要求優(yōu)先權(quán)

本申請(qǐng)基于35u.s.c.§119(e)要求2014年9月23日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/054,110的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，通過引用的方式將其整體并入本文。

該文獻(xiàn)整體涉及醫(yī)療設(shè)備并且更具體地涉及用于傳遞神經(jīng)調(diào)制的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

已提出神經(jīng)調(diào)制作為用于多種狀況的療法。通常，神經(jīng)調(diào)制和神經(jīng)刺激可以互換使用以描述導(dǎo)致動(dòng)作電位以及抑制和其他效果的興奮性刺激。神經(jīng)調(diào)制的實(shí)例包括脊髓刺激(scs)、深部腦刺激(dbs)、外圍神經(jīng)刺激(pns)、和功能性電刺激(fes)。作為實(shí)例并且不是限制，scs已用于治療慢性疼痛癥狀。一些神經(jīng)目標(biāo)可能是具有不同類型的神經(jīng)纖維的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。該復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例是由scs靶向的脊髓中和周圍的神經(jīng)元素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例(例如“實(shí)例1”)可以包括至少一個(gè)引線上的電極，其被配置為可操作地定位為用于傳遞亞感知(sub-pereption)神經(jīng)調(diào)制，并且可以進(jìn)一步包括神經(jīng)調(diào)制器、反饋系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。神經(jīng)調(diào)制器可以被配置為使用至少一些電極生成用于亞感知神經(jīng)調(diào)制的調(diào)制場(chǎng)。反饋系統(tǒng)可以被配置為接收生成的調(diào)制場(chǎng)提供了感知的或可測(cè)量的響應(yīng)的反饋信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)可以包括至少一個(gè)控制器，其可操作地連接到神經(jīng)調(diào)制器和反饋模塊?？刂葡到y(tǒng)可以被配置為實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)過程，其包括：控制神經(jīng)調(diào)制器使用具有第一脈沖寬度的第一刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及使用反饋系統(tǒng)確定第一參考點(diǎn)，其中，第一參考點(diǎn)表示使用用于提供響應(yīng)的第一脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的強(qiáng)度；控制神經(jīng)調(diào)制器使用具有第二脈沖寬度的第二刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及使用反饋系統(tǒng)確定第二參考點(diǎn)，其中，第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用用于提供響應(yīng)的第二脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的強(qiáng)度；以及至少使用第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括得出專用于使用具有亞感知脈沖寬度的亞感知脈沖所傳遞的亞感知調(diào)制的亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例2中，實(shí)例1的主題可以可選擇地被配置為使得反饋系統(tǒng)包括用戶接口，其被配置為當(dāng)由神經(jīng)調(diào)制器生成的調(diào)制場(chǎng)提供響應(yīng)時(shí)接收用戶發(fā)起的指示。

在實(shí)例3中，實(shí)例1-2中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得反饋系統(tǒng)包括至少一個(gè)傳感器，其被配置為檢測(cè)由神經(jīng)調(diào)制器生成的調(diào)制場(chǎng)何時(shí)提供響應(yīng)。

在實(shí)例4中，實(shí)例1-3中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：包括神經(jīng)調(diào)制器的植入式設(shè)備和外部設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)可以包括在植入式設(shè)備中的植入式控制器，其可操作地連接到神經(jīng)調(diào)制器。外部設(shè)備中的外部控制器可以被配置為得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例5中，實(shí)例1-4中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得控制系統(tǒng)被配置為控制神經(jīng)調(diào)制器使用使用亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)確定的調(diào)制參數(shù)集合傳遞亞感知調(diào)制。亞感知調(diào)制可以具有低于患者感知閾值的強(qiáng)度等級(jí)?；颊吒兄撝悼梢允沁@樣一種邊界即低于該邊界患者感覺不到異常感覺。

