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基于ECAP的瞬时过度刺激管理的制作方法

2022-07-16 15:00:32 来源:中国专利 TAG:

基于ecap的瞬时过度刺激管理
技术领域
1.本公开总体上涉及电刺激治疗,并且更具体地涉及对电刺激治疗的控制。


背景技术:

2.医疗装置可以是外部的或植入的,并且可以用于将电刺激治疗经由各种组织部位递送至患者,以治疗多种症状或病症,诸如慢性疼痛、震颤、帕金森氏病、癫痫、尿失禁或大便失禁、性功能障碍、肥胖症或胃轻瘫。医疗装置可经由一条或多条引线递送电刺激治疗,该一条或多条引线包括位于与患者的脑、脊髓、骨盆神经、周围神经或胃肠道相关联的目标位置附近的电极。靠近脊髓、靠近骶神经、脑内和靠近外周神经的刺激通常分别被称为脊髓刺激(scs)、骶神经调节(snm)、深部脑刺激(dbs)和外周神经刺激(pns)。
3.诱发复合动作电位(ecap)是神经元群体的同步激发,其响应于由医疗装置施加的刺激(在一些情况下包括电刺激)而发生。ecap可以是可检测的,因为它是与刺激本身分开的事件,并且ecap可以揭示刺激对神经纤维的影响的特征。电刺激可以由医疗装置以电脉冲串的形式递送至患者,并且电脉冲的参数可以包括频率、振幅、脉冲宽度和脉冲形状。电脉冲的参数可能响应于感觉输入而改变,诸如响应于电脉冲串而感测到的ecap。这种改变可能影响患者对电脉冲的感知,或者影响这种感知的缺乏。


技术实现要素:

4.一般来讲,描述了基于至少一个刺激阈值来控制电刺激的系统、装置和技术。更具体地,本公开的技术可以使得医疗装置能够基于感测到多个诱发复合动作电位(ecap)来控制电刺激水平。例如,医疗装置可以响应于检测到的ecap信号的特征超过阈值ecap值而减小刺激脉冲的强度,并且随后在稍后ecap信号的特征下降回到低于阈值ecap值之后增加刺激脉冲的强度。医疗装置可以将强度从预定强度(例如,预定振幅值)降低,并将强度增加回到预定强度,如针对递送的脉冲所编程的。此过程可以被称为半闭环技术,因为医疗装置可以仅被配置为将刺激参数调整到低于预定值的值(而不是也被配置为将刺激参数增加到高于预定值)。例如,刺激脉冲的强度的这种降低可能会降低由患者移动引起的刺激的不期望的影响。
5.在一些示例中,医疗装置可以将电刺激治疗递送至患者的目标组织(例如,神经纤维),该电刺激治疗包括多个刺激脉冲,其中该刺激脉冲中的部分或全部刺激脉冲是有助于对患者产生治疗效果的治疗脉冲。另外,医疗装置可以被配置为响应于电刺激治疗而检测ecap。ecap可以指示电刺激治疗对患者的影响。例如,检测到的ecap的特征(诸如ecap振幅、ecap检测率或ecap长度)可以揭示患者是否能够感知电刺激治疗或患者是否因电刺激治疗而经历不适。刺激脉冲可以包括递送至患者的目标组织的控制脉冲。控制脉冲为刺激脉冲,其引发医疗装置可以用作用于调整后续刺激脉冲的反馈的可检测的ecap。控制脉冲可能或可能不会有助于对患者产生治疗效果。在一些示例中,除了控制脉冲之外,刺激脉冲还可以包括通知脉冲。通知脉冲可以被配置为有助于对患者产生治疗效果,并且可以具有基于由
一个或多个控制脉冲引发的检测到的ecap选择的一个或多个刺激参数。通知脉冲和控制脉冲在本文中可以统称为“刺激脉冲”。
6.在一个示例中,一种医疗装置包括:刺激生成电路系统,该刺激生成电路系统被配置为将电刺激递送至患者,其中该电刺激包括多个脉冲;感测电路系统,该感测电路系统被配置为检测由该多个脉冲中的相应脉冲引发的多个诱发复合动作电位(ecap);和处理电路系统,该处理电路系统被配置为:确定第一ecap的特征的第一值大于阈值ecap特征值;响应于确定该第一ecap的该特征的该第一值大于该阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第一ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第一组脉冲的参数从预定值减小;确定在该第一ecap之后引发的第二ecap的特征的第二值小于该阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的该参数增加到该预定值。
7.在另一示例中,一种方法包括:由医疗装置的刺激生成电路系统将电刺激递送至患者,其中该电刺激包括多个脉冲;由该医疗装置的感测电路系统检测由该多个脉冲中的相应脉冲引发的多个诱发复合动作电位(ecap);由处理电路系统确定第一ecap的特征的第一值大于阈值ecap特征值;响应于确定该第一ecap的该特征的该第一值大于该阈值ecap特征值,由该处理电路系统将至少部分地限定在该第一ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第一组脉冲的参数从预定值减小;由该处理电路系统确定在该第一ecap之后引发的第二ecap的特征的第二值小于该阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,由该处理电路系统将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的该参数增加到该预定值。
8.在另一示例中,一种计算机可读介质,该计算机可读介质包括指令,该指令在被执行时使处理电路系统:控制医疗装置的刺激生成电路系统以将电刺激递送至患者,其中该电刺激包括多个脉冲;控制该医疗装置的感测电路系统以检测由该多个脉冲中的相应脉冲引发的多个诱发复合动作电位(ecap);确定第一ecap的特征的第一值大于阈值ecap特征值;响应于确定该第一ecap的该特征的该第一值大于该阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第一ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第一组脉冲的参数从预定值减小;确定在该第一ecap之后引发的第二ecap的特征的第二值小于该阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的该参数增加到该预定值。
9.发明内容旨在提供对本公开中所描述的主题的概述。其并不旨在提供在附图和以下具体实施方式中详细描述的系统、装置和方法的排他性或穷举性解释。在附图和以下具体实施方式中阐述了本公开的一个或多个示例的进一步细节。根据说明书和附图以及权利要求书,其他特征、目标和优点将是显而易见的。
附图说明
10.图1是展示根据本公开的一种或多种技术的示例性系统的概念图,该示例性系统包括被配置为递送脊髓刺激(scs)治疗的植入式医疗装置(imd),以及外部编程器。
11.图2是展示根据本公开的一种或多种技术的imd的部件的示例性配置的框图。
12.图3是展示根据本公开的一种或多种技术的示例性外部编程器的部件的示例性配
置的框图。
13.图4是根据本公开的一种或多种技术的针对相应刺激脉冲感测的示例性诱发复合动作电位(ecap)的曲线图。
14.图5a是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的所感测到的ecap的一个示例的时序图。
15.图5b是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的感测到的ecap的一个示例的时序图。
16.图6是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的ecap的另一个示例的时序图。
17.图7是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的ecap的另一个示例的时序图。
18.图8是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的所感测到的ecap的另一个示例的时序图。
19.图9是展示根据本公开的一种或多种技术的用于基于一个或多个感测到的ecap控制刺激的示例性操作的流程图。
20.图10展示了根据本公开的一种或多种技术的电压/电流/时间曲线图,其绘制控制脉冲电流振幅、治疗脉冲电流振幅、ecap电压振幅和第二ecap电压振幅作为时间的函数。
21.图11是展示根据本公开的一种或多种技术的用于基于一个或多个感测到的ecap控制刺激的示例性操作的流程图。
22.图12展示了根据本公开的一种或多种技术的电压/电流/时间曲线图,其绘制控制脉冲电流振幅、治疗脉冲电流振幅、ecap电压振幅和第二ecap电压振幅作为时间的函数。
具体实施方式
23.本公开描述了用于基于由医疗装置响应于(在一些示例中)由医疗装置递送的刺激脉冲而接收的诱发复合动作电位(ecap)的一个或多个特征来自动地调整递送至患者的电刺激治疗的医疗装置、系统和技术的示例。电刺激治疗通常经由两个或更多个电极递送至患者的目标组织(例如,一个或多个神经或肌肉)。电刺激治疗的参数(例如,电极组合、电压或电流振幅、脉冲宽度、脉冲频率等)由临床医生和/或患者选择,以提供对各种症状(诸如疼痛、肌肉疾患等)的缓解。
24.然而,当患者移动时,电极与目标组织之间的距离改变。姿势改变或患者活动可能导致电极更靠近或更远离目标神经。随着时间的推移,引线迁移也可能改变电极与目标组织之间的此距离。在一些示例中,瞬时患者状况(诸如咳嗽、打喷嚏、大笑、瓦尔萨尔瓦动作、抬腿、颈部运动或深呼吸)可能暂时导致医疗装置的刺激电极更靠近患者的目标组织,从而间歇性地改变患者对电刺激治疗的感知。
25.由于神经募集是刺激强度以及目标组织与电极之间的距离的函数,因此电极移动得更靠近目标组织可能导致患者的感知增加(例如,可能的不适、不期望的感觉或痛苦的感觉),而电极移动得更远离目标组织可能导致对患者的治疗的功效下降。例如,如果刺激保持一致并且刺激电极移动得更靠近目标组织,则患者可能会感知到刺激更强烈、更不适或甚至更疼痛。相反,当电极移动得更远离目标组织时,一致的刺激可能导致患者感知到的刺
激强度降低,这可能会降低对患者的治疗效果。由瞬时患者状况引起的不适或疼痛在本文中可以称为“瞬时过度刺激”。因此,在一些示例中,响应于患者移动或可能导致瞬时过度刺激的其他状况来调整刺激参数可能是有益的。
26.ecap可以由递送至患者的神经纤维的刺激脉冲诱发。在诱发之后,ecap可远离初始刺激沿着神经纤维向下传播。在一些情况下,医疗装置的感测电路系统可检测此ecap。检测到的ecap信号的特征可以指示电极与目标组织之间的距离正在变化。然而,在一些示例中,初始刺激脉冲的持续时间可以足够长,使得响应性ecap被初始刺激脉冲本身遮挡。换句话讲,初始刺激脉冲可以诱发ecap,该ecap在刺激脉冲本身终止之前到达感测电极。因此,在一些此类示例中,医疗装置可能无法检测到ecap,因为刺激脉冲通常具有较大的振幅,并且可能会模糊或以其他方式干扰ecap信号。
27.本公开的技术可以提供一个或多个优点。例如,医疗装置可以调整刺激脉冲以便防止在患者体内发生瞬时过度刺激。在一些示例中,医疗装置可以监测由医疗装置的感测电路系统感测到的ecap的特征,ecap响应于由医疗装置递送的刺激脉冲。如果第一ecap的特征值超过阈值ecap特征值,则医疗装置可以递减(或减少)后续刺激脉冲的参数。通过递减刺激脉冲,医疗装置可以减小患者经历瞬时过度刺激的概率。另外,医疗装置可以在第一ecap之后继续监测由感测电路系统接收的ecap。如果第二ecap的特征值低于阈值ecap特征值,则医疗装置可以递增后续刺激脉冲的参数,最终将刺激脉冲恢复到在第一ecap之前递送的刺激脉冲的参数值。以此方式,本公开的一种或多种技术可以使医疗装置能够将刺激脉冲的一个或多个参数短暂地调整到低于预定值的值(例如,那些脉冲的编程值),以便防止瞬时过度刺激,并且随后在患者经历瞬时过度刺激的风险消退后,将刺激脉冲恢复到先前的水平。这种过程可以被称为半闭环技术,因为医疗装置可以仅被配置为将刺激参数调整到低于预定值的值(而不是也被配置为将刺激参数增加到高于预定值)。
28.为了促进ecap的感测,作为治疗的一部分递送脉冲(例如,通知脉冲)的医疗装置也可以递送多个控制脉冲,该多个控制脉冲被设计为提高检测ecap的能力。例如,控制脉冲持续时间可以短于控制脉冲,以降低或消除在感测电极处接收到ecap时由控制脉冲引起的信号伪像。在特定实施方案中,控制脉冲足够短,以至于脉冲在全部或大部分ecap信号到达感测电极之前结束。以此方式,医疗装置可以使多个控制脉冲与多个通知脉冲中的至少一些通知脉冲交织。例如,医疗装置可以在递送控制脉冲和感测对应的ecap(如果有的话)之前递送通知脉冲持续某一时间段。然后,医疗装置可以恢复通知脉冲的递送持续另一时间段。在一些示例中,控制脉冲的脉冲持续时间小于通知脉冲的脉冲持续时间,并且控制脉冲的脉冲持续时间足够短,以至于医疗装置可以感测每个控制脉冲的单独ecap。在一些示例中,控制脉冲可以为患者提供治疗。
29.如本文所述,瞬时患者移动可能导致电极与目标组织之间的距离在相应的瞬时患者移动期间暂时改变。这种瞬时患者移动可以包括大约数秒或更短的一个或多个快速移动。在此瞬时移动期间,电极与目标组织之间的距离可以改变,并影响患者对由医疗装置递送的电刺激治疗的感知。如果刺激脉冲是恒定的并且电极移动得更靠近目标组织,则患者可能经历来自治疗的更大或增强的“感觉”或知觉。响应于电极移动得更靠近目标组织,这种增强的感觉可被感知为不适或疼痛(例如,瞬时过度刺激)。ecap为神经募集的度量标准,因为每个ecap信号表示响应于电刺激(例如,刺激脉冲)由轴突激发而生成的电位的叠加。
ecap信号的特征(例如,该信号的一部分的振幅)的变化作为已经被递送的刺激脉冲激活的轴突的数量的函数而发生。
30.如本文所述,系统可以监测ecap信号的特征的变化,并基于ecap信号的特征的变化来调整随后将递送给患者的一个或多个刺激脉冲(例如,控制脉冲或通知脉冲)的一个或多个刺激参数。例如,该系统可以响应于检测到ecap信号的振幅的增加而减小刺激脉冲的强度(例如,减小电流振幅、脉冲宽度和/或频率)。以此方式,系统可以响应于代表瞬时患者移动的ecap信号的一个或多个特征的变化而响应性地管理刺激脉冲。具体地,基于感测到的ecap的一个或多个特征,系统可以调整至少部分地限定刺激脉冲的一个或多个参数。在某些实施方案中,缓解患者的慢性疼痛,同时避免诱发诸如不适、疼痛或感觉异常等瞬时副作用可能是有益的。以感觉异常为例,一些患者可能更喜欢维持对患者的治疗的亚感知递送的治疗水平。其他患者可能更喜欢为患者生成期望水平的感觉异常的治疗水平。在任一情况下,可能期望防止患者因神经处的刺激水平增加的短暂情况而感到不适或疼痛,这可能由神经与电极之间的距离减小而引起。因此,该系统可以利用ecap作为反馈来限制在神经处接收到的刺激脉冲强度的不期望增加,这可能被患者感知为感觉异常、不适、疼痛或其他感觉的变化(或存在)。
31.由于ecap可以提供对患者对电刺激治疗的感知的指示,因此本公开的技术可以使医疗装置能够响应于第一ecap超过阈值ecap特征值来减小递送至目标组织的刺激脉冲的一个或多个参数。通过减小通知脉冲的一个或多个参数,医疗装置可以防止患者经历瞬时过度刺激。随后,如果医疗装置确定感测到的ecap稍后已下降到低于阈值ecap特征值,则医疗装置可以将刺激脉冲恢复到在医疗装置响应于超过阈值ecap特征值而减小刺激脉冲的一个或多个参数之前设置的参数值。
32.在一些示例中,医疗装置可以递送刺激脉冲以包括控制脉冲和通知脉冲。在递送的刺激脉冲首次使神经去极化之后,可作为ecap信号检测到的神经脉冲沿着神经纤维快速行进。因此,如果由第一电极递送的刺激脉冲具有过长的脉冲宽度,则被配置为感测ecap的不同电极会将该刺激脉冲本身感测为使较低振幅的ecap信号模糊的伪像。然而,ecap信号在电位从电刺激传播时失去保真度,因为不同的神经纤维以不同的速度传播电位。因此,在远离刺激电极的位置处感测ecap可以避免由具有长脉冲宽度的刺激脉冲引起的伪像,但是ecap信号可能失去检测当电极到目标组织的距离变化时发生的ecap信号的改变所需的保真度。换句话讲,该系统可能无法在与刺激电极相距任何距离的位置处从被配置为向患者提供治疗的刺激脉冲中识别出ecap。因此,医疗装置可以采用被配置为引发可检测的ecap的控制脉冲以及可能有助于患者的治疗效果的通知脉冲,通知脉冲可能不会引发可检测的ecap。
