專利名稱：用根據(jù)函數(shù)調(diào)節(jié)的脈沖振幅和寬度的基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療系統(tǒng)，尤其涉及傳送電刺激治療的醫(yī)療系統(tǒng)。背景醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)用于將電刺激治療傳送給患者來治療各種癥狀或狀況，諸如慢性疼痛、顫抖、帕金森病、癲癇癥、小便或大便失禁、以及性功能障礙。電刺激一般被傳送給患者體內(nèi)所選目標(biāo)組織或位置，諸如大腦、脊髓、骨盆神經(jīng)、或末梢神經(jīng)。因此，刺激用于不同的治療應(yīng)用中，諸如脊髓刺激(SCS)、深部腦刺激(DBS)、骨盆刺激、或末梢神經(jīng)刺激。醫(yī)療設(shè)備還已經(jīng)用于將電刺激傳送給心臟例如以供心臟起搏，并將電刺激傳送給肌肉例如以供功能性電刺激(FEQ來促進(jìn)肌肉運(yùn)動(dòng)或防止萎縮。這些醫(yī)療設(shè)備通常以電脈沖的形式傳送電刺激治療。在許多示例中，傳送刺激的醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)是可植入的?？芍踩脶t(yī)療設(shè)備通常經(jīng)由一條或多條引線傳送電刺激，這些引線包括位于接近目標(biāo)組織的電極。可植入醫(yī)療設(shè)備通常能夠與外部計(jì)算設(shè)備通信(稱為編程設(shè)備或編程器)并且使用該外部計(jì)算設(shè)備來編程，該外部計(jì)算設(shè)備與可植入醫(yī)療設(shè)備無線地并經(jīng)皮膚通信。在大多數(shù)情況下，臨床醫(yī)生選擇多個(gè)可編程參數(shù)的值以定義可植入刺激器要傳送給患者的電刺激治療。例如，臨床醫(yī)生可選擇要傳送給患者的電刺激治療的刺激波形的振幅值和脈沖寬度值，該振幅值可以是電流振幅或電壓振幅。另外，臨床醫(yī)生還可選擇要傳送給患者的刺激脈沖的脈沖速率或頻率、一條或多條可植入引線所帶有的用以傳送刺激的電極的組合、以及所選電極的極性?？砂ㄕ穹?、脈沖寬度、脈沖頻率、電極組合和電極極性的一組參數(shù)在其驅(qū)動(dòng)要傳送給患者的電刺激治療的意義上可被稱為程序。在大多數(shù)情況下，臨床醫(yī)生創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)程序，醫(yī)療設(shè)備將在初始編程會(huì)話期間使用這些程序來將治療傳送給患者。在可植入醫(yī)療設(shè)備的情況下，初始編程會(huì)話通常在設(shè)備被植入患者之后立刻發(fā)生。程序參數(shù)各自的值可對(duì)根據(jù)該程序傳送治療的功效和副作用具有顯著影響。選擇提供足夠結(jié)果的參數(shù)值的過程可能是耗時(shí)的。具體而言， 該過程可在“最佳”程序被發(fā)現(xiàn)之前需要對(duì)參數(shù)值的許多潛在組合進(jìn)行大量試驗(yàn)和誤差 (trial-and-error)測(cè)試。例如，“最佳”程序可以是在所經(jīng)歷的臨床功效對(duì)副作用方面比所測(cè)試的其他程序好的程序。作為另一示例，最佳程序還可以是需要相對(duì)比其他程序少的能量的程序，以最小化電刺激所消耗的能量并且最大化醫(yī)療設(shè)備的電源壽命。在一些情況下，臨床醫(yī)生可需要測(cè)試大量可能的電極配置(即組合和極性)以標(biāo)識(shí)期望的配置。在測(cè)試電極配置期間，臨床醫(yī)生可選擇脈沖寬度，并且隨后調(diào)節(jié)振幅以標(biāo)識(shí)一個(gè)或多個(gè)振幅閾值，諸如刺激首次被患者感知的振幅(或感知閾值)、以及刺激仍然是舒服的最大振幅或來自刺激的副作用變得無法忍受的振幅。使用范圍(例如，可用于刺激治療的振幅的范圍)可基于這些振幅閾值來定義。另外地或替換地，臨床醫(yī)生可標(biāo)識(shí)使用振幅，該使用振幅可以是刺激是有效的并且導(dǎo)致最小的、可忍受的副作用或沒有副作用的振幅。臨床醫(yī)生可基于直覺或經(jīng)驗(yàn)選擇脈沖寬度。臨床醫(yī)生可重復(fù)用一個(gè)或多個(gè)其他固定脈沖寬度的電極配置的耗時(shí)振幅調(diào)節(jié)過程，或可在已經(jīng)測(cè)試僅一個(gè)脈沖寬度之后進(jìn)入另一個(gè)電極配置。即使在該通常冗長(zhǎng)的過程之后，初始編程會(huì)話期間所選擇的程序最終可證明是不足的。初始編程的最終不足可因各種問題引起，包括癥狀和/或潛在疾病的進(jìn)展；活動(dòng)和 /或姿態(tài)期間所增加的或改變的、在初始編程會(huì)話期間在門診中未反復(fù)的癥狀或副作用； 副作用的慢性發(fā)作；以及在經(jīng)由位于可植入引線上的電極傳送刺激的情況下的引線遷移。 治療的一個(gè)示例是深部腦刺激，其副作用和功效一般直到程序已經(jīng)應(yīng)用了延長(zhǎng)的時(shí)段才明
Mo患者已經(jīng)被賦予在診所之外調(diào)節(jié)刺激(至少部分地解決這些情形)的能力。例如，具有可植入醫(yī)療設(shè)備的患者已經(jīng)配備有外部編程設(shè)備(稱為患者編程器或患者治療管理器)，該外部編程設(shè)備相對(duì)于臨床醫(yī)生所使用的編程設(shè)備被簡(jiǎn)化了?；颊呖墒褂没颊呔幊唐鱽碚{(diào)節(jié)刺激，但是通常是以相對(duì)于臨床醫(yī)生受限制的方式。在實(shí)踐中，患者常常調(diào)節(jié)脈沖振幅而無需調(diào)節(jié)脈沖寬度來達(dá)到刺激的功效或副作用的期望變化。概述如臨床醫(yī)生和患者兩者已經(jīng)進(jìn)行的，只修改或主要修改振幅作為調(diào)節(jié)刺激強(qiáng)度的手段不可能標(biāo)識(shí)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度的更多期望組合。較長(zhǎng)脈沖寬度值在其可便于有功效的刺激的意義上可能是更有效的，該有功效的刺激消耗來自醫(yī)療設(shè)備的電源的功率較少。較長(zhǎng)脈沖寬度值還可提供更舒服的刺激，例如，具有更少的非期望感覺或其他副作用。較長(zhǎng)脈沖寬度值另外可允許刺激的整體強(qiáng)度在調(diào)節(jié)振幅時(shí)更大。一般而言，本公開涉及用于基于電荷編程電刺激治療強(qiáng)度的技術(shù)。在一些示例中， 顯示器以電荷為單位(例如，毫微庫侖)來呈現(xiàn)刺激強(qiáng)度值。在這些示例中，用戶可調(diào)節(jié)所顯示的電荷值而不是脈沖振幅或脈沖寬度，以調(diào)節(jié)電刺激治療的強(qiáng)度。處理器基于控制刺激的電荷的用戶輸入確定對(duì)脈沖振幅和脈沖寬度的修改，諸如用戶對(duì)所顯示電荷值的修改。具體而言，處理器修改脈沖振幅和寬度，以根據(jù)使脈沖振幅與脈沖寬度相關(guān)的預(yù)定函數(shù)達(dá)到期望量的電荷。