基于患者步行速度的刺激编程和控制的制作方法

基于患者步行速度的刺激编程和控制
1.本技术要求于2021年6月2日提交的美国临时专利申请号63/196,213的权益，该美国临时专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
2.本公开总体上涉及医疗设备，更具体地涉及电刺激。


背景技术：

3.电刺激设备可以在患者外部或植入在患者体内，并且被配置为递送电刺激疗法到各种组织部位来治疗各种症状或病症，例如慢性疼痛、战栗、帕金森氏病、癫痫或其它神经系统疾患、尿或大便失禁、性功能障碍、肥胖或胃轻瘫。电刺激设备可以通过电极递送电刺激疗法，所述电极例如由一根或多根引线携带，靠近与大脑、脊髓、骨盆神经、胫神经、外周神经、胃肠道或患者体内的其它地方相关联的靶标位置定位。在大脑内靠近脊髓、靠近骶神经以及靠近周围神经的刺激通常分别被称为深部脑刺激(deep brain stimulation,dbs)、脊髓刺激(spinal cord stimulation,scs)、骶神经调节(sacral neuromodulation,snm)、和周围神经刺激(peripheral nerve stimulation,pns)。
4.医生或临床医生可以选择多个可编程刺激参数的值，以便定义将由可植入刺激器递送到患者的电刺激疗法。例如，医师或临床医师可选择一个或多个电极、所选电极的极性、电压或电流幅度、脉冲宽度和脉冲频率作为刺激参数。一组疗法刺激参数，例如包括电极组合、电极极性、幅度、脉冲宽度和脉冲频率的组，在它们定义将被递送到患者的电刺激疗法的意义上可以被称为疗法程序。


技术实现要素：

5.一般而言，本公开描述了用于基于与所感测的患者速度相关的信息来进行刺激功效评估、编程和/或控制的技术。在一些示例中，所感测的速度信息可用于评估刺激的功效或刺激参数，例如刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激脉冲速率和/或刺激循环，帮助用户评估此类刺激参数中的一种或多种刺激参数的功效，帮助用户编程此类刺激参数中的一种或多种刺激参数，和/或自动控制此类刺激参数中的一种或多种刺激参数，例如，在闭环的基础上。
6.神经刺激设备、外部编程器或远程编程设备可以直接或通过网络连接从一个或多个速度感测设备接收与速度值有关的速度信息，并基于所述速度信息执行、指导或控制神经刺激功效信息的生成、用于帮助对一种或多种神经刺激刺激参数进行编程的信息、和/或一种或多种刺激参数的自动控制。以此方式，刺激设备、外部编程器或远程编程设备可以基于所感测的速度信息来选择、调整或控制一个或多个刺激参数，以消除或减轻疾病、疾患或综合征的症状或延迟该疾病、疾患或综合征的症状的发作。
7.在一个示例中，一种方法包括在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用一个或多个处理器接收该患者的第一步行速度信息；基于所述第一步行速度信息并将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量以生成一组经预定量调整的
刺激参数；在将具有该一组经调整的刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用该一个或多个处理器接收该患者的后续步行速度信息；以及用该一个或多个处理器并基于该后续步行速度生成针对该患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
8.在另一个示例中，一种设备包括处理电路系统，该处理电路系统被配置为：在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用一个或多个处理器接收该患者的第一步行速度信息；基于所述第一步行速度信息并将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量以生成一组经预定量调整的刺激参数；在将具有该一组经调整的刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用该一个或多个处理器接收该患者的后续步行速度信息；以及用该一个或多个处理器并基于该后续步行速度生成针对该患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
9.本发明内容旨在提供对本公开中所述的主题的概述。本发明内容并不旨在提供对以下附图和说明书内详细描述的系统、设备和方法的排他性或详尽解释。在以下附图和说明书中阐述了本公开的一个或多个示例的进一步细节。其它特征、靶和优点将根据描述和附图以及权利要求变得明显。
附图说明
10.图1是示出根据本公开的一种或多种技术的示例性深部脑刺激(dbs)系统的概念图，该dbs系统包括可植入医疗设备，该可植入医疗设备被配置为感测生物电脑信号并将电刺激疗法递送至患者脑内的组织部位；外部编程器；以及一个或多个速度传感器。
11.图2是示出根据本公开的一种或多种技术的呈脑刺激设备形式的imd的示例的框图。
12.图3是示出根据本公开的一种或多种技术的适用于图2的imd的外部编程器的示例的框图。
13.图4是示出根据本公开的一种或多种技术的适用于图2的imd和图3的编程器的速度传感器的示例的框图。
14.图5是适于在图1的系统中使用的外部编程器或远程监测/编程设备的用户接口图。
15.图6是示出在接收所感测的速度信息的同时递送刺激的流程图。
16.图7是示出基于所感测的速度信息对一个或多个刺激参数进行编程的流程图。
17.图8是示出基于所感测的速度信息对一个或多个刺激参数进行编程的流程图。
18.图9是示出基于一个或多个刺激参数与所感测的速度信息的相关性来生成索引信息的流程图。
具体实施方式
19.脑刺激在消除或减轻症状、或预防或延迟疾病、疾患或综合征的各方面的发作或进展中的功效可根据用于将刺激递送至患者的刺激参数而变化。作为一个示例，选择刺激的幅度水平可以引起对刺激的期望响应。
20.本公开描述了用于基于与所感测的患者步行速度信息相关的信息进行编程和/或控制的技术。在一些示例中，所感测的患者步行速度信息可用于评估刺激的功效或刺激参
数，例如刺激幅度、脉冲宽度、脉冲率或循环，帮助用户编程此类刺激参数中的一种或多种刺激参数，和/或自动控制此类刺激参数中的一种或多种刺激参数，例如，在闭环的基础上。使用所感测的步行速度信息来确认设备编程向临床医生提供了客观反馈，而不需要来自患者的反馈。此外，来自所感测的速度信息的反馈允许为临床医生提供客观的、定量的、患者特定的反馈，而无需参与或提示患者。这种定量的、患者特定的数据还可以帮助证明药物调整变化、疾病状态进展等(例如，无论临床医生的编程经验如何)。
21.本文描述了用于基于与所感测的患者步行速度相关的信息进行刺激功效评估、编程和/或控制的系统和方法。该系统可以包括与刺激器编程器交互的刺激器系统以及速度检测设备。图1是图示根据本公开的一个或多个示例的示例性系统100的概念图，该示例性系统包括被配置为递送深部脑刺激(dbs)疗法的可植入医疗设备(imd)16、处理电路140、外部编程器150和一个或多个速度传感器160。处理电路140可包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行imd 16的各种操作。尽管本公开中描述的技术通常可应用于包括外部设备和imd的各种医疗设备，但是出于例示目的将描述将此类技术应用于imd，以及更具体地应用于可植入电刺激器。该系统可能不是完全植入的系统，其中脉冲发生器位于患者外部并且刺激是经皮传输的(例如，通过皮肤)。
22.在图1所示的示例中，疗法系统10包括医疗设备编程器150、可植入医疗设备(imd)16、引线延伸部18、以及具有相应组的电极24、26的一根或多根引线20a和20b(统称为“引线20”)。imd 16包括疗法模块，该疗法模块包括刺激发生器，该刺激发生器被配置为分别经由引线20a和20b的电极24、26的子集生成电刺激疗法并将其递送至患者12的大脑28的一个或多个区域。在图1所示的示例中，疗法系统10可以被称为深度脑刺激(dbs)系统，因为imd 16直接向脑28内的组织(例如脑28的硬脑膜下方的组织部位或一个或多个分支或节点或纤维追踪的汇合处)提供电刺激治疗。在其它示例中，引线20可以定位成将疗法递送至脑部28的表面(例如，脑部28的皮质表面)。在一些示例中，imd 16可以例如通过将电刺激递送到大脑28的皮质中的一个或多个组织部位来向患者12提供皮质刺激疗法。在一些示例中，imd 16可以通过将电刺激传递到一个或多个迷走神经组织部位来向患者12提供迷走神经刺激(vagal nerve stimulation,vns)疗法。在一些示例中，imd 16可以通过向一根或多根脊神经递送电刺激来向患者12提供脊髓刺激(spinal cord stimulation,scs)疗法。
23.因此，尽管在本技术的其余部分中主要涉及电刺激疗法，但是在其它示例中，疗法系统10可被配置为作为电刺激疗法(例如，药物递送疗法)的补充或替代该电刺激疗法来递送其它类型的疗法。
24.在图1所示的示例中，imd 16可以被植入患者12的胸部区域中的皮下袋内。在其它示例中，imd 16可被植入患者12的其它区域内，例如患者12的腹部或臀部中的皮下袋或患者12的颅骨附近。植入的引线延伸部18经由连接器块30(也称为插头)耦接至imd 16，该连接器块30可以包括例如电耦合至引线延伸部18上的各个电接触件的电接触件。电接触件将由引线20承载的电极24、26电耦合到imd 16。引线延伸部18从imd 16的植入部位在患者12的胸腔内横穿，沿着患者12的颈部并穿过患者12的颅骨进入大脑28。imd 16由可抵抗体液腐蚀和降解的生物相容性材料制成。imd 16可包括密封外壳34，以基本上封闭诸如处理器、治疗模块和存储器之类的组件。
25.在图1所示的示例中，将引线20分别植入在大脑28的右半球和左半球内，以便将电
刺激递送到大脑28的一个或多个区域，可以根据许多因素来选择所述区域，例如实施疗法系统10来管理的患者状况的类型。可以考虑引线20和imd 16的其它植入部位。例如，imd 16可以植入颅骨32上或颅骨内，或者引线20可以在多个靶组织部位植入相同的半球内，或者imd 16可以联接到植入大脑28的一个或两个半球内的单个引线。
26.引线20可以被定位成将电刺激递送到大脑28内的一个或多个靶组织部位，以管理与患者12的疾病相关的患者症状。可以通过颅骨32中的相应孔植入引线20以将电极24、26定位在大脑28的期望位置。引线20可以放置在大脑28内的任何位置，使得电极24、26能够在治疗期间向大脑28内的靶组织部位提供电刺激。不同神经或精神病症可与脑28的一个或多个区域中的活动相关，其可以在患者之间不同。例如，用于控制患者12的运动障碍的脑部28内的合适的靶疗法递送部位可以包括一个或多个脚桥核(ppn)、丘脑、基底神经节结构(例如，苍白球、黑质或丘脑下核)、插入带、纤维束、豆核束(及其分支)、豆状核袢和/或福雷耳氏区(丘脑束)。ppn也可以称为脑桥被盖核。