33.在这些示例中,医疗装置被配置为递送被配置为向患者提供治疗的多个通知脉冲以及可能有助于或可能不有助于治疗的多个控制脉冲。至少一些控制脉冲可以引发可检测的ecap信号,其主要目的不是向患者提供治疗。控制脉冲可以与通知脉冲的递送互相交织。例如,医疗装置可以交替递送通知脉冲和控制脉冲,使得在连续的通知脉冲之间递送控制脉冲,并且感测ecap信号。在一些示例中,在连续的通知脉冲的递送之间递送多个控制脉冲,并且感测相应的ecap信号。在一些示例中,多个通知脉冲将在连续的控制脉冲之间递送。在任何情况下,可以根据所选择的预定脉冲频率来递送通知脉冲,使得通知脉冲可以为
患者产生治疗结果。然后,在根据预定脉冲频率递送的连续的通知脉冲之间的一个或多个时间窗口内递送一个或多个控制脉冲,并且感测相应的ecap信号。以此方式,医疗装置可以不间断地递送来自医疗装置的通知脉冲,同时从在通知脉冲未被递送的时间期间递送的控制脉冲感测ecap。在本文所述的其他示例中,ecap由医疗装置响应于由医疗装置递送的通知脉冲来感测,并且控制脉冲不用于引发ecap。
34.根据本文所述的示例,医疗装置可以被配置为递送刺激脉冲,包括控制脉冲或多个控制脉冲和多个通知脉冲的组合。在一些情况下,多个控制脉冲可以是治疗性的,并且对患者所接受的治疗有贡献。在其他示例中,多个控制脉冲可以是非治疗性的,并且对患者所接受的治疗没有贡献。换句话讲,被配置为引发可检测的ecap的控制脉冲可以对减轻患者病症或者患者病症的症状有贡献或者没有贡献。与控制脉冲相比,通知脉冲可能不会引发可检测的ecap,或者系统可能不会利用来自通知脉冲的ecap作为控制治疗的反馈。因此,医疗装置或与医疗装置相关联的其他部件可以作为替代基于由控制脉冲引发的ecap信号来确定至少部分地限定通知脉冲的一个或多个刺激参数的值。以此方式,通知脉冲可以由从控制脉冲引发的ecap通知。医疗装置或与医疗装置相关联的其他部件可以基于由先前的控制脉冲引发的ecap信号来确定至少部分地限定控制脉冲的一个或多个刺激参数的值。
35.尽管电刺激在本文中通常以电刺激脉冲的形式来描述,但是在其他示例中能够以非脉冲的形式来递送电刺激。例如,电刺激可以作为具有各种波形形状、频率和振幅的信号来递送。因此,非脉冲信号形式的电刺激可以是连续信号,其可以具有正弦波形或其他连续波形。
36.图1是展示根据本公开的一种或多种技术的示例性系统100的概念图,该示例性系统包括被配置为递送脊髓刺激(scs)治疗的植入式医疗装置(imd)110,以及外部编程器150。尽管本公开中描述的技术通常可应用于包括外部装置和imd在内的多种医疗装置,但是出于说明的目的,将描述将此类技术应用于imd,并且更具体地,应用于植入式电刺激器(例如,神经刺激器)。更具体地,出于说明的目的,本公开将涉及植入式scs系统,但又不限于此,还涉及其他类型的医疗装置或医疗装置的其他治疗应用。
37.如图1所示,系统100包括imd 110、引线130a和130b,以及外部编程器150,其与通常是人类患者的患者105结合示出。在图1的该示例中,imd 110是植入式电刺激器,其被配置为经由引线130a和/或130b(统称为“引线130”)的电极中的一个或多个电极生成电刺激治疗并将该电刺激治疗递送至患者105,例如,用于缓解慢性疼痛或其他症状。在其他示例中,imd 110可以耦合到承载多个电极的单条引线,或者各自承载多个电极的多于两条引线。作为递送电刺激治疗的刺激脉冲的一部分,imd 110可以被配置为生成和递送被配置为引发ecap信号的控制脉冲。在一些示例中,控制脉冲可以提供治疗。在其他示例中,imd 110可以递送有助于患者的治疗但不引发可检测的ecap的通知脉冲。imd 110可以是长期电刺激器,其在患者105体内保持植入数周、数月或甚至数年。在其他示例中,imd 110可以是用于筛选或评估电刺激对长期治疗的功效的临时性或试验性刺激器。在一个示例中,imd 110被植入患者105体内,而在另一个示例中,imd 110是耦合到经皮植入的引线的外部装置。在一些示例中,imd 110使用一条或多条引线,而在其他示例中,imd 110是无引线的。
38.imd 110可以由足以将imd 110的部件(例如,图2所展示的部件)容纳在患者105体内的任何聚合物、金属或复合材料构造而成。在该示例中,imd 110可以被构造为具有生物
相容性壳体,诸如钛或不锈钢,或者聚合物材料(诸如硅树脂、聚氨酯或液晶聚合物),并且通过外科手术植入患者105的骨盆、腹部或臀部附近的部位。在其他示例中,imd 110可以植入患者105体内的其他合适的部位,这可以取决于例如患者105体内的用于递送电刺激治疗的目标部位。imd 110的外部壳体可以被构造为对诸如可再充电或不可再充电的功率源之类的部件提供气密密封。此外,在一些示例中,imd 110的外部壳体选自有利于接收能量以对可再充电的功率源充电的材料。
39.电刺激能量可以是例如基于恒定电流或恒定电压的脉冲,其经由植入式引线130的一个或多个电极(未示出)从imd 110递送至患者105的一个或多个目标组织部位。在图1的该示例中,引线130承载与脊髓120的目标组织相邻设置的电极。所述电极中的一个或多个电极可以设置在引线130的远侧末端和/或沿该引线的中间点处的其他位置。引线130可以植入并耦合到imd 110。电极可以将imd 110中的电刺激发生器生成的电刺激转移至患者105的组织。尽管引线130可以各自为单条引线,但是引线130可以包括引线延伸部或者可以有助于引线130的植入或定位的其他区段。在一些其他示例中,imd 110可以是无引线刺激器,其具有布置在该刺激器的壳体上的一个或多个电极阵列,而不是从壳体延伸的引线。此外,在一些其他示例中,系统100可以包括一条引线或多于两条引线,每条引线耦合到imd 110并且指向相似或不同的目标组织部位。
40.引线130的电极可以是桨状引线上的电极垫、包围引线主体的圆形(例如,环形)电极、适形电极、袖带电极、分段电极(例如,围绕引线设置在不同的周向位置处的电极,而不是连续的环形电极)、它们的任何组合(例如,环形电极和分段电极),或者能够形成用于治疗的单极、双极或多极电极组合的任何其他类型的电极。出于说明的目的,将描述布置在引线130的远侧端部的不同轴向位置处的环形电极。
41.出于说明的目的描述了电极经由引线130的部署,但是电极阵列能够以不同的方式部署。例如,与无引线刺激器相关联的壳体可以承载电极阵列,例如行和/或列(或其他图案),可以对这些电极阵列应用移位操作。此类电极可以被布置为表面电极、环形电极或突起部。作为另一种替代方案,电极阵列可以由一条或多条桨状引线上的电极的行和/或列形成。在一些示例中,电极阵列包括电极区段,这些电极区段被布置在围绕引线周边的相应位置处,例如,被布置为围绕圆柱形引线的圆周的一个或多个分段环的形式。在其他示例中,引线130中的一条或多条引线是沿引线的轴向长度具有8个环形电极的线性引线。在另一个示例中,电极是沿引线的轴向长度以线性方式布置在引线的周边处的分段环。
42.限定imd 110通过引线130的电极进行的电刺激治疗的刺激脉冲的治疗刺激程序的刺激参数可以包括标识已根据刺激程序选择哪些电极来递送刺激的信息、所选择电极(即,用于该程序的电极组合)的极性,以及由电极递送的刺激的电压或电流振幅、脉冲频率、脉冲宽度、脉冲形状。刺激脉冲(例如,控制脉冲和/或通知脉冲)的这些刺激参数通常是在递送刺激脉冲之前确定的预定参数值(例如,根据刺激程序设置)。然而,在一些示例中,系统100基于一种或多种因素或者基于用户输入自动地改变一个或多个参数值。
43.ecap测试刺激程序可以限定刺激参数值,这些刺激参数值限定由imd 110通过引线130的至少一些电极递送的控制脉冲。这些刺激参数值可以包括标识已选择哪些电极来递送控制脉冲的信息、所选择电极(即,用于该程序的电极组合)的极性,以及由电极递送的刺激的电压或电流振幅、脉冲频率、脉冲宽度和脉冲形状。由每个ecap测试刺激程序的参数
限定的刺激信号(例如,一个或多个刺激脉冲或连续刺激波形)被配置为从神经诱发复合动作电位。在一些示例中,ecap测试刺激程序基于当通知脉冲也被递送时通知脉冲的频率和/或脉冲宽度来限定何时将控制脉冲递送至患者。在一些示例中,由每个ecap测试刺激程序限定的刺激并不旨在为患者提供治疗或者对患者的治疗有贡献。在其他示例中,当控制脉冲引发可检测的ecap信号并有助于治疗时,由每个ecap测试刺激程序限定的刺激可能有助于治疗。以此方式,ecap测试刺激程序可以限定与治疗刺激程序的刺激参数相同或类似的刺激参数。
44.尽管图1涉及scs治疗,例如用于治疗疼痛,但是在其他示例中,系统100可以被配置为治疗可以受益于电刺激治疗的任何其他病症。例如,系统100可以用于治疗震颤、帕金森氏病、癫痫、骨盆底异常(例如,尿失禁或其他膀胱功能障碍、大便失禁、骨盆疼痛、肠道功能障碍或性功能障碍)、肥胖症、胃轻瘫或精神障碍(例如,抑郁症、躁狂症、强迫症、焦虑症等)。以此方式,系统100可以被配置为提供采取深部脑刺激(dbs)、外周神经刺激(pns)、外周神经场刺激(pnfs)、皮质刺激(cs)、骨盆底刺激、胃肠道刺激或能够治疗患者105的病症的任何其他刺激治疗的形式的治疗。
45.在一些示例中,引线130包括一个或多个传感器,这些传感器被配置为允许imd 110监测患者105的一个或多个参数,诸如患者活动、压力、温度或其他特征。可以提供一个或多个传感器来补充或代替由引线130进行的治疗递送。
46.imd 110被配置为通过由一条或两条引线130承载的电极的选定组合,单独地或者与由imd 110的外部壳体承载或限定的电极组合地将电刺激治疗递送至患者105。用于电刺激治疗的目标组织可以是受电刺激影响的任何组织,该电刺激可以是电刺激脉冲或连续波形的形式。在一些示例中,目标组织包括神经、平滑肌或骨骼肌。在图1所展示的该示例中,目标组织是靠近脊髓120的组织,诸如在脊髓120的鞘内空间或硬膜外空间内,或者在一些示例中,是从脊髓120分支的相邻神经。引线130可以经由任何合适的区域(诸如胸部、颈部或腰部区域)引入脊髓120中。例如,刺激脊髓120可以防止疼痛信号行进通过脊髓120并到达患者105的大脑。患者105可以将疼痛信号的中断感知为疼痛的减轻,并因此感知为有效的治疗结果。在其他示例中,刺激脊髓120可以产生感觉异常,这可以减少患者105对疼痛的感知,并因此提供有效的治疗结果。
47.imd 110根据一个或多个治疗刺激程序生成电刺激治疗并且将其经由通往患者105的引线130的电极递送至患者105体内的目标刺激部位。治疗刺激程序限定一个或多个参数的值,这些参数限定了由imd 110根据该程序递送的治疗的一个方面。例如,控制imd 110以脉冲形式递送刺激的治疗刺激程序可以限定由imd 110根据该程序递送的刺激脉冲的电压或电流脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲速率(例如,脉冲频率)的值。
48.在其中无法从旨在递送以向患者提供治疗的脉冲类型中检测到ecap信号的一些示例中,可以递送控制脉冲和通知脉冲。例如,imd 110被配置为经由引线130的电极的组合,单独地或者与由imd 110的外部壳体承载或限定的电极组合地将控制刺激递送至患者105。控制刺激所针对的组织可以与电刺激治疗所针对的组织相同,但是imd 110可以经由相同的、至少一些相同的或不同的电极来递送控制刺激脉冲。由于控制刺激脉冲以与通知脉冲交织的方式递送,所以临床医生和/或用户可以针对通知脉冲选择任何期望的电极组合。与电刺激治疗类似,控制刺激可以是电刺激脉冲或连续波形的形式。在一个示例中,每
个控制刺激脉冲可以包括采用主动再充电阶段的平衡双相方形脉冲。然而,在其他示例中,控制刺激脉冲可以包括单相脉冲,之后是被动再充电阶段。在其他示例中,控制脉冲可以包括不平衡的双相部分和被动再充电部分。尽管不是必需的,但是双相控制脉冲可以包括正相与负相之间的相间间隔,以促进响应于该双相脉冲的第一相而传播神经脉冲。控制刺激可以在不中断电刺激通知脉冲的递送的情况下递送,诸如在连续的通知脉冲之间的窗口期间。控制脉冲可以从组织引发ecap信号,并且imd 110可以经由引线130上的两个或更多个电极来感测ecap信号。在控制刺激脉冲施加到脊髓120的情况下,信号可以由imd 110从脊髓120感测。
49.imd 110可以根据一个或多个ecap测试刺激程序将控制刺激经由引线130的电极递送至患者105体内的目标刺激部位。一个或多个ecap测试刺激程序可以存储在imd 110的存储装置中。一个或多个ecap测试刺激程序中的每个ecap测试程序包括一个或多个参数的值,所述一个或多个参数限定由imd 110根据该程序递送的控制刺激的一个方面,所述参数诸如电流或电压振幅、脉冲宽度、脉冲频率、电极组合,以及在一些示例中,为基于待递送至患者105的通知脉冲的定时。在一些示例中,imd 110根据多个ecap测试刺激程序将控制刺激递送至患者105。
50.用户(诸如临床医生或患者105)可以与外部编程器150的用户界面交互,以对imd 110进行编程。imd 110的编程通常可以指命令、程序或其他信息的生成和转移,以控制imd 110的操作。以此方式,imd 110可以从外部编程器150接收所传送的命令和程序,以控制电刺激治疗(例如,通知脉冲)和控制刺激(例如,控制脉冲)。例如,外部编程器150可以传输治疗刺激程序、ecap测试刺激程序、刺激参数调整、治疗刺激程序选择、ecap测试程序选择、用户输入或其他信息,以例如通过无线遥测或有线连接来控制imd 110的操作。如本文所述,递送至患者的刺激可以包括控制脉冲,并且在一些示例中,刺激可以包括控制脉冲和通知脉冲。
51.在一些情况下,如果外部编程器150主要旨在由医师或临床医生使用,则其可以被表征为医师或临床医生编程器。在其他情况下,如果外部编程器150主要旨在由患者使用,则其可以被表征为患者编程器。患者编程器通常可以是患者105能够访问的,并且在许多情况下,可以是在患者的日常生活中可以随时陪伴患者105的便携式装置。例如,当患者希望终止或改变电刺激治疗时,患者编程器可以接收来自患者105的输入。一般来讲,医师或临床医生编程器可以支持由临床医生来选择和生成程序,以供imd 110使用,而患者编程器可以在常规使用期间支持由患者来调整和选择此类程序。在其他示例中,外部编程器150可以包括对imd 110的功率源再充电的外部充电装置或作为该外部充电装置的一部分。以此方式,用户可以使用一个装置或多个装置来对imd 110进行编程和充电。
52.如本文所述,信息可以在外部编程器150与imd 110之间传输。因此,imd 110和外部编程器150可以使用本领域已知的任何技术经由无线通信进行通信。通信技术的示例可以包括例如射频(rf)遥测和感应耦合,但是还可以想到其他技术。在一些示例中,外部编程器150包括通信头,该通信头可以邻近患者身体放置在imd 110植入部位附近,以改善imd 110与外部编程器150之间的通信质量或安全性。外部编程器150与imd 110之间的通信可以在功率传输期间发生或与功率传输分开发生。
53.在一些示例中,imd 110响应于来自外部编程器150的命令,根据多个治疗刺激程
序,经由引线130上的电极(未示出)将电刺激治疗递送至患者105的脊髓120的目标组织部位。在一些示例中,随着患者105的治疗需要随时间推移而演变,imd 110对治疗刺激程序作出修改。例如,治疗刺激程序的修改可以引起多个通知脉冲的至少一个参数的调整。当患者105长时间接受相同的治疗时,治疗的功效可能降低。在一些情况下,可以自动更新多个通知脉冲的参数。
54.在本公开中,电刺激治疗的功效可以通过由imd 110递送的刺激脉冲诱发的动作电位的一个或多个特征(例如,一个或多个峰值的振幅或者在一个或多个峰值之间的振幅,或者一个或多个峰值的曲线下面积)(即,ecap信号的特征)来指示。由imd 110的引线130递送的电刺激治疗可以引起目标组织内的神经元诱发复合动作电位,该复合动作电位沿目标组织上下行进,最终到达imd 110的感测电极。此外,控制刺激还可以引发至少一个ecap,并且响应于控制刺激的ecap也可以是治疗效果的替代物。被诱发的动作电位的量(例如,神经元传播的动作电位信号的数量)可以基于电刺激脉冲的各种参数,诸如振幅、脉冲宽度、频率、脉冲形状(例如,脉冲的起点和/或终点处的摆率)等。摆率可以限定在每个脉冲或脉冲内的每个相的起点和/或终点处脉冲的电压和/或电流振幅的变化率。例如,非常高的摆率指示脉冲的陡沿或甚至接近垂直的边沿,而低的摆率指示脉冲振幅的较长斜升(或斜降)。在一些示例中,这些参数对电刺激的强度有贡献。此外,ecap信号的特征(例如,振幅)可以基于刺激电极与受到由所递送的控制刺激脉冲产生的电场影响的神经之间的距离而变化。