在一些示例中，函數(shù)可由用戶編程，例如，選擇或調(diào)節(jié)。函數(shù)可被選擇成例如提升刺激的功耗效率或舒適性?；趩蝹€(gè)參數(shù)(即電荷) 而不是多個(gè)參數(shù)的編程電刺激治療強(qiáng)度可加快編程的速度，即找到脈沖振幅和寬度的期望組合。在一示例中，一種方法包括將指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)；從用戶處接收修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的電荷值的輸入；以及根據(jù)函數(shù)并基于對(duì)電荷值的修改來修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。在另一示例中，一種系統(tǒng)包括存儲(chǔ)指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的存儲(chǔ)器；將神經(jīng)刺激傳送給患者的醫(yī)療設(shè)備，從用戶處接收修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的電荷值的輸入的用戶接口 ；以及處理器。處理器與存儲(chǔ)器、醫(yī)療設(shè)備和用戶接口通信，并且根據(jù)函數(shù)且基于對(duì)電荷值的修改來修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。在另一示例中，一種系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的裝置；用于從用戶處接收修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的電荷值的輸入的裝置；以及用于根據(jù)函數(shù)并基于對(duì)電荷值的修改來修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度的裝置。在另一示例中，一種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，這些指令使可編程處理器 從存儲(chǔ)器取回指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)；從用戶處接收修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的電荷值的輸入；以及根據(jù)函數(shù)并基于對(duì)電荷值的修改來修改醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。在另一示例中，一種方法包括將指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)；接收用戶輸入的對(duì)從醫(yī)療設(shè)備傳送給患者的神經(jīng)刺激的脈沖振幅或脈沖寬度之一的修改；根據(jù)強(qiáng)度等效于用戶輸入的對(duì)脈沖振幅或脈沖寬度之一的修改的函數(shù)來確定對(duì)脈沖振幅和脈沖寬度兩者的修改；以及根據(jù)該確定修改刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。附圖簡(jiǎn)述

圖1是示出示例刺激治療系統(tǒng)的概念圖。圖2是示出傳送電刺激治療的可植入醫(yī)療設(shè)備的示例配置的框圖。圖3是示出用于編程和控制圖2的可植入醫(yī)療設(shè)備的外部編程設(shè)備的示例配置的框圖。圖4是示出示例強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線的示圖。圖5是示出多個(gè)示例強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線的示圖。圖6A和6B是示出表示與多個(gè)強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線交叉的相應(yīng)脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)的多條線的示圖。圖7是示出脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)的另一示例的示圖。圖8是示出便于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的示例用戶接口的概念圖。圖9是示出便于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的另一示例用戶接口的概念圖。圖10是示出用于使用使脈沖振幅和寬度相關(guān)的函數(shù)的基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的示例技術(shù)的流程圖。圖11是示出用于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的另一種示例技術(shù)的流程圖，其中脈沖振幅和脈沖寬度之一或兩者是可鎖定的。圖12是示出用于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的另一種示例技術(shù)的流程圖，其中基于刺激效率自動(dòng)地調(diào)節(jié)使脈沖振幅和寬度相關(guān)的函數(shù)。圖13是示出用于基于接收脈沖振幅或?qū)挾鹊?、基于電荷的刺激?qiáng)度編程的示例技術(shù)的流程圖。圖14是示出用于在電極上的電荷密度滿足閾值時(shí)對(duì)增加電荷的用戶請(qǐng)求作出響應(yīng)的示例技術(shù)的流程圖。詳細(xì)描述圖1是示出示例刺激治療系統(tǒng)10的概念圖，該治療系統(tǒng)10將治療電刺激傳送給患者12。治療系統(tǒng)10包括可植入醫(yī)療設(shè)備(IMD) 20，IMD 20耦合到引線16A和16B (統(tǒng)稱為“引線16”)、并且與外部編程器30通信。引線16各自包括一個(gè)或多個(gè)電極(圖1中未示出)。IMD 20經(jīng)由電極將電刺激傳送給患者12。所示的引線數(shù)量和位置只是一個(gè)示例。 此外，在本文中描述的技術(shù)可通過其中醫(yī)療設(shè)備和/或引線不是可植入的，或者這些系統(tǒng)不包括引線和/或編程器的系統(tǒng)來實(shí)踐。
