量。身体变量包括或代表描述身体某些部分的状态的最终效果或组织状态，包括植入式或可穿戴式医疗设备。根据该信息的作用或功能以及身体对信息的使用，身体变量本身可以分为状态、感觉、控制或其他变量。身体变量可以通过神经系统部分中的神经活动传递给cns或从cns传递。可以将一个或多个神经位置处的神经活动的一个或多个实例称为一个或多个身体变量、其部分和/或其组合的编码。例如，一个或多个神经元的神经活动可以由身体的一部分生成或调节，以编码一个或多个身体变量以供身体的其他部分接收，其他部分对神经活动进行解码以获得对身体变量、其部分和/或其组合的访问。身体变量的编码和解码都可以由cns和/或身体组织执行，因此有利于信息在受试者体内的传输。身体变量可以是向cns传输的传入信号，用于提供有关身体变量状态的信息，或者是从cns传输出去的传出信号，用于修改末端执行器器官或组织的身体变量。
46.一组一个或多个身体变量的值在本文中被称为身体状态。受试者的身体状态是一个或多个相关身体变量的集合在特定时间的值。
47.身体的器官系统中的并且通常在ans中编码的身体变量的实例可以包括以下参数，仅举例但不限于，当前心率或血压，当前呼吸率，当前血液氧合，关于心脏起搏的说明，有关血管扩张或收缩以改变血压的说明。应当理解，身体变量可以是原始编码或这些的组合，例如身体变量可以包括整个器官或器官构造的当前活动或整个身体功能或动作的测量值，所述动作例如呼吸困难、步行、锻炼、跑步等；可以理解的是其每一种都可以描述为多个更细细微度的身体变量的组合。在ans中，身体变量的每个实例可以与修改后的器官功能、
修改器官功能或修改身体功能(例如一个或多个身体变量或器官或组织的状态)相关联。在其他实例中，身体变量可以与ans中的任何活动相关联，仅举例但不限于器官测量和/或活动修改。
48.尽管已经描述了身体变量的几个实例，但是这是为了简单起见并且仅是举例，本领域技术人员应当了解，本公开不限于此以及存在可以由受试者的身体生成并且可以在身体的部分之间或在身体周围以神经活动的形式发送的多个身体变量。尽管神经活动可以编码一个或多个身体变量、其部分和/或其组合，但是本领域技术人员应当理解，受试者的一个或多个身体变量可以是可测量的、可导出的和/或基于来自传感器的传感器数据计算的，所述传感器能够检测受试者的身体变量和/或进行与受试者的身体变量相关的测量。本领域技术人员还应理解，身体变量是任何一个参数的直接量度，并且可以表示为区域中活动或功能的概括性参数。这将包括例如精神状态的身体变量，其不容易与低水平的功能相关，例如经历抑郁、患有癫痫发作、经历焦虑、患有偏头痛。
49.尽管本文描述和使用了术语身体变量，但这仅是举例，并且本公开内容不受此限制，本领域技术人员应理解，来自一个或多个其他领域(例如医学领域、医药领域、生物医学领域、临床医生、生物标志物领域、基因组学领域、医学工程领域))的其他等效术语可以用于代替术语身体变量，或者可以互换使用，或者甚至与术语身体变量结合使用，仅举例而言但不限于，包括以下一个或多个术语或领域：生命体征(临床医生通常用于描述他们用于患者监测的参数)，例如，仅举例但不限于，ecg，心率，脉搏，血压，体温，呼吸频率，疼痛，月经周期，心率变化，脉搏血氧，血糖，步态速度等；生物标记物，其可以被生物学家用来描述(仅举例但不仅限于)蛋白质水平或某些生物学状态或状况的可测量指标等，脑深部刺激与脊髓刺激临床领域进一步采用该术语来指脑电波状态或其他神经事件的记录以及对环境条件的测量，包括但不限于运动；生理变量/生理数据，其可以被科学家经常用于描述诸如ecg、心率、血糖和/或血压等等，国际数据科学公司也使用此术语，该公司制作植入物来记录生理变量，例如ecg、心率、血压、血糖等；一个或多个生物信号，其经常被医学工程师用于描述来自诸如ecog、ecg、ekg的生物系统的信号记录；仅举例但不限于在遗传领域中关于受试者的任何信息、参数度量，仅举例但不限于包括基因组信息、表观遗传学、表型、基因型、其他“组学”，仅举例但不限于，其包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学、微生物组学和/或其他与组学相关的领域等；和/或描述与受试者的整个身体、受试者的身体的任何部分和/或子部分等等相关联的数字、度量、状态、变量或信息的任何其他术语。
50.尽管在此给出了身体变量的实例，但是这仅是举例，并且该描述不限于此，本领域技术人员应当理解，由于以下原因，身体变量的列表非常大：身体变量可以是，仅举例但不限于，描述受试者的整个身体的某些状态，受试者的身体的任何部分、部件和/或子部分的任何数量、参数、度量、变量或信息，以及身体变量可以基于一个或多个身体变量或其他身体变量等的一种或多种组合或从中推导出。例如，应当理解，在神经学水平、生物标志物水平、细胞水平和/或组织水平上测量的身体变量可以结合以形成在整个系统状态水平上观察到的身体变量，例如关于受试者的生命体征；受试者的生理元数据；代表一个或多个身体变量的传感器数据，这些变量描述有关受试者的身体、身体部件或整个身体的某些事物；身体的状态、运动或输出，受试者的身体的子部分的部件等；其修改和/或其组合和/或如本文所述的。因此，应当理解，以一个或多个较高的细微度水平描述的一个或多个身体变量可以
基于以一个或多个较低的细微度水平描述的一个或多个身体变量的组合。
51.尽管有可能利用一个或多个神经元群体从而实现与受试者神经系统的直接联系，但是在以下方面存在问题：从由神经元群体产生的神经活动中捕获和解释身体变量，和/或提供或施加神经刺激信号以引起神经元群体中神经活动形式的靶向反应，这相当于或直接代表了从设备到受试者神经系统的身体变量。身体变量自然可以由与来自多个神经元的极短电脉冲相关的神经活动表示。神经活动可以由与一个或多个神经元或神经元群体相邻的一个或多个神经接收器接收，作为神经信号。可以对这些神经信号进行采样，其中神经信号采样通常提供信息丰富的数据集，其非常大，难以处理，并且通常是特定于受试者/实验的。这导致尝试通过提取一些被认为可以代表其信息内容的关键特征(例如编码为神经活动的身体变量)来理解神经信号。
52.在本文中，我们将神经活动的样本或样本集合称为神经生物标志物。神经生物标志物是对身体变量的客观测量，包括：生物过程；致病过程；和/或对治疗干预的药理反应，通过监测一个或几个神经群体来观察。其中神经生物标志物可以代表医疗状态的客观指示。神经生物标志物可以被测量为所获得的神经群体活动的孤立特征，或者特征的线性或非线性组合，其可以通过处理信号来计算，或者通过一种或多种机器学习方式学习，其中这种学习可以由机器学习处理器连续或批量执行。在机器学习处理器上运行的一个或多个机器学习模型可以计算神经生物标志物，这些生物标志物已经根据来自一名或多名患者的神经系统或来自单个患者的多个时间段的数据，或者神经数据或活动的任何合成或模拟或生物学来源，进行训练。本领域的专业人员理解，学习到的神经生物标志物然后可以用作具有相同适应症的患者群体中的或单个患者的神经系统活动的时间和/或受试者不变静止表示，或作为在任何合成或模拟或生物神经数据或活动来源中观察到的疾病的代表。因此，神经生物标志物代表可重复的特征，从中可以将当前神经活动理解为特定疾病状态或其他生理状态的指标，因此可以用作治疗决策、治疗设计或筛选的基础，或者本身被视为通过神经、治疗或其他方式直接或间接调节的有用目标。
53.需要一种能够捕获和/或解释编码为神经活动的身体变量、形成与心脏功能相关的一个或多个身体变量的准确估计并执行与一个或多个心脏功能相关的闭环控制的系统。
54.图1示出了根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的第一实例的示意图。图2更详细地示出了闭环心脏控制系统1的控制器部分。
55.如图1所示，在图示的第一实施例中，闭环心脏控制系统1嵌入人或动物受试者2的身体中。闭环心脏控制系统1包括控制器3、多个神经换能器4和多个神经刺激器5。
56.闭环心脏控制系统1的神经换能器4和神经刺激器5嵌入受试者2的身体中，并被布置为与受试者2的神经系统6交互。控制器3通过嵌入式电连接器7连接到神经换能器，并通过嵌入式电连接器8连接到神经刺激器5。