55.在一个示例中,每个治疗脉冲可以具有大于约300μs(在一些示例中诸如介于约300μs与1000μs(即,1毫秒)之间)的脉冲宽度。在这些脉冲宽度下,imd 110可能不足以检测到ecap信号,因为治疗脉冲也被检测为使ecap信号模糊的伪像。如果ecap未被充分记录,则到达imd 110的ecap不能与目标ecap特征(例如,目标ecap振幅)进行比较,并且电刺激治疗不能根据响应性ecap而改变。当通知脉冲具有这些较长的脉冲宽度时,imd 110能够以控制脉冲的形式递送控制刺激。控制脉冲可以具有小于约300μs的脉冲宽度,诸如每个相具有约100μs的持续时间的双相脉冲。由于控制脉冲可以具有比通知脉冲短的脉冲宽度,因此ecap信号可以在每个控制脉冲之后被感测和识别,并且用于通知imd 110应当对通知脉冲(以及在一些示例中的控制脉冲)作出的任何改变。一般来讲,术语“脉冲宽度”是指单个脉冲的每个相的总持续时间,以及适当时的相间间隔。单个脉冲在一些示例中包括单相(即,单相脉冲),或者在其他示例中包括两个或更多个相(例如,双相脉冲或三相脉冲)。脉冲宽度限定了以脉冲的第一相的起始时间开始并以脉冲的最后一个相的结束时间终止的时间段(例如,具有持续100μs的正相、持续100μs的负相和持续30μs的相间间隔的双相脉冲限定230μs的脉冲宽度)。在另一示例中,控制脉冲可以包括持续90μs的正相、持续90μs的负相和持续30μs的相间间隔,以限定210μ的脉冲宽度。在另一示例中,控制脉冲可以包括持续120μs的正相、持续120μs的负相和持续30μs的相间间隔,以限定270μs的脉冲宽度。
56.如所描述的,用于调整通知脉冲的刺激参数值的示例性技术基于将测量的ecap信号的特征值与目标ecap特征值进行比较。在由一个或多个ecap测试刺激程序限定的控制刺激脉冲的递送期间,imd 110经由插置在引线130上的两个或更多个电极感测患者105的脊髓120的组织电位,以测量组织的电活动。imd 110例如使用一条或多条引线130上的电极和相关联的感测电路系统来感测来自患者105的目标组织的ecap。在一些示例中,imd 110从患者105内部或外部的一个或多个传感器(例如,一个或多个电极和电路系统)接收指示
ecap的信号。这种示例性信号可以包括指示患者105的组织的ecap的信号。所述一个或多个传感器的示例包括被配置为测量患者105的复合动作电位或者指示复合动作电位的生理效应的一个或多个传感器。例如,为了测量指示复合动作电位的生理效应,一个或多个传感器可以是加速度计、压力传感器、弯曲传感器、被配置为检测患者105的姿势的传感器,或者被配置为检测患者105的呼吸功能的传感器。以此方式,尽管ecap可以指示姿势变化或其他患者移动,但其他传感器还可以使用与ecap分开的模态来检测类似的姿势变化或移动。然而,在其他示例中,外部编程器150接收指示患者105的目标组织中的复合动作电位的信号,并且向imd 110发送通知。
57.在本公开中描述的示例性技术中,控制刺激参数和目标ecap特征值可以最初在诊所设置,但是也可以由患者105在家中设置和/或调整。一旦设置了目标ecap特征值,示例性技术就允许自动调整治疗脉冲参数,以在电极到神经元的距离改变时针对患者维持一致的神经激活体积和一致的治疗感知。能够改变刺激参数值还可以允许治疗具有长期功效,且能够通过将测量的ecap值与目标ecap特征值进行比较来保持刺激强度(例如,如ecap所指示)一致。imd 110可以在没有医师或患者105介入的情况下执行这些改变。
58.在一些示例中,系统在某一时段间内改变目标ecap特征值。该系统可以被编程为改变目标ecap特征,以便调整通知脉冲的强度,从而向患者提供变化的感觉(例如,增加或减少神经激活体积)。在一个示例中,系统可以被编程为使目标ecap特征值以预定频率在最大目标ecap特征值与最小目标ecap特征值之间摆动,以向患者提供感觉,该感觉可以被感知为波或者其他可以为患者提供治疗缓解的感觉。最大目标ecap特征值、最小目标ecap特征值和预定频率可以存储在imd 110的存储装置中,并且可以响应于来自外部编程器150的信号(例如,改变存储在imd 110的存储装置中的值的用户请求)而被更新。在其他示例中,目标ecap特征值可以被编程为在一段时间内稳定地增加或稳定地减小到基线目标ecap特征值。在其他示例中,外部编程器150可以对目标ecap特征值进行编程,以使其根据其他预定功能或模式随时间推移而自动地变化。换句话讲,目标ecap特征值可以被编程为以预定量或预定百分比递增地变化,该预定量或预定百分比根据预定函数(例如,正弦函数、斜坡函数、指数函数、对数函数等)来选择。目标ecap特征值改变的增量可以针对每特定数量的脉冲或特定单位的时间而改变。尽管系统可以改变目标ecap特征值,但是系统仍然可以使用所接收的ecap信号来调整通知脉冲和/或控制脉冲的一个或多个参数值,以便满足目标ecap特征值。
59.在一些示例中,imd 110包括:刺激生成电路系统,该刺激生成电路系统被配置为将电刺激治疗递送至患者,其中该电刺激治疗包括多个通知脉冲。另外,imd 110的刺激生成电路系统可以被配置为递送多个控制脉冲,其中该多个控制脉冲与该多个通知脉冲中的至少一些通知脉冲交织。在一些示例中,imd 110包括被配置为检测多个ecap的感测电路系统,其中该感测电路系统被配置为在多个控制脉冲中的控制脉冲之后并且在多个通知脉冲中的后续治疗脉冲之前检测多个ecap中的每个ecap。即使imd 110可以基于imd 110递送多个控制脉冲来接收多个ecap(例如,多个控制脉冲可以诱发由imd 110接收的多个ecap),多个ecap也可以指示多个通知脉冲的功效。换句话讲,尽管在一些情况下,多个ecap可能不会被多个通知脉冲本身诱发,但多个ecap仍可能揭示多个通知脉冲的一个或多个特性,或多个通知脉冲对患者105的一个或多个影响。在一些示例中,imd 110以高于感知阈值递送多
个通知脉冲,其中患者105能够感知以高于感知阈值递送的多个通知脉冲。在其他示例中,imd 110以低于感知阈值递送多个通知脉冲,其中患者105无法感知以低于感知阈值递送的多个通知脉冲。
60.imd 110可以包括处理电路系统,在一些示例中,该处理电路系统被配置为处理由imd 110的感测电路系统接收的多个ecap。例如,imd 110的处理电路系统被配置为确定第一ecap的参数是否大于阈值参数值。处理电路系统可以监测多个ecap中的每个ecap的特征值,并且第一ecap可以是由imd 110记录的多个ecap中超过阈值特征值的第一ecap。在一些示例中,由imd 110监测的特征可以是ecap振幅。在一些示例中,ecap振幅可以由n1 ecap峰值与p2 ecap峰值之间的电压差给出。更多关于n1 ecap峰值、n2 ecap峰值和其他ecap峰值的描述可以在下面的图4描述中找到。在其他示例中,imd 110可以监测多个ecap的另一特征或多于一个特征,诸如电流振幅、斜率、转换速率、ecap频率、ecap持续时间或它们的任何组合。在其中特征包括ecap振幅的一些示例中,阈值ecap特征值可以选自大约3微伏(μv)至大约300μv的范围。
61.如果imd 110的处理电路系统确定第一ecap的特征大于阈值ecap特征值,则处理电路系统可以递减(或降低)在第一ecap之后由刺激生成电路系统递送的一组通知脉冲的参数。在一些示例中,为了递减该组通知脉冲的参数,imd 110可以将该组通知脉冲的每个连续治疗脉冲的每个治疗脉冲的电流振幅减小电流振幅值。在其他示例中,为了递减该组通知脉冲的参数,imd 110可以减小除电流之外的参数(例如,电压)的量值。由于多个ecap可以指示由imd 110递送的治疗对患者105的一些影响,因此imd 110可以递减该组通知脉冲的参数以改进递送至患者105的治疗。在一些情况下,由imd 110接收的ecap超过阈值ecap特征值可以向imd 110指示引线130中的一个或多个引线已移动得更靠近患者105的目标组织(例如,脊髓120)。在这些情况下,如果递送至脊髓120的治疗维持在当前水平,则患者105可能经历瞬时过度刺激,因为引线130与患者105的目标组织之间的距离是确定电刺激治疗对患者105的影响的因素。因此,基于确定第一ecap超过阈值ecap特征值来递减第一组通知脉冲可以防止患者105由于imd 110递送的电刺激治疗而经历瞬时过度刺激。
62.在确定第一ecap超过阈值ecap特征值之后,imd 110的处理电路系统可以继续监测由感测电路系统检测到的多个ecap。在一些示例中,imd 110的处理电路系统可以识别在第一ecap之后发生的第二ecap,其中第二ecap的特征小于阈值ecap特征值。在一些情况下,第二ecap可以是在包括小于阈值ecap特征值的特征值的第一ecap之后发生的前导ecap。换句话讲,在第一ecap和第二ecap之间发生的每个ecap可以包括大于或等于阈值ecap特征值的特征值。以此方式,由于imd 110可以递减在第一ecap和第二ecap之间递送至患者105的通知脉冲,因此降低了患者105在接收第一ecap与接收第二ecap之间延伸的时间段期间经历瞬时过度刺激的风险。基于第二ecap的特征小于阈值ecap特征值,imd 110的处理电路系统可以在第二ecap之后递增由刺激生成电路系统递送的第二组通知脉冲的参数。
63.图2是展示根据本公开的一种或多种技术的imd 200的部件的示例性配置的框图。imd 200可以是图1的imd 110的示例。在图2所示的该示例中,imd 200包括刺激生成电路系统202、开关电路系统204、感测电路系统206、遥测电路系统208、处理电路系统210、存储装置212、传感器222和功率源224。
64.在图2所示的该示例中,存储装置212将治疗刺激程序214和ecap测试刺激程序216
存储在存储装置212内的独立存储器中或者存储装置212内的独立区域中。存储装置212还存储阈值218和刺激调整模式220。治疗刺激程序214中的每个所存储的治疗刺激程序限定一组电刺激参数(例如,刺激参数集)的值,所述参数诸如刺激电极组合、电极极性、电流或电压振幅、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。每个所存储的ecap测试刺激程序216限定一组电刺激参数(例如,控制刺激参数集)的值,所述参数诸如刺激电极组合、电极极性、电流或电压振幅、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。ecap测试刺激程序216还可以具有附加信息,诸如关于何时基于在治疗刺激程序214中限定的通知脉冲的脉冲宽度和/或频率来递送控制脉冲的指令。在不需要通知脉冲的情况下向患者提供控制脉冲的示例中,可能不需要单独的ecap测试刺激程序。相反,仅包括控制脉冲的治疗的ecap测试刺激程序可以限定与那些控制脉冲的对应治疗刺激程序相同的控制脉冲。
65.因此,在一些示例中,刺激生成电路系统202根据上述电刺激参数生成电刺激信号。刺激参数值的其他范围也可以是有用的,并且可以取决于患者105体内的目标刺激部位。虽然描述了刺激脉冲,但刺激信号可为任何形式,诸如连续时间信号(例如,正弦波)等。开关电路系统204可以包括一个或多个开关阵列、一个或多个多路复用器、一个或多个开关(例如,开关矩阵或开关的其他集合),或者其他电路系统,所述其他电路系统被配置为将刺激信号从刺激生成电路系统202引导至电极232、234中的一个或多个电极,或将所感测到的信号从电极232、234中的一个或多个电极引导至感测电路系统206。在其他示例中,刺激生成电路系统202和/或感测电路系统206可以包括感测电路系统来将信号引导至电极232、234中的一个或多个电极以及/或者从所述一个或多个电极引导信号,其可以包括也可以不包括开关电路系统204。
66.感测电路系统206监测来自电极232、234的任何组合的信号。在一些示例中,感测电路系统206包括一个或多个放大器、滤波器和模数转换器。感测电路系统206可以用于感测生理信号,诸如ecap。在一些示例中,感测电路系统206从电极232、234的特定组合检测ecap。在一些情况下,用于感测ecap的电极的特定组合包括与用于递送刺激脉冲的一组电极232、234不同的电极。替代性地,在其他情况下,用于感测ecap的电极的特定组合包括与用于向患者105递送刺激脉冲的一组电极相同的电极中的至少一个电极。感测电路系统206可以向模数转换器提供信号,用于转换成数字信号,以供处理电路系统210处理、分析、存储或输出。
67.在处理电路系统210的控制下,遥测电路系统208支持imd 200与外部编程器(图2未示出)或另一个计算装置之间的无线通信。作为对程序的更新,imd 200的处理电路系统210可以经由遥测电路系统208从外部编程器接收各种刺激参数(诸如振幅和电极组合)的值。治疗刺激程序214和ecap测试刺激程序216的更新可以存储在存储装置212内。imd 200中的遥测电路系统208以及本文所述的其他装置和系统(诸如,外部编程器)中的遥测电路可以通过射频(rf)通信技术来实现通信。此外,遥测电路系统208可以经由imd 200与外部编程器的近侧感应交互作用与外部医疗装置编程器(图2未示出)进行通信。外部编程器可以是图1的外部编程器150的一个示例。因此,遥测电路系统208可以连续地、以周期性间隔或者根据来自imd 110或外部编程器的请求将信息发送至外部编程器。
68.处理电路系统210可以包括以下中的一者或多者:微处理器、控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、离散逻辑电路系统,或者被配
置为提供归于处理电路系统210的功能的任何其他处理电路系统,该处理电路系统在本文中可以体现为固件、硬件、软件或它们的任何组合。处理电路系统210控制刺激生成电路系统202根据存储在存储装置212中的治疗刺激程序214和ecap测试刺激程序216来生成刺激信号,以施加由一个或多个程序指定的刺激参数值,诸如每个刺激信号的振幅、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。
69.在图2所示的示例中,该组电极232包括电极232a、232b、232c和232d,并且该组电极234包括电极234a、234b、234c和234d。在其他示例中,单条引线可以包括沿该引线的单个轴向长度的所有八个电极232和234。处理电路系统210还控制刺激生成电路系统202生成刺激信号并将这些刺激信号施加到电极232、234的所选择组合。在一些示例中,刺激生成电路系统202包括开关电路(代替开关电路系统204,或作为对该开关电路系统的补充),该开关电路可以将刺激信号耦合到引线230内的所选择导体,所述引线进而将刺激信号递送穿过所选择电极232、234。这样的开关电路可以是开关阵列、开关矩阵、多路复用器或任何其他类型的开关电路,所述任何其他类型的开关电路被配置为选择性地将刺激能量耦合到所选择电极232、234并且利用所选择电极232、234选择性地感测患者(图2中未示出)的脊髓的生物电神经信号。
70.然而,在其他示例中,刺激生成电路系统202不包括开关电路,并且开关电路系统204未连接在刺激生成电路系统202与电极232、234之间。在这些示例中,刺激生成电路系统202包括连接到电极232、234中的每个电极的多对电压源、电流源、电压吸收器或电流吸收器,使得每对电极具有独特的信号电路。换句话讲,在这些示例中,电极232、234中的每个电极经由其自身的信号电路(例如,经由稳压电压源与吸收器或稳流电流源与吸收器的组合)独立地控制,这与电极232、234之间的开关信号相反。
71.相应引线230上的电极232、234可以由多种不同的设计构造而成。例如,引线230中的一者或两者可以在沿引线长度的每个纵向位置处包括一个或多个电极,诸如在位置a、b、c和d中的每一者处围绕引线周边的不同周边位置处包括一个电极。在一个示例中,电极可以例如经由开关电路系统204和/或刺激生成电路系统202的开关电路系统,经由引线壳体内的直的或盘绕的并且延伸至引线近侧端部处的连接器的相应导线电耦合至刺激生成电路系统202。在另一个示例中,引线的电极中的每个电极可以是沉积在薄膜上的电极。该薄膜可包括用于每个电极的导电迹线,该导电迹线沿该薄膜的长度延伸到近侧端部连接器。然后可将该薄膜包裹(例如,螺旋式包裹)在内部构件周围以形成引线230。这些和其他构造可用于形成具有复杂电极几何形状的引线。