在所示的示例中，IMD 20將脊髓刺激(SCS)傳送給患者12的脊髓18以例如治療慢性疼痛。在其他示例中，IMD或其他醫(yī)療設(shè)備傳送深部腦刺激(DBS)、皮層刺激(CS)、末梢神經(jīng)刺激(PNS)、骨盆底部刺激、胃刺激、或末梢神經(jīng)區(qū)域刺激(PNR5)。刺激可被配置成支持對(duì)各種癥狀、疾病和紊亂(disorder)的治療，諸如慢性疼痛、暫時(shí)疼痛、小便失禁、大便失禁、性功能障礙、胃輕癱、肥胖、運(yùn)動(dòng)紊亂、癲癇癥、抑郁癥、焦慮等。由此，參考系統(tǒng)10 和SCS來描述用于刺激強(qiáng)度編程的技術(shù)，而不限于將這些技術(shù)應(yīng)用于其他系統(tǒng)、目標(biāo)刺激部位、或治療應(yīng)用。諸如臨床醫(yī)生或患者之類的用戶與編程器30交互以配置IMD 20所傳送的電刺激。以此方式，編程器30控制IMD 20所傳送的刺激。在各個(gè)示例中，編程器30包括將用戶接口提供給臨床醫(yī)生的手持設(shè)備、便攜式計(jì)算機(jī)、或工作站。編程器30使用任何醫(yī)療設(shè)備遙測(cè)技術(shù)或本領(lǐng)域中已知的其他無線通信技術(shù)與IMD 20通信。在一些示例中，編程器30 是經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與IMD 20通信的遠(yuǎn)程設(shè)備。編程器30可以是特征相對(duì)較全的臨床醫(yī)生編程器， 或具有對(duì)IMD 20的操作的相對(duì)受限控制的患者編程器。臨床醫(yī)生與編程器30交互以編程刺激參數(shù)，諸如脈沖振幅、寬度和速率，以及選擇對(duì)傳送刺激的引線16上的電極的配置。這些刺激參數(shù)的值的不同組合可被稱為程序。 IMD 20根據(jù)一個(gè)或多個(gè)程序傳送刺激治療。系統(tǒng)10是便于基于電荷編程電刺激治療的強(qiáng)度的系統(tǒng)的一個(gè)示例。通過使用編程器30，用戶可調(diào)節(jié)電荷值而不是脈沖振幅或脈沖寬度以調(diào)節(jié)電刺激治療的強(qiáng)度。IMD 20 或編程器30之一或兩者內(nèi)的處理器可基于對(duì)電荷值的修改確定對(duì)脈沖振幅和脈沖寬度的修改。具體而言，處理器修改脈沖振幅和寬度以通過根據(jù)使脈沖振幅和寬度相關(guān)的預(yù)定函數(shù)調(diào)節(jié)脈沖振幅和寬度來達(dá)到期望的電荷，該預(yù)定函數(shù)可存儲(chǔ)在IMD 20和編程器30之一或兩者內(nèi)。在一些示例中，用戶可使用編程器30來選擇或調(diào)節(jié)使脈沖振幅和寬度相關(guān)的函數(shù)。圖2是示出IMD 20的示例配置的框圖。在圖2的示例中，IMD 20包括處理器22、 存儲(chǔ)器M、刺激發(fā)生器沈、遙測(cè)模塊28和電源四。如圖2所示，刺激發(fā)生器沈耦合到引線 16。引線16A到16分別包括電極21A-21D和21E-21H(統(tǒng)稱為“電極21”)。處理器22控制刺激發(fā)生器沈以根據(jù)刺激參數(shù)(例如，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器M中和/或經(jīng)由遙測(cè)模塊觀接收自編程器30的程序)傳送電刺激治療。在一些情況下，接收自編程器30的刺激參數(shù)實(shí)際上是修改(例如，遞增或遞減)諸如脈沖寬度或脈沖振幅之類的一個(gè)或多個(gè)刺激參數(shù)值的命令。刺激發(fā)生器26以脈沖的形式將刺激提供給電極21。刺激發(fā)生器26可在處理器22的控制下利用引線16上的電極21的任何組合或配置。處理器22可包括微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、或其他數(shù)字邏輯電路中的任何一個(gè)或多個(gè)。存儲(chǔ)器M存儲(chǔ)由處理器 22執(zhí)行的指令，例如，在由處理器22執(zhí)行時(shí)使處理器和IMD 20提供此處歸于其的功能的指令。存儲(chǔ)器72可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存等中的任何一個(gè)或多個(gè)。此處歸于處理器22的功能可體現(xiàn)為硬件、固件、軟件等。遙測(cè)模塊觀可包括本領(lǐng)域已知的、用于便于無線遙測(cè)(例如，經(jīng)由與外部編程器 30內(nèi)的類似電路的射頻(RF)通信或近側(cè)電感性交互)的電路。電源四將操作功率傳送到IMD 20的組件。電源四可包括電池和產(chǎn)生操作功率的發(fā)電電路。在一些實(shí)施例中，電池可以是可再充電的以允許延長(zhǎng)的操作。再充電可經(jīng)由外部充電器和IMD 20內(nèi)的電感充電線圈之間的近側(cè)電感性交互來實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)施例中，可使用不可再充電電池。作為另一個(gè)替換，只要需要或期望刺激，外部電源就可經(jīng)皮膚地給IMD 20供電。在所示示例中，存儲(chǔ)器M存儲(chǔ)使脈沖振幅與脈沖寬度相關(guān)的預(yù)定函數(shù)23。在一些示例中，處理器22控制刺激發(fā)生器沈以根據(jù)函數(shù)調(diào)節(jié)發(fā)生器所傳送的刺激脈沖的脈沖振幅和脈沖寬度，即以便于保持或基本保持函數(shù)23所定義的脈沖振幅和寬度之間的關(guān)系。處理器22可響應(yīng)于用以修改(例如，遞增或遞減)經(jīng)由遙測(cè)模塊觀所接收的來自編程器30 的刺激強(qiáng)度的命令、或例如在根據(jù)時(shí)間表的間隔處或之后基于用以修改存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器M 中的刺激強(qiáng)度的指令、或響應(yīng)于經(jīng)由電極21或另一個(gè)傳感器(未示出)所感測(cè)的一些狀況來以此方式調(diào)節(jié)脈沖振幅和/或?qū)挾?。處理?2可控制刺激發(fā)生器沈來與保持關(guān)系基本同時(shí)地使振幅和脈沖寬度增大或減小，或者可在對(duì)脈沖振幅和寬度的調(diào)節(jié)之間交替以基本保持關(guān)系。在所示的示例中，存儲(chǔ)器M還存儲(chǔ)效率信息25。效率信息25包括關(guān)于相對(duì)于電源四的要求的各個(gè)脈沖寬度和/或脈沖振幅值的效率的信息，以供傳送具有那些值的刺激。例如，效率信息25可標(biāo)識(shí)脈沖振幅值，在該脈沖振幅值處電源電壓將需要倍增或提高以向刺激發(fā)生器沈提供足夠的凈空來傳送此振幅處的脈沖。這種提高值處或之上的脈沖振幅可能是低效率的，例如，脈沖的振幅和從電源四請(qǐng)求的功率量之間的比率可能是相對(duì)低的。效率信息25可標(biāo)識(shí)這些振幅。這些提高的振幅作為電源四的電壓電平的函數(shù)可隨時(shí)間改變。處理器22可周期性地確定電源四的電流電壓電平，并且更新效率信息25。如在下文中將描述的，處理器22可基于效率信息25自動(dòng)地調(diào)節(jié)函數(shù)23，例如，標(biāo)識(shí)刺激振幅正在接近提高點(diǎn)。圖3是示出編程器30的示例配置的功能框圖。在圖3的示例中，外部編程器30包括處理器32、存儲(chǔ)器34、用戶接口 36和通信模塊38。處理器32處理來自存儲(chǔ)器34的指令并且控制編程器30的各個(gè)組件以提供此處歸于編程器的功能。