57.图1包括受试者2的神经系统6的简化示意图。将理解，神经系统6在图中被高度简化和几何变形以允许容易理解图并说明闭环心脏控制系统1的操作。如图1所示，神经系统6包括脑干60和脊髓61和迷走神经62，二者都与脑干60相连。脊髓61和与其相连的神经通常被称为交感神经系统，而迷走神经和与其相连的神经通常被称为副交感神经系统。
58.图1中神经系统的简化示意图涵盖了与心血管系统控制相关的psns和sns的主要方面。心血管功能包括心脏器官本身和外周脉管系统的功能，受交感神经和副交感神经信
号传导的复杂相互作用的神经控制，该信号传导将脑干双向连接到心脏、肾脏系统和脉管系统。脊髓61将交感神经纤维运送到心脏，当激活时，该神经纤维起到增加心脏活动(包括收缩力和速度)的作用。此外，脊髓61将交感神经纤维运送到肾系统，其在活动时起到增加水摄取的作用，并运送到脉管系统，当活动时引起血管收缩。迷走神经62将副交感神经纤维运送到心脏，当其活跃时导致心脏活动减少，包括收缩力和跳动速度。脊髓61和迷走神经62都携带副交感神经纤维到肾系统，当活动时导致水摄取减少，并携带到脉管系统，当活动时导致血管舒张。此外，存在于主动脉壁、颈动脉弓和肾脏中的压力感受器蛋白分别通过迷走神经、颈动脉窦神经和联合肾迷走神经和盆腔内脏神经中的神经纤维将压力变化信息传输回脑干7。这些系统导致多个控制回路，具有不同的控制时间尺度，用于维持心血管系统的稳态。例如，在与站立相关的瞬间压降期间，在非常短的时间尺度内，主动脉壁中的压力感受器和颈动脉弓激发(fire)，导致脑干增加对心脏器官的交感神经激发，从而使心脏收缩力增加以增加压力以补偿体位性下降。在更长的时间尺度内，肾脏系统通过减少水摄取来对低血流灌注做出反应，从而使血容量增加，因此系统中的压力增加以使更多的血液流向身体的边缘。总体而言，应当理解，神经信号传导与可以维持体内平衡的心血管亚组分存在多种复杂的相互作用。
59.在第一实施例的图示实例中，神经换能器4被嵌入在脊髓61中或接近脊髓61的受试者2的身体中并且充当传感器以检测脊髓61的神经中的生理活动并产生相应的生理信号。具体地，神经换能器4充当传感器以接收和检测脊髓61的至少一个心脏交感神经的传出神经活动并产生包括神经数据信号的相应生理信号。神经换能器4产生与该检测到的传出神经活动相对应的电神经数据信号，并通过嵌入的电连接器7将神经数据信号发送到控制器3。
60.在一些实例中，在受试者2的t4椎骨颅侧(cranial to the t4 vertabrae)处，换句话说在受试者2的t4椎骨和脑干60之间，神经换能器4在脊髓61处或附近嵌入受试者2的身体中。然而，这不是必需的，并且神经换能器4可以嵌入在其他位置。
61.如图2所示，控制器3包括输入通信模块30、输出通信模块31、处理模块32、数据存储器33和通信模块34。处理模块32可以包括一个或多个处理器。
62.在闭环心脏控制系统1的操作中，输入通信模块30通过嵌入式电连接器7从神经换能器4接收神经数据信号。接收到的神经数据信号被存储在数据存储器33中并由处理模块32处理以提供经处理的神经数据信号，其随后用于确定受试者的当前心脏功能。然后可以将确定的心脏功能存储在数据存储器33中。处理接收的神经数据信号以提供经处理的神经数据信号可包括处理神经数据信号以识别一种或多种神经生物标志物。处理模块32然后处理确定的受试者的当前心脏功能和从数据存储器33获得的预定期望心脏功能，例如期望心脏功能身体设定点，以确定与预定的期望心脏功能相比将以期望的方式影响受试者当前心脏功能的一个或多个输出信号。确定的输出信号然后由输出通信模块35通过嵌入式电连接器发送到神经刺激器5。心脏功能也可称为心脏活动。
63.预定的期望心脏功能可以从外部系统通过控制器3的通信模块34提供给闭环心脏控制系统1并且存储在数据存储器33中以供后续使用。预定的期望心脏功能可以根据需要通过通信模块34进行更新。通信模块34支持闭环心脏控制系统1的控制器3与外部系统之间的无线通信。或者，预定的期望心脏功能可由闭环心脏控制系统1的控制器3自身确定。
64.在任何特定实施方式中，所确定的输出信号将影响受试者的当前心脏功能的期望方式可以取决于定义预定的期望心脏功能的方式和受试者的期望结果而变化。例如，如果预定的期望心脏功能被定义为心脏功能参数的一个或多个预定值或值范围，则可以确定确定的输出信号以将受试者的一个或多个心脏功能参数朝着对应的预定值或值范围修改，或保持在相应的预定值范围内。在其他实例中，如果预定的期望心脏功能被定义为心脏功能参数的一个或多个预定限制，则可以确定确定的输出信号以修改受试者的一个或多个心脏功能参数以防止超过这些限制。在其他实例中，如果预定的期望心脏功能被定义为受试者的生理响应，则可以确定所确定的输出信号以修改受试者的心脏功能以产生期望的生理响应。受试者的期望预定生理响应可以是与心血管系统的健康功能恢复相关的量度。例如，受试者的期望的预定生理响应可以是平均血压降低、血压的至少一种成分降低、射血分数增加和/或脉搏波速度增加中的一种或多种。上面确定的实例并非旨在详尽无遗，并且可以使用替代布置。
65.在一些实例中，预定的期望心脏功能可以被定义为具有预定限制的限定的操作范围。在这样的实例中，特定受试者的预定限制可以由控制器3设置。控制器可以例如基于受试者随时间推移的心脏功能的分析来确定预定限制，这种分析可以例如基于使用至少一种模型处理过的神经数据信号。
66.在图示的第一实施例中，神经刺激器5嵌入在受试者2的身体中在迷走神经62的神经中或附近并且充当刺激器以向迷走神经62的神经提供神经刺激。具体地，神经刺激器5充当刺激器以提供神经刺激以调节迷走神经62的至少一个心脏副交感神经的传出神经活动以在受试者中产生生理响应。
67.当神经刺激器5通过嵌入式电连接器8从控制器3接收输出信号时，神经刺激器5基于接收到的输出信号向迷走神经62的至少一个心脏副交感神经提供神经刺激。迷走神经62的至少一个心脏副交感神经的这种神经刺激调节至少一个心脏副交感神经的自然神经活动，以在受试者中产生生理响应，从而影响和改变受试者2的心脏活动。
68.在图示的第一实施例中，控制器3的处理模块32使用一个或多个模型，例如机器学习(ml)模型，从接收的神经数据信号确定受试者的当前心脏功能和/或确定输出信号。在上述实例中，使用了两阶段过程，其中一个或多个第一ml模型可用于从接收到的神经数据信号确定受试者的当前心脏功能，并且一个或多个第二ml模型可用于从所确定的受试者的当前心脏活动和预定的期望心脏活动来确定输出信号。在其他实例中，可以使用单阶段过程，其中使用一个或多个ml模型，直接从接收到的神经数据信号和预定的生理响应(例如期望的心脏功能)确定输出信。
69.在神经数据信号与心脏交感神经的生理活动相关的一些实例中，经处理的神经数据信号可用于将心脏系统的交感神经驱动通知一个或多个心血管模型，例如以至少部分地确定当前受试者的心脏功能。心脏系统的交感神经驱动的这些心血管模型可以是ml模型。
70.在神经数据信号与肾脏交感神经的生理活动相关的一些实例中，经处理的神经数据信号可用于将肾脏系统的交感神经驱动通知一个或多个心血管模型，例如以至少部分地确定当前受试者的心脏功能。肾脏系统的交感神经驱动的这些心血管模型可以是ml模型。
71.在神经数据信号与肾神经的传入神经活动相关的一些实例中，经处理的神经数据信号可用于将外周压力、外周灌注、高血压疾病进展或肾活动中的至少一种通知一种或多
种心血管模型，例如以至少部分地确定受试者的当前心脏功能。这些心脏交感神经驱动的心血管模型可以是ml模型。
72.在图1所示的实例中，神经数据信号可以由控制器处理以确定关于受试者的心脏交感神经活动的信息。然后可以使用确定的心脏交感神经活动来确定受试者的当前心脏功能和/或确定输出信号。
73.神经刺激器5可以包括承担导致或改变受试者神经组织的目标区域中的神经活动的动作的任何设备。这可以包括，例如但不限于，操作方式，例如电刺激、化学激活、机械刺激、超声刺激、热刺激和/或光遗传学刺激。不必所有的神经刺激器5都相同。在一些实例中，神经刺激器5可以包括使用一起使用的不同模态操作的神经刺激器。神经刺激器5可以被布置成通过选择适当的输出信号，至少部分地改变神经活动，以至少部分地增加、刺激或放大神经活动，或者至少部分地减少或抑制神经活动。