27.作为另一个示例，在mdd、双相情感障碍、ocd或其它焦虑性疾患的情况下，可以植入引线20以将电刺激递送至脑28的内囊的前肢、仅在内囊的前肢的腹侧部分(也称为vc/vs)、扣带回皮质的亚属部分(可以称为cg25)、前扣带回皮质brodmann区域32和24、前额叶皮层的各个部分(包括背侧和内侧前额叶皮层(pfc)(例如，brodmann区域9))、腹侧前额叶皮层(例如，brodmann区域10)、外侧和内侧眼眶额叶皮层(例如，brodmann区域11)、伏隔内侧或核、丘脑、丘脑髓板内核、杏仁核、海马、外侧下丘脑、蓝斑、中缝背核、腹侧被盖区、黑质、丘脑底核、丘脑下脚、丘脑背内侧核、缰核、终纹床核，或它们的任何组合。还考虑了不位于患者12的脑部28中的靶组织部位。
28.作为另一示例，在癫痫疾病或阿尔茨海默病的情况下，例如，引线20可以被植入以递送电刺激到papez环路内的区域，例如，前丘脑核、内囊、扣带、穹窿、乳头体、乳腺丘脑束(乳腺丘脑筋膜)和/或海马。例如，在癫痫发作的情况下，imd 16可以经由电极24、26的选定子集将疗法递送至脑部28的区域，以抑制前丘脑核、海马或与癫痫发作的发生相关的其它脑部区域内(例如，脑部28的癫痫发作点)的皮质活动。相反，在阿尔茨海默氏病的情况下，imd 16可以经由电极24、26将疗法递送至脑部28的区域，以增加前丘脑核、海马或与阿尔茨海默氏病相关的其它脑部区域内的皮质活动。作为另一示例，在抑郁症(例如，mdd)的情况下，imd 16可以经由电极24、26将疗法递送至脑部28的区域以增加脑部28的一个或多个区域内的皮层活动以有效地治疗患者疾病。作为另一示例，imd 16可以经由电极24、26将疗法递送至脑部28的区域，以减少脑部28的一个或多个区域(例如额叶皮层)内的皮质活动，以治疗该疾病。
29.尽管在图1中示出引线20被联接到公共引线延伸部18，但在其它示例中，引线20可以经由单独的引线延伸部联接到imd 16，或者直接联接到imd 16。此外，尽管图1将系统10示出为包括经由引线延伸部18联接到imd 16的两条引线20a和20b，但在一些示例中，系统10可以包括一条引线或多于两条引线。
30.可以通过任何合适的技术，例如通过患者12的颅骨中的各个毛刺孔或通过颅骨32中的公共毛刺孔，将引线20植入大脑28的期望位置中。引线20可以放置在大脑28内的任何位置，使得引线20的电极24、26能够在期间对靶组织提供电刺激。从imd16的治疗模块内的刺激发生器(未示出)产生的电刺激可帮助减轻运动障碍的症状，如通过提高患者12运动任
务的进行，其否则可能是困难的。这些任务可以包括例如以下各项中的至少一项：发起运动、维持运动、抓握和移动物体、改善步态和与狭窄转弯相关的平衡等。可以帮助减轻运动障碍(或其它患者病症)的症状的电刺激疗法的确切疗法参数值可以对于所涉及的靶刺激部位(例如，大脑区域)以及具体患者和患者病症是特定的。
31.在图1所示的示例中，引线20的电极24、26被示为环形电极。环形电极可能相对容易编程，并且通常能够将电场传递到与引线20相邻的任何组织。在其它示例中，引线20的电极24、26可以具有不同的配置。例如，引线20的电极24、26可以具有能够产生成形电场的复杂的电极阵列几何形状，其包括交错刺激。复杂电极阵列几何形状的示例可以包括沿引线长度位于不同的轴向位置以及围绕引线外围(例如，周长)的不同角度位置的电极阵列。作为环形电极的补充或替代环形电极，复杂的电极阵列几何形状可以包括围绕每个引线20的周边的多个电极(例如，部分环形或分段电极)。以这种方式，可以将电刺激从引线20引导到特定方向，以增强疗法功效并减少由于刺激大量组织而可能的不利副作用。在将多个引线20植入围绕靶标的相同半球中的一些示例中，可以在两个或更多个电极之间执行转向电刺激。
32.在一些示例中，imd 16的外壳34可以包括一个或多个刺激和/或感测电极。例如，外壳34可以包括当将imd 16植入患者12中时暴露于患者12的组织的导电材料，或者可以将电极附接到外壳34。在其它示例中，引线20可以具有除如图1所示的细长圆柱体之外的形状，具有有源或无源尖端配置。例如，引线20可以是桨状引线、球形引线、可弯曲引线或有效治疗患者12的任何其它类型的形状。
33.根据一种或多种刺激疗法程序，imd 16可以将电刺激治疗传递给患者12的大脑28。刺激疗法程序可以限定用于由imd 16的治疗模块生成并从imd 16传递到患者12的脑部28的治疗的一个或多个电刺激参数值。例如，在imd 16以电脉冲的形式递送电刺激的情况下，电刺激参数可以包括幅度模式(具有或不具有多个独立路径的恒定电流或恒定电压)、脉冲幅度、脉冲速率、脉冲宽度、波形形状和循环参数(例如，具有或不具有循环、循环持续时间等)。此外，如果不同的电极可用于递送刺激，则疗法程序的疗法参数可以进一步通过电极组合来表征，所述电极组合可以定义所选择的电极和它们相应的极性。
34.在一些示例中，imd 16被配置成以开环方式递送电刺激治疗至患者12的脑28，其中imd 16递送刺激治疗而不需要来自用户或传感器的干预。在其它示例中，imd 16被配置为以闭环方式或伪闭环方式递送电刺激疗法至患者12的脑28，其中imd 16基于用户输入以及来自传感器的输入中的一者或多者来控制递送电刺激至脑28的定时、电刺激的输出参数、或两者。传感器可以例如提供可用于控制从imd 16输出的电刺激的反馈。
35.除了被配置为递送疗法以管理患者12的疾患之外，疗法系统10还被配置为感测患者12的生物电脑信号。在一些示例中，imd 16可包括感测模块，该感测模块被配置为经由电极24、26的子集、另一组电极或两者来感测大脑28的一个或多个区域内的生物电脑信号。因此，在一些示例中，电极24、26可用于将电刺激从治疗模块传递到大脑28内的靶部位，以及感测大脑28内的大脑信号。但是，imd 16也可以使用单独组的感测电极来感测生物电脑部信号。在图1所示的示例中，由电极24、26产生的信号经由相应的引线20a、20b内的导体被传导至imd 16内的感测模块。在一些示例中，imd 16的感测模块可以经由电极24、26中的一个或多个电极来感测生物电脑信号，所述一个或多个电极也用于向脑部28递送电刺激。在其
它示例中，电极24、26中的一个或多个电极可用于感测生物电脑信号，而一个或多个不同电极24、26可用于递送电刺激。
36.取决于imd 16所使用的具体刺激电极和感测电极，imd 16可以监测生物电脑信号，并在脑28的相同区域或脑28的不同区域递送电刺激。在一些示例中，用于感测生物电脑信号的电极可以位于用于递送电刺激的同一引线上，而在其它示例中，用于感测生物电脑信号的电极可以位于与用于递送电刺激的电极不同的引线上。在一些示例中，可以利用外部电极(例如头皮电极)监测患者12的生物电脑信号。此外，在一些示例中，感测脑部28的生物电脑信号的感测模块(例如，产生指示脑部28内的活动的电信号的感测模块)在与imd 16的外壳34物理上分开的外壳中。然而，在图1所示的示例和为了易于描述而在本文主要参考的示例中，imd 16的感测模块和疗法模块被封闭在共同的外壳34内。
37.由imd 16感测的生物电脑信号可以反映由跨脑组织的电势差之和产生的电流变化。生物电脑信号的示例包括但不限于脑电图(eeg)信号、皮层脑电图(ecog)信号、从患者脑的一个或多个区域内感测到的局部场电势(lfp)、和/或来自患者脑内单个细胞的动作电位。在一些示例中，lfp数据可以同侧或对侧测量并考虑作为平均值(例如，最大值或最小值或它们的启发式组合)或一些其它值。可以根据患者12的身体的疾病发作侧或症状的严重程度或疾病持续时间来调节获得信号的位置。例如，可以基于所呈现的临床症状及其严重程度进行调整，可以通过记录的lfp数据进行增强或注释。imd 16的临床医生或处理器还可以将启发式权重添加到同侧和/或对侧测量的lfp数据中，以考虑用于系统反馈。
38.所感测的患者12的生物电脑信号可以生成脑信号信息并且可以用于确定患者12的患者状态，例如在递送电刺激时。患者状态可以是例如患者疾病状态、观察到患者病症的症状的状态、或指示由医疗设备递送的疗法的功效或药物功效的患者状态。
39.在一些示例中，处理器生成所确定的患者状态的指示、基于所确定的患者状态控制至患者的疗法递送、基于所确定的患者状态监测患者病症、基于所确定的患者状态生成患者诊断(例如，确定患者病症子类型)，或它们的任意组合。例如，处理器可以通过例如基于所确定的患者状态修改一个或多个疗法参数值来控制疗法递送。可以控制一个或多个疗法参数值以增加或降低疗法递送的强度(例如，通过增加或减少频率、幅度或其它刺激参数值中的一者或多者)，以启动由imd 16将电刺激递送到患者12体内的靶疗法递送部位，或者取决于疗法递送的类型，终止向靶疗法递送部位递送电刺激。
40.处理器可以使用任何合适的技术来修改由imd 16递送的疗法。在一些示例中，处理器通过至少修改至少一个疗法参数值来修改疗法，imd 16用该至少一个疗法参数值来生成疗法并将该疗法递送至患者12。至少一个疗法参数值可以是定义多个疗法参数的值的疗法程序的一部分。因此，在一些示例中，处理器可以通过至少修改疗法程序(例如，改变疗法程序的至少一个疗法参数的值或选择新的疗法程序)来修改至少一个疗法参数值。
41.在一些示例中，imd 16可被配置为以周期性的、预定的(其也可以是周期性的)或随机间隔或者响应于患者输入或另一个触发来感测生物电脑信号(例如，通过测量lfp)。在其它示例中，imd 16连续感测生物电脑信号，但处理器仅对所感测的生物电脑信号(例如，最后存储的生物电脑信号)进行取样，并确定样本是否在预定的周期时间或响应于用户输入(例如，来自患者的输入/触发)包括生物标志物。
42.外部编程器14被配置为根据需要与imd 16无线通信，以提供或检索疗法信息。编
程器14是外部计算设备，用户例如临床医生和/或患者12可以用该编程器来与imd 16通信。例如，编程器14可以是临床医生编程器，临床医生使用它与imd 16通信并为imd 16编程一个或多个疗法程序。另外或替代地，编程器14可以是患者编程器，该患者编程器允许患者12选择程序、查看和修改疗法参数值，和/或例如由于副作用而停止刺激。临床医生编程器可以包含比患者编程器更多的编程特征。换句话说，临床医生可只允许执行更复杂或敏感的任务，以防止未经训练的患者对imd 16进行不期望的更改。
43.编程器14可以是手持式计算设备，其具有用户可观看的显示器和用于向编程器14提供输入的接口(即，用户输入机构)。例如，编程器14可以包括向用户呈现信息的小显示屏(例如，液晶显示器(lcd)或发光二极管(led)显示器)。另外，编程器14可包括触摸屏显示器、小键盘、按钮、外围指点设备或另一种允许用户经由编程器14的用户接口导航并提供输入的输入机构。如果编程器14包括按钮和小键盘，则这些按钮可以专用于执行某种功能，即电源按钮，这些按钮和小键盘可以是软键，所述软键的功能根据用户当前查看的用户接口的区段而改变，或它们的任何组合。或者，编程器14的屏幕(未示出)可以是允许用户直接向显示器上示出的用户接口提供输入的触摸屏。用户可以使用手写笔或他们的手指向显示器提供输入。
44.在其它示例中，编程器14可以是更大的工作站或另一多功能设备内的单独的应用程序，而不是专用的计算设备。例如，多功能设备可以是笔记本计算机、平板计算机、工作站、蜂窝电话、个人数字助理或可以运行使该计算设备能够用作安全医疗设备编程器14的应用的另一计算设备。联接到计算设备的无线适配器可以实现计算设备和imd 16之间的安全通信。