處理器32可包括微處理器、 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、或其他數(shù)字邏輯電路中的任何一個(gè)或多個(gè)。此處歸于處理器32的功能可體現(xiàn)為硬件、固件、軟件、或其任何組合。存儲(chǔ)器34存儲(chǔ)由處理器32執(zhí)行的指令。存儲(chǔ)器34可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、 只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存等中的任何一個(gè)或多個(gè)。用戶(臨床醫(yī)生或病人1 可經(jīng)由用戶接口 36與處理器32交互。此處所描述的用戶接口中的任一個(gè)可以是用戶接口 36或由其提供的一個(gè)示例，諸如圖8和9的圖形用戶接口 70和90。用戶接口 36可包括示出涉及刺激治療的信息的顯示器(諸如液晶顯示器 (LCD)、發(fā)光二極管(LED)顯示器、或其他屏幕)，以及將輸入提供給編程器30的按鈕或小鍵盤。用戶接口 36還可包括輸入介質(zhì)，諸如按鈕、軟鍵、定點(diǎn)設(shè)備(即鼠標(biāo)、跟蹤球、滾輪、定點(diǎn)桿、或觸摸墊)。在一些實(shí)施例中，顯示器可以是允許用戶例如用指示筆直接從顯示屏選擇選項(xiàng)的觸摸屏。通過編程器30與IMD 20的無線遙測(cè)可通過射頻(RF)通信或近側(cè)電感性交互來實(shí)現(xiàn)。該無線通信通過使用通信模塊38是可能的。因此，通信模塊38可包括本領(lǐng)域已知的、用于這種通信的電路。在一些示例中，通信模塊38還包括用于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(例如，與服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫)通信的有線或無線網(wǎng)絡(luò)接口，以供發(fā)送數(shù)據(jù)和/或接收命令。在所示的示例中，存儲(chǔ)器34存儲(chǔ)預(yù)定脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)23，以及有關(guān)相對(duì)于使用IMD 20的電源四的刺激參數(shù)效率的效率信息25。函數(shù)23可以是經(jīng)由編程設(shè)備30 可編程的。在一些示例中，用戶可通過經(jīng)由用戶接口 36與處理器32通信來修改或選擇函數(shù)23。函數(shù)23可采用可應(yīng)用于脈沖振幅或?qū)挾戎粊泶_定另一個(gè)的數(shù)值比率、或者包括該比率和可能的常數(shù)或偏移的等式的形式。在一些示例中，函數(shù)23可采用定義脈沖振幅和脈沖寬度之間非線性關(guān)系的等式的形式。在一些示例中，函數(shù)23可采用滿足或基本滿足或符合這種比率或等式的多個(gè)成對(duì)脈沖振幅值的形式，這些成對(duì)脈沖振幅值可存儲(chǔ)在表格或列表中。處理器32可經(jīng)由通信模塊38從IMD 20接收效率信息25，并且將效率信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器25中。在其他示例中，存儲(chǔ)器34可在制造期間或在一些其他時(shí)刻用IMD 20的效率信息25來編程或加載。處理器32可從IMD 20周期性地接收電源四的電壓電平或其他度量，并且基于電壓電平或其他度量更新效率信息。如在下文中將更詳細(xì)描述的，處理器32 可基于效率信息25自動(dòng)地調(diào)節(jié)函數(shù)23，例如，標(biāo)識(shí)刺激振幅正在接近提高點(diǎn)。在一些示例中，用戶接口 36顯示例如以毫微庫侖為單位的電荷的值，表示從IMD 20傳送給患者12的電刺激的強(qiáng)度。在一些示例中，用戶接口 36接收用戶輸入的對(duì)電荷值的修改以調(diào)節(jié)刺激強(qiáng)度。處理器32提供控制IMD 20來響應(yīng)于用戶輸入的修改、或響應(yīng)于編程例如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34中的時(shí)間表經(jīng)由通信模塊38修改刺激強(qiáng)度的命令。在一些示例中，命令表示電荷值的改變、或使電荷或刺激強(qiáng)度遞增或遞減的指示。 在這些示例中，IMD 20可基于命令并根據(jù)存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器M中的函數(shù)23修改脈沖振幅和脈沖寬度。在其他示例中，處理器32基于電荷修改確定根據(jù)函數(shù)23的對(duì)脈沖寬度或振幅的修改，并且經(jīng)由通信模塊38將所確定的對(duì)脈沖振幅和寬度的修改發(fā)送到IMD 20。圖4是示出示例強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線40的示圖。一般而言，沿曲線40的所有點(diǎn)定義成對(duì)脈沖寬度和振幅值，這些成對(duì)脈沖寬度和振幅值在其具有激活目標(biāo)神經(jīng)組織的基本相等能力的意義上強(qiáng)度基本相等。例如，脈沖寬度為P1且振幅為A3(即曲線40上的點(diǎn)42) 的刺激脈沖、脈沖寬度為I32且振幅為A2 (即點(diǎn)44)的刺激脈沖、以及脈沖寬度為P3且振幅為 A1 (即點(diǎn)46)的刺激脈沖的強(qiáng)度可基本相等并且其捕捉目標(biāo)神經(jīng)組織的能力基本相等。以此方式，點(diǎn)42、44和46定義三個(gè)脈沖寬度和振幅值對(duì)，即成對(duì)脈沖寬度和振幅值，這些脈沖寬度和振幅值對(duì)可對(duì)應(yīng)于單個(gè)刺激強(qiáng)度。曲線40可以是目標(biāo)神經(jīng)組織特有的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線。具有沿曲線的脈沖振幅和寬度對(duì)(例如，在點(diǎn)42、44和46處)的刺激脈沖的強(qiáng)度可剛好足以激活目標(biāo)神經(jīng)組織。 具有曲線之上的脈沖振幅和寬度對(duì)(例如，點(diǎn)49所定義的對(duì))的刺激脈沖也能激活目標(biāo)組織。具有曲線之下的脈沖振幅和寬度對(duì)(例如，點(diǎn)48所定義的對(duì))的刺激脈沖的強(qiáng)度將不足以激活目標(biāo)組織?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)確定目標(biāo)神經(jīng)組織的曲線40。如曲線40所示，可存在激活目標(biāo)組織所需的最小脈沖寬度。一般而言，如果刺激脈沖的脈沖寬度小于該最小脈沖寬度，則刺激脈沖將不能激活組織，無論振幅增加多少。類似地，可存在激活大量組織所需的沿曲線40的最小振幅。在一些情況下，該最小振幅可被稱為基強(qiáng)度(rheobase)振幅。另外，曲線40上對(duì)應(yīng)的為基強(qiáng)度振幅兩倍的脈沖寬度值可被稱為時(shí)值(chronaxie)。