74.在神经刺激器被布置成增加神经活动的实例中，它们可以被布置成提供神经刺激，该神经刺激产生附加于自然神经信号的施加的神经信号。
75.在神经刺激器被布置成减少神经活动的实例中，它们可以被布置成提供完全或部分阻断自然神经活动的神经刺激。在这样的实例中，神经刺激器可以被布置为以5khz到30khz范围内的频率提供神经刺激以阻断自然神经活动。
76.本领域技术人员将理解，所应用的刺激模式的选择将对神经活动具有不同的影响。传入和传出纤维具有不同的直径和特性，不同的刺激参数可以启动不同类型纤维的响应。通过改变电极配置、刺激模式和波形，可以针对不同的纤维。刺激也可用于调用或调节神经活动。低频刺激或靶向模式可以在神经元或神经元组中诱导动作电位，这些动作电位沿神经传递并由终末器官作为自然信号接收。在高频下，亚阈值刺激会影响纤维中的传播速度以减少或调制信号。在更高的振幅和替代模式下，刺激可用于利用已知的动作电位传播机制并提供传导阻滞，阻止自然神经活动。因此可以理解，刺激的选择可用于在神经活动中诱导不同的效果。
77.在第一实施例的图示第一实例中，神经换能器4被嵌入在脊髓61中或接近脊髓61的受试者2的身体中并且充当传感器以检测脊髓61的神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测脊髓61的至少一个心脏交感神经的传出神经活动并产生相应的神经数据信号。在其他实例中，神经换能器4可以在神经换能器4能够检测至少一个心脏交感神经的传出神经活动的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经换能器4可以被布置成检测在脊髓61和心脏之间延伸的神经系统的心脏交感分支中的至少一个心脏交感神经的传出神经活动。
78.类似地，在第一实施例的图示的第一实例中，神经刺激器5嵌入在受试者2的身体中迷走神经62中或附近并且充当刺激器以向迷走神经62的神经提供神经刺激，由此神经刺激器5充当刺激器以提供神经刺激以调节迷走神经62的至少一个心脏副交感神经的传出神经活动。在其他实例中，神经刺激器5可以在神经刺激器5能够向至少一个心脏副交感神经提供神经刺激的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经刺激器5可以被布置成向迷走神经的心脏分支中的至少一个心脏副交感神经提供神经刺激。
79.图3示出了根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的第二实例的示意图。
80.如图3所示，在图示的第一实施例的第二实例中，闭环心脏控制系统1嵌入人或动
物受试者2的身体中。所示的第二实例中的闭环心脏控制系统1与第一实例中的相同，但是不同地布置有神经刺激器5，其位于受试者2的神经系统6中的不同位置。
81.在第一实施例的图示的第二实例中，神经换能器4被嵌入在脊髓61中或接近脊髓61的受试者2的身体中并且充当传感器以与和第一实例相似的方式检测脊髓61的神经中的生理活动并产生相应的生理信号。具体地，神经换能器4充当传感器以接收和检测脊髓61的至少一个心脏交感神经的传出神经活动并产生相应的神经数据信号。
82.在图示的第一实施例的第二实例中，神经刺激器5嵌入在受试者2的身体中在脊髓61的神经中或附近并且充当刺激器以向脊髓61的神经提供神经刺激。具体地，神经刺激器5充当刺激器以提供神经刺激以调节脊髓61的至少一个心脏交感神经的传出神经活动。
83.在一些实例中，在受试者2的t4椎骨颅侧处，换句话说在受试者2的t4椎骨和脑干60之间，神经刺激器5在脊髓61处或附近嵌入受试者2的身体中。然而，这不是必需的，神经刺激器5可以嵌入在其他位置。
84.在第一实施例的图示的第二实例中，当神经刺激器5从控制器3接收输出信号时，神经刺激器5基于接收到的输出信号向脊髓61的至少一个心脏交感神经提供神经刺激。脊髓61的至少一个心脏交感神经的这种神经刺激调节至少一个心脏交感神经上的自然神经活动，因此影响和改变受试者2的心脏活动。
85.在第一实施例的图示第二实例中，神经换能器4被嵌入在脊髓61中或接近脊髓61的受试者2的身体中并且充当传感器以检测脊髓61的神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测脊髓61的至少一个心脏交感神经的传出神经活动并产生相应的神经数据信号。在其他实例中，神经换能器4可以在神经换能器4能够检测至少一个心脏交感神经的传出神经活动的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经换能器4可以被布置成检测在脊髓61和心脏之间延伸的神经系统的心脏交感分支中的至少一个心脏交感神经的传出神经活动。
86.类似地，在第一实施例的图示的第二实例中，神经刺激器5嵌入在受试者2的身体中脊髓61中或附近并且充当刺激器以向脊髓61的神经提供神经刺激，由此神经刺激器5充当刺激器以提供神经刺激以调节脊髓61的至少一个心脏交感神经的传出神经活动。在其他实例中，神经刺激器5可以在神经刺激器5能够向至少一个心脏交感神经提供神经刺激的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经刺激器5可以被布置成向在脊髓61和心脏之间延伸的神经系统的心脏交感神经分支中的至少一个心脏交感神经提供神经刺激。
87.图4示出了根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的第三实例的示意图。
88.如图4所示，在图示的第一实施例的第三实例中，闭环心脏控制系统1嵌入人或动物受试者2的身体中。所示的第三实例中的闭环心脏控制系统1与第一实例中的相同，但是不同地布置有神经换能器4和神经刺激器5，其位于受试者2的神经系统6中的不同位置。
89.在第一实施例的所示出的第三实例中，神经换能器4在它们充当传感器以接收和检测受试者2的至少一个肾交感神经的传出神经活动的位置处嵌入受试者2的身体中，并且产生相应的神经数据信号。
90.在第一实施例的图示的第三实例中，神经刺激器5在它们充当刺激器以提供神经刺激以调节脊髓61的至少一个肾交感神经的传出神经活动的位置处嵌入受试者2的身体中，以在受试者中产生生理响应。
91.在第一实施例的图示的第三实例中，当神经刺激器5从控制器3接收输出信号时，神经刺激器5基于接收到的输出信号向至少一个肾交感神经提供神经刺激。对至少一个肾交感神经的这种神经刺激调节至少一个肾交感神经上的自然神经活动，并因此影响和改变受试者2的心脏活动。
92.在第一实施例的图示第三实例中，神经换能器4可以被嵌入在脊髓61中或接近脊髓61的受试者2的身体中并且充当传感器以检测脊髓61的神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测脊髓61的至少一个肾脏交感神经的传出神经活动并产生相应的神经数据信号，或者可以嵌入受试者2的身体的其他地方，在神经换能器4能够检测至少一个肾交感神经的传出神经活动的位置处。例如，神经换能器4可以被布置成检测在脊髓61和肾脏之间延伸的神经系统的肾脏交感分支中的至少一个肾脏交感神经的传出神经活动。
93.在其他实例中，神经换能器4可以被嵌入在脊髓61中或接近脊髓61的受试者2的身体中并且充当传感器以检测脊髓61的神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测脊髓61的至少一个肾脏神经的传入神经活动并产生相应的神经数据信号，或者可以嵌入受试者2的身体的其他地方，在神经换能器4能够检测至少一个肾神经的传入神经活动的位置处。例如，神经换能器4可以被布置成检测在脊髓61和肾脏之间延伸的神经系统的肾分支中的至少一个肾神经的传入神经活动。