在實(shí)例6中，實(shí)例1-5中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得第一參考點(diǎn)包括用于具有第一脈沖寬度的第一刺激脈沖的第一參考電流幅度；以及第二參考點(diǎn)包括用于具有第二脈沖寬度的第二刺激脈沖的第二參考電流幅度。在由控制器實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)過程中，使用第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括：估計(jì)被估計(jì)為提供響應(yīng)的亞感知脈沖寬度的幅度?？梢詮陌ǖ谝粎⒖茧娏鞣群偷诙⒖茧娏鞣鹊膹?qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線外推所估計(jì)的亞感知幅度。校準(zhǔn)過程可以進(jìn)一步包括使用估計(jì)的幅度來(lái)得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例7中，實(shí)例6的主題可以可選擇地被配置為使得用于亞感知脈沖寬度的估計(jì)的幅度是用于第一亞感知脈沖寬度的第一估計(jì)幅度。在由控制器實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)過程中，得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步包括估計(jì)被估計(jì)為提供響應(yīng)的第二亞感知脈沖寬度的第二幅度?？梢詮陌ǖ谝粎⒖茧娏鞣群偷诙⒖茧娏鞣鹊膹?qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線外推所估計(jì)的第二幅度。得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括使用估計(jì)的第一幅度得出用于第一脈沖寬度的第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；以及使用估計(jì)的第二幅度得出用于第二脈沖寬度的第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例8中，實(shí)例6的主題可以可選擇地被配置為使得在由控制器實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)過程中，估計(jì)亞感知脈沖寬度的幅度包括在第一參考幅度和第二參考幅度上應(yīng)用曲線擬合技術(shù)來(lái)識(shí)別電荷持續(xù)時(shí)間模型曲線的曲線參數(shù)?？梢允褂玫谝粎⒖挤群偷诙⒖挤纫约半姾沙掷m(xù)時(shí)間模型曲線來(lái)估計(jì)提供響應(yīng)的亞感知脈沖寬度的幅度。

在實(shí)例9中，實(shí)例8的主題可以可選擇地被配置為使得曲線參數(shù)可以包括時(shí)值和基強(qiáng)度電流。

在實(shí)例10中，實(shí)例8-9中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得曲線擬合技術(shù)包括拉皮克強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間模型或外斯模型電荷持續(xù)時(shí)間模型。參考數(shù)據(jù)點(diǎn)可以表示脈沖寬度和脈沖寬度的電流幅度。

在實(shí)例11中，實(shí)例8-10中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得在由控制器實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)過程中，估計(jì)亞感知脈沖的亞感知幅度可以進(jìn)一步包括將強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線轉(zhuǎn)換成電荷持續(xù)時(shí)間曲線，以及使用電荷持續(xù)時(shí)間估計(jì)亞感知脈沖的亞感知幅度。

在實(shí)例12中，實(shí)例1-11中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得亞感知脈沖寬度小于第一參考脈沖寬度和第二參考脈沖寬度。

在實(shí)例13中，實(shí)例1-12中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得亞感知神經(jīng)調(diào)制包括比脊柱組織優(yōu)選地刺激背角組織或背根組織的調(diào)制。

在實(shí)例14中，實(shí)例1-13中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得響應(yīng)包括患者感知閾值。

在實(shí)例15中，實(shí)例1-13中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得響應(yīng)包括患者的忍受閾值。

一種方法一個(gè)實(shí)例(例如“實(shí)例16”)可以包括使用具有第一脈沖寬度的第一刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及確定第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用用于提供已知響應(yīng)的第一脈沖寬度生成的調(diào)制強(qiáng)度。已知響應(yīng)可以包括從包括患者報(bào)告或可測(cè)量的生理參數(shù)的響應(yīng)組中選擇的響應(yīng)。該方法可以包括使用具有第二脈沖寬度的第二刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及確定第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中，第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用用于提供已知響應(yīng)的第二脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的調(diào)制強(qiáng)度；以及使用包括第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)的至少兩個(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)得出調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括得出專用于使用具有比第一脈沖寬度和第二脈沖寬度更小的脈沖寬度的脈沖所傳遞的調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例17中，實(shí)例16的主題可以可選擇地被配置為使得得出調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括得出用于亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例18中，實(shí)例17的主題可以可選擇地被配置為使得得出亞感知調(diào)制可以使用使用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)確定的調(diào)制參數(shù)集合。亞感知調(diào)制可以具有低于患者感知閾值的強(qiáng)度等級(jí)，患者感知閾值是這樣一種邊界即低于該邊界患者感覺不到刺激能量的傳遞。

在實(shí)例19中，實(shí)例18的主題可以可選擇地被配置為使得患者感知閾值是這樣一種邊界即低于該邊界患者感覺不到異常感覺。

在實(shí)例20中，實(shí)例18-19中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得患者感知調(diào)制是患者感知閾值。