雖然包括42、44和46的曲線40上的所有點(diǎn)定義提供基本相等的刺激強(qiáng)度的各個(gè)脈沖寬度和振幅值對(duì)，但是各個(gè)成對(duì)脈沖寬度和振幅值不必在所有其他方面基本相等。例如，刺激效率可取決于刺激的脈沖寬度和振幅值而改變。振幅相對(duì)較高且脈沖寬度相對(duì)較低的脈沖(例如，相對(duì)于點(diǎn)44的點(diǎn)42)可能需要提高電源電壓、降低效率，但可提供電荷密度較低的有效刺激。替換地，振幅相對(duì)較低且脈沖寬度相對(duì)較高的脈沖對(duì)于被設(shè)備(例如， IMD 20)消耗的能量可能是更有效的，但傳送電荷密度較高的脈沖，這在較高閾值設(shè)置時(shí)可能不是所期望的。圖5是示出包括圖4的曲線40以及曲線50和52的多個(gè)強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線的示圖。曲線50和52可表示來自曲線40的目標(biāo)神經(jīng)組織的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線的隨時(shí)間改變情況。改變可因電極21相對(duì)于目標(biāo)組織的運(yùn)動(dòng)或目標(biāo)組織特性的改變而發(fā)生。如圖5中可看出的，在實(shí)際強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線變成曲線50和52時(shí)，具有沿曲線 40的點(diǎn)所定義的脈沖振幅和寬度(例如，點(diǎn)44所定義的振幅/寬度對(duì))的刺激脈沖將不再激活目標(biāo)組織。由此，刺激可在提供治療好處時(shí)變成低效。響應(yīng)于低效的刺激，用戶(諸如臨床醫(yī)生或患者1 有可能增加刺激的強(qiáng)度。通常，用戶可能增加來自曲線40上的點(diǎn)的振幅(例如，點(diǎn)44處的A2)以增加強(qiáng)度。用戶通?？赡茉黾诱穹?，直到治療效果(例如，感覺異常)再次被感知。增加的振幅由線M表示，并且作為示例，效果可能在脈沖振幅達(dá)到 A3(即曲線50上的點(diǎn)56)時(shí)被感知。作為示例，以此方式增加的強(qiáng)度改變了脈沖振幅和脈沖寬度之間的比率，這可在功率效率或舒適性方面提供不太合乎期望的刺激。圖6A和6B是示出表示與圖5的多個(gè)強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線40、50和52交叉的相應(yīng)示例脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)23的多條線的示圖。具體而言，圖6A中的線60A、62A和 64A以及圖6B中的線60B、62B和64B表示與圖5的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線40、50和52交叉的相應(yīng)示例脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)23。線60A、60B、62A、62B、64A和64B表示脈沖振幅和寬度對(duì)，這些線提供了從線的原點(diǎn)起的增加刺激強(qiáng)度。IMD 20和/或編程器30可通過沿這種線滴定測(cè)量(titrate)來修改IMD 20所傳送的刺激的強(qiáng)度。線60A、60B、62A、62B、64A和64B的原點(diǎn)可以是具有零脈沖振幅的非零脈沖寬度， 如圖6A和6B所示，盡管可構(gòu)想其他原點(diǎn)。很低的脈沖寬度可激活與不舒適相關(guān)聯(lián)的神經(jīng)組織，并且可選擇原點(diǎn)來避免這種激活。在一些示例中，函數(shù)23的原點(diǎn)約為神經(jīng)組織的典型強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線的時(shí)值，該神經(jīng)組織是IMD 20所傳送的刺激的目標(biāo)。如圖6A和6B 所示，不同的函數(shù)23并不限于公共的斜率或原點(diǎn)。換言之，各個(gè)函數(shù)23可具有相同的或不同的斜率、以及相同的或不同的原點(diǎn)。線60A、60B、62A、62B、64A和64B所示的函數(shù)23在脈沖振幅和脈沖寬度之間可以是固定比率或線性比率。線60A、60B、62A、62B、64A和64B所示的函數(shù)23可由等式表示，諸如Pff = b*PA+c (等式 1)其中PW是脈沖寬度，PA是脈沖振幅，b是線的斜率，并且c是原點(diǎn)(在此情況下是脈沖寬度值)。在一些示例中，函數(shù)23可采用存儲(chǔ)多個(gè)脈沖振幅和脈沖寬度對(duì)的表格或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式，這些脈沖振幅和脈沖寬度對(duì)符合(即滿足)這種等式。此外，雖然圖 6A和6B所示的函數(shù)在脈沖振幅和脈沖寬度之間是固定比率或線性比率，但是在其他示例中函數(shù)23可在脈沖振幅和寬度之間采取非線性(例如，曲線)關(guān)系的形式。
圖7是示出另一示例脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)23的示圖。更具體地，圖7示出了曲線66，曲線66表示使脈沖振幅與脈沖寬度相關(guān)的非線性(更具體地為曲線)的函數(shù)23。 曲線66所示的函數(shù)23可由等式表示，諸如PW = (b*Amp)n+c (等式 2)作為示例，函數(shù)23可定義脈沖振幅和寬度之間的拋物線關(guān)系、指數(shù)關(guān)系、或?qū)?shù)關(guān)系。圖7中的曲線66上所示的點(diǎn)68(其中只有一個(gè)被標(biāo)記)可對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在表格或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的脈沖振幅和脈沖寬度對(duì)，作為函數(shù)23。函數(shù)23可基于各種標(biāo)準(zhǔn)來選擇。在一些示例(諸如線60A、60B、62A和64A與強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線40、50和52的交點(diǎn)所示的那些示例)中，函數(shù)23被選擇成在目標(biāo)神經(jīng)組織的典型強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線的“拐點(diǎn)”處保持刺激。在一些示例中，函數(shù)23基于功率效率或舒適性來選擇，例如，可選擇振幅和寬度之間的較低比率。