94.类似地，在第一实施例的图示的第三实例中，神经刺激器5可以嵌入在受试者2的身体中脊髓61中或附近并且充当刺激器以向脊髓61的神经提供神经刺激，由此神经刺激器5充当刺激器以提供神经刺激以调节脊髓61的至少一个肾脏交感神经的传出神经活动，或者可以嵌入受试者2身体的其他地方，在神经刺激器5能够对至少一个肾交感神经提供神经刺激的位置。例如，神经刺激器5可以被布置成向在脊髓61和肾脏之间延伸的神经系统的肾交感神经分支中的至少一个肾交感神经提供神经刺激。
95.在第一实施例的进一步实例中，神经换能器4可以在神经换能器4能够检测受试者的至少一个肾神经的传入神经活动的位置处嵌入受试者2的身体中。例如，神经换能器4可以被布置为检测脊髓61中、或迷走神经62中、或在脊髓61和肾脏之间延伸的神经系统的骨盆神经中、或在脊髓61和肾脏之间延伸的神经系统的肾交感神经分支中的至少一个肾神经的传入神经活动。
96.图5示出了根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的第四实例的示意图。
97.如图5所示，在图示的第一实施例的第四实例中，闭环心脏控制系统1嵌入人或动物受试者2的身体中。所示的第四实例中的闭环心脏控制系统1与第一实例中的相同，但是不同地布置有神经换能器4和神经刺激器5，其位于受试者2的神经系统6中的不同位置。
98.在第一实施例的图示第四实例中，神经换能器4被嵌入在迷走神经的肾分支中或附近的受试者2的身体中并且充当传感器以检测迷走神经的肾分支的神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测迷走神经的肾分支的至少一个肾脏神经的传出神经活动并产生相应的神经数据信号。
99.在第一实施例的图示的第四实例中，神经刺激器5嵌入受试者2的身体中在与至少一个压力感受器相关联的神经中或附近，并且具体地位于连接到颈动脉压力感受器的颈动脉窦神经或舌咽肌神经和/或连接到主动脉压力感受器的迷走神经的一部分中或附近，由
此神经刺激器5充当刺激器以向与受试者2的压力感受器相关联的至少一个神经提供神经刺激。神经刺激器5可以向与颈动脉压力感受器和主动脉压力感受器之一或两者相关联的至少一个神经提供神经刺激。在该实例中，与受试者2的压力感受器相关联的至少一个神经可以是传入神经。
100.在第一实施例的图示的第四实例中，当神经刺激器5从控制器3接收输出信号时，神经刺激器5基于接收到的输出信号向与压力感受器相关联的至少一个神经提供神经刺激。对与压力感受器相关联的至少一个神经的这种神经刺激调节与压力感受器相关联的至少一个神经上的自然神经活动，并因此影响和改变受试者2的心脏活动。
101.在第一实施例的图示第四实例中，神经换能器4被嵌入在迷走神经的肾分支中或附近的受试者2的身体中并且充当传感器以检测迷走神经的肾分支的神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测迷走神经的肾分支的至少一个肾脏神经的传出神经活动并产生相应的神经数据信号。在其他实例中，神经换能器4可以在神经换能器4能够检测迷走神经的至少一个肾脏神经的传出神经活动的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经换能器4可以被布置成检测在迷走神经62中的其他点处至少一个肾神经的传出神经活动。
102.在第一实施例的第四实例中，神经换能器4可以嵌入在受试者2的身体中迷走神经的肾分支中或附近，或迷走神经上的其他地方，以充当传感器以检测迷走神经的神经中的生理活动，特别是检测迷走神经的至少一个肾神经的传出神经活动。在其他实例中，神经换能器4可以嵌入在受试者2的身体中迷走神经的肾分支中或附近，或迷走神经上的其他地方，以充当传感器以检测迷走神经中的神经的生理活动，特别是检测迷走神经中至少一个肾神经的传入神经活动，并产生相应的神经数据信号。
103.在第一实施例的图示的第四实例中，神经刺激器5嵌入受试者2的身体中在连接到颈动脉压力感受器的颈动脉窦神经或舌咽肌神经和/或连接到主动脉压力感受器的迷走神经的一部分中或附近，并且充当刺激器以向与受试者2的压力感受器相关联的至少一个神经提供神经刺激。在其他实例中，神经刺激器5可以在神经刺激器5能够向与受试者2的压力感受器相关联的至少一个到至少一个神经提供神经刺激的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经刺激器5可以被布置成向迷走神经或骨盆神经中的至少一个肾副交感神经纤维提供神经刺激。
104.图6示出了根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的第五实例的示意图。
105.如图6所示，在图示的第一实施例的第五实例中，闭环心脏控制系统1嵌入人或动物受试者2的身体中。所示的第五实例中的闭环心脏控制系统1与第一实例中的相同，但是不同地布置有神经换能器4和神经刺激器5，其位于受试者2的神经系统6中的不同位置。
106.在第一实施例的图示第五实例中，神经换能器4被嵌入在迷走神经的肾分支中或附近的受试者2的身体中并且充当传感器以检测迷走神经的肾分支的传入神经中的生理活动并产生相应的生理信号，由此神经换能器4充当传感器以接收和检测迷走神经的肾分支的至少一个肾脏神经的传入神经活动并产生相应的神经数据信号。神经换能器4被布置成检测迷走神经中的传入神经活动并产生包括与该检测到的神经活动相对应的神经数据信号的生理信号，因此控制器将处理这些神经数据信号以确定关于受试者的心脏副交感神经活动的信息。
107.在第一实施例的图示的第五实例中，神经刺激器5嵌入在受试者2的身体中，位于肾迷走神经和/或在脊髓和肾脏之间延伸的神经系统的肾交感神经分支(胸腰内脏神经)和/或在脊髓和肾脏之间延伸的神经系统的肾副交感神经分支(盆腔内脏神经)中或附近，由此神经刺激器5充当刺激器以向至少一个传出交感肾神经和/或传出副交感肾神经提供神经刺激。在一些实例中，神经刺激器5可以向至少一个交感肾传出神经和至少一个副交感肾传出神经提供神经刺激。
108.在第一实施例的图示的第五实例中，当神经刺激器5接收来自控制器3的输出信号时，神经刺激器5向至少一个交感肾传出神经和至少一个副交感肾传出神经提供神经刺激。对至少一个交感肾神经和至少一个副交感肾传出神经的这种神经刺激调节至少一个交感肾神经和至少一个副交感肾传出神经上的自然神经活动，并因此影响和改变受试者2的心脏活动。
109.在第一实施例的图示的第五实例中，神经换能器4和神经刺激器5可以嵌入在受试者2的身体中在迷走神经的肾分支中或附近以充当传感器来分别检测迷走神经的肾分支的神经中的生理活动或刺激迷走神经的肾分支的神经。在其他实例中，神经换能器4和神经刺激器5可以在神经换能器4和神经刺激器5能够与迷走神经的至少一个肾神经相互作用的位置处嵌入受试者2身体的别处。例如，神经换能器4和神经刺激器5可以分别布置成检测传入神经活动并调节在迷走神经62中的其他点处的至少一个肾神经的传出神经活动。
110.在替代实例中，神经换能器4可以嵌入在受试者2的身体中在迷走神经的心脏分支中或附近以充当传感器来检测迷走神经的心脏分支的神经中的生理活动。在这样的实例中，系统还可以包括另外的神经换能器4，其布置成检测受试者神经系统中颈动脉压力感受器、主动脉压力感受器、肾传入神经和肌肉传入神经中的一个或多个的神经活动。
111.上述第一实施例的图示实例具有布置在受试者2的神经系统中的多个不同位置处的神经换能器4和神经刺激器5。这些不同的位置并非详尽无遗，仅作为示例提供。应理解，不同实例中的神经换能器4和神经刺激器5的不同位置在其他实例中可以采用不同的组合布置，也可以由在受试者2的神经系统中其他位置布置的神经换能器和/或神经刺激器代替或与之组合。
112.在一些实例中，多个神经换能器可以布置成检测受试者神经系统中脑干、上脊髓、心脏交感神经分支、肾交感神经分支、上迷走神经、迷走神经的心脏分支、迷走神经的肾分支、肾传入神经、肌肉传入神经和/或压力感受器的一种或多种的神经活动。压力感受器可包括颈动脉压力感受器和/或主动脉压力感受器。此列表仅作为示例提供，并非旨在详尽无遗。多个神经换能器可以布置成检测与去往受试者的心脏系统或肾脏系统中的至少一个的交感传入神经信号或交感传出神经信号中的至少一个相关的神经活动。