45.当编程器14被配置为由临床医生使用时，编程器14可以用于将初始编程信息传输到imd 16。该初始信息可以包括硬件信息，例如，引线20的类型，电极24、26在引线20上的布置，引线20在脑部28内的位置，定义疗法参数值的初始程序，以及对编程到imd 16中可能有用的任何其它信息。编程器14也可能能够完成功能测试(例如，测量引线20的电极24、26的阻抗)。
46.临床医生还可以借助于编程器14在imd 16内生成和存储疗法程序。在编程会话期间，临床医生可以确定可以向患者12提供有效治疗以解决与运动障碍相关的症状(或其它患者病状)的一个或多个疗法程序。例如，临床医生可以选择一种或多种电极组合，通过其将刺激传递到大脑28。在编程会话期间，患者12可以向临床医生提供关于正在评估的特定程序的功效的反馈，或者临床医师可以基于患者的一种或多种感测或可观察到的生理参数(例如，肌肉活动)或基于通过一个或多个运动传感器检测到的运动评估功效，该运动传感器产生指示患者12的运动的信号。编程器14可以通过提供用于识别潜在有益的疗法参数值的方法系统来协助临床医生创建/识别疗法程序。
47.编程器14也可被配置为供患者12使用。当被配置为患者编程器时，编程器14可以具有有限的功能(与临床医生相比)，以防止患者12改变imd 16的关键功能或可能对患者12有害的应用。
48.无论编程器14被配置用于临床医生还是患者使用，编程器14都被配置为通过无线通信与imd 16以及任选地与另一计算设备通信。例如，编程器14可以使用本领域已知的射频(rf)遥测技术经由无线通信与imd 16通信。编程器14还可以使用多种本地无线通信技术
中的任何一种经由有线或无线连接与另一编程器或计算设备通信，例如根据802.11或蓝牙规范集的rf通信、根据irda规范集的红外(ir)通信或其它标准或专有遥测协议。编程器14还可以通过交换可移动介质(例如磁盘或光盘、存储卡或存储棒)与其它编程或计算设备通信。此外，编程器14可通过本领域已知的远程遥测技术与imd 16和另一编程器通信，例如，经由局域网(lan)、广域网(wan)、公共交换电话网(pstn)或蜂窝电话网进行通信。
49.可以实施疗法系统10以在几个月或几年的过程中向患者12提供慢性刺激治疗。然而，系统10也可以在完全植入之前在试用的基础上用于评估疗法。如果临时实施，则系统10的某些组件可能未植入患者12内。例如，患者12可以装配有外部医疗设备，例如试验刺激器，而不是imd 16。外部医疗设备可以经由经皮延伸部联接至经皮引线或植入的引线。如果试验刺激器指示dbs系统10向患者12提供有效的治疗，则临床医生可以将慢性刺激器植入患者12内以进行相对长期的治疗。
50.图1中所示的系统10仅仅是疗法系统的一个示例，该疗法系统被配置为基于患者12的生物电脑信号在频带的一个或多个子频带中的活动来确定患者状态。具有引线、电极和传感器的其它配置的系统是可能的。例如，在其它实施方式中，imd 16可以连接到具有位于不同靶组织部位处的一个或多个电极的另外的引线或引线段，其可以在脑28内或在脑外(例如，靠近患者12的脊髓、患者12的周围神经、患者12的肌肉或任何其它合适的疗法递送部位)。附加引线可用于将不同的刺激疗法递送到患者12内的各个刺激部位或用于监测患者12的至少一个生理参数。
51.另外，在其它示例中，系统可以包括多余一个imd。例如，系统可以包括联接到相应的一个或多个引线的两个imd。在一些示例中，每个imd可以将刺激递送至患者12的相应侧面。
52.作为另一示例性配置，治疗系统可以包括一个或多个无引线电刺激器(例如，具有比imd 16更小的形状因子并且可以不联接到任何单独的引线的微刺激器)。无引线电刺激器可被配置为经由电刺激器的外壳上的一个或多个电极产生电刺激疗法并将其递送至患者12。在包括多个无引线电刺激器的示例中，可以将无引线电刺激器植入患者12内的不同的靶组织部位。一个电刺激器可以充当“主”模块，其协调经由多个电刺激器向患者12递送刺激。
53.在一些示例中，imd 16不被配置为向患者12的脑递送电刺激疗法，而是仅被配置为感测患者12的一个或多个生理参数，包括患者12的生物电脑信号。这种类型的imd 16可以是可用于诊断患者12、监测患者病症12或训练imd 16或另一imd以进行疗法递送的患者监测设备。
54.imd 16和/或外部编程器150可以从一个或多个速度传感器160接收信息，例如直接通过无线通信或间接地通过网络连接从中间服务器接收信息。速度传感器160可以定位成感测患者105上选定位置处的速度。在一些示例中，速度传感器160可以附接到患者。在一些示例中，速度传感器160可以附接到患者105的附器以感测与附器相关联的速度，例如通过夹式机构、带子、弹性带和/或粘合剂。在一些示例中，速度传感器160(或多个速度传感器中的一个速度传感器)可植入患者105体内，例如在imd 16内。在一些示例中，速度传感器160可以不附接至患者。例如，速度传感器160可以远离患者并且扫描患者，例如但不限于视频或激光传感器。速度传感器160的示例包括但不一定限于植入物、手表、电话(例如，具有
集成压力传感器或加速度计等)、距离/测距仪、计步器、其它身体佩戴设备(例如，具有加速度计、陀螺仪，压力传感器等)，静止的设备，并且对象走向和远离静止的设备来捕捉速度变化。
55.例如，速度传感器160测量患者的步行速度并提供与患者能够行走的速度相关的信息。例如，速度传感器160可以为患者提供速度值的表示，或指示速度值或速度值变化的其它信息。速度值可以是瞬时速度测量值，也可以是一段时间内的速度测量值，例如该时间段内的平均速度值、最大速度值、最小速度值。imd 16使用具有特定组的刺激参数的刺激来提供疗法，并且编程器150可用于修改刺激参数以递送刺激。使用与同患者相关联的速度相关的信息，例如速度值，可以选择或调整用于由imd 16递送的疗法的特定刺激参数。
56.速度传感器160可用于确定对于imd的一组刺激参数是否已经达到速度值或速度值范围。例如，速度传感器160、编程器150或imd 16的一个或多个处理器可被配置为确定具有特定组的刺激参数的电刺激是否导致感测速度值或感测速度值的变化高于预定水平、低于预定水平、在由上限水平和下限水平规定的范围内，和/或从先前感测的速度增加。在一些示例中，速度传感器160可以将原始速度信息或速度值的改变发送到外部编程器150，并且编程器150显示原始速度信息或速度值的改变。速度值可由临床医生手动查看，或由速度传感器160、外部编程器150和/或imd 16的一个或多个处理器或其它远程处理器经由网络连接自动评估。
57.速度值，包括速度值的变化或速度值与预定速度值的水平、范围或矩阵相比、与基线速度值相比的变化，连同刺激参数的评估可以指示刺激参数的功效，所述刺激参数是例如递送刺激的方式(例如，通过选择不同的幅度、脉冲宽度、脉冲率和/或占空比)。如果未检测到期望的速度值或速度值变化，则可以使用编程器150，例如通过用户接口来改变刺激参数，并且可以通过查看在imd 16使用经修改的刺激参数提供刺激的同时获得的速度值来客观地评估经修改的刺激参数。刺激参数可以例如在临床设置中手动改变，例如通过外部编程器150，由临床医生远程改变，例如通过网络浏览器客户端或在远程计算机上运行的应用程序，或者在闭环系统中自动改变，例如，通过外部编程器150或imd 16改变。经修改的刺激参数可以被评估为使用速度值产生刺激疗法的有效性的改进或降低。通过使用速度信息设置和调整包括电极位置在内的刺激参数，系统100和imd 16可以被配置为针对一种或多种疾病或疾患，诸如dbs、疼痛性糖尿病性神经病(pdn)、外周血管疾病(pvd)、外周动脉疾病(pad)、复杂的局部疼痛综合征(crps)、心绞痛(ap)、腿痛、背痛或骨盆痛提供客观有效的疗法结果。
58.图2是绘示根据本公开的一种或多种技术的imd 200的部件的示范性配置的功能框图。imd 200可以是图1的imd 16的示例。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、存储设备212、传感器222、电源224、携带电极232a的引线230a(其可对应于图1的引线20a和电极24)、以及携带电极232b的引线230b(其可对应于图1的引线20b和电极26)。处理电路系统210可包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行imd 200的各种操作。
59.在图2所示的示例中，存储设备212存储刺激参数设置242。此外，存储设备212可以存储直接或间接从一个或多个速度传感器160获得的速度数据254(图1)，以及速度相关性索引252，该速度相关性索引定义了用于递送用于刺激的电刺激的速度信息与参数信息之
间的相关性，例如通过将刺激参数或参数调整索引到速度值，以指示速度值或速度值变化。在一些示例中，图2的imd 200可以处理所感测的速度信息并基于所述速度信息选择或调整刺激参数设置，或者imd 200的处理器电路系统基于由相关性索引所定义的关系自动调整刺激参数中的一个或多个刺激参数。在一个或多个示例中，参数信息可以包括一个或多个电刺激参数或参数调整。在一些示例中，速度信息包括多个所感测的速度值(即，第一所感测的步行速度和后续所感测的步行速度)之间的差异，并且参数信息包括电刺激参数调整。
60.在一个或多个示例中，imd 200不存储或接收所感测的速度信息。相反，外部编程器150或另一设备可以基于所感测的速度信息直接或间接选择或调整刺激参数设置，并将所选择的设置或调整传送到图2的imd 200。在一些示例中，刺激参数设置242可包括可由临床医生或患者选择以用于疗法的相应不同刺激程序的刺激参数。在一些示例中，刺激参数设置242可以包括一个或多个推荐参数设置。以这种方式，刺激参数设置242的每个存储的疗法刺激程序或刺激参数组定义了一组电刺激参数(例如，刺激参数组)的值，例如电极组合(所选择的电极和极性)、刺激电流或电压幅度、刺激脉冲宽度、脉冲率或占空比。在一些示例中，刺激参数设置242还可包括指示何时或多长时间开启和关闭刺激的循环信息(即，占空比)。例如，推荐的参数设置可以指示刺激开启达特定时间段，和/或关闭刺激达特定时间段。在另一个示例中，所推荐的占空比参数设置可以指示开启刺激达某一时间段，而不产生刺激的脱敏。在一个或多个示例中，所推荐的参数设置可以指示刺激在一天中的某个时间发生，例如当患者通常是清醒的或活动的，或睡觉的时候。在一个或多个示例中，所推荐的参数设置与患者何时具有某种姿势有关，例如当患者处于仰卧位时。
61.刺激生成电路系统202包括电刺激电路系统，该电刺激电路系统被配置为生成电刺激并生成被选择以减轻一种或多种疾病、疾患或综合征的症状的电刺激脉冲。尽管描述了刺激脉冲，但是刺激信号可以采取其它形式，例如连续时间信号(例如，正弦波)等。电刺激电路系统可以驻留在例如imd的可植入外壳中。引线230a、230b中的每一者可包括任意数量的电极232a、232b。电极被配置为将电刺激递送至患者。