在一些示例中，用戶(例如，臨床醫(yī)生)可選擇或調(diào)節(jié)函數(shù)23。在這些示例中，編程器30的用戶接口 36(圖幻提供用于這些選擇或調(diào)節(jié)的輸入介質(zhì)，或以其他方式便于這些調(diào)節(jié)。在一些示例中，用戶接口 36提供用于輸入數(shù)值、選擇數(shù)值(例如，從下拉列表或使用滾輪)、或從其特性所標(biāo)識(shí)的函數(shù)之間進(jìn)行選擇(例如，“較長(zhǎng)的脈沖寬度”或“更有效的”) 的介質(zhì)。在一些示例中，選擇數(shù)值可包括選擇以上等式1和2中的變量b、c和11的值。在一些示例中，用戶接口 36將表示函數(shù)23的多個(gè)等式呈現(xiàn)給用戶以供選擇。在一些示例中，用戶接口 36顯示線60、62或64、或者表示函數(shù)23的曲線66，以使用戶可觀察該函數(shù)，并且還可呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)曲線40、50和52。在一些示例中，用戶接口 36顯示表示函數(shù)23的多條線或曲線，以供用戶通過選擇線或曲線之一來選擇函數(shù)23之一。 在一些示例中，用戶接口 36提供輸入介質(zhì)，該輸入介質(zhì)允許用戶通過調(diào)節(jié)所顯示的線或曲線(例如，通過使用定點(diǎn)設(shè)備或經(jīng)由觸摸屏來點(diǎn)擊線或曲線并拖拽它或改變其形狀)來調(diào)節(jié)函數(shù)23。臨床醫(yī)生或患者可選擇或調(diào)節(jié)函數(shù)23。在一些示例中，用戶選擇或調(diào)節(jié)比率以達(dá)到刺激強(qiáng)度調(diào)節(jié)的不同分布曲線，例如，強(qiáng)度增加的積極性(aggressiveness)的不同程度。用戶可使用向上箭頭按鍵和向下箭頭按鍵、或經(jīng)由增加和降低積極性的圖形表示(例如，滑動(dòng)條)來選擇或調(diào)節(jié)函數(shù)23。在一些示例中，用戶可編程IMD 20或編程器30以在白天的不同時(shí)刻或響應(yīng)于指示不同級(jí)別的活動(dòng)或不同姿態(tài)的傳感器信號(hào)(諸如加速計(jì))自動(dòng)地選擇不同函數(shù)23，例如，在白天期間或在高級(jí)活動(dòng)期間選擇更積極的函數(shù)、以及在夜晚或在低級(jí)活動(dòng)期間選擇不太積極的函數(shù)。圖8是示出便于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的示例用戶界面(GUI) 70的概念圖。GUI 70在編程器30的處理器32的指導(dǎo)下由編程器30的用戶界面36呈現(xiàn)。如圖8所示，⑶I 70包括所植入引線和電極的表示72，表示72可對(duì)應(yīng)于引線16和電極21。表示72包括對(duì)哪些電極是有源的及其極性的指示。⑶I 70可包括所顯示的IMD 20所傳送刺激的電荷值74，用戶可使用輸入介質(zhì)76 來修改電荷值74。⑶I 70還顯示電壓振幅、陰極78上的電流振幅、陽極80上的電流振幅、 IMD 20所傳送刺激的脈沖寬度82和脈沖頻率84。頻率84可由用戶經(jīng)由編程器30的用戶接口 36調(diào)節(jié)。在一些示例中，電流振幅78和80以及脈沖寬度82中的一個(gè)或多個(gè)與電荷 74 一起可獨(dú)立地由用戶經(jīng)由編程器30的用戶接口 36調(diào)節(jié)。在一些示例中，電流振幅78和80以及脈沖寬度82不可由用戶經(jīng)由編程器30的用戶接口 36調(diào)節(jié)，但在調(diào)節(jié)和顯示電荷 74時(shí)更新，作為給用戶的基準(zhǔn)。電壓振幅可通過測(cè)量每個(gè)陽極和陰極之間的阻抗并且使用等效阻抗來確定，以便從陰極的電流振幅得到電壓。在所示的示例中，GUI 70還提供用于接收要鎖定脈沖振幅的用戶輸入的輸入介質(zhì) 86和用于接收要鎖定脈沖寬度的用戶輸入的輸入介質(zhì)88。如所討論的，一般當(dāng)用戶改變電荷值74時(shí)，IMD 20和/或編程器30修改脈沖振幅78、80和寬度82兩者以提供期望的電荷，同時(shí)保持函數(shù)23所定義的脈沖振幅和寬度之間的關(guān)系。當(dāng)鎖定脈沖振幅或脈沖寬度之一并且用戶改變電荷值74時(shí)，IMD 20和/或編程器30修改脈沖振幅和寬度中未鎖定的一個(gè)以提供期望的電荷。圖9是示出便于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的另一示例⑶I 90的概念圖。⑶I 90 包括所植入引線和電極的表示92。GUI 90還顯示有源電極的、接近有源電極的表示的各個(gè)電荷密度值。由此，GUI 90通過顯示電荷密度來顯示電荷值。電極的電荷密度是電極的表面積和進(jìn)入/離開電極的電荷量的函數(shù)。⑶I 90包括用于接收修改電荷的用戶輸入(例如，所顯示的電荷密度)的輸入介質(zhì)94。⑶I 90還包括用于將電荷導(dǎo)向不同電極的輸入介質(zhì)96。為了安全起見，在DBS的情況下呈現(xiàn)電荷密度可能是特別有利的，例如，因?yàn)榛颊?2可能未感知有害的刺激。在一些示例中，當(dāng)用戶經(jīng)由介質(zhì)94增加強(qiáng)度或電荷、或者使用介質(zhì)96在電極之間引導(dǎo)或分布電荷時(shí)，用戶能夠基本實(shí)時(shí)地查看在每個(gè)電極上是什么電荷密度。圖10是示出用于使用定義脈沖振幅和寬度之間關(guān)系的函數(shù)的基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的示例技術(shù)的流程圖。圖10的技術(shù)被描述為由編程器30 (例如，處理器3 執(zhí)行。 在其他示例中，IMD 20 (例如，處理器22)、或另一個(gè)設(shè)備可執(zhí)行圖10的示例技術(shù)的部分或全部功能。在處理器32的控制下，用戶接口 36將刺激強(qiáng)度顯示為電荷值(100)。處理器32 確定用戶接口 36是否已經(jīng)接收對(duì)所顯示的電荷值的修改(102)。當(dāng)經(jīng)從用戶處接收電荷修改時(shí)，處理器32例如通過經(jīng)由通信模塊38與IMD 20通信(104)修改IMD 20所傳送刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。處理器32通過選擇脈沖振幅和寬度的組合來修改脈沖振幅和寬度，該脈沖振幅和寬度的組合提供經(jīng)修改電荷并且還符合存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34中的脈沖振幅/ 脈沖寬度函數(shù)^3。在一些示例中，處理器32經(jīng)由用戶接口 36從用戶接收對(duì)函數(shù)32的調(diào)節(jié)或選擇。 響應(yīng)于接收到函數(shù)23的選擇或調(diào)節(jié)，處理器32修改存儲(chǔ)器34中的比率23(108)。