在實(shí)例21中，實(shí)例18-19中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得患者感知調(diào)制是患者的容忍閾值。

在實(shí)例22中，實(shí)例17-21中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得得出亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括估計(jì)這樣一種數(shù)據(jù)點(diǎn)即該數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用被估計(jì)為提供患者感知調(diào)制的亞感知脈沖寬度所生成的調(diào)制場(chǎng)的估計(jì)強(qiáng)度，從至少兩個(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)外推所估計(jì)的數(shù)據(jù)點(diǎn)；以及使用估計(jì)的亞感知數(shù)據(jù)點(diǎn)得出亞感知的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例23中，實(shí)例22的主題可以可選擇地被配置為使得估計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)可以包括在第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)上應(yīng)用曲線擬合技術(shù)來(lái)識(shí)別模型曲線的曲線參數(shù)，以及使用識(shí)別的曲線參數(shù)和模型曲線來(lái)估計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

在實(shí)例24中，實(shí)例23的主題可以可選擇地被配置為使得曲線參數(shù)可以包括時(shí)值和基強(qiáng)度電流。

在實(shí)例25中，實(shí)例23-24中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得曲線擬合技術(shù)可以包括拉皮克強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間模型或外斯模型電荷持續(xù)時(shí)間模型或其他指數(shù)或反比例模型，以及參考數(shù)據(jù)點(diǎn)可以表示脈沖寬度和脈沖寬度的電流幅度。

在實(shí)例26中，實(shí)例23-25中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得估計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)可以進(jìn)一步包括將強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線轉(zhuǎn)換成電荷持續(xù)時(shí)間曲線，以及使用電荷持續(xù)時(shí)間估計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

在實(shí)例27中，實(shí)例23-26中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得數(shù)據(jù)點(diǎn)可以表示更小的脈沖寬度的電流幅度。

一種方法的一個(gè)實(shí)例(例如“實(shí)例28”)可以包括使用具有第一脈沖寬度的第一電流脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及確定提供患者感知調(diào)制的第一電流脈沖的第一參考幅度，使用具有第二脈沖寬度的第二電流脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及確定提供患者感知的調(diào)制的第一電流脈沖的第二參考幅度，至少使用第一參考幅度和第二參考幅度得出包括亞感知脈沖的亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中，得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括得出專用于第一亞感知脈沖寬度的第一亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及使用使用該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)確定的刺激參數(shù)集合傳遞亞感知調(diào)制，亞感知調(diào)制具有低于患者感知閾值的強(qiáng)度等級(jí)，患者感知閾值是這樣一種邊界即低于該邊界患者感覺不到異常感覺，其中，患者感知的調(diào)制是患者感知閾值。

在實(shí)例29中，實(shí)例28的主題可以可選擇地被配置為使得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括專用于第二亞感知脈沖寬度的第二亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例30中，實(shí)例28-29中的任意一個(gè)或任意組合的主題可以可選擇地被配置為使得得出亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括估計(jì)被估計(jì)為提供患者感知的刺激等級(jí)的亞感知脈沖寬度的亞感知幅度，至少?gòu)牡谝粎⒖挤群偷诙⒖挤韧馔乒烙?jì)的亞感知幅度，以及使用估計(jì)的亞感知幅度得出第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在實(shí)例31中，實(shí)例30的主題可以可選擇地被配置為使得估計(jì)亞感知脈沖寬度的亞感知幅度可以包括在第一參考幅度和第二參考幅度上應(yīng)用曲線擬合技術(shù)來(lái)識(shí)別電荷持續(xù)時(shí)間模型曲線的曲線參數(shù)，以及使用第一參考幅度和第二參考幅度和電荷持續(xù)時(shí)間模型曲線估計(jì)提供了患者感知閾值的亞感知脈沖寬度的亞感知幅度。

該摘要是本申請(qǐng)的一些教導(dǎo)的概述并且不意圖是本主題的詳盡的或窮舉的說明?？稍谠敿?xì)描述和所附權(quán)利要求中找到本主題的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。在閱讀和理解下文的詳細(xì)描述和查看了形成本公開的一部分的以非限制形式取得的附圖之后，本公開的其他方案將對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見。本公開的范圍是由所附權(quán)利要求及其等效物限定的。