62.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它集合)、或者被配置为将来自刺激生成电路系统202的刺激信号引导至电极232a、232b中的一个或多个电极或将来自电极232a、232b中的一个或多个电极的定向感测信号引导到感测电路系统206的其它电路系统。在一些示例中，电极232a、232b中的每个电极可以与相应的经调节的电流源和吸收电路系统相关联，以选择性地和独立地将电极配置为经调节的阴极或阳极。刺激生成电路系统202和/或感测电路系统206还可以包括感测电路系统以引导在电极232a、232b中的一个或多个电极处感测的电信号。
63.感测电路206可被配置为监测来自电极232a、232b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可用于感测生理信号，例如诱发的复合动作电位(evoked compound action potential,ecap)信号。在一些示例中，感测电路系统206检测来自电极232a、232b的特定组合的ecap信号。在一些情况下，用于感测ecap信号的电极的特定组合包括与用于递送刺激脉冲的一组电极232a、232b不同的电极。或者，在其它情况下，用于感测ecap信号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，以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。
64.遥测电路系统208在处理电路系统210的控制下支持imd 200与外部编程器、速度感测系统或另一个计算设备之间的无线通信。作为对程序的更新，imd 200的处理电路系统210可以通过遥测电路系统208从外部编程器接收各种刺激参数(例如幅度和电极组合)的值。处理电路系统210可以存储对刺激参数设置242的更新或存储设备212中的任何其它数据。imd 200中的遥测电路系统208以及本文所述的其它设备和系统中的遥测电路，例如外部编程器和速度感测系统，可以通过射频(rf)通信技术来完成通信。此外，遥测电路系统208可以通过imd 200与外部编程器的近端感应交互与外部医疗设备编程器通信，其中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、以周期性间隔或根据来自imd 16或外部编程器的请求而将信息发送至外部编程器或速度感测系统。
65.处理电路210可以包括一个或多个处理器，例如以下各项中的一项或多项：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因于本文中可以体现为固件、硬件、软件或它们的任意组合的处理电路系统210的功能的任何其它处理电路系统。处理电路系统210控制刺激生成电路系统202来根据刺激参数设置242生成刺激信号。在一些示例中，处理电路系统210可以执行存储在存储设备212中的其它指令以应用由程序中的一个或多个程序指定的刺激参数，例如刺激信号中的每个刺激信号的幅度、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。
66.在图2所示的示例中，处理电路系统210包括用于处理速度信息的速度单元216。速度单元216可以代表被配置为处理从速度传感器(例如速度传感器160)接收的速度信息的处理电路系统的一部分的示例。在一些示例中，速度信息的处理发生在除imd 200以外的设备中。再次参考图2，下文进一步讨论的速度单元216接收关于速度数据的信息，例如与同患者105相关联的感测速度相关的信息，并控制电刺激电路系统202来基于所接收到的信息向患者递送电刺激，其中所接收的信息的指示可以存储在存储设备中。速度单元216可以响应于所感测的速度来选择或调整电刺激参数设置，例如，以将速度维持在期望范围内，或将速度驱动到期望范围内，或高于预定水平，或低于预定水平，其中范围或水平可经选择以促进有益水平的速度以减轻、减少疾病或病症的症状或延迟该疾病或病症的症状的发作，或延迟组织损伤或退化的发作。在一个示例中，imd 200将刺激递送至患者，例如患者的脑中，其中一个或多个参数设置是基于所感测的患者的速度来选择或调整的。处理电路系统210还控制刺激生成电路系统202以生成刺激信号并将其施加到电极232、234的所选组合。在一些示例中，刺激生成电路系统202包括开关电路(替代开关电路系统204或作为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内的所选导体，所述所选导体继而跨所选电极232、234递送刺激信号。
67.在一些示例中，处理电路系统210的速度单元216可以基于所感测的患者速度来调整一个或多个刺激参数。例如，处理电路系统210可以在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时接收患者的第一步行速度信息。处理电路系统210可基于所述第一步行速度信息将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量，以生成一组经预定量调整的刺激参数。在一些示例中，处理电路系统可以在将具有一组经调整的刺激参数的电
刺激递送至患者的同时接收患者的后续步行速度信息。在一些示例中，处理电路可以基于所述后续步行速度生成针对该患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
68.在一些示例中，将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量可包括以第一速率调整所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到所述后续步行速度大于所述第一步行速度。在一个或多个示例中，以第一速率调整可包括
69.每0.5秒增加0.1ma的幅度。在一个或多个示例中，将第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量可包括以第二速率调整第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到后续步行速度小于或等于第一步行速度。在一些示例中，第二速率包括每秒增加0.1的幅度。
70.存储设备212可被配置为在操作期间在imd 200内存储信息。存储设备212可包括计算机可读存储介质或计算机可读存储设备。在一些示例中，存储设备212包含短期存储器或长期存储器中的一者或多者。存储设备212可以包含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、快闪存储器或各种形式的电可编程存储器(eprom)或电可擦除可编程存储器(eeprom)。在一些示例中，存储设备212用于存储指示例如供由处理电路系统210执行的指令的数据。如上所述，存储设备212被配置为存储刺激参数设置242。
71.电源224被配置成向imd 200的部件递送操作功率。电源224可以包括用于产生操作电力的电池和发电电路。在一些示例中，电池是可再充电的以允许延长的操作。在一些示例中，再充电是通过外部充电器与imd 200内的感应充电线圈之间的近侧感应交互来实现的。电源224可以包括多个不同电池类型中的任何一个或多个电池类型，如镍镉电池和锂离子电池。
72.在如图2所示的一些示例中，imd 200的处理电路系统210通过引线230a、230b的电极232a、232b引导电刺激的递送，从速度传感器接收与速度有关的信息，并基于所接收的信息生成输出。在一些示例中，接收与速度有关的信息可以包括接收第一步行速度或后续步行速度，所述后续步行速度可以包括利用附接到患者的速度感测设备、传感器感测患者的步行速度，并且在一些示例中，所述传感器可以在患者体内，例如在imd内。在一些示例中，接收与速度有关的信息可以包括接收第一步行速度或后续步行速度，所述后续步行速度可包括用未附接到患者的速度感测设备、传感器感测患者的步行速度。
73.速度单元216可以使用速度信息来发展输出给用户的功效指示或推荐的电刺激参数或调整，其中用户可以使用所述指示或一个或多个推荐的刺激参数来对imd 200进行编程，例如，通过选择或接受推荐作为要由imd 200使用的刺激参数设置。例如，将特定电极组合推荐给用户，和/或将一组刺激参数推荐给用户并通过编程器呈现给用户。用户可以接受推荐的电极组合和/或一个或多个推荐的刺激参数，并且编程器对imd 200进行编程以使用所选择的电极组合和/或刺激参数来实施和递送刺激。用户可以暂停、改变、关闭或重新开始速度感测和/或刺激参数推荐。
74.在一些示例中，可以通过以不同的刺激参数组合递送电刺激并监测作为根据不同刺激参数递送电刺激的结果的感测速度和感测速度的变化，以确定功效。刺激参数可以包括但不限于电极组合(例如，所选择的电极和极性)、刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激频率、或占空比。速度值的变化可以是相对于在没有递送刺激时测量的基线速度值的变化，或者是
相对于在以特定的刺激参数递送刺激时的先前速度值的变化。
75.处理电路系统210可以控制刺激电路系统202来递送具有由存储在存储设备212上的一个或多个刺激参数设置242指定的刺激参数的刺激能量，并且收集与所存储的刺激参数设置242有关的速度信息。处理电路系统210可以通过经由遥测从远程站点处的远程速度传感器接收信息来收集该速度信息。imd 200的其它选项包括处理电路系统210从板载传感器收集速度信息，例如使用imd的感测速度。处理电路系统210还可以控制刺激电路系统202测试不同的参数设置并记录每个选定组合的对应速度值，并在它们与感测速度比较时测试不同的参数设置。例如，处理电路系统210引导刺激电路系统202以特定幅度(和其它参数设置)递送刺激，并且速度单元216从遥测电路系统208收集对应的速度值。该测试的速度数据254可以存储在存储设备212中。处理电路系统210可以将经由电极组合递送的刺激的先前测试的幅度值调整为不同的值达预定量，并且响应于具有经调整的幅度的刺激从速度传感器收集对应的速度值。针对具有改变的刺激参数(在该示例中为幅度)的刺激接收的速度值将被保存在存储设备212中并且可以输出给用户。处理电路系统210可以通过增加或减少幅度来继续移动幅度值，并记录存储在存储设备212上的相应速度值，并且可以将信息输出给用户。虽然提供了幅度的示例，但是处理电路系统210可以引导刺激电路系统202步进通过其它刺激参数(例如刺激脉冲宽度、刺激频率、或占空比)的各种增量设置，并记录每个步进值的相应速度信息。在一个或多个示例中，处理电路系统210可以引导刺激电路系统开启达某一时间段，和/或关闭达某一时间段，或在一天中的特定时间开启，并记录相应的速度值。在一个示例中，处理电路系统210循环刺激以开启12小时，并关闭12小时。刺激电路系统202可以针对每个测试移动多于一个刺激参数并且针对多个移动的刺激参数中的每一个移动的刺激参数收集所感测的速度信息。
76.速度单元216处理所收集的所感测的速度信息。在一些示例中，速度单元216将速度信息传送给用户并且被配置为输出速度信息，其中输出包括一个或多个速度值。用户可以使用速度信息来确定特定刺激参数设置或一组刺激参数的功效，或跟踪速度随时间变化的趋势，例如，在有和没有电刺激的情况下，或使用不同的参数设置时。