對(duì)脈沖振幅和寬度的后續(xù)修改(104)將根據(jù)經(jīng)修改函數(shù)23進(jìn)行。在電荷可在電極之間導(dǎo)引或移動(dòng)的示例中，如以上參考圖9所討論的，處理器32 可基于電極是陽極還是陰極不同地對(duì)經(jīng)修改強(qiáng)度的請(qǐng)求作出響應(yīng)，例如，對(duì)所顯示電荷的改變。在陰極的情況下，處理器32可根據(jù)函數(shù)23修改脈沖振幅和寬度兩者，如上所述。在陽極的情況下，處理器32可在一些情況下只修改脈沖振幅。圖11是示出用于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的另一種示例技術(shù)的流程圖，其中脈沖振幅和脈沖寬度之一或兩者是可鎖定的。圖11的技術(shù)被描述為由編程器30 (例如，處理器32)執(zhí)行。在其他示例中，IMD 20 (例如，處理器22)、或另一個(gè)設(shè)備可執(zhí)行圖11的示例技術(shù)的部分或全部功能。
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用戶接口 36例如經(jīng)由輸入介質(zhì)86或88接收鎖定脈沖振幅或?qū)挾鹊挠脩糨斎?(110)。處理器32隨后確定用戶接口 36是否已經(jīng)接收到對(duì)所顯示的電荷值的后續(xù)修改 (102)。當(dāng)從用戶處接收了電荷修改時(shí)，處理器32修改脈沖振幅和脈沖寬度中未鎖定的一個(gè)(112)。處理器可在其他情形下只修改脈沖振幅或?qū)挾戎?。例如，如果用戶增加電荷?74、但振幅已經(jīng)在其最高設(shè)置處，則可替代地自動(dòng)調(diào)節(jié)脈沖寬度。圖12是示出用于基于電荷的刺激強(qiáng)度編程的另一種示例技術(shù)的流程圖，其中基于刺激效率自動(dòng)地調(diào)節(jié)脈沖振幅和寬度之間的比率。圖12的技術(shù)被描述為由編程器30 (例如，處理器3 執(zhí)行。在其他示例中，IMD 20 (例如，處理器22)、或另一個(gè)設(shè)備可執(zhí)行圖12 的示例技術(shù)的部分或全部功能。在處理器32的控制下，用戶接口 36將刺激強(qiáng)度顯示為電荷值(100)。處理器32 確定用戶接口 36是否已經(jīng)接收到對(duì)所顯示電荷值的修改(102)。當(dāng)已經(jīng)從用戶處接收到電荷修改時(shí)，處理器32例如通過經(jīng)由通信模塊38與IMD 20通信修改IMD 20所傳送刺激的脈沖振幅和脈沖寬度(104)。處理器32通過選擇脈沖振幅和寬度的組合來修改脈沖振幅和寬度，該脈沖振幅和寬度的組合提供經(jīng)修改電荷并且還符合存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34中的脈沖振幅/ 脈沖寬度函數(shù)^3。處理器32還基于效率信息25確定脈沖振幅或?qū)挾戎皇欠窠咏庶c(diǎn)(120)。例如，處理器32可確定脈沖振幅接近將需要提高IMD 20的電源四的電壓以提供所需脈沖振幅的值。如果脈沖振幅或?qū)挾冉咏庶c(diǎn)，則處理器32自動(dòng)地并暫時(shí)地調(diào)節(jié)函數(shù)23 (122)。 例如，在脈沖振幅達(dá)到其中需要提高的值之前，處理器32可減小函數(shù)的斜率(例如，脈沖振幅與寬度的比率)以增加調(diào)節(jié)的次數(shù)。處理器32可存儲(chǔ)經(jīng)調(diào)節(jié)函數(shù)23與調(diào)節(jié)之前的函數(shù)23，以供在振幅或?qū)挾炔辉俳咏庶c(diǎn)時(shí)返回到先前函數(shù)23 (IM)。取決于與效率點(diǎn)的接近度(120)，對(duì)脈沖振幅或?qū)挾鹊男薷?04將依據(jù)任一個(gè)函數(shù)。圖13是示出用于基于接收脈沖振幅或?qū)挾鹊摹⒒陔姾傻拇碳?qiáng)度編程的示例技術(shù)的流程圖。圖13的技術(shù)被描述為由編程器30 (例如，處理器3 執(zhí)行。在其他示例中， IMD 20 (例如，處理器22)、或另一個(gè)設(shè)備可執(zhí)行圖13的示例技術(shù)的部分或全部功能。根據(jù)所示的示例，用戶接口 36例如經(jīng)由輸入介質(zhì)78、80、或82接收對(duì)脈沖振幅或脈沖寬度之一的修改(130)。響應(yīng)于這種修改，處理器32確定對(duì)脈沖振幅和脈沖寬度兩者的修改，該修改的強(qiáng)度與用戶輸入修改的強(qiáng)度相等并且保持脈沖振幅和寬度之間的比率 23 (132)。參考圖6A和6B，出于圖示的目的，具有從用戶所請(qǐng)求的增加振幅或?qū)挾鹊玫降拿}沖振幅和寬度對(duì)的公共的相等強(qiáng)度曲線40、50、52上可定位所確定脈沖振幅和寬度對(duì)。所確定脈沖振幅和寬度對(duì)還可位于線60、62、64上，或者表示脈沖振幅和脈沖寬度函數(shù)23的曲線66上。處理器32將脈沖振幅和寬度修改成保持函數(shù)23的所確定對(duì)(134)。圖14是示出用于在電極上的電荷密度滿足閾值時(shí)對(duì)增加電荷的用戶請(qǐng)求作出響應(yīng)的示例技術(shù)的流程圖。圖14的技術(shù)被描述為由編程器30 (例如，處理器3 執(zhí)行。在其他示例中，IMD 20 (例如，處理器22)、或另一個(gè)設(shè)備可執(zhí)行圖14的示例技術(shù)的部分或全部功能。在處理器32的控制下，用戶接口 36將刺激強(qiáng)度顯示為電荷值(100)。處理器32確定用戶接口 36是否已經(jīng)接收到對(duì)所顯示電荷值的修改(102)。當(dāng)從用戶處接收了電荷修改時(shí)，處理器32確定電極21中的一個(gè)或多個(gè)的電荷密度是否超過預(yù)定閾值，該預(yù)定閾值可以是組織損壞成為可能的電荷密度值以下的安全因子(140)。閾值可被存儲(chǔ)在編程器30 的存儲(chǔ)器；34或IMD 20的存儲(chǔ)器M中。處理器32可基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34或M中的指定電極21的表面積的信息來確定電極21的電荷密度，以及根據(jù)傳送給患者的神經(jīng)刺激的電流參數(shù)來確定提供給各個(gè)電極的電荷。只要電極21上的電荷密度未達(dá)到閾值，處理器32就根據(jù)函數(shù)23調(diào)節(jié)脈沖振幅和 /或脈沖寬度(104)。如果電極21中的一個(gè)或多個(gè)上的密度達(dá)到閾值時(shí)，則處理器調(diào)節(jié)函數(shù)23以減小電荷密度，并且根據(jù)經(jīng)調(diào)節(jié)函數(shù)23調(diào)節(jié)脈沖振幅和/或脈沖寬度(14 。經(jīng)調(diào)節(jié)函數(shù)23可規(guī)定通過增加脈沖振幅并降低脈沖寬度來對(duì)增加刺激強(qiáng)度或電荷的進(jìn)一步請(qǐng)求作出響應(yīng)，以使強(qiáng)度增加而無需增加電荷或電荷密度。