72.虽然感测电路系统206在图2中与刺激生成电路系统202和处理电路系统210一起结合到公共壳体中,但是在其他示例中,感测电路系统206可以位于与imd 200分开的壳体中,并且可以经由有线或无线通信技术与处理电路系统210通信。
73.在一些示例中,电极232和234中的一个或多个电极适用于感测ecap。例如,电极232和234可以感测ecap信号的一部分的电压振幅,其中所感测到的电压振幅是ecap信号的特征。
74.存储装置212可以被配置为在操作期间在imd 200内存储信息。存储装置212可以包括计算机可读存储介质或计算机可读存储装置。在一些示例中,存储装置212包括短期存储器或长期存储器中的一者或多者。存储装置212可以包括例如随机存取存储器(ram)、动
态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、磁盘、光盘、闪存存储器,或者电可编程存储器(eprom)或电可擦除可编程存储器(eeprom)的形式。在一些示例中,存储装置212用于存储指示由处理电路系统210执行的指令的数据。如上文所讨论的,存储装置212被配置为存储治疗刺激程序214、ecap测试刺激程序216、阈值218和刺激调整模式220。
75.在一些示例中,刺激生成电路系统202可被配置为将电刺激治疗递送至患者105。在一些情况下,该电刺激治疗可包括多个通知脉冲。另外,刺激生成电路系统202可被配置为递送多个控制脉冲,其中多个控制脉冲与多个通知脉冲中的至少一些通知脉冲交织。刺激生成电路系统可以经由引线230的电极232、234将多个通知脉冲和多个控制脉冲递送至患者105的目标组织(例如,脊髓120)。通过递送此类通知脉冲和控制脉冲,刺激生成电路系统202可以在目标组织中诱发响应性ecap,该响应性ecap在返回电极232、234之前传播通过目标组织。在一些示例中,与递送通知脉冲的电极232、234的组合和递送控制脉冲的电极232、234的组合相比,电极232、234的不同组合可以感测响应性ecap。感测电路系统206可以被配置为经由电极232、234和引线230检测响应性ecap。在其他示例中,当控制脉冲还提供对患者的治疗效果时,刺激生成电路系统202可以被配置为在无任何通知脉冲的情况下递送多个控制脉冲。
76.在一些情况下,处理电路系统210可以引导感测电路系统206连续监测ecap。在其他情况下,处理电路系统210可以引导感测电路系统206可以基于来自传感器222的信号来监测ecap。例如,处理电路系统210可以基于患者105的活动水平超过活动水平阈值(例如,传感器222的加速度计信号上升到高于阈值)来激活感测电路系统206。在一些示例中,激活和停用感测电路系统206可以延长功率源224的电池寿命。
77.在一些示例中,处理电路系统210确定第一ecap的特征是否大于阈值ecap特征值。阈值ecap特征值可以作为阈值218的一部分存储在存储装置212中。在一些示例中,第一ecap的特征为第一ecap的电压振幅。在一些此类示例中,阈值ecap特征值选自大约10微伏(μv)至大约20μv的范围。在其他示例中,处理电路系统210确定第一ecap的另一特征(例如,ecap电流振幅、ecap转换速率、ecap下方的面积、ecap斜率或ecap持续时间)是否大于阈值ecap特征值。阈值218可以包括与感测电路系统206和处理电路系统210被配置为响应于imd 200递送的刺激脉冲在ecap中测量的一组特征中的每个特征对应的阈值ecap特征值。以此方式,处理电路系统210可以基于一组特征中的一个或多个特征来确定电刺激治疗。
78.如果处理电路系统210确定第一ecap的特征大于阈值ecap特征值,则处理电路系统210被配置为激活递减模式,从而改变在感测电路系统206感测到第一ecap之后由imd 200递送的一组通知脉冲中的每个治疗脉冲的至少一个参数。另外,在递减模式被激活时,处理电路系统210可以改变在感测电路系统206感测到第一ecap之后由imd 200递送的一组控制脉冲中的每个控制脉冲的至少一个参数。在一些示例中,在递减模式期间由处理电路系统210调整的通知脉冲的至少一个参数和控制脉冲的至少一个参数包括刺激电流振幅。在一些此类示例中,在递减模式期间,处理电路系统210减小由imd 200递送的每个连续刺激脉冲(例如,每个治疗脉冲和每个控制脉冲)的电流振幅。在其他示例中,由处理电路系统210在递减模式期间调整的刺激脉冲的至少一个参数包括电流振幅、电压振幅、转换速率、脉冲形状、脉冲频率或脉冲持续时间的任何组合。
79.在图2所展示的示例中,递减模式作为刺激调整模式220的一部分存储在存储装置
212中。递减模式可以包括使得处理电路系统210能够根据函数调整刺激脉冲的参数的指令列。在一些示例中,当递减模式被激活时,处理电路系统210根据线性函数减小每个连续治疗脉冲和每个连续控制脉冲的参数(例如,电流)。在其他示例中,当递减模式被激活时,处理电路系统210根据指数函数、对数函数或分段函数减小每个连续治疗脉冲和每个连续控制脉冲的参数(例如,电流)。在递减模式被激活时,感测电路系统206可以继续监测响应性ecap。继而,感测电路系统206可以响应于由imd 200递送的控制脉冲而检测ecap。
80.在整个递减模式下,处理电路系统可以响应于刺激脉冲而监测ecap。处理电路系统210可以确定第二ecap的特征是否小于阈值ecap特征值。在一些情况下,第二ecap可以是在小于阈值ecap特征值的第一ecap之后发生的前导ecap。换句话讲,由感测电路系统206在第一ecap和第二ecap之间记录的每个ecap大于或等于阈值ecap特征值。基于第二ecap的特征小于阈值ecap特征值,处理电路系统210可以停用递减模式并激活递增模式,从而改变在感测电路系统206感测到第二ecap之后由imd 200递送的一组通知脉冲中的每个治疗脉冲的至少一个参数。另外,在递增模式被激活时,处理电路系统210可以改变在感测电路系统206感测到第二ecap之后由imd 200递送的一组控制脉冲中的每个控制脉冲的至少一个参数。
81.在一些示例中,由处理电路系统210在递增模式期间调整的通知脉冲的至少一个参数和控制脉冲的至少一个参数包括刺激电流振幅。在一些此类示例中,在递增模式期间,处理电路系统210增加由imd 200递送的每个连续刺激脉冲(例如,每个治疗脉冲和每个控制脉冲)的电流振幅。在其他示例中,由处理电路系统210在递增模式期间调整的刺激脉冲的至少一个参数包括电流振幅、电压振幅、转换速率、脉冲形状、脉冲频率或脉冲持续时间的任何组合。
82.在图2所展示的示例中,递增模式作为刺激调整模式220的一部分存储在存储装置212中。递增模式可以包括使得处理电路系统210能够根据函数调整刺激脉冲的参数的指令列。在一些示例中,当递增模式被激活时,处理电路系统210根据线性函数增加每个连续治疗脉冲和每个连续控制脉冲的参数(例如,电流)。在其他示例中,当递增模式被激活时,处理电路系统210根据诸如指数函数、对数函数或分段函数等非线性函数增加每个连续治疗脉冲和每个连续控制脉冲的参数(例如,电流)。在递增模式被激活时,感测电路系统206可以继续监测响应性ecap。继而,感测电路系统206可以响应于由imd 200递送的控制脉冲而检测ecap。
83.处理电路系统210可以完成递增模式,使得刺激脉冲的一个或多个参数返回到在处理电路系统210激活递减模式之前(例如,在感测电路系统206检测到第一ecap之前)递送的刺激脉冲的基线参数值。通过响应于ecap超过阈值ecap特征值,首先递减并随后递增刺激脉冲,处理电路系统210可以防止患者105经历瞬时过度刺激或降低患者105经历的瞬时过度刺激的严重性。
84.尽管在一些示例中,感测电路系统206感测响应于根据ecap测试刺激程序216递送的控制脉冲而发生的ecap,但在其他示例中,感测电路系统206感测响应于根据治疗刺激程序214递送的通知脉冲而发生的ecap。本公开的技术可以使imd 200能够使用对应于通知脉冲的ecap和对应于控制脉冲的ecap的任何组合来切换递减模式和递增模式。
85.传感器222可以包括感测相应患者参数的值的一个或多个感测元件。如上所述,电
极232和234可以是感测ecap的特征值的电极。传感器222可以包括一个或多个加速度计、光学传感器、化学传感器、温度传感器、压力传感器,或任何其他类型的传感器。传感器222可以输出患者参数值,这些患者参数值可以用作控制治疗递送的反馈。例如,传感器222可以指示患者活动,并且处理电路系统210可以响应于检测到增加的患者活动而增加控制脉冲和ecap感测的频率。在一个示例中,处理电路系统210可以响应于来自传感器222的指示患者活动已超过活动阈值的信号而启动控制脉冲和对应的ecap感测。相反地,处理电路系统210可以响应于检测到减少的患者活动而降低控制脉冲和ecap感测的频率。例如,响应于传感器222不再指示所感测到的患者活动超过阈值,处理电路系统210可以暂停或停止递送控制脉冲和ecap感测。以此方式,处理电路系统210可以基于患者活动动态地递送控制脉冲和感测ecap信号,以在电极到神经元的距离不可能改变时降低系统的功率消耗,并且在电极到神经元的距离可能改变时增加系统对ecap改变的响应。imd 200可以包括imd 200的壳体内和/或经由引线130中的一条引线或其他引线耦合的附加传感器。此外,例如,imd 200可以经由遥测电路系统208从远程传感器无线地接收传感器信号。在一些示例中,这些远程传感器中的一个或多个远程传感器可以位于患者体外(例如,承载于皮肤的外表面上、附接到衣服,或以其他方式定位在患者105的体外)。在一些示例中,来自传感器222的信号指示位置或身体状态(例如,睡眠、清醒、坐着、站立等),并且处理电路系统210可以根据所指示的位置或身体状态来选择目标ecap特征值。
86.功率源224被配置为将操作功率递送至imd 200的部件。功率源224可以包括用于产生操作功率的电池和功率生成电路。在一些示例中,电池是可再充电的,以允许长期操作。在一些示例中,再充电通过外部充电器与imd 200内的感应充电线圈之间的近侧感应交互作用来实现。功率源224可以包括多种不同电池类型中的任何一种或多种,诸如镍镉电池和锂离子电池。
87.图3是展示根据本公开的一种或多种技术的外部编程器300的部件的示例性配置的框图。外部编程器300可以是图1的外部编程器150的示例。尽管外部编程器300通常可以被描述为手持装置,但是外部编程器300可以是更大的便携式装置或更固定的装置。此外,在其他示例中,外部编程器300可以被包括作为外部充电装置的一部分或者包括外部充电装置的功能。如图3所展示,外部编程器300可以包括处理电路系统352、存储装置354、用户界面356、遥测电路系统358和功率源360。存储装置354可以存储指令,这些指令在由处理电路系统352执行时,使得处理电路系统352和外部编程器300提供在本公开通篇中归于外部编程器300的功能。这些部件、电路系统或模块中的每一者可以包括被配置为执行本文所述功能中的一些或全部功能的电路系统。例如,处理电路系统352可以包括被配置为执行关于处理电路系统352所讨论的进程的处理电路系统。
88.一般来讲,外部编程器300包括单独地或与软件和/或固件组合地执行归于外部编程器300以及外部编程器300的处理电路系统352、用户界面356和遥测电路系统358的技术的任何合适的硬件布置。在各种示例中,外部编程器300可以包括一个或多个处理器,诸如一个或多个微处理器、dsp、asic、fpga或任何其他等效的集成或离散逻辑电路系统,以及此类部件的任何组合。在各种示例中,外部编程器300还可以包括存储装置354,诸如ram、rom、prom、eprom、eeprom、闪存存储器、硬盘、cd-rom,该存储装置包括可执行指令,用于致使一个或多个处理器执行归于这些指令的动作。此外,虽然处理电路系统352和遥测电路系统
358被描述为单独的模块,但是在一些示例中,处理电路系统352和遥测电路系统358在功能上集成。在一些示例中,处理电路系统352和遥测电路系统358对应于各个硬件单元,诸如asic、dsp、fpga或其他硬件单元。
89.存储装置354(例如,存储装置)可以存储指令,这些指令在由处理电路系统352执行时,使得处理电路系统352和外部编程器300提供在本公开通篇中归于外部编程器300的功能。例如,存储装置354可以包括使得处理电路系统352从存储器获得参数集、选择空间电极移动模式,或接收用户输入并将对应的命令发送到imd 200的指令,或者用于任何其他功能的指令。此外,存储装置354可以包括多个程序,其中每个程序包括限定刺激脉冲(诸如控制脉冲和/或通知脉冲)的参数集。存储装置354还可以存储从医疗装置(例如,imd 110)接收的数据。例如,存储装置354可以存储在医疗装置的感测模块处记录的ecap相关数据,并且存储装置354还可以存储来自医疗装置的一个或多个传感器的数据。
90.用户界面356可以包括按钮或小键盘、灯、用于语音命令的扬声器、显示器,诸如液晶(lcd)显示器、发光二极管(led)显示器或有机发光二极管(oled)显示器。在一些示例中,显示器包括触摸屏。用户界面356可以被配置为显示与电刺激的递送、所识别的患者行为、所感测到的患者参数值、患者行为标准或任何其他此类信息相关的任何信息。用户界面356还可以经由用户界面356接收用户输入。输入可以是例如按下小键盘上的按钮或从触摸屏选择图标的形式。输入可以请求开始或停止电刺激,输入可以请求新的空间电极移动模式或对现有的空间电极移动模式做出改变,或者输入可以请求对电刺激的递送做出另外一些改变。
91.在处理电路系统352的控制下,遥测电路系统358可以支持医疗装置与外部编程器300之间的无线通信。遥测电路系统358还可以被配置为经由无线通信技术与另一个计算装置通信,或者通过有线连接与另一个计算装置直接通信。在一些示例中,遥测电路系统358经由rf或近侧感应介质提供无线通信。在一些示例中,遥测电路系统358包括天线,该天线可以采取多种形式,诸如内部天线或外部天线。
92.可以用于促进外部编程器300与imd 110之间的通信的本地无线通信技术的示例包括根据802.11或规范集或者其他标准或专有遥测协议的射频通信。以此方式,其他外部装置可以能够与外部编程器300通信,而无需建立安全无线连接。如本文所述,遥测电路系统358可以被配置为将空间电极移动模式或其他刺激参数值传输到imd 110以递送电刺激治疗。
93.在一些示例中,对刺激参数或治疗刺激程序的选择被传输到医疗装置以递送至患者(例如,图1的患者105)。在其他示例中,该治疗可以包括药物、活动,或者患者105必须自己执行或护理者为患者105执行的其他指令。在一些示例中,外部编程器300提供指示存在新指令的视觉、听觉和/或触觉通知。在一些示例中,外部编程器300需要接收用户输入,以确认指令已经完成。
94.根据本公开的技术,外部编程器300的用户界面356从临床医生接收指示医疗装置的处理器更新一个或多个治疗刺激程序或者更新一个或多个ecap测试刺激程序的指示。更新治疗刺激程序和ecap测试刺激程序可以包括根据程序改变由医疗装置递送的刺激脉冲的一个或多个参数,诸如通知脉冲和/或控制脉冲的振幅、脉冲宽度、频率和脉冲形状。用户界面356还可以从临床医生接收命令任何电刺激(包括控制脉冲和/或通知脉冲)开始或停
止的指令。
95.功率源360被配置为将操作功率递送至外部编程器300的部件。功率源360可以包括用于产生操作功率的电池和发电电路。在一些示例中,电池是可再充电的,以允许长期操作。再充电可以通过将功率源360电耦合到与交流电(ac)插座连接的支架或插头来实现。此外,再充电可以通过外部充电器与外部编程器300内的感应充电线圈之间的近侧感应交互作用来实现。在其他示例中,可使用传统的电池(例如,镍镉或锂离子电池)。此外,外部编程器300可以直接耦合到交流电插座以进行操作。
96.图3中展示的外部编程器300的架构作为示例示出。本公开中阐述的技术可以在图3的示例性外部编程器300以及本文未具体描述的其他类型的系统中实施。本公开中的任何内容都不应当被解释为将本公开的技术限于图3展示的示例性架构。