77.在一些示例中，速度单元216处理信息以基于所述速度信息执行刺激参数的闭环控制。速度单元216可以将速度数据254存储在存储设备212中，并且可以与速度相关性索引交互和/或发展速度相关性索引，以基于速度信息自动调整刺激参数设置242。例如，速度单元216可以响应于所感测的速度信息来选择或调整参数值的一个或多个设置，例如电极组合、幅度、脉冲宽度或脉冲率。当不递送电刺激时或在递送电刺激时可以感测速度信息。在任一情况下，速度单元216可被配置为引导或控制刺激电路系统202来选择或调整参数值的一个或多个设置，以使所感测的速度高于预定水平、低于预定水平或在已知或预期对患者105有益的期望速度值范围内。
78.处理电路系统210还可以控制刺激电路系统202来针对每个电极组合递送具有不同刺激参数组合(例如，幅度、脉冲宽度、脉冲率和/或占空比)的刺激，并且针对特定电极组合和刺激参数组合记录所感测的速度值。电极组合和/或参数组合的变化可以由用户手动改变，或者处理电路系统210可以自动测试各种电极对，以实际上扫描电刺激的不同位置和刺激参数，并记录对应的速度信息。
79.速度单元216可以使用速度数据254来与速度相关性索引252交互和/或发展速度
相关性索引252。速度相关性索引252可以包括跟踪两个或更多个变量之间的关系的信息矩阵。例如，第一组刺激参数(例如，电极组合、幅度、脉冲宽度、脉冲率和/或占空比)可以产生第一速度值，而第二组刺激参数可以产生第二速度值。在一个或多个示例中，第三组刺激参数可以产生第三速度值。
80.使用第一组、第二组和第三组刺激参数实现的第一速度值和第二速度值以及任选的第三速度值可以通过附加因素在速度相关性索引252内进一步分类，所述附加因素为例如依赖于患者状况的因素，例如患者活动水平、所感测的患者体温、所感测的患者心率、患者饮食输入、患者疼痛输入、患者敏感度输入和/或来自患者传感器的其它输入。其它因素可以包括独立于患者的因素，包括一天中的时间、温度或时间增量。相关性索引252可以包括速度随时间推移的对数，以及还有在刺激参数设置已经被调整之后的速度的对数。在一个或多个示例中，相关性索引可以包括要实现的靶速度值或靶速度值变化的输入，以及作为输出的用于产生靶速度或靶速度变化的一组刺激参数或调整。
81.速度单元216可以使用具有或不具有速度相关性索引的速度数据254来通知用户推荐的参数设置，或使用imd 200自动调整刺激参数设置242。例如，imd 200可以以固定增量递增地向上或向下调整刺激参数，直到达到靶速度值。同样，经选择或调整的刺激参数设置242可以包括电极组合(以及因此刺激的位置)、刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激脉冲率，和/或占空比，并且可能进一步包括患者活动水平、患者姿势、所感测的葡萄糖水平、患者饮食输入、患者疼痛输入、患者敏感性输入、来自患者传感器的其它输入、患者温度、外部温度和/或一天中的时间的考量因素。速度单元216接收速度数据254，并且速度单元216处理所述数据以确定是否应该调整刺激，例如，如果速度数据254低于阈值速度值，则增加超过速度值的上限，或超出值范围。在一个示例中，速度单元216可以选择刺激参数或对刺激参数应用规定的调整。如果速度单元216确定应基于当前或趋势速度值改变刺激参数，则速度单元216可自动实施一个或多个刺激参数设置的改变并记录针对经调整的刺激参数设置的经修改的速度数据，或速度单元216可以向用户推荐参数设置的改变，例如通过与外部控制器的通信。如果在一个或多个刺激参数设置中实施的改变没有达到预期或期望的速度，则可以改变刺激参数设置，并且再次评估速度值。可以重复该过程，直到达到期望的速度值或直到不再达到步行速度的增加。
82.图3是示出示例性外部编程器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设备，例如平板电脑或类似智能手机的设备，但外部编程器300可以是更大的便携式设备，例如膝上型计算机，或者更固定的设备，例如台式电脑。另外，在其它示例中，编程器300可以被包括作为外部充电设备的一部分，或者包括外部充电设备的功能性，例如以对与imd 200相关联的一个或多个电池进行再充电。如图3所示，外部编程器300可以包括处理电路系统352、存储设备354、用户接口356、遥测电路系统358和电源360。在一些示例中，在整个本公开中，存储设备354可以存储指令，所述指令在由处理电路系统352执行时使处理电路系统352和外部编程器300提供归因于外部编程器300的功能性。这些部件、电路或模块中的每一个都可以包括被配置成执行本文所述的一些或全部功能的电路。例如，处理电路系统352可以包括被配置成执行关于处理电路系统352所讨论的过程的处理电路系统。
83.通常，外部编程器300包括：单独的或与软件和/或固件组合的任何合适的硬件布
置，以执行归因于外部编程器300以及外部编程器300的处理电路系统352、用户接口356和遥测电路系统358的技术。在各种示例中，外部编程器300的处理电路系统352、遥测电路系统358或其它电路系统可包括：一个或多个处理器，例如一个或多个微处理器；dsp；asic；fpga；或任何其它等效的集成或离散逻辑电路系统；以及此类部件的任意组合。在各种示例中，外部编程器300还可以包括存储设备354，例如ram、rom、prom、eprom、eeprom、闪存、硬盘、cd-rom，其包括用于使所述一个或多个处理器执行归因于它们的动作的可执行指令。此外，尽管将处理电路系统352和遥测电路系统358描述为分开的模块，但是在一些示例中，处理电路系统352和遥测电路系统358在功能上是集成的。在一些示例中，外部编程器300的处理电路系统352、遥测电路系统358或其它电路系统可对应于单独的硬件单元，例如asic、dsp、fpga或其它硬件单元。
84.处理电路系统352被配置为指导电刺激的递送，在电刺激递送时接收与患者步行速度有关的信息，并基于所接收的信息生成作为输出的至少一部分，例如，用于评估刺激参数的功效，和/或推荐或帮助用户编程用于递送电刺激的刺激参数。在一些示例中，处理电路系统352被配置为控制电刺激电路系统，以通过指示imd使用特定刺激参数而基于闭环基础中的速度信息来递送电刺激。
85.在一些示例中，处理电路系统352的速度单元311可以基于所感测的患者速度来调整一个或多个刺激参数。例如，处理电路系统352可以在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时接收患者的第一步行速度信息。处理电路系统352可基于所述第一步行速度信息将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量，以生成一组经预定量调整的刺激参数。在一些示例中，处理电路系统可以在将具有一组经调整的刺激参数的电刺激递送至患者的同时接收患者的后续步行速度信息。在一些示例中，处理电路可以基于所述后续步行速度生成针对该患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
86.在一些示例中，将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量可包括以第一速率调整所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到所述后续步行速度大于所述第一步行速度。在一个或多个示例中，以第一速率调整可包括
87.每0.5秒增加0.1ma的幅度。在一个或多个示例中，将第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量可包括以第二速率调整第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到后续步行速度小于或等于第一步行速度。在一些示例中，第二速率包括每秒增加0.1的幅度。在一个或多个示例中，临床医生可以设置测量步行速度的参数值范围。例如，临床医生可以设置起始幅度值和结束幅度值，并且处理器引导刺激以起始幅度值递送，并逐步增加值直到达到结束幅度值。当处理器经由幅度引导这些值时，测量针对每个值的患者速度并存储。处理器可以基于所测量的患者速度推荐参数设置。
88.在一些示例中，在整个本公开中，存储设备354(例如，存储设备)可以存储指令，所述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提供归因于外部编程器300的功能性。例如，存储设备354可包括使处理电路系统352从存储器获得参数集、或接收用户输入并将对应的命令发送到imd 200的指令；或用于任何其它功能性的指令。另外，存储设备354可以包括多个程序，其中每个程序包括限定疗法刺激或控制刺激的参数集。存储设备354还可以存储从医疗设备(例如，imd 16)和/或远程感测设备接收的数据。例如，存储设备354可以存储在医疗设备的感测模块处记录的数据，并且存储设备354还
可以存储来自医疗设备的一个或多个传感器的数据。在示例中，存储设备354可以存储在远程感测设备处记录的数据，例如从速度传感器感测的速度值。
89.用户接口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(例如液晶(lcd)、发光二极管(led)或有机发光二极管(oled))。在一些示例中，显示器包括触摸屏。用户接口356可以被配置为显示与电刺激的递送相关的任何信息，包括例如基于速度信息的输出。用户接口356还可通过用户接口356接收用户输入(例如，患者何时感知刺激的指示，或患者在递送刺激时感知的疼痛得分)。用户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。输入可能要求开始或停止电刺激，输入可能要求新的电极组合或改变现有电极组合，或者输入可能要求对电刺激的递送进行一些其它改变，例如刺激幅度、脉冲宽度或脉冲频率的改变。
90.遥测电路系统358可以在处理电路系统352的控制下支持医疗设备与外部编程器300之间的无线通信。遥测电路系统358也可以被配置为通过无线通信技术与另一计算设备通信，或者通过有线连接直接通信。在一些示例中，遥测电路系统358通过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，其可以采用多种形式，例如内部或外部天线。
91.可以用来促进外部编程器300与imd 16之间的通信的本地无线通信技术的示例包括根据802.11或规范集或其它标准或专有遥测协议的rf通信。以这种方式，其它外部设备可以能够与外部编程器300通信，而无需建立安全的无线连接。如本文所述，遥测电路系统358可被配置为将空间电极运动模式或其它刺激参数值传输到imd 16以用于电刺激疗法的递送。