113.在一些实例中，多个神经刺激器可以被布置为在脑干、上脊髓、心脏交感神经分支、肾交感神经分支、上迷走神经、迷走神经的心脏分支和/或迷走神经的肾分支的任何一种或多种处向受试者的神经系统提供神经刺激。此列表仅作为示例提供，并非旨在详尽无遗。多个神经刺激器可以布置成改变与去往受试者的心脏系统或肾脏系统中的至少一个的交感传入神经信号或交感传出神经信号中的至少一个相关的神经活动。
114.在一些实例中，多个神经刺激器可以被布置成向脊髓中的交感心脏神经通路、脊髓中的交感肾神经通路、迷走神经中的副交感神经肾神经通路和/或迷走神经中的副交感
神经肾神经通路中的一个或多个提供神经刺激。
115.在一些实例中，多个神经换能器可以布置成检测受试者的神经系统中迷走神经和/或脊髓处的神经活动，并且多个神经刺激器可以布置成向迷走神经和/或脊髓提供神经刺激。
116.应当理解，神经换能器4是与神经刺激器5分开的装置并不是必须的。在感测和刺激都在受试者2的神经系统中的相同位置执行的实施方式中，神经换能器4和神经刺激器5中的一些或全部可以组合在两用传感器/刺激器设备中。因此，图示的功能分离并不表示物理分离。图3、4和6中示出了可以在同一位置进行感测和刺激的这种实现方式的实例。
117.信号可以以任何合适的方式在控制器3、神经换能器4和神经刺激器5之间传送。在所示实例中，这些信号由有线通信系统传送。在其他实例中，可以使用无线通信系统。
118.除了图1至图6中所示的神经换能器4之外，闭环心脏控制系统1还可以从传感器接收信息，这些传感器被布置为获得关于受试者2的身体变量参数值的身体变量数据，并提供该身体变量数据到闭环心脏控制系统1的控制器3。例如，这些传感器可以是可穿戴传感器或嵌入式传感器。传感器可以被布置为通过任何合适的方式，例如有线或无线通信系统，与闭环心脏控制系统1通信。在一些实例中，传感器可以包括在闭环心脏控制系统1中。
119.图7示出了通过图1至图6的实例中的根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的数据流的特定实例的表示。
120.在图7的图示的实例中，闭环心脏控制系统1用于提供受试者心脏身体状态的闭环控制，以使心脏身体状态与该心脏身体状态的期望值一致或至少更接近一致。为了做到这一点，设置与受试者心脏系统的期望操作点或被控制的心脏身体状态的期望值相对应的理想心脏身体设定点100。该理想身体设定点100可以是固定的，或者可以基于关于受试者的信息来确定。理想身体设定点100可以是预先设定的，可以由控制器3确定，或者可以由另一系统提供给心脏控制系统1，这在任何具体实施方式中视情况而定。身体设定点是指控制系统的设定点的在本发明的技术领域中的标准含义，并且是身体变量或身体状态的期望值或目标值。身体变量或身体状态与其设定点的偏离是使用负反馈进行自动控制的误差控制调节的一个基础。
121.在理想身体设定点100由控制器3确定的一些实例中，控制器3可以使用至少一个模型例如ml模型确定受试者心脏系统的期望操作点。在这样的实例中，至少一个模型可以被约束以将心脏系统的期望操作点保持为一个或多个预定值，或者被保持为不超过一个或多个预定限制。
122.在图7的具体实例中，心脏身体状态是受试者的心率，理想心脏身体设定点100是特定的心率值。在一些实例中，心率的期望值可以由心脏控制系统1的控制器3基于例如其他身体变量，例如受试者的当前血压或当前身体活动水平或整体心血管健康来计算。在其他实例中，心率设定点的期望值可以由临床医生提供给神经控制系统1。
123.在心脏控制系统1的操作中，神经换能器4从受试者2的神经系统获得与受试者2的身体状态相关的神经数据。在所示实例中，另外的传感器获得关于身体可变参数值的身体可变数据。图7示出了与可由神经换能器4产生的受试者的心率和可由附加传感器产生的血压值形式的身体变量数据102有关的全谱多通道神经数据101的说明性实例。
124.在图7的实例中，神经数据101和身体变量数据102由神经换能器4和附加传感器提
供给控制器3进行处理。在控制器3中，神经数据101和身体变量数据102经受机器学习(ml)处理。ml处理包括使用神经解码机器学习(ml)模型104处理全谱多通道神经数据101以识别神经生物标志物，在该实例中是分类神经生物标志物112。图7的实例进一步示出了由控制器105应用于身体变量数据102的信号处理105。该信号处理105使用ml模型不是必要的。
125.在图7的图示实例中，身体变量数据102是包括一系列血压值的血压信号。
126.一般而言，ml模型是先前通过机器学习技术生成的模型，例如前向传递模型，并提供给心脏控制系统1。通常，机器学习实际上不会由心脏控制系统1本身的控制器3执行，使用当前可用的技术，这种机器学习通常需要在植入设备中实际提供的计算资源。然而，在控制器3内执行机器学习在未来可能是实用的。
127.在图7的实例中，由ml模型104产生的分类神经生物标志物112和由信号处理105产生的输出数据被组合以确定当前心脏身体状态，并且在该实例中具体地是心率。该确定的当前心脏身体状态(当前心率)然后在求和点106与理想心脏身体设定点(特定心率值)100进行比较，以计算心脏身体状态(心率)值的期望变化，以使心脏身体状态(心率)与理想的心脏身体设定点(特定心率值)100一致或至少接近一致。求和结点106将其接收的确定的心脏身体状态(心率)值的输入与理想心脏身体设定点(特定心率值)100的值进行比较，并输出这些值之间的差值。如图7所示，求和点106的输出可用于pid控制器113的pid(比例-积分-微分)计算，如反馈控制系统中常用的。pid控制器对于技术人员来说是众所周知的，因此这里没有必要对其进行详细描述。在所示的第一实例中，求和点106执行其两个输入的简单减法。在其他实例中，可以执行不同的比较，例如更复杂的操作。因此，控制器3做出控制决定以将受试者心脏系统的当前操作点朝着确定的期望操作点改变。
128.在图7的图示实例中，由求和点106产生的身体状态值的期望变化使用另外的ml模型进行数据处理，以确定一组输出信号，其是产生期望变化所需的神经刺激信号。例如，根据先前做出的控制决定，将心脏功能的一个或多个参数移向受试者心脏系统的期望操作点。如图7所示，另外的ml模型可以是刺激库选择器108，其从可能刺激信号库中选择合适的神经刺激信号组作为输出信号。例如，选择为输出信号的该组神经刺激信号可以限定神经刺激器5中的哪一个将产生神经刺激信号，以及这些神经刺激信号的时序和调制。图7示出了一组输出信号的说明性实例109，其是包括一组神经刺激信号的所施加刺激信号的模式。
129.在图7所示的实例中，所确定的神经刺激信号组由控制器3产生作为输出信号，由此控制器3将电神经刺激控制信号作为输出信号发送到神经刺激器5中的选定神经刺激器，如神经刺激器5生成期望的一组神经刺激信号并将其应用到受试者2的神经系统所需的。
130.在一些实例中，控制器3可以被布置成使用至少一个模型产生至少一个输出信号，该模型被布置为确定并产生至少一个输出信号以使受试者的心脏功能更接近健康受试者的心脏功能。在这样的实例中，可以选择理想的心脏身体设定点100以对应于健康受试者的值。
131.在一些实例中，控制器3可以被布置为识别检测到的神经上的自然传出活动将具有将受试者的心脏功能的一个或多个参数移动超过一个或多个预定值(例如预定限制)或从期望的操作点移开的效果，并通过确定和产生输出信号来响应该识别，该输出信号将导致一个或多个神经刺激器阻断该神经上检测到的自然传出活动。
132.在一些实例中，控制器3可以使用身体模型作为ml模型来组合由ml模型104产生的
分类神经生物标志物112和由信号处理105产生的输出数据以确定当前心脏身体状态，特别是心率。身体模型是受试者身体的内部动力学模型，控制器3使用它来计算最佳控制动作。例如，身体模型可以是白盒模型、输入/输出模型、状态空间模型或系统的任何其他模型。该模型可以用于使用模型预测控制过程(mpc)过程来产生受试者当前身体状态的估计或预测，其中该模型可以包括更新模型预测控制器。因此，估计或预测的身体当前状态可以由ml数据处理103产生的神经生物标志物104和/或来自附加传感器的数据的组合通知。身体模型和模型预测控制器对技术人员来说是众所周知的，因此这里没有必要对其进行详细描述。