97.图4是根据本公开的一种或多种技术的针对相应刺激脉冲感测到的示例性诱发复合动作电位(ecap)的曲线图402。如图4所示,曲线图402示出了示例性的ecap信号404(虚线)和ecap信号406(实线)。在一些示例中,ecap信号404和406中的每一者由从受保护的阴极递送的控制脉冲感测,其中控制脉冲是双相脉冲,其在该脉冲的每个正相与负相之间包括相间间隔。在一些此类示例中,受保护的阴极包括位于8电极引线(例如,图1的引线130)的端部处的刺激电极,而两个感测电极设置在该8电极引线的另一端处。ecap信号404展示了作为亚检测阈值刺激脉冲或导致不可检测的ecap的刺激脉冲的结果而感测到的电压振幅。检测到ecap信号404的峰值408,其表示所递送的控制脉冲的伪像。然而,在ecap信号404中的伪像之后没有检测到传播信号,因为控制脉冲是亚检测刺激阈值。
98.与ecap信号404相比,ecap信号406表示从超检测刺激阈值控制脉冲检测到的电压振幅。检测到ecap信号406的峰值408,其表示所递送的控制脉冲的伪像。在峰值408之后,ecap信号406还包括峰值p1、n1和p2,它们是代表来自ecap的传播动作电位的三个典型峰值。伪像与峰值p1、n1和p2的示例性持续时间为约1毫秒(ms)。当检测到ecap信号406的ecap时,可以识别不同的特征。例如,ecap的特征可以是介于n1与p2之间的振幅。即使伪像投射到相对较大的信号p1上,也能够容易地检测到该n1-p2振幅,并且n1-p2振幅可以最低限度地受到信号中的电子漂移的影响。在其他示例中,用于控制后续控制脉冲和/或通知脉冲的ecap的特征可以是p1、n1或p2相对于中性电压或零电压的振幅。在一些示例中,用于控制后续控制脉冲或通知脉冲的ecap的特征是峰值p1、n1或p2中的两者或更多者的总和。在其他示例中,ecap信号406的特征可以是峰值p1、n1和/或p2中的一者或多者下的面积。在其他示例中,ecap的特征可以是峰值p1、n1或p2中的一者与这些峰值中的另一者的比率。在一些示例中,ecap的特征是ecap信号中的两个点之间的斜率,诸如n1与p2之间的斜率。在其他示例中,ecap的特征可以是ecap的两个点之间的时间,诸如n1与p2之间的时间。在递送刺激脉冲时与ecap信号中的一个点之间的时间可以被称为ecap的延迟,并且可以指示由刺激脉冲(例如,控制脉冲)捕获的纤维的类型。具有较低延迟(即,较小的延迟值)的ecap信号指示具有较快信号传播的神经纤维具有较高百分比,而具有较高延迟(即,较大的延迟值)的ecap信号指示具有较慢信号传播的神经纤维具有较高百分比。延迟还可以指在一个电极处检测到电特征然后在不同的电极处再次检测到电特征之间的时间。该时间(或延迟)与神经纤维的传导速度成反比。在其他示例中,可以使用ecap信号的其他特征。
99.只要控制脉冲的振幅大于阈值,ecap信号的振幅就随着脉冲振幅增加而增加,使
得神经去极化并且传播信号。目标ecap特征(例如,目标ecap振幅)可以在确定通知脉冲向患者105递送有效治疗时根据从控制脉冲检测到的ecap信号来确定。因此,ecap信号表示刺激电极与神经之间的适合于当时递送的通知脉冲的刺激参数值的距离。因此,imd 110可以尝试使用测量的ecap特征值的检测到的变化来改变治疗脉冲参数值,并且在治疗脉冲递送期间维持目标ecap特征值。
100.图5a是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的所感测到的ecap的一个示例的时序图500a。为方便起见,参考图2的imd 200对图5a进行描述。如图所展示,时序图500a包括第一通道502、多个控制脉冲504a-504n(统称为“控制脉冲504”)、第二通道506、多个相应的ecap 508a-508n(统称为“ecap 508”)和多个刺激干扰信号509a-509n(统称为“刺激干扰信号509”)。在图5a的示例中,imd 200可以用控制脉冲代替通知脉冲或不用通知脉冲递送治疗。
101.第一通道502是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示电极232、234中的至少一个电极的电压(或电流)。在一个示例中,第一通道502的刺激电极可以位于引线上与第二通道506的感测电极相对的一侧上。控制脉冲504可以是通过电极232、234中的至少一个电极递送至患者脊髓的电脉冲,并且控制脉冲504可以是具有相间间隔的平衡双相方形脉冲。换句话讲,控制脉冲504中的每一者均被示出具有由相位间间隔分开的负相位和正相位。例如,控制脉冲504可以具有负电压,其时间和振幅的量与其具有正电压时的时间和振幅的量相同。需注意,负电压相位可以在正电压相位之前或之后。控制脉冲504可以根据存储在imd 200的存储装置212中的ecap测试刺激程序216来递送,并且ecap测试刺激程序216可以根据经由外部编程器的用户输入来更新以及/或者可以根据来自传感器222的信号来更新。在一个示例中,控制脉冲504可以具有小于约300微秒的脉冲宽度(例如,正相、负相和相间间隔的总时间小于300微秒)。在另一示例中,对于双相脉冲的每个相,控制脉冲504可以具有大约100μs的脉冲宽度。如图5a所展示,控制脉冲504可以经由通道502递送。控制脉冲504的递送可以通过受保护的阴极电极组合中的引线230来递送。例如,如果引线230是线性8电极引线,则受保护的阴极组合是中心阴极电极和紧邻该阴极电极的阳极电极。
102.第二通道506是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示电极232、234中的至少一个电极的电压(或电流)。在一个示例中,第二通道506的电极可以位于引线上与第一通道502的电极相对的一侧上。响应于控制脉冲504,可以在电极232、234处从患者的脊髓感测ecap 508。ecap 508是可以沿神经远离控制脉冲504的起源传播的电信号。在一个示例中,ecap 508由与用于递送控制脉冲504的电极不同的电极感测。如图5a所展示,ecap 508可以记录在第二通道506上。
103.刺激干扰信号509a、509b和509n(例如,刺激脉冲的伪像)可以由引线230感测,并且可以在与控制脉冲504的递送相同的时间段期间被感测到。由于这些干扰信号的振幅和强度可能大于ecap 508,所以在刺激干扰信号509发生期间,到达imd 200的任何ecap可能无法被imd 200的感测电路系统206充分地感测到。然而,ecap 508可以被感测电路系统206充分地感测到,因为每个ecap 508或者ecap 508的用作控制脉冲504的反馈的至少一部分在每个控制脉冲504结束之后下降。如图5a所展示,刺激干扰信号509和ecap 508可以记录在通道506上。
104.图5b是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的感测到的ecap
的一个示例的时序图500b。为方便起见,参考图2的imd 200对图5b进行描述。如图所展示,时序图500b包括第一通道510、多个控制脉冲512a-512n(统称为“控制脉冲512”)、第二通道520、包括被动再充电阶段526a-526n(统称为“被动再充电阶段526”)的多个通知脉冲524a-524n(统称为“通知脉冲524”)、第三通道530、多个相应的ecap536a-536n(统称为“ecap 536”)和多个刺激干扰信号538a-538n(统称为“刺激干扰信号538”)。
105.第一通道510是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示电极232、234中的至少一个电极的电压(或电流)。在一个示例中,第一通道510的刺激电极可以位于引线上与第三通道530的感测电极相对的一侧上。控制脉冲512可以是通过电极232、234中的至少一个电极递送至患者脊髓的电脉冲,并且控制脉冲512可以是具有相间间隔的平衡双相方形脉冲。换句话讲,控制脉冲512中的每一者均被示出具有由相位间间隔分开的负相位和正相位。例如,控制脉冲512可以具有负电压,其时间的量与其具有正电压时的时间的量相同。需注意,负电压相位可以在正电压相位之前或之后。控制脉冲512可以根据存储在imd 200的存储装置212中的ecap测试刺激程序216来递送,并且ecap测试刺激程序216可以根据经由外部编程器的用户输入来更新以及/或者可以根据来自传感器222的信号来更新。在一个示例中,控制脉冲512可以具有小于约300微秒的脉冲宽度(例如,正相、负相和相间间隔的总时间小于300微秒)。在另一个示例中,对于双相脉冲的每个相,控制脉冲512可以具有大约100μs的脉冲宽度。如图5b所展示,控制脉冲512可以经由第一通道510递送。控制脉冲512的递送可以通过受保护的阴极电极组合中的引线230来递送。例如,如果引线230是线性8电极引线,则受保护的阴极组合是中心阴极电极和紧邻该阴极电极的阳极电极。
106.第二通道520是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示针对通知脉冲的电极232、234中的至少一个电极的电压(或电流)。在一个示例中,第二通道520的电极可以与第一通道510的电极和第三通道530的电极部分或完全地共享公共电极。通知脉冲524也可以由被配置为递送控制脉冲512的相同引线230递送。通知脉冲524可以与控制脉冲512交织,使得这两种类型的脉冲在重叠时间段期间不被递送。然而,通知脉冲524可以由或可以不由与递送控制脉冲512的电极完全相同的电极递送。通知脉冲524可以是脉冲宽度大于大约300μs且小于大约1000μs的单相脉冲。实际上,通知脉冲524可以被配置为具有比控制脉冲512更长的脉冲宽度。如图5b所展示,通知脉冲524可以在第二通道520上递送。
107.通知脉冲524可以被配置用于被动再充电。例如,每个治疗脉冲524之后可以是被动再充电相526,以均衡刺激电极上的电荷。与被配置用于主动再充电的脉冲不同,其中在刺激脉冲之后组织上的剩余电荷通过相反的施加电荷立即从组织中除去,被动再充电允许组织在治疗脉冲终止之后自然地放电到某个参考电压(例如,接地或干线电压)。在一些示例中,医疗装置的电极可以在医疗装置主体处接地。在这种情况下,在治疗脉冲524终止之后,电极周围的组织上的电荷可以耗散到医疗装置,从而在脉冲终止之后在组织处产生剩余电荷的快速衰减。这种快速衰减在被动再充电阶段526中展示。被动再充电相526可以具有除前一治疗脉冲524的脉冲宽度之外的持续时间。在其他示例(图5b中未示出)中,通知脉冲524可以是具有正相和负相(以及在一些示例中,各相之间的相间间隔)的双相脉冲,其可以称为包括主动再充电的脉冲。作为双相脉冲的治疗脉冲可以具有或可以不具有随后的被动再充电相。
108.第三通道530是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示电极232、234中的至少一个
电极的电压(或电流)。在一个示例中,第三通道530的电极可以位于引线上与第一通道510的电极相对的一侧上。响应于控制脉冲512,可以在电极232、234处从患者的脊髓感测ecap 536。ecap 536是可以沿神经远离控制脉冲512的起源传播的电信号。在一个示例中,ecap 536由与用于递送控制脉冲512的电极不同的电极感测。如图5b所展示,ecap 536可以记录在第三通道530上。
109.刺激干扰信号538a、538b和538n(例如,刺激脉冲的伪像)可以由引线230感测,并且可以在与控制脉冲512和通知脉冲524的递送相同的时间段期间被感测到。由于这些干扰信号的振幅和强度可能大于ecap 536,因此在刺激干扰信号538发生期间,到达imd 200的任何ecap可能无法被imd 200的感测电路系统206充分地感测到。然而,ecap 536可以被感测电路系统206充分地感测到,因为每个ecap 536在每个控制脉冲512结束之后并且在下一个治疗脉冲524递送之前下降。如图5b所展示,刺激干扰信号538和ecap 536可以记录在通道530上。
110.图6是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的ecap的另一个示例的时序图600。为方便起见,参考图2的imd 200对图6进行描述。如图所展示,时序图600包括第一通道610、多个控制脉冲612a-612n(统称为“控制脉冲612”)、第二通道620、包括被动再充电相626a-626n(统称为“被动再充电相626”)的多个通知脉冲624a-624n(统称为“通知脉冲624”)、第三通道630、多个相应的ecap 636a-636n(统称为“ecap 636”)和多个刺激干扰信号638a-638n(统称为“刺激干扰信号638”)。图6可以基本上类似于图5b,下面详述的差异除外。
111.可以在多个时间事件中的每个时间事件(例如,窗口)期间递送两个或更多个(例如,两个)控制脉冲612,并且每个时间事件表示两个连续的通知脉冲624之间的时间。例如,在每个时间事件期间,第一控制脉冲之后可以直接跟随第一相应的ecap,并且在第一相应的ecap结束之后是第二控制脉冲,该第二控制脉冲之后可以直接跟随第二相应的ecap。通知脉冲可以在第二相应的ecap之后开始。在此处未展示的其他示例中,在多个时间事件中的每个时间事件期间,可以递送三个或更多个控制脉冲612,并且感测到相应的ecap信号。
112.图7是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的ecap的另一示例的时序图700。为方便起见,参考图2的imd 200对图7进行描述。如图所展示,时序图700包括第一通道710、多个控制脉冲712a-712n(统称为“控制脉冲712”)、第二通道720、包括被动再充电阶段726a-726n(统称为“被动再充电阶段726”)的多个通知脉冲724a-724n(统称为“通知脉冲724”)、第三通道730、多个相应的ecap 736a-736n(统称为“ecap 736”)和多个刺激干扰信号738a-738n(统称为“刺激干扰信号738”)。图7可以基本上类似于图5b,下面详述的差异除外。
113.在图5b和图6所展示的先前示例中,至少一个控制脉冲在每对连续的通知脉冲之间递送和交织。然而,在一些示例中,控制脉冲712不在多个时间事件中的每个时间事件(或窗口)期间递送,其中每个时间事件表示两个连续的通知脉冲724之间的时间。如图7的示例所展示,控制脉冲712不在治疗脉冲724a之后和治疗脉冲724b之前递送。换句话讲,连续的通知脉冲724a和724b可以在没有居间控制脉冲的情况下递送。在任何情况下,通知脉冲根据预定频率递送,并且控制脉冲可以在通知脉冲之间的任何时间递送。
114.可以根据ecap测试刺激程序216来施用控制脉冲。处理电路系统210可以被配置为
根据经由遥测电路系统208的用户输入以及通过来自传感器222的信号来更新ecap测试刺激程序。例如,临床医生可以操作患者编程器并且向遥测电路系统208发送信号,该信号包括用于更新ecap测试刺激程序216的指令。临床医生可以将控制刺激设置为在图5至图7所展示的示例中的任一者,并且临床医生还可以将控制刺激定制为在图5至图7中未展示的配置。临床医生可以选择在任何时间停止控制刺激或开始控制刺激。在一些示例中,检测到患者的姿势或活动水平已经改变将启动控制刺激。此外,如图5a所述,在一些示例中,控制刺激可以为患者提供治疗有益效果,并且无需任何附加的通知脉冲即可提供。
115.图8是展示根据本公开的一种或多种技术的电刺激脉冲和相应的感测到的ecap的另一示例的时序图800。为方便起见,参考图2的imd 200对图8进行描述。如图所展示,时序图800包括第一通道810、多个脉冲串812a-812n(统称为“脉冲串812”)、第二通道820、多个感测到的伪像822a-822n(统称为“感测到的伪像822”)、多个相应的ecap 824a-824n(统称为“ecap 824”)、多个n1 ecap峰值826a-826n(统称为“n1ecap峰值826”),以及多个p2 ecap峰值828a-828n(统称为“p2 ecap峰值828”)。