92.电源360被配置为向外部编程器300的部件递送操作功率。电源360可以包括用于产生操作电力的电池和发电电路。在一些示例中，电池是可再充电的以允许延长的操作。可以通过将电源360电耦接到连接到交流(ac)插座的支架或插头来完成再充电。另外，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端感应相互作用可以实现再充电。在其它示例中，可以使用传统的电池(例如，镍镉或锂离子电池)。另外，外部编程器300可以直接耦接到交流插座以进行操作。
93.在一些示例中，外部编程器300或外部控制设备引导imd的电刺激的递送，接收与递送电刺激的速度有关的信息，并基于所接收的信息生成输出，例如，用于评估刺激参数的功效和/或推荐、协助用户对用于递送电刺激的刺激参数编程，或用作闭环控制设备的一部分以使用速度信息自动调整刺激参数。在一个或多个示例中，控制设备基于第一接收到的信息和第二接收到的信息经由用户接口设备生成输出。
94.编程器300可以是患者编程器或临床医生编程器，并且接收例如速度数据364的速度信息。编程器300接收速度信息并允许用户通过用户接口356与处理电路系统352交互，以便使用速度信息识别有效的参数设置，例如电极组合和/或一个或多个其它刺激参数。编程器300通过使用显示在用户接口356上的速度信息进一步帮助用户对神经刺激设备进行编程。此外，编程器300可用作闭环控制设备的一部分以至少基于速度信息自动调整刺激参数。在一些示例中，编程器300从速度设备接收例如速度数据364的速度信息，并将速度数据存储在存储设备354中。
95.编程器300可用于通过测试参数设置和记录每个参数设置的速度来确定imd的特
定参数设置的功效。测试产生的信息可以通过用户接口356呈现给用户。在基于第一接收信息和第二接收信息生成输出之后，编程器300可以通过用户接口设备接收用户输入，选择一个或多个刺激参数用于电刺激的递送。在一个或多个示例中，编程器300可以基于用户输入生成用于递送电刺激的第三组刺激参数。在一些示例中，编程器300将接收到的与第一速度有关的第一信息与同第二速度有关的第二信息进行比较，并基于该比较自动生成用于递送电刺激的第三组刺激参数。
96.在示例中，编程器300可用于使imd自动扫描多个电极组合或参数组合。处理电路352使imd自动扫描多个参数组合中的每个参数组合，包括电极组合和参数组合。对于每个组合，编程器300获得并记录对应的感测速度值。
97.处理电路系统352控制刺激电路系统202以递送具有由存储在存储设备354上的一个或多个刺激参数设置366指定的刺激参数的刺激能量，并收集与所存储的刺激参数设置366有关的速度信息。处理电路系统352还可以控制刺激电路系统202测试不同的参数设置并记录每个选定组合的对应速度值，并在它们与感测速度比较时测试不同的参数设置。例如，处理电路352352引导刺激电路352202以特定幅度递送刺激并且速度单元311从遥测电路352358收集对应的速度值。用于该测试的速度数据364可以存储在存储设备354和速度相关性索引362中，其中处理电路352将所接收的速度数据索引到电刺激的一个或多个刺激参数。
98.处理电路系统352可以被配置为将先前测试的幅度值移动到不同的值并且从速度传感器收集对应的速度值。针对具有改变的刺激参数(在这个示例中是幅度)的刺激所接收到的速度值，将被保存在存储设备354中。处理电路系统352可以通过增加或减少幅度来继续移动幅度值，并记录相应的速度值，这些速度值存储在存储设备354上并且信息例如通过用户接口356输出。虽然提供了幅度的示例，但是处理电路系统352可以引导刺激电路系统步进通过其它刺激参数(例如刺激脉冲宽度、刺激频率、或占空比)的各种增量设置，并记录每个步进值的相应速度信息。刺激电路系统202可以针对每个测试移动多于一个刺激参数并且针对多个移动的刺激参数收集所感测的速度信息。
99.在一些示例中，编程器300的处理电路系统352指导对电极232a、232b的电刺激的递送，并从速度传感器接收与速度有关的信息，并且基于在闭环设置中接收信息控制对电极232a、232b的电刺激的递送。可以通过遥测电路系统358直接或间接地从速度传感器160接收速度信息(图1)。在示例中，控制器从除速度传感器160之外的中间设备接收速度信息。
100.速度单元311处理速度信息。在一些示例中，速度单元311处理信息以基于所述速度信息执行刺激参数的闭环控制。速度单元311可以将速度数据364存储在存储设备354中，并且可以与速度相关性索引交互和/或发展速度相关性索引以调整刺激参数设置366，例如基于速度相关性索引自动调整刺激参数设置366。
101.在示例中，速度单元311接收速度数据364以存储在存储设备354中。速度数据364可以是来自速度传感器160的原始数据，例如速度、速度变化、速度变化率或经处理的数据。经处理的数据可以包括已经被评估和处理成其它类别的原始数据，例如高、中、低等级。在一些示例中，经处理的数据与数字得分或值评级有关。
102.速度单元311可以使用具有或不具有速度相关性索引的速度数据364来发展推荐的参数设置或使用编程器300自动调整刺激参数设置366。速度单元311接收速度数据364，
并且速度单元311处理数据以确定是否应该调整刺激，例如，如果速度数据364低于阈值速度值、超过上限值或落在值范围外。如果速度单元311确定应基于当前或趋势速度值改变刺激参数，则速度单元311可自动实施一个或多个刺激参数设置的改变并记录针对经调整的刺激参数设置的经修改的速度数据，或速度单元311可以向用户推荐参数设置的改变，例如通过与外部控制器的通信。可以使用速度相关性索引362来发展刺激参数设置的变化。如果在一个或多个刺激参数设置中实施的改变没有达到预期或期望的速度，则可以改变刺激参数设置，并且再次评估速度值。可以重复该过程，直到达到所需的速度值。
103.编程器300向用户呈现具有相关联的速度指示的电极组合的列表，或具有相关联的速度指示的组合电极和参数组合的列表，以便用户可以选择其中之一。编程器300还可以基于预定优先级突出推荐的组合，例如以最佳化具有最好能量效率的速度。例如，编程器300可以突出显示或以其它方式识别产生最接近预定靶速度值、高于预定速度值、低于预定速度值或在速度值范围内的感测速度值的刺激参数组(例如，电极组合、电极极性、刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激脉冲速率和/或占空比)。刺激参数组可以根据速度值或与预定速度值的接近度分类。作为另一个示例，编程器300突出显示或以其它方式识别产生接近预定速度值或在预定速度值范围内的感测速度值的刺激参数组(例如，电极组合、电极极性、刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激脉冲率和/或占空比)，并且需要较少的能量消耗以实现此类感测速度值，例如，就与由刺激幅度、脉冲宽度、脉冲率和/或占空比呈现的刺激强度相关联的能量消耗而言。以这种方式，编程器300可以促进刺激参数组的选择，这些参数组提高了期望的速度值并减少了imd 200的功耗。
104.所提供的刺激参数值组和合成速度指示的输出可以包括原始速度值、速度的相对得分(1-x)，或根据最佳速度(例如，相对于靶速度)和/或最佳速度和能源效率。
105.图3中所示的外部编程器300的架构被示出作为示例。本公开中阐述的技术可以在图3的外部编程器300以及本文未具体描述的其它类型的系统中实施。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制于图3所示的示例性架构。
106.图4是根据本公开的一种或多种技术，适合与图2的imd和图3的编程器一起使用的速度感测系统400的示例。速度感测系统400允许确定患者的步行速度，例如使用使用激光、多普勒或光学技术的未连接传感器。
107.在一些示例中，速度感测系统400可以包括速度传感器，该速度传感器包括诸如配置成发射光的发射器的源，和配置成检测由发射器/检测器422发射的向患者发射信号426的光的至少透射或反射部分的检测器，和检测到返回信号428从患者返回。在一些示例中，信号426可以被引导到患者的躯干，这可以允许患者的步行速度的清晰界面。在一些示例中，信号426可以被引导至患者的腿。在一个或多个示例中，信号426可以被引导到患者的前面或患者的一侧以测量步态。在使用中，在一些示例中，处理电路引导发射器/接收器422向患者发射信号。系统400还可以包括接收器以检测来自患者的返回信号以确定患者的步行速度。
108.速度感测系统400进一步包括传感器电路，其被配置为基于检测到的信号部分生成与速度有关的信息。速度感测系统400还可以包括通信电路，该通信电路被配置为将速度信息传输到处理电路或编程器，其处理数据并确定患者的步行速度。
109.遥测电路可以支持系统400和编程器300(图3)之间的无线通信。系统400的遥测电
路系统也可以被配置成通过无线通信技术与另一计算设备通信，或者通过有线连接直接通信。在一些示例中，遥测电路系统通过rf或近侧感应介质提供无线通信。在一些示例中，遥测电路系统包括天线，其可以采用多种形式，例如内部或外部天线。
110.图5是用于使用本文公开的技术(包括使用速度信息)评估刺激或刺激参数的功效、帮助用户编程和/或自动控制刺激或刺激参数的系统的框图。在一些示例中，诸如远程服务器180的远程系统可以经由网络184接收参数信息和/或速度信息并且可以处理速度信息，或者可以结合参数信息来处理速度信息。在一些示例中，远程服务器180可以存储参数信息和/或速度信息并且处理这样的信息可以在不同的远程服务器上执行。网络184可以包括一个或多个有线和/或无线网络。在一些示例中，网络184可以是因特网。
111.在一个或多个示例中，系统的方法和使用可以由单个设备或在位于不同位置的多个设备之间执行。在一个示例中，来自速度传感器160的速度信息和来自外部编程器150或可植入设备的参数信息通过网络184被发送到远程服务器180。远程服务器180可以随时间对一些或所有接收到的数据执行分析，以基于从单个患者或多个患者接收到的数据创建相关性索引。远程服务器180处理信息以产生功效信息、相关性索引、参数推荐，并将处理后的信息传送到可植入刺激器或外部编程器150。在一些示例中，临床医生可以通过访问远程服务器180的远程客户端182查看功效信息、相关性索引、参数推荐，并且可以使用远程客户端182和远程服务器180对imd进行编程。在一些示例中，远程服务器180可以使用远程客户端182和远程服务器180在闭环控制中自动编程或控制imd。
112.在一个或多个示例中，患者在家中具有速度感测设备，该速度感测设备随时间持续或间歇地检查速度，例如以规则或不规则的时间间隔。在一个或多个示例中，患者在家中具有持续或间歇地检查速度的速度感测设备，例如imd，速度传感设备可以通过网络184向远程客户端182提供新传感的速度信息的通知。远程客户端182可以提示临床医生检查新检测到的速度信息并考虑编程改变。临床医生可以利用远程客户端182的用户接口来查看功效、输入刺激参数编程改变和/或接受由远程服务器180自动生成的推荐刺激参数改变。远程服务器180可以通过网络184向imd 200发送编程改变。在一些示例中，远程服务器180可以从imd、编程器或速度感测设备远程检索速度信息，并且可以将编程直接发送到imd或经由编程器发送到imd。在一些示例中，编程器、imd和/或速度感测设备通过网络访问设备通过网络连接与远程服务器180通信。