133.在使用身体模型的实例中，控制器3可以使用过去刺激的历史和身体变量的后续变化来更新身体模型。
134.在一些实例中控制器3可以使用设定点计算器来使用接收到的身体变量数据和/或神经信号数据计算理想身体设定点100的估计并且将该估计的理想身体设定点100输出到求和点106。设定点计算器可替代地从其他来源接收数据以计算理想的身体设定点。
135.在一些实例中，可以不使用求和点106并且可以使用ml模型来提供理想的身体设定点。在其中身体状态是受试者的心率的实例中，例如，当血压的身体变量增加到危险水平或者正在危险地迅速增加时，设定点计算器可以选择降低心率的身体设定点。
136.在图7所示的实例中，血压值102由附加传感器提供。在其他实例中，血压值可以由神经换能器从与压力感受器相关联的一个或多个神经获得的神经数据确定，血压值可以例如使用ml模型确定。
137.上述闭环心脏神经控制系统1的系统架构和操作方法使闭环心脏神经控制系统1能够提供控制回路，该控制回路允许基于实时神经信息的有效闭环控制。此外，闭环心脏神经控制系统1可以直接基于心脏性能和/或从接收的神经信号导出的生物或医学相关特征来提供闭环性能。
138.在受试者2的神经系统中的神经换能器4和神经刺激器5的位置使得至少一些神经换能器4可以直接接收由神经刺激器5产生的神经刺激信号的实例中，控制器3可以在神经刺激信号的持续时间内停止神经换能器4中受影响的神经换能器对神经数据的记录，以防止神经刺激器5和神经换能器4之间的串扰降低接收的神经数据的质量。在一些实例中，受影响的神经数据可以在刺激期间被覆盖零替换。在一些实例中，神经换能器4可以在神经刺激信号的持续时间内关闭或停用。
139.在实例中，控制器3提供神经刺激信号的单个输出以控制单个身体变量。在其他实例中，控制器3可以提供多组神经刺激信号以控制多个身体变量。
140.在上述图7的实例中，控制器3使用来自神经换能器4的神经数据和血压信号，该血压信号包括来自另一传感器的血压值，该另一传感器被布置为获得关于身体变量参数值的身体变量数据，特别是血压值、以确定输出信号。在一些实例中，血压信号识别受试者的血压并且包括以下至少一项：收缩压、舒张压、峰值压力、直立性下降、平均血压、射血时间、脉搏波速度或源自识别心脏系统中血压的信号的其他相关特征。
141.在其他实例中，控制器3可以使用来自神经换能器4的神经数据和来自合适的另外的传感器的其他身体变量参数值。在一些实例中，另外的传感器可以被布置为以识别受试者心脏的电活动的心脏信号的形式提供身体变量参数值，并且控制器可以被布置为与神经
数据一起处理该心脏信号以使用模型(例如ml模型)确定一个或多个输出信号。在此类实例中，心脏信号可以识别受试者心脏的电活动，包括心率、心率变异性、p波形状、t波持续时间、t波幅度、j点、st抬高、u波、r-r间期、信号周期、频率分布、幅度或从识别心脏电活动的信号导出的其他相关特征中的至少一种。此列表并非详尽无遗，仅作为示例提供。
142.在一些实例中，控制器3可以被布置为接收来自神经换能器4的神经数据以及来自另外的传感器的血压信号和心脏信号，并且使用模型例如ml模型处理这些以确定一个或多个输出信号。
143.在一些实例中，控制器3可以被布置为从另外的传感器接收血压信号和心脏信号，并且将它们一起处理以识别包括以下至少一项的受试者的心脏活动：q-a间隔、压力感受器敏感度、容积心脏输出或源自心脏电信号和血压信号的联合交叉分析的其他相关特征。
144.控制器3可以被布置为基于接收到的神经数据基本上连续地产生输出信号。在一些实例中，控制器3可以被布置为响应于对预定事件的识别而提供至少一个输出信号。例如，预定事件可以是基于接收到的神经数据识别的神经事件。在其他实例中，预定事件可以例如是从其他非神经接收数据识别的非神经事件。在一些实例中，非神经接收数据可以是来自另外的传感器的数据。
145.在预定事件是神经事件的实例中，预定事件可以例如是指示血压变化的压力感受器激发、指示低血液灌注的肾传入激发和指示心脏上调的交感神经激发中的一种或多种。在预定事件是非神经事件的实例中，预定事件可以例如是心率过高、心率过低、血糖过高、血糖过低中的一种或多种。这些列表仅是示例性的，并非旨在详尽无遗。
146.在一些实例中，除了用于确定至少一个输出信号以使受试者的心脏功能更接近健康受试者的心脏功能的一个或多个模型之外，控制器3还可以包括至少一个另外的模型，其被布置为确定至少一个输出信号以使另一器官的功能更接近健康受试者的功能。
147.在一些实例中，控制器3可以被布置为响应于受试者的血压超过预定阈值的识别而产生至少一个输出信号。
148.图8示出了根据第二实施例的闭环心脏控制系统10的示意图。
149.根据第二实施例的闭环心脏控制系统10类似于第一实施例的系统1，并且包括控制器13、多个神经换能器14和多个神经刺激器15。这些以与根据第一实施例的闭环心脏控制系统1的对应部分类似的方式操作。
150.在根据图8的第二实施例的闭环心脏控制系统10的图示实例中，神经换能器14和神经刺激器15布置在与图1的第一实施例的第一实例的神经换能器4和神经刺激器5对应的位置。这些可以以与上述第一实施例类似的方式布置在其他位置。
151.除了神经换能器14之外，根据第二实施例的闭环心脏控制系统10还包括多个另外的传感器16。传感器16可以被布置成检测关于受试者2的身体变量的数据并且通常通过通信模块34将该身体变量数据提供给控制器13。例如，身体变量数据可以是血压、心率或其他身体变量参数的值。传感器16还可以包括传感器以识别可能影响受试者2的身体的事件，例如高水平的身体活动。传感器16还可以包括检测与了解患者的状态相关的离散事件的偶发事件传感器，这些事件可以包括例如但不限于转变到睡眠/醒来服用药物、进入更温暖或更寒冷的温度环境等。传感器16可以包括嵌入式传感器、可穿戴传感器和包括在可穿戴设备中的传感器。传感器16可以包括一个或多个电传感器，其布置成感测受试者心脏的电活动
并产生心脏信号。传感器16可包括一个或多个血压传感器，其布置成感测受试者的血压并产生血压信号。
152.在根据第二实施例的闭环心脏控制系统10中，控制器13可以使用身体变量数据和/或从传感器16接收的其他数据，以结合来自神经换能器14的神经数据确定受试者的当前心脏活动。
153.根据第二实施例的闭环心脏控制系统10被布置为与其他外部系统17通信。控制器13可以通过通信模块34与这些外部系统17进行通信。
154.外部系统17可以提供多种不同的功能以支持闭环心脏控制系统10。例如，外部系统17可以由云服务器网络提供。
155.外部系统17可以包括更新机18。闭环心脏控制系统10可以向更新机发送关于闭环心脏控制系统10的操作的数据和关于受试者2的数据。更新机18可包括机器学习数据处理重新训练系统和机器学习控制器重新训练系统，它们基于心脏控制系统10提供的数据使用高功率计算机(例如云计算机)重新训练机器学习模型。这种重新训练可以用开发新的和改进的机器学习模型的机器学习研究人员的输入进行。这种重新训练也可以基于从除了心脏控制系统10之外的其他心脏控制系统接收的数据。
156.更新机18通过使用从心脏控制系统10接收的神经数据以及可能还有来自其他来源的其他数据的机器学习训练来生成更新的机器学习模型。更新机18可以周期性地或根据需要向心脏控制系统10发送更新的机器学习模型或机器学习模型更新。心脏控制系统10从更新机18或其他更新机器接收更新的机器学习模型或机器学习模型更新，并根据需要，使用这些更新或替换控制器13使用的一个或多个机器学习模型。
157.机器学习模型的更新可以基于接收到的神经数据、计算出的神经生物标志物、输出信号、记录的神经数据、来自其他传感器的数据和/或代表身体状态的数据和/或由神经控制系统保存的任何其他数据来计算。可以基于在康复或重新校准期间的指导活动的特定时期期间由心脏控制系统10记录的数据来生成更新。更新机18可由自动化云系统提供。
158.在一些实例中，更新机18可以是通过本地有线或无线连接的手动连接。在一些实例中，更新可以由用于计算长期治疗的一个或多个机器学习系统自动计算。在一些实例中，更新可由治疗临床医生选择。