116.第一通道810是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示电极232、234中的至少一个电极的电压(或电流)。在一些示例中,第一通道810可以表示电极232、234中递送多个脉冲串812的至少一个刺激电极的电压。在图8的示例中,多个脉冲串812中的每个脉冲串可包括五个刺激脉冲(例如,控制脉冲和/或通知脉冲)。替代性地,在其他示例中,多个脉冲串812中的每个脉冲串可以包括多于五个刺激脉冲或少于五个刺激脉冲。在一个示例中,递送多个脉冲串812的刺激电极可以位于引线230上与记录第二通道820的信号的感测电极相对的一侧上。脉冲串812中的刺激脉冲可以是具有相间间隔的平衡双相方形脉冲。换句话讲,脉冲串812中的每个治疗脉冲均被示为具有由相间间隔分开的负相和正相。例如,每个刺激脉冲可以具有负电压,其时间和振幅的量与其具有正电压时的时间和振幅的量相同。需注意,负电压相位可以在正电压相位之前或之后。
117.脉冲串812可以根据存储在imd 200的存储装置212中的治疗刺激程序214来递送,并且治疗刺激程序214可以根据经由外部编程器的用户输入来更新和/或可以根据来自传感器222的信号来更新。以此方式,脉冲串812中的每个脉冲串的脉冲中的至少一些脉冲可以有助于患者的治疗效果。在一个示例中,脉冲串812的每个刺激脉冲可以具有小于大约400微秒的脉冲宽度(例如,正相、负相和相间间隔的总时间小于400微秒)。在另一示例中,对于双相脉冲的每个相,脉冲串812的每个治疗脉冲可以具有大约150μs的脉冲宽度。在一些示例中,脉冲串812中的每个脉冲串的频率可以大于10赫兹(hz)且小于1500hz。在一个示例中,每个脉冲串的频率可以选自大约500hz至大约1500hz的范围。在其他示例中,每个脉冲串的频率可以选自大约20hz至大约100hz的范围。这些频率可以基于每个脉冲串812内的每个脉冲的脉冲数量和脉冲宽度而变化。另外,ecap 824的检测窗口所需的时间量可以限制脉冲串812的频率。如图8所展示,脉冲串812可以经由第一通道810递送。脉冲串812的递送可以通过受保护的阴极电极组合中的引线230来递送。例如,如果引线230是线性8电极引线,则受保护的阴极组合是中心阴极电极和紧邻该阴极电极的阳极电极。
118.第二通道820是时间/电压(和/或电流)曲线图,其指示电极232、234中的至少一个电极的电压(或电流)。在一个示例中,第二通道820的电极可以位于引线上与第一通道810的电极相对的一侧上。在图8的该示例中,第二通道820是引线230的感测通道。以此方式,第
二通道820被配置为记录感测到的伪像822和ecap 824。在一些示例中,脉冲串812中的每个脉冲串内的刺激脉冲的频率足够高,以至于第二通道820不能在脉冲串812的每个刺激脉冲之后感测到完全或几乎完全显现的ecap。换句话讲,连续脉冲串812之间的持续时间可以被调度为足够长,以允许在区段通道820中检测ecap的部分或全部(例如,ecap的至少期望部分)。因此,在脉冲串812的每个治疗脉冲突发之后,第二通道820可以感测ecap824中的相应ecap。由于在一些情况下,第一通道810在每个脉冲串(例如,脉冲突发)之后的某一时间段内可能不施加任何刺激,因此第二通道820可以在脉冲串812中的相应脉冲串之后的时间段期间感测包括n1ecap峰值826和p2 ecap峰值828的ecap 824。在一些示例中,为了确定每个ecap 824的ecap振幅,imd 200确定相应的n1峰值与相应的p2峰值的振幅之间的差值。例如,imd 200可以确定ecap 824a的振幅是n1峰值826a的振幅与p2峰值828a的振幅之间的差值。通过递送如图8所展示的刺激脉冲,imd 200可以向患者105递送高频治疗刺激,同时仍记录可以用作反馈以确定(例如,维持或调整)后续治疗的ecap。在一些示例中,患者105可能不会感知到在每个脉冲串812之后发生的“中断”。相反,在一些此类示例中,即使在后续脉冲串之间的持续时间中没有递送刺激脉冲,患者105也可以感知连续高频刺激。
119.在一些示例中,单个脉冲串812内的所有刺激脉冲可以是相同的(例如,由相同的刺激参数所限定)。在其他示例中,脉冲串中的最后一个脉冲可以不同于先前的脉冲,以便改善所引发的所得ecap信号并且/或者提供不干扰ecap检测的脉冲。例如,每个脉冲串(或一些脉冲串)中的最后一个脉冲可以具有一个或多个不同的刺激参数值,诸如不同的振幅、脉冲宽度、脉冲形状或其他特征。在一个示例中,每个脉冲串812中的最后一个脉冲可以具有比同一个脉冲串中的其他脉冲更大的振幅。最后一个脉冲可以具有更长或更短的脉冲宽度。在一些示例中,较短的脉冲宽度可以降低在检测到的ecap上产生伪像的可能性。在任何情况下,最后一个脉冲可以具有比同一脉冲串中的其他脉冲更大或更小的电荷或相位,并且最后一个脉冲可以被称为控制脉冲。同一脉冲串中的较早脉冲可以被称为通知脉冲,因为它们是由前一控制脉冲(例如,前一脉冲串中的最后一个脉冲)通知的。
120.感测到的伪像822(例如,刺激脉冲的伪像)可以由引线230感测到,并且可以在与递送脉冲串812相同的时间段期间被感测到。由于这些干扰信号的振幅和强度可能大于ecap 824,所以在所感测到的伪像822发生期间,到达imd 200的任何ecap可能无法被imd 200的感测电路系统206充分地感测到。然而,ecap 824可以被感测电路系统206充分地感测到,因为ecap 824的每个ecap在每个脉冲串812接近结束时或结束之后并且在递送后续脉冲串812之前下降。如图8所展示,所感测到的伪像822和ecap 824可以记录在第二通道820上。
121.图9是展示根据本公开的一种或多种技术的用于基于一个或多个感测到的ecap控制刺激的示例性操作的流程图。为方便起见,相对于图2的imd 200对图9进行描述。然而,图9的技术可以由imd 200的不同部件或者由附加的或替代的医疗装置来执行。
122.imd 200的刺激生成电路系统202可以将电刺激治疗递送至患者(例如,患者105)。为了控制电刺激治疗,处理电路系统210可以根据存储装置212的治疗刺激程序214引导至少一些刺激脉冲的递送,其中电刺激治疗可以包括多个控制脉冲和/或通知脉冲。在一些情况下,通知脉冲可以产生可由imd 200检测到的ecap。然而,在其他情况下,通知脉冲的电极化可能干扰响应于通知脉冲的ecap的感测。在一些示例中,为了诱发可由imd 200检测到的
ecap,刺激生成电路系统202递送多个控制脉冲,该多个控制脉冲与多个通知脉冲中的至少一些通知脉冲交织。处理电路系统210可以根据ecap测试刺激程序216控制控制脉冲的递送。由于控制脉冲可以与通知脉冲交织,因此imd 200的感测电路系统206可以检测多个ecap,其中感测电路系统206被配置为在多个控制脉冲中的控制脉冲之后并且在多个通知脉冲中的后续通知脉冲之前检测多个ecap信号中的每个ecap。以此方式,imd 200可以通过在无通知脉冲妨碍imd 200感测ecap的情况下递送控制脉冲来诱发目标组织中的多个ecap。
123.如图9所展示,处理电路系统210引导刺激生成电路系统202递送控制脉冲(902)。刺激生成电路系统202可以经由引线230的电极232、234的任何组合将控制脉冲递送至患者105的目标组织。在一些示例中,控制脉冲可以包括采用主动再充电相的平衡双相方形脉冲。然而,在其他示例中,控制脉冲可以包括单相脉冲,之后是被动再充电相。在其他示例中,控制脉冲可以包括不平衡的双相部分和被动再充电部分。尽管不是必需的,但是双相控制脉冲可以包括正相与负相之间的相间间隔,以促进响应于该双相脉冲的第一相而传播神经脉冲。控制脉冲可以具有小于大约300μs的脉冲宽度,诸如每个相具有大约100μs的持续时间的双相脉冲。
124.在递送控制脉冲之后,imd 200尝试检测ecap(904)。例如,感测电路系统206可以监测来自引线230的电极232、234的任何组合的信号。在一些示例中,感测电路系统206从电极232、234的特定组合检测ecap。在一些情况下,用于感测ecap的电极的特定组合包括与用于递送刺激脉冲的一组电极232、234不同的电极。替代性地,在其他情况下,用于感测ecap的电极的特定组合包括与用于向患者105递送刺激脉冲的一组电极相同的电极中的至少一个电极。在一些示例中,用于感测ecap的特定电极组合可以位于引线230的与用于递送刺激脉冲的特定电极组合相对的侧上。imd 200可以响应于控制脉冲而检测ecap。imd 200可以测量响应性ecap的一个或多个特征,诸如ecap振幅、ecap持续时间、峰间持续时间或它们的任何组合。例如,为了测量ecap的振幅,imd 200可以确定n1 ecap峰值与p2 ecap峰值之间的电压差。
125.在框906处,处理电路系统210确定响应性ecap的ecap振幅是否大于ecap振幅阈值。如果ecap振幅大于ecap振幅阈值(框906的“是”分支),则处理电路系统210在imd 200中激活/继续递减模式(908)。例如,如果当处理电路系统确定ecap振幅大于ecap振幅阈值时,递减模式在imd 200中已“开启”,则处理电路系统210将imd 200维持在递减模式。如果当处理电路系统确定ecap振幅大于ecap振幅阈值时,递减模式在imd 200中“关闭”,则处理电路系统210激活递减模式。在一些示例中,递减模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在存储装置212中。递减模式可以是一组指令,其使imd 200将每个连续通知脉冲的一个或多个参数值从相应预定值(例如,由刺激程序确定的值)减小,并将每个连续控制脉冲的一个或多个参数值从相应预定值(例如,由刺激程序确定的值)减小。换句话讲,参数值可以从imd 200将使用来在不存在ecap振幅超过阈值ecap振幅的情况下限定相应脉冲的值降低。例如,当递减模式被激活时,处理电路系统210可以减小由imd 200递送的每个连续通知脉冲的电流振幅并减小由imd 200递送的每个连续控制脉冲的电流振幅。在处理电路系统210激活/继续递减模式之后,示例性操作可以返回到框902,并且imd 200可以递送另一控制脉冲。
126.如果ecap振幅不大于ecap振幅阈值(框906的“否”分支),则处理电路系统210确定递减模式是否在imd 200中被激活(910)。如果递减模式在imd 200中被激活(框910的“是”分支),则处理电路系统210在imd 200中停用递减模式并激活递增模式(912)。在一些示例中,递增模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在存储装置212中。递增模式可以是一组指令,其使imd 200增加每个连续通知脉冲的一个或多个参数值并增加每个连续控制脉冲的一个或多个参数值。例如,当递增模式被激活时,处理电路系统210可以增加由imd 200递送的每个连续通知脉冲的电流振幅并增加由imd 200递送的每个连续控制脉冲的电流振幅。在处理电路系统210停用递减模式并激活递增模式之后,示例性操作可以返回到框902,并且imd 200可以递送另一控制脉冲。
127.当图9的示例性操作到达框910并且递减模式在imd 200中未被激活时(框910的“否”分支),处理电路系统210确定递增模式在imd 200中是否被激活(914)。如果递增模式在imd 200中被激活(框914的“是”分支),则处理电路系统210可以在imd 200中完成递增模式(916)。在一些示例中,为了完成递增模式,处理电路系统210可以增加由imd 200递送的每个连续通知脉冲的电流振幅,并且增加由imd 200递送的每个连续控制脉冲的电流振幅,直到刺激脉冲的脉冲振幅在递减模式激活之前达到由imd 200递送的刺激脉冲的电流振幅(例如,可以由选择用于治疗的刺激程序设置的预定值)。以此方式,该过程可能不被称为全闭环系统。换句话讲,imd 200可以监测用于调整刺激脉冲的高端(ecap振幅阈值),而不是监测感测到的ecap振幅的任何低端。例如,imd 20可以在没有来自感测到的ecap的任何反馈的情况下继续增加连续通知脉冲的电流振幅,除非感测到的ecap值再次超过ecap振幅阈值。在处理电路系统210完成递增模式之后,示例性操作可以返回到框902,并且imd 200可以递送另一控制脉冲。当图9的示例性操作到达框914并且递增模式在imd 200中未被激活时(框914的“否”分支),处理电路系统210在imd 200中维持刺激(918)。尽管图9描述了调整通知脉冲和控制脉冲两者,但当imd 200仅将控制脉冲(例如,无通知脉冲)递送至患者进行治疗时,图9的技术也可以应用。
128.图10展示了根据本公开的一种或多种技术的电压/电流/时间曲线图1000,其绘制控制脉冲电流振幅1002、通知脉冲电流振幅1004、ecap电压振幅1008和第二ecap电压振幅1010作为时间的函数。另外,图10展示了阈值ecap振幅1006。为方便起见,相对于图2的imd 200对图10进行描述。然而,图10的技术可以由imd 200的不同部件或者由附加的或替代的医疗装置来执行。
129.电压/电流/时间曲线图1000展示了感测到的ecap电压振幅和刺激电流振幅之间的关系。例如,控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004与ecap电压振幅1008一起绘制为时间的函数,因此示出了刺激电流振幅如何相对于ecap电压振幅改变。在一些示例中,imd 200分别以控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004递送多个控制脉冲和多个通知脉冲。最初,imd 200可以递送第一组控制脉冲,其中imd 200以电流振幅i2递送第一组控制脉冲。另外,imd 200可以递送一组通知脉冲,其中imd 200以电流振幅i1递送第一组控制脉冲。i1和i2可以被称为相应控制脉冲和通知脉冲的振幅的预定值。该预定值可以是编程值或者刺激程序已选择为在不存在瞬时状况下(例如,当ecap振幅低于阈值ecap值时)至少部分地限定对患者的刺激脉冲的以其他方式选择的值。第一组控制脉冲和第一组通知脉冲可以在时间t1之前递送。在一些示例中,i1为8毫安(ma)并且i2为4ma。尽管控制脉
冲电流振幅1002被示为大于通知脉冲电流振幅1004,但在其他示例中,控制脉冲电流振幅1002可以小于或等于通知脉冲电流振幅1004。
130.在递送第一组控制脉冲和第一组通知脉冲时,imd 200可以记录ecap电压振幅1008。在患者105体内发生的动态和瞬时状况(诸如咳嗽、打喷嚏、大笑、瓦尔萨尔瓦动作、抬腿、颈部运动或深呼吸)期间,如果控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004保持恒定,则ecap电压振幅1008可以增加。ecap电压振幅1008的这种增加可以由电极与神经之间的距离的减小引起。例如,如图10所展示,ecap电压振幅1008可以在时间t1之前增加,而刺激电流振幅保持恒定。增加的ecap电压振幅1008可以指示,由于imd 200递送的控制脉冲和通知脉冲,患者105有经历瞬时过度刺激的风险。为了防止患者105经历瞬时过度刺激,imd 200可以响应于ecap电压振幅1008超过阈值ecap振幅1006而减小控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004。例如,如图10中在时间t1所展示,如果imd 200感测到ecap的电压振幅1008满足或超过阈值ecap振幅1006,则imd 200可以进入递减模式,其中控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004减小。在一些示例中,阈值ecap振幅1006选自大约3微伏(μv)至大约300μv的范围,或大约10微伏(μv)至大约20μv的范围。例如,阈值ecap振幅1006为15μv。在其他示例中,阈值ecap振幅1006小于或等于3μv或者大于或等于300μv。
131.imd 200可以相对快速地响应ecap电压振幅1008超过阈值ecap振幅1006。例如,imd可以被配置为在20毫秒(ms)内检测到超过ecap振幅的阈值。如果imd 200以50hz的频率递送控制脉冲,则针对单个样品的包括递送控制脉冲和检测所得ecap信号的时间段可以为20ms或更短。然而,由于ecap信号可以在控制脉冲的递送的一个或两个ms内发生,因此imd 200可以被配置为在小于10ms内检测到超过阈值ecap振幅的ecap信号。对于瞬时状况(诸如患者咳嗽或打喷嚏),这些采样周期将足以识别ecap振幅超过阈值,以及在ecap振幅将达到可能让患者不舒服的更高水平之前,后续脉冲振幅的响应性降低。