113.图6是示出基于速度信息传递电刺激的流程图。在一个示例中，一个或多个处理器可以被配置为将电刺激引导至患者(600)，例如通过电极递送由电刺激电路产生的电刺激。在一个或多个示例中，一个或多个处理器直接控制电刺激，或通过生成用于间接控制电刺激的指令来间接控制电刺激。
114.在602，处理器可以接收与在向患者递送电刺激时与患者相关联的步行速度相关的信息，例如速度值。在一个或多个示例中，可以用速度感测设备收集信息，该速度感测设备被配置为感测与患者相关联的速度。速度感测设备可以包括外部速度传感器或植入式速度传感器。在一些示例中，处理器通过用患者体内的第一传感器感测和通过用未附接到患者的第二传感器感测来接收与第一步行速度和/或随后的步行速度有关的信息。在一些示例中，处理器将第一传感器的数据与第二传感器相关联。接收到的信息可以通过无线遥测从速度感测设备发送和/或接收。
115.处理器可以基于接收到的信息生成输出(604)。在一个或多个示例中，输出可以包括速度值，和/或用于传递的电刺激的一个或多个电刺激功效指示。在一个或多个示例中，输出可以包括一个或多个推荐的用于传递电刺激的电刺激参数，例如电极组合、刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激频率或占空比中的一种或多种。在一个或多个示例中，一个或多个处理器可以被配置为基于经由用户接口接收到的信息来生成输出。
116.在一个或多个示例中，一个或多个处理器可以被配置为接收用户输入，选择电刺激的一个或多个刺激参数或多组刺激参数，并基于选择的刺激参数或多组直接递送电刺激该输出包括多个刺激参数的集合，并且可选地，输出包括多组刺激参数中的每一个的相应速度值，和/或基于多组刺激参数中的每一个的相应速度值的所传递的电刺激的电刺激功效指示。在一个或多个示例中，一个或多个处理器可以被配置为存储与多组刺激参数相关联的接收信息的指示。在一个或多个示例中，电刺激包括一个或多个参数，该参数被选择用于递送治疗以解决疼痛性糖尿病性神经病(pdn)、外周血管疾病(pvd)、外周动脉疾病(pad)、复杂区域疾病中的一种或多种的状况。疼痛综合征(crps)，心绞痛(ap)，腿痛、背痛或骨盆痛.输出可用于开发推荐的刺激参数，并呈现给用户(例如临床医生或患者)和/或自动实施。
117.图7是示出基于速度信息控制电刺激的流程图。在一个或多个示例中，系统使用附接到患者的速度感测设备或未附接到患者的设备感测基线患者步行速度(720)。可以在不提供电刺激的情况下测量基线速度。在(722)处，电刺激电路可以被配置为向患者产生电刺激，例如通过电极来递送由具有第一组参数的电刺激电路产生的电刺激。在一个或多个示例中，一个或多个处理器直接控制电刺激，或通过生成用于间接控制电刺激的指令来间接控制电刺激。在724，例如，如上所述，使用速度传感器针对第一组参数测量患者步行速度。可以将患者速度与基线患者速度进行比较。在一个或多个示例中，可以包括处理器的处理电路可以在向患者递送电刺激时接收与患者步行速度有关的信息，例如速度值。
118.处理电路可以控制电刺激电路调整到第二组参数，例如调整预定量(726)。在一个或多个示例中，处理电路可以被配置为如果接收到信息，则将电刺激的一个或多个刺激参数调整预定量。表示速度值未能从基线速度增加，在速度值范围外，低于最小速度值，或超过最大速度值。在一些示例中，将第一组刺激参数中的一个或多个调整预定量可以包括以第一速率调整第一组刺激参数中的一个或多个直到随后的步行速度大于第一步行速度。在一个或多个示例中，以第一速率调整可以包括每0.5秒增加0.1ma的幅度。在一个或多个示例中，将第一组刺激参数中的一个或多个调整预定量可以包括以第二速率调整第一组刺激参数中的一个或多个直到随后的步行速度小于或等于到第一步行速度。在一些示例中，第二速率包括每秒增加幅度0.1。
119.系统针对第二组或随后的参数集测量患者步行速度(728)。处理器评估相对速度和参数设置并基于评估生成一个或多个推荐的刺激参数(730)。在确定刺激的功效时，速度信息与参数设置相关，并相对于参数设置进行评估，其中速度增加的程度通常指示参数设置的功效。在一些示例中，可以通过速度读数对参数设置进行排序。通过对速度读数进行排序，可以开发产生所需速度的刺激参数列表，识别特别有效的参数设置。在一个或多个示例中，速度读数从高到低的排序并包括可接受的速度读数范围将确定多个参数组合的功效，例如但不限于刺激幅度、脉冲宽度和脉冲频率。在一个或多个示例中，速度读数可以通过患
者信息进一步排序，例如通过刺激感知得分、患者活动水平、姿势、一天中的时间以及来自患者传感器的其它输入。编程器可以为临床医生查看的各种参数提供功效评级，或者用户可以查看速度以评估不同设置的功效。
120.在一个或多个示例中，处理电路可以被配置为调整电刺激的一个或多个刺激参数以在一段时间内实现期望的速度。在一个或多个示例中，处理电路可以被配置为调整电刺激的刺激参数的占空比以在一段时间内实现期望的速度，从而减少对刺激的脱敏。在一个或多个示例中，处理电路可以被配置为进一步调整和/或递送以患者信息(例如患者姿势)和/或其它信息(例如一天中的时间)为条件的刺激。
121.在一个或多个示例中，编程器将测试一种或多种刺激参数组合，收集和存储与在每个参数设置下刺激期间测量的步行速度有关的信息。与在每个刺激参数处测量的速度有关的信息用于确定刺激功效。速度可以随着参数的每次调整而自动记录，速度的变化可以通过绘制速度随时间的变化来识别。
122.图8是说明一个或多个刺激参数与所感测的速度信息的自动审查以支持刺激参数编程的流程图。编程器可以自动或半自动地切换不同的参数设置，而不是用户手动选择它们中的每一个。
123.编程器可用于通过测试参数设置和记录每个参数设置的速度来确定imd的特定参数设置的功效，并为用户提供实施推荐参数设置的选项。吨编程器通过电极对或参数组合自动推进扫描，以识别达到所需速度值范围或超过速度值最小变化的刺激参数或电极对。
124.在一个或多个示例中，编程器指示速度传感器在没有电刺激的情况下感测并存储患者的基线速度(800)。基线速度在传递刺激之前。在收集基线速度之后，以第一组刺激参数(802)将刺激传递给患者，其中刺激参数包括电极组合、每个选定电极的极性、电压或电流幅度、脉冲宽度和脉冲频率。在以第一组刺激参数递送刺激时，针对刺激参数感测患者步行速度并且收集速度信息(804)。在一个示例中，编程器评估与感测到的基线速度相比的速度变化。将速度信息和患者信息与刺激参数一起存储，并将速度信息和患者信息输出给用户。
125.临床医生可以选择参数值范围来应用和测量结果速度，并且编程器通过临床医生设置的参数范围调整参数值。如果参数值在临床医生设置的范围内(806)，则编程器继续将参数调整为随后的一组参数(810)。例如，编程人员自动选择随后的一组刺激参数，并向imd提供指示以通过使用调整后的刺激参数传递刺激来测试调整后的刺激参数(812)。例如，编程器指示imd以调整的幅度传递刺激，例如具有与初始幅度值不同的幅度。在传递具有调整的刺激参数的刺激时，感测速度(804)。如果参数不在临床医生设置的范围内，则编程器评估获得的速度值，并根据速度测量值推荐刺激参数(808)。
126.编程器通过增加或减少刺激参数并收集有关相应速度值的信息来继续改变刺激参数。在一个示例中，可以修改幅度值，保持剩余的刺激参数不变。虽然提供了幅度的示例，但编程器可以指示刺激电路逐步通过其它刺激参数的各种增量设置，例如刺激脉冲宽度、刺激频率，或占空比，并记录每个步进值的相应速度信息。编程器可以为每个测试移动一个以上的刺激参数，并为多个移动的刺激参数收集速度信息。可以针对刺激参数的预定数量的变化进行阶梯式测试。例如，各个刺激参数可以分别测试十次，每次移动一定百分比。
127.该技术可以在诊所中执行，或者在患者能够使用速度感测设备检查速度的远程位
置执行。该系统允许记录患者速度，因为它与刺激参数相对应，而无需与患者交互以进行患者输入，从而允许临床医生获得刺激参数的客观功效信息。
128.图9是说明基于一个或多个刺激参数和感测的步行速度信息的相关性来生成索引信息的流程图。随着在刺激期间收集速度信息，与速度有关的信息随时间存储。速度信息由在特定参数设置期间发生的参数设置和选项患者信息存储以实现刺激期间的速度。该信息可能是特定于患者的，或涵盖具有潜在相关病史的患者群体。该信息可用于开发可用于闭环设置的速度相关性索引，其中可以自动更新和调整imd的患者刺激参数。临床医生编程器或另一设备可生成相关性索引并将索引下载到imd，或者临床医生编程器或另一设备生成并存储索引并使用该索引来指导或控制imd。速度相关性索引可包括跟踪两个或更多个变量之间的关系的信息矩阵。例如，变量可以包括使用一组刺激参数进行刺激的速度信息，并且刺激参数可以包括电极位置、组合和极性，或刺激幅度、脉冲宽度、脉冲速率或循环。在一个示例中，可以为每个参数设置存储每个刺激的速度数据。例如，存储用于利用第一组刺激参数的刺激的第一速度数据，并且存储用于刺激第二组刺激参数的第二速度数据。此外，可以将速度值与基线速度值进行比较，并且可以将刺激下的速度值与基线速度之间的差值存储在速度相关性索引中。
129.使用第一组刺激参数和第二组刺激参数实现的第一速度值和第二速度值可以通过诸如取决于患者的因素等附加因素在速度相关性索引内进一步分类。其它患者信息可以包括诸如一天中的时间或时间增量等因素。相关性索引可以包括速度随时间的对数，以及在刺激参数设置已经调整之后。
130.相关性索引可以包括作为输入的靶速度值和作为输出的预期产生靶速度值的对应刺激参数组。输出可用于开发推荐的参数或自动实现的参数。例如，推荐的参数设置或自动实施的参数可以指示刺激在特定时间段内开启，和/或在特定时间段内关闭刺激。在另一个示例中，所推荐的占空比参数设置可以指示开启刺激达某一时间段，而不产生刺激的脱敏。在一个或多个示例中，所推荐的参数设置可以指示刺激在一天中的某个时间发生，例如当患者通常是清醒的或活动的，或睡觉的时候。在一个或多个示例中，推荐的参数设置与患者何时具有某种姿势有关，例如当患者处于仰卧位时。
131.在一个或多个示例中，开发相关性索引包括在没有电刺激的情况下感测和存储患者的基线速度(902)。在传递刺激之前感测基线速度。在收集基线速度之后，以一组刺激参数向患者递送刺激(904)，其中刺激参数可以包括电极组合、电压或电流幅度、脉冲宽度和/或脉冲频率。在以刺激参数递送刺激时，针对刺激参数感测步行速度并且收集速度信息(906)。速度信息和可选的患者信息与相关性索引内的刺激参数一起存储(908)。修改刺激参数(910)，并且重复该过程以生成附加数据以填充相关性索引。
132.该系统可以为临床医生提供调整参数变化时间的能力，即参数变化在特定时间段内发生的频率。例如，临床医生可以提供输入以选择他们是否希望出现“粗分辨率或细分辨率”，等待速度变化的程度。当患者因速度变化而发生变化时，该系统还可以为临床医生提供“护栏”的能力。例如，系统可以接收来自临床医生的输入，指示只有当速度从当前状态变化 /-15％时才会发生参数变化(这也可以是真实的速度范围(例如，当前速度是x”，如果仅当x低于x＝/-6")。
133.相关性索引还可以包括按程序对参数候选者的排序，例如速度最大值或能量节