159.心脏控制系统10与上述更新机18的交互使心脏控制系统10能够配备外部控制回路，从而允许基于从受试者获得的数据和心脏控制系统10的性能更新所使用的机器模型。与心脏控制系统10的操作相比，该外部控制回路的速度相对较低，或延迟/等待时间相对较高。随着心脏控制系统10和其他心脏控制系统收集更多数据，外部控制回路使得机器学习模型的性能以及因此心脏控制系统10的性能能够随着时间的推移而得到改进。
160.在一些实例中，更新机18可以被布置为更新心脏控制系统10以改变心脏控制系统10控制受试者的哪些心脏功能参数。
161.应当理解，上述机器学习模型数据处理仅作为示例进行描述，并且可以使用任意数量的机器学习模型，利用多种类型的架构来处理数据。在一些实例中，多个机器学习模型可以与多数投票、状态空间模型或其他决策模块并行运行，基于多个机器学习模型的输出来决定设备输出动作。不同的机器学习模型可能是不同的类型并在不同的时间尺度上运行。
162.外部系统17可以包括临床医生报告系统19。闭环心脏控制系统10可以向临床医生报告系统19发送关于闭环心脏控制系统10的操作的数据和关于受试者2的数据。临床医生报告系统19可以使用该数据来计算心脏控制系统10的受试者结果测量。受试者结果测量可以提供关于受试者的心脏性能和/或健康以及心脏控制系统10正在实现多少有益效果的度量或其他指标。可以将受试者结果测量报告给临床医生或其他主管，例如负责治疗受试者2的临床医生，以在考虑针对受试者采取的任何进一步行动时予以考虑。
163.外部系统17可以包括治疗信息系统20。治疗信息系统20被布置成通知心脏控制系统10关于提供给受试者2的治疗。当心脏控制系统10开始操作时，治疗信息系统20可以通知心脏控制系统10关于向受试者2提供的治疗，使得心脏控制系统10可以考虑治疗对受试者心脏功能的任何影响。此外，治疗信息系统20可以将提供给受试者2的治疗的更新或改变通知心脏控制系统10。如果对治疗的这些更新或改变影响受试者2的心脏功能，则心脏控制系统10可以进行适当的改变以将这些考虑在内。
164.外部系统17可以包括安全系统21。安全系统21可以控制对已由心脏控制系统10传递到外部系统17或以其他方式由外部系统17保存的关于受试者2的个人信息的访问和保护。此外，安全系统21可以控制由外部系统17向心脏控制系统10发送诸如更新之类的信息以防止未授权或恶意活动。
165.在一些实例中，外部系统17的不同部分18至21可以是单个集成系统，在其他实例中它们可以是单独的系统。在一些实例中，可以仅提供外部系统17的部分18至21中的一些。在闭环心脏控制系统1和10的一些实例中，控制器3或13可以被布置为接收与受试者的血压升高和降低相关联的至少一个信号。在图7中示出了这样的一个实例，其中控制器3接收包括一系列血压值的血压信号。如上面参考图7所讨论的，该血压信号可以被控制器用来确定发送到神经刺激器的至少一个输出信号。
166.在第三实施例中，闭环心脏控制系统类似于第一和第二实施例的系统1和10，并且包括控制器，该控制器包括多个神经换能器和多个神经刺激器。这些以与闭环心脏控制系统1的对应部分类似的方式并根据第一和第二实施例操作。
167.在第三实施例中，一个或多个神经换能器被布置为充当传感器以接收和检测行进到受试者心脏的传出神经活动。因此，一个或多个神经换能器可以被布置为接收和检测副交感传出神经心脏活动，并因此充当至少一个副交感传出心脏活动传感器205，和/或接收和检测交感传出神经心脏活动，并因此充当至少一个交感传出心脏活动传感器206。例如，可以类似于图1和图2中所示的第一实施例的第一和第二实例来布置神经换能器。充当至少一个副交感传出心脏活动传感器205和/或至少一个交感传出心脏活动传感器206的神经换能器产生与检测到的传出神经活动相关联的至少一个神经数据信号，并将该至少一个神经信号发送到控制器进行处理。
168.控制器被布置成处理接收的至少一个神经数据信号以确定和记录感测到的到心脏的自然传出神经信号的时间和幅度。类似于先前的实施例，控制器可以使用一个或多个模型来执行该处理，这些模型可以是ml模型。
169.在第三实施例中，至少一个另外的传感器被布置为产生至少一个与受试者血压的上升和下降相关联的信号。至少一个另外的传感器也可以由一个或多个神经换能器提供。这些神经换能器可以被布置为接收和检测来自受试者的压力感受器的传入神经活动，特别
是来自受试者的肾压力感受器或心脏压力感受器的传入神经活动。例如，神经换能器可以嵌入受试者的身体中位于或靠近颈动脉窦神经、连接到颈动脉压力感受器的舌咽肌神经、连接到主动脉压力感受器的迷走神经的一部分或骨盆神经。因此，神经换能器可以为肾传入压力感受器提供至少一个神经传感器201和/或为心脏传入压力感受器提供至少一个神经传感器202，以产生至少一个与受试者血压上升和下降相关的神经数据信号，并将这至少一个与血压上升和下降相关的神经数据信号发送给控制器进行处理。替代地或附加地，在第三实施例中，至少一个血压传感器203被布置为产生与受试者血压的上升和下降相关联的至少一个血压信号，并将其发送到控制器进行处理。
170.控制器被布置为处理接收到的与血压的上升和下降相关的至少一个神经数据信号和/或至少一个血压信号，以确定和记录受试者血压变化的时间和幅度。类似于先前的实施例，控制器可以使用一个或多个模型来执行该处理，这些模型可以是ml模型。
171.在一些实例中，不同的接收信号都以大于10hz的频率被采样，以便捕捉心搏到心搏的血压上升和下降和具有相应时间尺度的神经活动。
172.控制器被布置成将到心脏的自然传出神经信号的时间与任何血压变化的时间相关联，并确定到心脏的自然传出神经信号的时间与任何相应的血压变化的时间之间的关系。控制器还布置成将自然传出神经信号的幅度或计算的传出心脏响应与任何相应的血压变化的幅度相关联，并确定自然传出神经信号的幅度与任何相应的血压变化的幅度之间的关系。
173.压力感受器是自然的压力敏感神经元，其响应于心搏到心搏的血压变化而激发，也就是说，随着血压的升高和降低，压力感受器在每个心跳周期中激发并减慢。脑干响应于接收到的压力感受器信号传导，控制通往心脏的交感神经和副交感神经通路上的即时传出神经活动。这种自然机制控制着生理参数，例如直立性血压下降。脑干对秒到秒压力感受器信号传导的敏感度或响应性通常被称为压力感受器敏感度，并且传统上通过心率变化对心搏到心搏血压变化的相移和幅度响应(通过ecg测量)来测量，并且它用于诊断许多心脏病。
174.到心脏的自然传出神经信号与相应的血压变化之间所确定的时间和幅度关系可以被控制器3用来确定压力感受器的敏感度或响应，或者可以被提供给其他系统用于确定压力感受器的敏感度或响应。所确定的时间和幅度关系和/或所确定的压力感受器敏感度或响应可用于确定受试者的心脏健康和/或诊断心脏状况。
175.在第三实施例中，控制器可以被布置为还使用接收到的与血压的上升和下降相关联的至少一个神经信号和/或至少一个血压信号来确定以与参考第一和第二实施例所描述的那些对应的方式发送到神经刺激器的至少一个输出信号。在一些实例中，控制器可以被布置为使用所确定的受试者血压变化的幅度来确定至少一个输出信号。在一些实例中，控制器可以被布置为使用至少一个血压信号的幅度来确定至少一个输出信号。
176.图9中示意性地示出了可用于本发明的心脏控制系统的确定压力感受器敏感度的方法的实例。
177.在图9中，示出了可以在第三实施例中使用的确定压力感受器敏感度的方法200。
178.在方法200中，关于血压变化事件的数据由以下至少之一收集：至少一个神经换能器201从与肾压力感受器相关联的至少一个传入神经收集神经数据；至少一个神经换能器202从与心脏压力感受器相关的至少一个传入神经收集神经数据；以及至少一个血压传感
器203收集血压数据。然后在检测步骤204中处理收集的关于血压变化事件的数据以检测感测到的血压变化事件的时间和幅度。
179.在关于血压变化事件的数据是由神经换能器收集的神经数据的实例中，检测步骤204可以包括使用ml模型，如上所述。