132.在一些情况下,递减模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在imd 200的存储装置212中。在图10所展示的示例中,递减模式由imd 200在时间t1和时间t2之间发生的第二组控制脉冲和第二组通知脉冲上执行。在一些示例中,为了执行递减模式,imd 200根据相对于时间的第一函数减小第二组控制脉冲中的每个控制脉冲的控制脉冲电流振幅1002。换句话讲,imd 200与自前一控制脉冲以来经过的时间量成比例地减小第二组控制脉冲中的每个连续控制脉冲。另外,在递减模式期间,imd 200可以根据相对于时间的第二函数减小第二组通知脉冲的每个通知脉冲的通知脉冲电流振幅1004。尽管示出了线性的第一函数和第二函数,但在其他示例中,第一函数和/或第二函数可为非线性的,诸如对数函数(例如,变化率随时间减小)、指数函数(例如,变化率随时间增加)、抛物线函数、步进式函数、多个不同函数等。在imd 200以递减模式操作的时间段期间(例如,时间间隔t2-t1),由imd 200感测到的ecap的ecap电压振幅1008可以大于或等于阈值ecap振幅1006。
133.在图2所展示的示例中,imd 200可以在时间t2感测ecap,其中ecap具有小于阈值ecap振幅1006的ecap电压振幅1008。在一些情况下,在时间t2感测到的ecap可以是自imd 200在时间t1开始递减模式以来,由imd 200感测到的具有低于阈值振幅的第一ecap。基于在时间t2感测到ecap,imd 200可以停用递减模式并激活递增模式。在一些情况下,递增模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在imd 200的存储装置212中。imd 200可以在时间t2和时间t3之间发生的第三组控制脉冲和第三组通知脉冲上执行递增模式。在一些示例
中,为了执行递增模式,imd 200根据相对于时间的第三函数增加第三组控制脉冲的每个控制脉冲的控制脉冲电流振幅1002。换句话讲,imd 200与自前一控制脉冲以来经过的时间量成比例地增加第三组控制脉冲中的每个连续控制脉冲。另外,在递增模式期间,imd 200可以根据相对于时间的第四函数增加第三组通知脉冲的每个通知脉冲的通知脉冲电流振幅1004。
134.如图10所示,imd 200被配置为在ecap电压振幅1008下降到低于阈值ecap振幅1006之后以比增加振幅更快的速率减小振幅。在其他示例中,递减模式和递增模式期间的变化率可能类似。在其他示例中,imd 200可以被配置为以比减小振幅时更快的速率增加通知脉冲和控制脉冲的振幅。在其他示例中,脉冲振幅的变化率可以是相对瞬时的(例如,非常快的速率)。例如,响应于ecap电压振幅1008超过阈值ecap振幅1006,imd 200可以立即将控制脉冲电流振幅1002或通知脉冲电流振幅1004中的一者或两者的振幅降低到预定值或计算值。然后,响应于ecap电压振幅1008降低回低于阈值ecap振幅1006,imd 200可以进入如上所述的递增模式。
135.当控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004分别返回到电流振幅i2和电流振幅i1时,imd 200可以停用递增模式并以恒定电流振幅递送刺激脉冲。通过响应于ecap振幅超过阈值而减少刺激并随后响应于ecap振幅下降到低于阈值而增加刺激,imd 200可以防止患者105经历瞬时过度刺激或减小患者105经历的瞬时过度刺激的严重性,无论该减小是就经历时长、相对强度还是这两者而言。
136.图10描述了imd 200递送控制脉冲和通知脉冲两者的情况。然而,imd 200可以将图10的技术应用于仅递送控制脉冲以向患者提供治疗的情况。以此方式,imd 200将基于检测到的ecap电压振幅1008类似地进入用于控制脉冲电流振幅1002的递减模式或递增模式,而无需调整任何其他类型的刺激脉冲的振幅或其他参数。
137.图11是展示根据本公开的一种或多种技术的用于基于一个或多个感测到的ecap控制刺激的示例性操作的流程图。图11类似于上面的图9,不同的是图11采用由限定振幅值何时增加或减少的上限阈值和下限阈值限定的缓冲区。为方便起见,相对于图2的imd 200对图11进行描述。然而,图11的技术可以由imd 200的不同部件或者由附加的或替代的医疗装置来执行。
138.imd 200的刺激生成电路系统202可以将电刺激治疗递送至患者(例如,患者105)。为了控制电刺激治疗,处理电路系统210可以根据存储装置212的治疗刺激程序214引导至少一些刺激脉冲的递送,其中电刺激治疗可以包括多个控制脉冲和/或通知脉冲。在一些情况下,通知脉冲可以产生可由imd 200检测到的ecap。然而,在其他情况下,通知脉冲的电极化可能干扰响应于通知脉冲的ecap的感测。在一些示例中,为了诱发可由imd 200检测到的ecap,刺激生成电路系统202递送多个控制脉冲,该多个控制脉冲与多个通知脉冲中的至少一些通知脉冲交织。处理电路系统210可以根据ecap测试刺激程序216控制控制脉冲的递送。由于控制脉冲可以与通知脉冲交织,因此imd 200的感测电路系统206可以检测多个ecap,其中感测电路系统206被配置为在多个控制脉冲中的控制脉冲之后并且在多个通知脉冲中的后续通知脉冲之前检测多个ecap信号中的每个ecap。以此方式,imd 200可以通过在无通知脉冲妨碍imd 200感测ecap的情况下递送控制脉冲来诱发目标组织中的多个ecap。
139.如图11所展示,处理电路系统210引导刺激生成电路系统202递送控制脉冲(1102)。刺激生成电路系统202可以经由引线230的电极232、234的任何组合将控制脉冲递送至患者105的目标组织。在一些示例中,控制脉冲可以包括采用主动再充电相的平衡双相方形脉冲。然而,在其他示例中,控制脉冲可以包括单相脉冲,之后是被动再充电相。在其他示例中,控制脉冲可以包括不平衡的双相部分和被动再充电部分。尽管不是必需的,但是双相控制脉冲可以包括正相与负相之间的相间间隔,以促进响应于该双相脉冲的第一相而传播神经脉冲。控制脉冲可以具有小于大约300μs的脉冲宽度,诸如每个相具有大约100μs的持续时间的双相脉冲。
140.在递送控制脉冲之后,imd 200尝试检测ecap(1104)。例如,感测电路系统206可以监测来自引线230的电极232、234的任何组合的信号。在一些示例中,感测电路系统206从电极232、234的特定组合检测ecap。在一些情况下,用于感测ecap的电极的特定组合包括与用于递送刺激脉冲的一组电极232、234不同的电极。替代性地,在其他情况下,用于感测ecap的电极的特定组合包括与用于向患者105递送刺激脉冲的一组电极相同的电极中的至少一个电极。在一些示例中,用于感测ecap的特定电极组合可以位于引线230的与用于递送刺激脉冲的特定电极组合相对的侧上。imd 200可以响应于控制脉冲而检测ecap。imd 200可以测量响应性ecap的一个或多个特征,诸如ecap振幅、ecap持续时间、峰间持续时间或它们的任何组合。例如,为了测量ecap的振幅,imd 200可以确定n1 ecap峰值与p2 ecap峰值之间的电压差。
141.在框1106处,处理电路系统210确定响应性ecap的ecap振幅是否大于ecap振幅上限阈值。如果ecap振幅大于ecap振幅上限阈值(框1106的“是”分支),则处理电路系统210在imd 200中激活/继续递减模式(1108)。例如,如果当处理电路系统确定ecap振幅大于ecap振幅上限阈值时,递减模式在imd 200中已“开启”,则处理电路系统210将imd 200维持在递减模式。如果当处理电路系统确定ecap振幅大于ecap振幅上限阈值时,递减模式在imd 200中“关闭”,则处理电路系统210激活递减模式以将脉冲振幅从编程用于刺激的预定值减小。在一些示例中,递减模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在存储装置212中。递减模式可以是一组指令,其使imd 200减小每个连续通知脉冲的一个或多个参数值并减小每个连续控制脉冲的一个或多个参数值。例如,当递减模式被激活时,处理电路系统210可以减小由imd 200递送的每个连续通知脉冲的电流振幅并减小由imd 200递送的每个连续控制脉冲的电流振幅。在处理电路系统210激活/继续递减模式之后,示例性操作可以返回到框1102,并且imd 200可以递送另一控制脉冲。
142.如果ecap振幅不大于ecap振幅阈值(框1106的“否”分支),则处理电路系统210在框1110中确定ecap振幅是否小于ecap振幅下限阈值。如果ecap振幅小于ecap振幅下限阈值(框1110的“是”分支),则处理电路系统210在imd 200中激活递增模式(1112)。在一些示例中,递增模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在存储装置212中。递增模式可以是一组指令,其使imd 200增加每个连续通知脉冲的一个或多个参数值并增加每个连续控制脉冲的一个或多个参数值。例如,当递增模式被激活时,处理电路系统210可以增加由imd 200递送的每个连续通知脉冲的电流振幅并增加由imd 200递送的每个连续控制脉冲的电流振幅。在处理电路系统210激活递增模式之后,示例性操作可以返回到框1102,并且imd 200可以递送另一控制脉冲。处理电路系统210可以继续递增脉冲振幅,直到脉冲振幅返回
到在ecap振幅超过ecap振幅上限阈值之前编程用于递送的振幅的预定值。
143.如果ecap振幅不小于ecap振幅下限阈值(框1110的“否”分支),则处理电路系统1114维持当前用于至少部分地限定参数值的脉冲振幅。以此方式,当ecap振幅介于ecap振幅上限阈值和ecap振幅下限阈值之间时,处理电路系统210不将振幅值增加回预定值或减小振幅。当ecap振幅类似于ecap振幅阈值时,此“缓冲区”可以降低振荡振幅值。这些振荡振幅值可以被患者感知为不舒服的或不想要的。然而,一旦ecap振幅下降到低于ecap振幅下限阈值,处理电路系统210就可以将振幅值返回到旨在用于治疗的预定振幅值。
144.在一些示例中,限定ecap振幅上限阈值和ecap振幅下限阈值。在其他示例中,处理电路系统210可以将ecap振幅上限阈值和/或ecap振幅下限阈值限定为缓冲区或与单个限定的ecap阈值的偏差。例如,处理电路系统210可以基于由用户限定的或从初始患者感知阈值和/或不适阈值计算的ecap振幅上限阈值来限定ecap振幅下限阈值。尽管图11描述了调整通知脉冲和控制脉冲的振幅,但当imd 200仅将控制脉冲(例如,无通知脉冲)递送至患者进行治疗时,图11的技术也可以应用。
145.图12展示了根据本公开的一种或多种技术的电压/电流/时间曲线图1200,其绘制控制脉冲电流振幅1202、通知脉冲电流振幅1204和ecap电压振幅1210作为时间的函数。另外,图12展示了上限阈值ecap振幅1206和下限阈值ecap振幅1208。图12可以类似于图10,但图12展示了一种技术,其中采用ecap电压振幅1210的两个阈值来提供缓冲区,如果ecap振幅在单个ecap振幅阈值附近振荡,则该缓冲区可以减少脉冲振幅中的可能振荡。为方便起见,相对于图2的imd 200对图10进行描述。然而,图12的技术可以由imd 200的不同部件或者由附加的或替代的医疗装置来执行。
146.电压/电流/时间曲线图1200展示了感测到的ecap电压振幅和刺激电流振幅之间的关系。例如,控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204与ecap电压振幅1210一起绘制为时间的函数,因此示出了imd 200如何被配置为相对于检测到的ecap电压振幅(或某个其他ecap特征值)改变刺激电流振幅。在一些示例中,imd 200分别以控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204递送多个控制脉冲和多个通知脉冲。最初,imd 200可以递送第一组控制脉冲,其中imd 200以电流振幅i2递送第一组控制脉冲。另外,imd 200可以递送一组通知脉冲,其中imd 200以电流振幅i1递送第一组控制脉冲。i1和i2可以被称为相应控制脉冲和通知脉冲的振幅的预定值。该预定值可以是编程值或者刺激程序已选择为在不存在瞬时状况下(例如,当ecap振幅低于阈值ecap值时)至少部分地限定对患者的刺激脉冲的以其他方式选择的值。第一组控制脉冲和第一组通知脉冲可以在时间t1之前递送。在一些示例中,i1为8毫安(ma)并且i2为4ma。尽管控制脉冲电流振幅1202被示为大于通知脉冲电流振幅1204,但在其他示例中,控制脉冲电流振幅1202可以小于或等于通知脉冲电流振幅1204。
147.在递送第一组控制脉冲和第一组通知脉冲时,imd 200可以从相应ecap信号确定ecap电压振幅1210。在患者105体内发生的动态和瞬时状况(诸如咳嗽、打喷嚏、大笑、瓦尔萨尔瓦动作、抬腿、颈部运动或深呼吸)期间,如果控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204保持恒定,则ecap电压振幅1210可以增加。ecap电压振幅1210的这种增加可以由电极与神经之间的距离的减小引起。例如,如图12所展示,ecap电压振幅1208可以在时间t1之前增加,而刺激电流振幅保持恒定。增加的ecap电压振幅1208可以指示,由于imd 200递
送的控制脉冲和通知脉冲,患者105有经历瞬时过度刺激的风险。然而,在ecap电压振幅1210超过或大于上限阈值ecap振幅1206之前,imd 200可能不采取任何动作。为了防止患者105经历瞬时过度刺激,imd 200可以响应于ecap电压振幅12010超过上限阈值ecap振幅1206而减小控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204。例如,如图12在时间t1所展示,如果imd 200感测到ecap的ecap电压振幅1210满足或超过上限阈值ecap振幅1206,则imd 200可以进入递减模式,其中imd 200减小控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204。在一些示例中,上限阈值ecap振幅1206选自大约3微伏(μv)至大约300μv的范围,或大约10微伏(μv)至大约20μv的范围。例如,上限阈值ecap振幅1206为15μv。在其他示例中,上限阈值ecap振幅1206小于或等于3μv或者大于或等于300μv。在一些示例中,imd 200可以从目标阈值确定上限阈值ecap振幅1206,使得上限阈值ecap振幅1206高于目标阈值,并且下限阈值ecap振幅1208低于目标阈值。
148.imd 200可以相对快速地响应ecap振幅1210超过上限阈值ecap振幅1206。例如,imd可以被配置为在20毫秒(ms)内检测到超过ecap振幅的阈值。如果imd 200以50hz的频率递送控制脉冲,则针对单个样品的包括递送控制脉冲和检测所得ecap信号的时间段可以为20ms或更短。然而,由于ecap信号可以在控制脉冲的递送的一个或两个ms内发生,因此imd 200可以被配置为在小于10ms内检测到超过阈值ecap振幅的ecap信号。对于瞬时状况(诸如患者咳嗽或打喷嚏),这些采样周期将足以识别ecap振幅超过阈值,以及在ecap振幅将达到可能让患者不舒服的更高水平之前,后续脉冲振幅的响应性降低。
149.在一些情况下,递减模式可以作为刺激调整模式220的一部分存储在imd 200的存储装置212中。在图10所展示的示例中,递减模式由imd 200在时间t1和时间t2之间发生的第二组控制脉冲和第二组通知脉冲上执行。在一些示例中,为了执行递减模式,imd 200根据相对于时间的第一函数减小第二组控制脉冲的每个控制脉冲的控制脉冲电流振幅1202。换句话讲,imd 200与自前一控制脉冲以来经过的时间量成比例地减小第二组控制脉冲中的每个连续控制脉冲。另外,在递减模式期间,imd 200可以根据相对于时间的第二函数减小第二组通知脉冲的每个通知脉冲的通知脉冲电流振幅1204。尽管示出了线性的第一函数和第二函数,但在其他示例中,第一函数和/或第二函数可为非线性的,诸如对数函数(例如,变化率随时间减小)、指数函数(例如,变化率随时间增加)、抛物线函数、步进式函数、多个不同函数等。在imd 200以递减模式操作的时间段期间(例如,时间间隔t2-t1),由imd 200感测到的ecap的ecap电压振幅1210可以大于或等于上限阈值ecap振幅1206。