省。例如，索引中的数据按速度的最大变化或最佳节能进行分组。在一些示例中，参数设置集可以被分组以实现从基线速度的25％或更大的速度变化、50％的变化或100％的变化。在一些示例中，临床医生可以设置程序以优先考虑这些分组以进行闭环控制。在一些示例中，参数设置的集合可以通过实现低、中或高能量守恒来分组。闭环控制系统可以使用相关数据来实现最有效的改变，同时为患者提供最显着的行走速度成就。
134.本发明的技术实现了监测速度变化的几种不同方式。例如，当患者的每条腿独立移动时，系统可以单独或组合监测每条腿的速度变化。这可能适用于多种情况，例如在给定时间段/距离内覆盖的距离变化，在给定时间段/距离内增加/减少步频，增加/减少脚跟、脚趾或脚跟到脚趾的撞击在给定的时间段/距离内，在两步之间的脚暂时停在地面上的时间，在给定的时间段/距离内的步幅长度之间的时间/速度变化，在给定的时间段/距离内的步幅变化，以及速度的增加脚在给定的时间段/距离内向前移动。
135.由于自然手臂摆动在行走时可能会发生并且通常与小腿有关，因此本公开提出了监测手臂摆动(例如，因为它与腿速度有关)。例如，系统可以监测患者行走时手臂摆动的变化(例如，当人体在给定时间段/距离内行走/跑步时自然地向前摆动相反的手臂)。该系统可以利用这些中的每一个来监测患者的行走。
136.尽管以上参考单个imd进行了描述，但本发明的技术不限于此。例如，多个imd(例如，多个dbs或其它系统)可以植入单个患者中并且可以链接到单个速度传感器或多个速度传感器(例如，共享速度传感器)。作为一个示例，患者可以具有一个或多个植入物，每个植入物具有一个或多个引线。在一些这样的示例中，传感器可以是中央通用传感器或附接到每条腿/脚的单独传感器。如果患者的下肢有单独的传感器，这样每条腿都可以通过编程单独“调整”(例如，在dbs中，左半球导联为患者的右侧提供症状控制，反之亦然)。如果系统包括基于中心的引线，则系统可以一次修改一个半球或同时修改两个半球。作为另一个示例，患者可以植入两个或更多个植入物。在一些这样的示例中，临床医生可以确定哪些程序/系统将链接到传感器数据。例如，临床医生还可以使用疾病状态/导联位置来帮助确定哪些导联将利用数据。
137.在一些示例中，系统可以验证传感器完整性(例如，在编程期间)。例如，如果与速度传感器的链接丢失，则系统可以避免做出改变和/或通知临床医生链接丢失。在某些情况下，临床医生可能会确定imd是否应该使用最新参数继续提供刺激，或者回退到安全编程，直到链接恢复。
138.以下编号的实施例可以说明本公开的一个或多个方面。
139.实施例1.一种系统，所述系统包括：处理电路系统，所述处理电路系统被配置为在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用一个或多个处理器接收所述患者的第一步行速度信息；基于所述第一步行速度信息将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量以生成一组经预定量调整的刺激参数；在将具有所述一组经调整的刺激参数的电刺激递送至所述患者的同时，用所述一个或多个处理器接收所述患者的后续步行速度信息；以及用所述一个或多个处理器并基于所述后续步行速度生成针对所述患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
140.实施例2.根据实施例1所述的系统，其中所述一个或多个推荐参数包括刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激频率、或占空比中的一者或多者。
141.实施例3.根据实施例1或2所述的系统，其中将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量包括以第一速率调整所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到所述后续步行速度大于所述第一步行速度。
142.实施例4.根据实施例3所述的系统，其中所述第一速率包括每0.5秒增加0.1ma的幅度。
143.实施例5.根据实施例3所述的系统，其中所述处理电路系统进一步被配置为将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量，包括以第二速率调整所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到所述后续步行速度小于或等于所述第一次步行速度。
144.实施例6.根据实施例5所述的系统，其中所述第二速率包括每秒增加0.1的幅度。
145.实施例7.根据实施例1-6中任一项所述的系统，其中接收所述第一步行速度或所述后续步行速度包括用附接到所述患者的速度感测设备感测所述患者的所述步行速度。
146.实施例8.根据实施例7所述的系统，其中感测所述步行速度包括用所述患者体内的传感器进行感测。
147.实施例9.根据实施例1-8中任一项所述的系统，其中接收所述第一步行速度或所述后续步行速度包括用不附接到所述患者的速度感测设备感测所述患者的所述步行速度。
148.实施例10.根据实施例9所述的系统，其中所述速度感测设备包括激光器。
149.实施例11.根据实施例1-10中任一项所述的系统，其中接收所述第一步行速度或所述后续步行速度包括用所述患者体内的第一传感器进行感测和用不附接到所述患者的第二传感器进行感测，以及将所述第一传感器与所述第二传感器相关联。
150.实施例12.根据实施例1-11中任一项所述的系统，其中所述处理电路系统还被配置为在将具有所述第一组刺激参数的所述电刺激递送至所述患者时接收与所述患者的脑信号信息有关的信息。
151.实施例13.根据实施例1-12中任一项所述的系统，其中所述处理电路系统还被配置为用所述一个或多个处理器生成相关性索引，所述相关性索引将所述所接收的步行速度信息索引到所述电刺激的一个或多个刺激参数。
152.实施例14.根据权利要求1-13中任一项所述的系统，其中所述处理电路系统还被配置为存储定义相关性索引的数据，所述相关性索引定义用于递送所述电刺激的速度信息和参数信息之间的关系，其中所述处理电路系统基于所述关系自动调整所述电刺激的所述参数中的一个或多个参数，并且基于所述经调整的参数自动控制所述电刺激。
153.实施例15.一种方法，所述方法包括在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用一个或多个处理器接收所述患者的第一步行速度信息；基于所述第一步行速度信息将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量以生成一组经预定量调整的刺激参数；在将具有所述一组经调整的刺激参数的电刺激递送至所述患者的同时，用所述一个或多个处理器接收所述患者的后续步行速度信息；以及用所述一个或多个处理器并基于所述后续步行速度生成针对所述患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
154.实施例16.根据实施例15所述的方法，其中所述一个或多个推荐参数包括刺激幅度、刺激脉冲宽度、刺激频率、或占空比中的一者或多者。
155.实施例17.根据实施例15或16所述的方法，其中将所述第一组刺激参数中的一个
或多个刺激参数调整预定量包括以第一速率调整所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数，直到所述后续步行速度大于所述第一步行速度。
156.实施例18.根据实施例17所述的方法，其中所述第一速率包括每0.5秒增加0.1ma的幅度。
157.实施例19.根据实施例15-18中任一项所述的方法，其中接收所述第一步行速度或所述后续步行速度包括用所述患者体内的第一传感器进行感测和用不附接到所述患者的第二传感器进行感测，以及将所述第一传感器与所述第二传感器相关联。
158.实施例20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：在将具有第一组刺激参数的电刺激递送至患者的同时，用一个或多个处理器接收所述患者的第一步行速度信息；基于所述第一步行速度信息将所述第一组刺激参数中的一个或多个刺激参数调整预定量以生成一组经预定量调整的刺激参数；在将具有所述一组经调整的刺激参数的电刺激递送至所述患者的同时，用所述一个或多个处理器接收所述患者的后续步行速度信息；以及用所述一个或多个处理器并基于所述后续步行速度生成针对所述患者的一个或多个推荐的电刺激参数。
159.本公开中所描述的技术可至少部分地在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。例如，所描述的技术的各个方面可以在处理电路系统内实施，该处理电路系统可包括一个或多个处理器，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)；或任何其它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。术语“处理器”或“处理电路系统”一般可指代单独或与其它逻辑电路系统或任何其它等效电路系统组合的前述逻辑电路系统中的任一个。包括硬件的控制单元也可以形成被配置成执行本公开的一种或多种技术的一个或多个处理器或处理电路系统。
160.可以实施此类硬件、软件和固件，并且可以在同一设备内、在单独的设备内和/或在多个设备内、之间或跨多个设备在协调的基础上执行各种操作，以支持本公开中所述的各种操作和功能。另外，所描述的任何单元、模块或部件可一起或单独地实施为离散但可互操作的逻辑设备。对如电路或单元的不同特征的描述旨在突出显示不同的功能方面，并且不一定暗示必须通过单独的硬件或软件部件来实现这类电路或单元。而是，可通过单独的硬件或软件部件来执行与一个或多个电路或单元相关联的功能，或者可将其集成在通用的或单独的硬件或软件部件内。本公开中所描述的包括一个或多个处理器的处理电路系统在各种示例中可以实施为固定功能电路、可编程电路或它们的组合。固定功能电路是指使用预设操作提供特定功能性的电路。可编程电路是指可被编程以执行各种任务并在可执行的操作中提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可以执行使可编程电路以由软件或固件的指令所限定的方式操作的软件或固件。固定功能电路可以执行软件指令(例如，以接收刺激参数或输出刺激参数)，但是所述固定功能电路执行的操作的类型通常是不可变的。在一些示例中，单元中的一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，所述单元中的一个或多个单元可以是集成电路。
161.本公开中描述的技术还可在可被描述为非暂时性介质的含有指令的计算机可读介质(如计算机可读存储介质)中实现或编码。嵌入或编码在计算机可读存储介质中的指令可以使可编程处理器或其它处理器例如在执行指令时执行该方法。计算机可读存储介质可以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)、可擦可编程只
读存储器(eprom)、电子可擦可编程只读存储器(eeprom)、闪存、硬盘、cd-rom、软盘、盒带、磁性介质、光学介质或其它计算机可读介质。