可對(duì)降低刺激強(qiáng)度或電荷的用戶請(qǐng)求作出響應(yīng)以降低振幅并增加脈沖寬度。處理器32可允許用戶沿這種經(jīng)調(diào)節(jié)函數(shù)滴定測(cè)量，直到遇到偏離初始函數(shù)的點(diǎn)和/或電荷密度不再超過閾值。已經(jīng)描述了各個(gè)示例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可對(duì)所描述的示例作出各種修改而不脫離權(quán)利要求書的范圍。例如，雖然主要參考其中電荷值被顯示給用戶的示例進(jìn)行描述，但是在其他示例中，用戶可控制刺激所提供的電荷而不顯示電荷值或調(diào)節(jié)所顯示的電荷值。在其他示例中，控制電刺激所提供電荷的用戶輸入可包括操縱物理或圖形的向上箭頭或向下箭頭、滑動(dòng)條等。此外，一些示例不需要包括用以接收用戶輸入的計(jì)算或編程設(shè)備。在一些示例中， 在可植入醫(yī)療設(shè)備的情況下，醫(yī)療設(shè)備可提供用于接收用戶輸入的用戶接口(諸如用以檢測(cè)磁體存在的傳感器)，該用戶接口可由用戶控制。這些和其他示例落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的存儲(chǔ)器；將神經(jīng)刺激傳送給患者的醫(yī)療設(shè)備；從用戶處接收修改所述神經(jīng)刺激的電荷值的輸入的用戶接口 ；以及與所述存儲(chǔ)器、醫(yī)療設(shè)備和用戶接口通信并且根據(jù)所述函數(shù)且基于對(duì)所述電荷值的修改來修改所述醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度的處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述函數(shù)可由所述用戶經(jīng)由所述用戶接口編程。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶接口接收鎖定所述神經(jīng)刺激的脈沖振幅或脈沖寬度之一的用戶輸入、以及修改所述電荷值的后續(xù)輸入，并且所述處理器基于對(duì)所述電荷值的后續(xù)修改來修改所述醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅或脈沖寬度中未鎖定的一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器確定所述刺激的脈沖振幅或脈沖寬度中的至少一個(gè)接近刺激效率點(diǎn)，并且基于所述確定自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器確定所述脈沖振幅接近提高所述醫(yī)療設(shè)備的電源電壓所需的振幅，并且基于所述確定自動(dòng)地減小所述函數(shù)的斜率。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶接口將所述電荷值顯示給用戶，并且接收用戶輸入的對(duì)所顯示電荷值的修改，并且其中所述處理器根據(jù)所述函數(shù)并基于對(duì)所顯示電荷值的修改來修改所述醫(yī)療設(shè)備所傳送的神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶接口顯示被植入所述患者體內(nèi)的多個(gè)電極的表示，并且顯示接近所述電極的各個(gè)電荷密度值。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶接口包括顯示器并且經(jīng)由所述顯示器接收所述用戶輸入的修改。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器確定所述醫(yī)療設(shè)備傳送所述刺激所使用的電極的電荷密度滿足預(yù)定閾值，其中所述用戶接口接收在確定所述電荷密度滿足所述預(yù)定閾值之后增加所述電荷值的用戶輸入，并且其中所述處理器控制所述醫(yī)療設(shè)備以響應(yīng)于后續(xù)用戶輸入增加所述神經(jīng)刺激的脈沖振幅并降低所述神經(jīng)刺激的脈沖寬度。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括外部編程設(shè)備，所述外部編程設(shè)備包括所述用戶接口、存儲(chǔ)器和處理器，其中所述醫(yī)療設(shè)備包括可植入醫(yī)療設(shè)備，并且所述編程設(shè)備與所述可植入醫(yī)療設(shè)備通信。
11.一種系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)指定脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的裝置；用于從用戶處接收修改醫(yī)療設(shè)備所傳送神經(jīng)刺激的電荷值的輸入的裝置；以及用于根據(jù)所述函數(shù)并基于對(duì)所述電荷值的修改來修改所述醫(yī)療設(shè)備所傳送神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括用于從用戶處接收對(duì)所述函數(shù)的選擇的裝置。
13.—種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述指令使可編程處理器 從存儲(chǔ)器取回定義脈沖振幅和脈沖寬度之間關(guān)系的預(yù)定函數(shù)；從用戶處接收修改醫(yī)療設(shè)備所傳送神經(jīng)刺激的電荷值的輸入；以及根據(jù)所述函數(shù)并基于對(duì)所述電荷值的修改來修改所述醫(yī)療設(shè)備所傳送神經(jīng)刺激的脈沖振幅和脈沖寬度。
全文摘要
描述了用于基于電荷編程電刺激治療強(qiáng)度的技術(shù)。在一些示例中，顯示器以電荷單位(例如，庫侖)來呈現(xiàn)刺激強(qiáng)度。在這些示例中，用戶可調(diào)節(jié)所顯示電荷值而不是脈沖振幅或脈沖寬度來調(diào)節(jié)電刺激治療的強(qiáng)度。在一些示例中，處理器基于對(duì)電荷值的修改確定對(duì)脈沖振幅和脈沖寬度的修改。在一些示例中，處理器修改脈沖振幅和寬度以達(dá)到期望電荷，同時(shí)保持預(yù)定函數(shù)所指定的脈沖振幅和寬度之間的關(guān)系。在一些示例中，函數(shù)可由用戶編程，例如，選擇或調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)A61N1/36GK102413870SQ201080019008
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
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