150.在图12所展示的示例中,imd 200可以在时间t2感测ecap,其中ecap具有小于上限阈值ecap振幅1206的ecap电压振幅1210。然而,ecap电压振幅1210仍可以大于下限阈值ecap振幅1208。在上限阈值ecap振幅1206和下限阈值ecap振幅1208之间的该区内,imd 200可以维持控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204(例如,在t2与t3之间)。通过响应于ecap电压振幅1210下降到低于上限阈值ecap振幅1206,不立即增加控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204两者的振幅,imd 200可以防止这些脉冲振幅再次增加,而仅经受ecap电压振幅1210中的另一尖峰。如果患者在治疗强度上出现不期望的波动或振荡,则可能会感知到这些后续尖峰。下限阈值ecap振幅1208可以被设置为低于上限阈值ecap振幅1206或目标阈值的百分比或绝对值。在一些示例中,上限阈值ecap振幅1206与下限阈值ecap振幅1208之间的区可以具有预定量值和/或可由患者或医师调整。例如,如果患者仍然
经历治疗强度的振荡,则可以调整上限阈值ecap振幅1206和/或下限阈值ecap振幅1208以增加该区。
151.在t3,imd 200可以再次检测到ecap电压振幅1210超过上限阈值ecap振幅1206,并且响应地甚至进一步减小控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204。在时间t4,ecap电压振幅1210下降到低于上限阈值ecap振幅1206,但仍大于下限阈值ecap振幅1208。因此,在时间t4和t5之间,imd 200可以维持控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204。在时间t5,imd 200确定ecap电压振幅1210下降到低于且小于下限阈值ecap振幅1208。响应于ecap电压振幅1210下降到低于下限阈值ecap振幅1208,imd 200可以在时间t6开始将控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204增加回到相应的预定值i1和i2。如果ecap电压振幅1210在时间t6之前再次超过上限阈值ecap振幅1206,则imd 200将具有降低的控制脉冲电流振幅1202和通知脉冲电流振幅1204,如上文关于t1和t2之间的时间段所讨论的。
152.在其他示例中,脉冲振幅的变化率可以是相对瞬时的(例如,非常快的速率)。例如,响应于ecap电压振幅1210超过上限阈值ecap振幅1206,imd 200可以立即将控制脉冲电流振幅1202或通知脉冲电流振幅1204中的一者或两者的振幅降低到预定值或计算值。然后,响应于ecap电压振幅1210降低回低于下限阈值ecap振幅1208,imd 200可以进入如上所述的递增模式。
153.当控制脉冲电流振幅1002和通知脉冲电流振幅1004返回到电流振幅i2和电流振幅i1(例如,每个类型脉冲的预定值或编程值)时,imd 200可以再次停用递增模式并以恒定电流振幅递送刺激脉冲。通过响应于ecap振幅超过上限阈值而减少刺激并随后响应于ecap振幅下降到低于下限阈值而增加刺激,imd 200可以防止患者105经历瞬时过度刺激或减小患者105经历的瞬时过度刺激的严重性,同时还降低了可以以单个阈值发生的潜在振荡,无论该减小是就经历时长、相对强度还是这两者而言。
154.图12描述了imd 200递送控制脉冲和通知脉冲两者的情况。然而,imd 200可以将图10的技术应用于仅递送控制脉冲以向患者提供治疗并引发可检测的ecap信号的情况。以此方式,imd 200将基于检测到的ecap电压振幅1210类似地进入用于控制脉冲电流振幅1202的递减模式或递增模式,而无需调整任何其他类型的刺激脉冲的振幅或其他参数。
155.以下示例为本文所述的示例性系统、装置和方法。
156.示例1:一种医疗装置,该医疗装置包括:刺激生成电路系统,该刺激生成电路系统被配置为将电刺激递送至患者,其中该电刺激包括多个脉冲;感测电路系统,所述感测电路系统被配置为检测由所述多个脉冲中的相应脉冲引发的多个诱发复合动作电位(ecap);和处理电路系统,该处理电路系统被配置为:确定第一ecap的特征的第一值大于阈值ecap特征值;响应于确定所述第一ecap的所述特征的所述第一值大于所述阈值ecap特征值,将至少部分地限定在所述第一ecap之后可由所述刺激生成电路系统递送的第一组脉冲的参数从预定值减小;确定在所述第一ecap之后引发的第二ecap的特征的第二值小于所述阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的参数增加到该预定值。
157.示例2:根据示例1所述的医疗装置,其中该第一组脉冲的该参数包括该第一组脉
冲的振幅,并且其中为了减小该第一组脉冲的该参数,该处理电路系统被配置为:将该第一组脉冲中的每个脉冲的振幅递减振幅值。
158.示例3:根据示例2所述的医疗装置,其中该振幅值包括第一振幅值,其中该第二组脉冲的该参数包括该第二组脉冲的振幅,并且其中为了增加该第二组脉冲的该参数,该处理电路系统被配置为:将该第二组脉冲中的每个脉冲的振幅递增与该第一振幅值不同的第二振幅值。
159.示例4:根据示例1至3中任一项所述的医疗装置,其中该第一ecap的该特征包括该第一ecap的振幅,其中该第二ecap的该特征包括该第二ecap的振幅,并且其中该阈值ecap特征值包括大约3微伏(μv)至大约300(μv)的ecap振幅。
160.示例5:根据示例1至4中任一项所述的医疗装置,其中处理电路系统被配置为设置该参数的该预定值,以在感测到的ecap小于该阈值ecap特征值时,限定该多个脉冲中低于感知阈值的一些脉冲,该感知阈值限定该患者无法感知该多个脉冲中的该一些脉冲的强度。
161.示例6:根据示例1至5中任一项所述的医疗装置,其中该处理电路系统被配置为:在检测到该第一ecap并使用该刺激生成电路系统之前,递送至少部分地由该预定值限定的第三组脉冲;以及通过将该第二组脉冲的该参数增加到该预定值来增加该第二组脉冲的该参数,使得根据至少该预定值递送该第二组脉冲中的最后一个脉冲。
162.示例7:根据示例1至6中任一项所述的医疗装置,其中:该多个脉冲包括多个控制脉冲和多个通知脉冲,该多个控制脉冲至少部分地与该多个通知脉冲交织,该感测电路系统被配置为在该多个控制脉冲中的相应控制脉冲而不是该多个通知脉冲中的任何通知脉冲之后检测该多个ecap中的每个ecap,该参数包括第一参数,该第一组脉冲包括该多个控制脉冲中至少部分地由该第一参数限定的第一组控制脉冲,并且该处理电路系统被配置为:响应于确定该第一ecap的该特征的该第一值大于该阈值ecap特征值,减小至少部分地限定该多个通知脉冲中在该第一ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第一组通知脉冲的第二参数;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,增加至少部分地限定该多个通知脉冲中在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组通知脉冲的该第二参数。
163.示例8:根据示例1至7中任一项所述的医疗装置,其中该阈值ecap特征值包括上限阈值ecap特征值,并且其中该处理电路系统被配置为:通过确定在该第一ecap之后引发的该第二ecap的该特征的该第二值小于低于该上限阈值ecap特征的下限阈值ecap特征值,确定在该第一ecap之后引发的该第二ecap的该特征的该第二值小于该上限阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该下限阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的参数增加到该预定值,其中该处理电路系统被配置为响应于确定该感测到的ecap的该特征的该第二值在该上限阈值ecap振幅与该下限阈值ecap振幅之间而维持该参数的值。
164.示例9:根据示例1至8中任一项所述的医疗装置,其中该医疗装置包括植入式医疗装置。
165.示例10:一种方法,该方法包括:由医疗装置的刺激生成电路系统将电刺激递送至患者,其中该电刺激包括多个脉冲;由所述医疗装置的感测电路系统检测由所述多个脉冲
中的相应脉冲引发的多个诱发复合动作电位(ecap);由处理电路系统确定第一ecap的特征的第一值大于阈值ecap特征值;响应于确定所述第一ecap的所述特征的所述第一值大于所述阈值ecap特征值,由所述处理电路系统将至少部分地限定在所述第一ecap之后可由所述刺激生成电路系统递送的第一组脉冲的参数从预定值减小;由所述处理电路系统确定在所述第一ecap之后引发的第二ecap的所述特征的第二值小于所述阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,由该处理电路系统将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的该参数增加到该预定值。
166.示例11:根据示例10所述的方法,其中该第一组脉冲的该参数包括该第一组脉冲的振幅,并且其中减小该第一组脉冲的该参数包括将该第一组脉冲中的每个脉冲的振幅递减振幅值。
167.示例12:根据示例11所述的方法,其中该振幅值包括第一振幅值,其中该第二组脉冲的该参数包括该第二组脉冲的振幅,并且其中增加该第二组脉冲的该参数包括将该第二组脉冲中的每个脉冲的振幅递增与该第一振幅值不同的第二振幅值。
168.示例13:根据示例10至12中任一项所述的方法,其中该第一ecap的该特征包括该第一ecap的振幅,其中该第二ecap的该特征包括该第二ecap的振幅,并且其中该阈值ecap特征值包括大约3微伏(μv)至大约300(μv)的ecap振幅。
169.示例14:根据示例10至13中任一项所述的方法,该方法还包括设置该参数的该预定值,以在感测到的ecap小于该阈值ecap特征值时,限定该多个脉冲中低于感知阈值的一些脉冲,该感知阈值限定该患者无法感知该多个脉冲中的该一些脉冲的强度。
170.示例15:根据示例10至14中任一项所述的方法,其中该多个脉冲由该刺激生成电路系统以高于感知阈值递送,并且其中该患者能够感知以高于该感知阈值递送的该多个脉冲。
171.示例16:根据示例10至15中任一项所述的方法,该方法还包括:由该刺激生成电路系统并在检测到该第一ecap之前,递送至少部分地由该预定值限定的第三组脉冲;以及通过将该第二组脉冲的该参数增加到该预定值来递增该第二组脉冲的该参数,使得根据至少该预定值递送该第二组脉冲中的最后一个脉冲。
172.示例17:根据示例10至16中任一项所述的方法,其中:该多个脉冲包括多个控制脉冲和多个通知脉冲,该多个控制脉冲至少部分地与该多个通知脉冲交织,该感测电路系统被配置为在该多个控制脉冲中的相应控制脉冲而不是该多个通知脉冲中的任何通知脉冲之后检测该多个ecap中的每个ecap,该参数包括第一参数,该第一组脉冲包括该多个控制脉冲中至少部分地由该第一参数限定的第一组控制脉冲,并且该方法还包括:响应于确定该第一ecap的该特征的该第一值大于该阈值ecap特征值,减小至少部分地限定该多个通知脉冲中在该第一ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第一组通知脉冲的第二参数;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,增加至少部分地限定该多个通知脉冲中在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组通知脉冲的该第二参数。
173.示例18:根据示例10至17中任一项所述的方法,其中该阈值ecap特征值包括上限阈值ecap特征值,并且其中:确定在该第一ecap之后引发的该第二ecap的该特征的该第二
值小于该上限阈值ecap特征值包括确定在该第一ecap之后引发的该第二ecap的该特征的该第二值小于低于该上限阈值ecap特征的下限阈值ecap特征值;并且响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该下限阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的该参数增加到该预定值,其中该方法还包括响应于确定该感测到的ecap的该特征的该第二值在该上限阈值ecap振幅与该下限阈值ecap振幅之间而维持该参数的值。
174.示例19:根据示例10至18中任一项所述的方法,其中该医疗装置包括植入式医疗装置。
175.示例20:一种计算机可读介质,该计算机可读介质包括指令,该指令在被执行时使处理电路系统:控制医疗装置的刺激生成电路系统以将电刺激递送至患者,其中该电刺激包括多个脉冲;控制所述医疗装置的感测电路系统以检测由所述多个脉冲中的相应脉冲引发的多个诱发复合动作电位(ecap);确定第一ecap的特征的第一值大于阈值ecap特征值;响应于确定所述第一ecap的所述特征的所述第一值大于所述阈值ecap特征值,将至少部分地限定在所述第一ecap之后可由所述刺激生成电路系统递送的第一组脉冲的参数从预定值减小;确定在所述第一ecap之后引发的第二ecap的特征的第二值小于所述阈值ecap特征值;以及响应于确定该第二ecap的该特征的该第二值小于该阈值ecap特征值,将至少部分地限定在该第二ecap之后可由该刺激生成电路系统递送的第二组脉冲的参数增加到该预定值。
176.示例21:根据示例20所述的计算机可读介质,其中:该第一组脉冲的该参数包括该第一组脉冲的振幅;使所述处理电路系统减小所述第一组脉冲的所述参数的所述指令包括使所述处理电路系统将所述第一组脉冲中的每个脉冲的振幅递减第一振幅值的指令;所述第二组脉冲的所述参数包括所述第二组脉冲的振幅;并且使该处理电路系统增加该第二组脉冲的该参数的该指令包括使处理电路系统将该第二组脉冲中的每个脉冲的振幅递增与该第一振幅值不同的第二振幅值的指令。
177.本公开中描述的技术可至少部分地在硬件、软件、固件或它们的任何组合中实施。例如,所述技术的各个方面可以在一个或多个处理器或者处理电路系统内实施,所述一个或多个处理器或者处理电路系统包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga),或者任何其他等效的集成或离散的逻辑电路系统,以及此类部件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路系统”通常可指单独的或与其他逻辑电路系统组合的任何前述逻辑电路系统或任何其他等效电路系统。包括硬件的控制单元还可以执行本公开的技术中的一种或多种技术。
178.此类硬件、软件和固件可在相同装置内或在单独装置内实施,以支持本公开中描述的各种操作和功能。此外,任何所描述的单元、电路或部件可以一起实施,或者单独地实施为离散但可互操作的逻辑装置。将不同特征描述为电路或单元旨在突出不同的功能方面,并且不一定暗示此类电路或单元必须由单独的硬件部件或软件部件来实现。相反,与一个或多个电路或单元相关联的功能可以由单独的硬件部件或软件部件执行,或者集成在公共的或单独的硬件部件或软件部件内。
179.本公开中所描述的技术还可以体现或编码于包含指令的计算机可读介质(诸如计算机可读存储介质)中,该计算机可读介质可以被描述为非暂态介质。嵌入或编码在计算机
可读存储介质中的指令可使得可编程处理器或其他处理器例如在执行这些指令时执行该方法。计算机可读存储介质可包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存存储器、硬盘、cd-rom、软盘、盒式磁带、磁性介质、光学介质或其他计算机可读介质。
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