180.同时，与心脏活动相关的神经数据由以下至少一种收集：至少一个副交感传出心脏活动传感器205从至少一个副交感传出心脏神经收集神经数据；以及至少一个交感传出心脏活动传感器206从至少一个交感传出心脏神经收集神经数据。至少一个副交感传出心脏活动传感器205和至少一个交感传出心脏活动传感器206可以包括适当定位的神经换能器。然后在检测步骤207中处理收集到的关于心脏活动的数据，以检测由血压变化事件引起的来自脑干的神经信号传导的变化，并确定与这些神经信号传导的变化相对应的心率的时间和幅度的变化。
181.由传感器205和/或206收集的神经数据可以在检测步骤207中进行处理，可以包括使用ml模型，如上所述。
182.然后，将检测步骤204中检测到的感测到的血压变化事件的幅度与检测步骤207中确定的心率变化幅度进行比较，以在神经响应幅度步骤208中计算神经响应幅度，以及将在检测步骤204中检测到的感测到的血压变化事件的时间与在检测步骤207中确定的心率变化的时间进行比较，以在神经响应时间步骤209中计算神经响应时间。
183.然后，在压力感受器敏感度计算步骤210中，计算出的神经响应幅度和计算出的神经响应时间用于计算压力感受器敏感度。
184.然后心脏控制系统可以在其计算中使用计算出的压力感受器敏感度。在其他实例中，计算出的压力感受器敏感度可以输出到其他系统。
185.上述实施例涉及心脏控制系统。心脏控制系统可以被布置为同时控制与单独的疾病或状况相关的两个或更多个单独的心脏功能。此外，该系统不仅限于心脏控制系统，在一些实例中，输出信号可以被布置为提供神经刺激，这将另外使受试者的另一个器官的功能更接近健康受试者的功能。
186.在上述实例中使用了模型，并且这些模型可以是机器学习(ml)模型。在其他实例中，可以使用替代类型的模型。在其他实例中，可以在不使用模型的情况下执行神经数据的处理。在所示实例中，控制器包括通信模块。在其他实例中，通信功能可以由与控制器分离的通信模块或设备提供。
187.在上述实例中，心脏控制系统向神经刺激器5输出控制信号。在替代实例中，心脏控制系统可以替代地输出由ml神经处理识别的所识别的神经生物标志物。例如，输出的识别的神经生物标志物可以被发送到能够处理神经生物标志物的设备，并将它们用作神经刺激信号的基础，以应用于受试者神经系统。
188.在一些实例中，待由神经刺激器刺激的靶向神经刺激位点可以用病毒载体或药剂处理，所述病毒载体或药剂被布置成能够对神经刺激产生超敏反应或低敏反应。
189.在所示实例中，心脏控制系统的所有部分都被植入受试者的身体中。在一些其他实例中，神经换能器和刺激器可以植入受试者的身体中，心脏控制系统1的控制器3在受试者身体的外部执行。
190.在一些实例中，植入受试者体内的心脏控制系统的至少一些部分具有生物相容性
材料的外部表面。
191.在一些实例中，心脏控制系统可用于执行心脏功能的自主控制。在一些实例中，心脏控制系统可用于执行pid控制。
192.在一些实例中，神经数据收集和神经刺激可以如下进行：完全在相同的植入设备和电极上、在具有不同电极触点的相同芯片上、在不同电极和不同芯片上但芯片或电极容纳在相同外壳中，或完全地分离。将信息发送到外部系统可以是通过在家中或充电期间连接的本地基站的方式，或者可能是通过蜂窝或无线数据连接的直接连接。
193.在一些实例中，神经换能器和神经刺激器可以被布置为使用不同的模态进行操作，以便消除神经刺激器和神经换能器之间的串扰。例如，神经换能器可以通过电感应操作，而神经刺激器可以通过光遗传学刺激操作。
194.在所示实例中，控制器包括单个数据存储器。在替代实例中，单个数据存储器可以由多个数据存储器代替。特别地，在一些实例中，对于多种不同类型的数据中的每一种，可能存在专用的数据存储器。
195.在所示实例中，控制器包括单个处理器。在其他实例中，可以使用多个处理器。在一些实例中，可以使用专用机器学习处理器来执行基于机器学习模型的过程。
196.控制器的模块可以在软件和/或硬件中定义。
197.在所示实例中，心脏控制系统具有形成为整体装置的单个控制器。这不是必需的，在其他实例中，心脏控制系统可以包括多个控制器，并且一个或多个控制器可以形成为分布式系统。
198.在上述实例中，系统是闭环心脏控制系统。这不是必需的。在一些实例中，系统可以是不提供闭环控制的心脏控制系统。
199.在所描述的实施例中，系统元件可以被实施为任何形式的计算和/或电子装置。
200.控制器可以包含一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可以是用于对计算机可执行指令进行处理以控制所述装置的操作以采集和记录路由信息的微处理器、控制器或任何其它适合的类型的处理器。在一些实例中，例如在使用片上系统架构的情况下，处理器可以包括在硬件(而不是软件或固件)中实施方法的一部分的一个或多个固定的功能块(也被称为加速器)。
201.包含操作系统的平台软件或任何其它适合的平台软件可以提供在基于计算的装置处以使应用软件能够在所述装置上执行。
202.可以使用可由基于计算的设备访问的任何计算机可读介质来提供计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括例如计算机存储介质，例如存储器和通信介质。计算机存储介质例如存储器包括在任何方法或技术中实施的用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其它数据等信息的易失性和非易失性介质以及可移除或不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eprom、eeprom、闪存或其他存储技术、cd-rom、数字多功能磁盘(dvd)或其他光存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相比之下，通信介质可以在调制数据信号例如载波或其他传输机制中包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。如本文所定义，计算机存储介质不包括通信介质。
203.术语“计算机”在本文中用于指代具有处理能力使得其可以执行指令的任何装置。
本领域技术人员将认识到，此类处理能力并入到许多不同的装置中，并且因此术语“计算机”包括pc、服务器、移动电话、个人数字助理和许多其它装置。
204.本领域技术人员将认识到，用于存储程序指令的存储设备可以跨网络分布。例如，远程计算机可以存储被描述为软件的处理实例。本地或终端计算机可以访问远程计算机并且下载一部分或全部软件以运行程序。可替代地，本地计算机可以按需下载一个软件或执行本地终端处的一些软件指令和远程计算机(或计算机网络)处的一些软件指令。本领域技术人员还将认识到，通过使用本领域技术人员已知的常规技术，全部或部分软件指令可以由专用电路(如dsp、可编程逻辑阵列等)执行。
205.应当理解，上文所描述的益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及几个实施例。实施例不限于解决任何或全部所陈述的问题的那些实施例或具有任何或全部所陈述的益处和优点的那些实施例。
206.对
‘
一个’项的任何提及是指那些项中的一个或多个项。术语
‘
包含’在本文中用于意指包括所标识的方法步骤或要素，但是所述此类步骤或要素不包含排他性列表并且方法或设备可以含有另外的步骤或要素。
207.本文所描述的方法的步骤的顺序是示范性的，但是这些步骤可以在适当的情况下按任何适合的顺序或同时执行。另外地，在不脱离本文中所描述的主题的范围的情况下，可以添加或替换步骤或者可以从任何方法中删除单独的步骤。本文中所描述的任何实例的各方面可以与所描述的任何其它实例的各方面结合以在不损失效应的情况下形成另外的实例。
208.应当理解，优选实施例的以上描述仅作为示例给出并且本领域技术人员可以做出各种修改。尽管上面已经以某种程度的特殊性或参考一个或多个单独的实施例描述了各种实施例，但是本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对所公开的实施例进行大量改变。