附圖說明

在附圖中通過實(shí)例的方式示出了各種實(shí)施例。該實(shí)施例是說明性的并且不意圖是本主題的窮舉的或排他的實(shí)施例。

圖1示出了脊髓的一部分；

圖2通過實(shí)例示出了神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；

圖3通過實(shí)例示出了如在圖2的神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)的調(diào)制設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例；

圖4通過實(shí)例示出了如可以實(shí)現(xiàn)為圖2的神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)中的編程設(shè)備的編程設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例；

圖5通過實(shí)例示出了植入式神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)和可以在其中使用該系統(tǒng)的環(huán)境的一部分；

圖6通過實(shí)例示出了又可被稱為脊髓調(diào)制(scm)系統(tǒng)的脊髓刺激(scs)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；

圖7通過實(shí)例示出了神經(jīng)調(diào)制引線和脈沖生成器的一些特征；

圖8-圖11通過實(shí)例示出了當(dāng)電流被分解使得傳遞到每個(gè)電極的分解電流生成的縱向方向中的電場(chǎng)近似相等時(shí)，縱向方向和橫向方向中的電場(chǎng)強(qiáng)度的差異；

圖10示出了電調(diào)制引線的示意性視圖，其顯示了傳遞到電調(diào)制引線上的電極的陽(yáng)極電流的分解的實(shí)例；

圖11通過實(shí)例示出了沿電調(diào)制引線的軸的縱向方向中的梯度的示意性說明；

圖12通過實(shí)例示出了橫向方向中的梯度的示意性說明；

圖13a-圖13c和圖14a-圖14c通過實(shí)例示出了神經(jīng)調(diào)制引線，其中電極可以采取關(guān)于神經(jīng)調(diào)制引線圓周地并且軸向地設(shè)置的分段電極的形式；

圖15通過實(shí)例示出了用于確定分解以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例；

圖16通過實(shí)例更詳細(xì)地示出了用于確定分解以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例；

圖17通過實(shí)例示出了在cp或其他外部設(shè)備的gui中可以設(shè)置的編程接口；

圖18通過實(shí)例示出了引線的等電位電壓線以及引線和背角的表示；

圖19-圖20通過實(shí)例示出了實(shí)質(zhì)均勻的電場(chǎng)以及引線和背角的表示；

圖21通過實(shí)例示出了被配置為優(yōu)先接合背角(dh)神經(jīng)組織的系統(tǒng)；

圖22通過實(shí)例整體示出了脈沖串；

圖23通過實(shí)例示出了二分搜索特征作為口尾聚焦特征的方案；

圖24示出了二分搜索特征的實(shí)例；

圖25a-圖25c通過實(shí)例示出了邊緣搜索特征作為口尾聚焦特征；

圖26通過實(shí)例示出了根據(jù)各種實(shí)施例用于選擇電極跨度的方法；

圖27通過實(shí)例示出了用于精煉希望電極列表的方法；

圖28通過實(shí)例示出了如可以被實(shí)現(xiàn)為接收電極列表的用戶提供的選擇的系統(tǒng)；

圖29通過實(shí)例示出了可用于實(shí)現(xiàn)場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)的實(shí)例；

圖30通過實(shí)例示出了在場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行中使用的外部設(shè)備的gui的實(shí)例；

圖31通過實(shí)例示出了強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線的實(shí)例，其中，描繪了脈沖幅度(強(qiáng)度)對(duì)于脈沖持續(xù)時(shí)間(脈沖寬度)；

圖32通過實(shí)例示出了可用于在低脈沖寬度上校準(zhǔn)亞感知調(diào)制的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；

圖33通過實(shí)例示出了用短脈沖寬度編程亞感知調(diào)制的過程的一個(gè)實(shí)施例；

圖34通過實(shí)例示出了包括傳遞亞感知調(diào)制的方法的實(shí)施例；

圖35通過實(shí)例示出了傳遞亞感知調(diào)制的系統(tǒng)；以及

圖36示出了對(duì)患者輸入的編程響應(yīng)的實(shí)例。

具體實(shí)施方式

本主題的以下的詳細(xì)描述參考附圖，附圖通過說明的方式顯示了可以實(shí)施本主題的具體方案和實(shí)施例。這些實(shí)施例被描述的足夠詳細(xì)，以使得本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍局黝}?？梢岳闷渌麑?shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的主題的范圍的前提下可以做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電學(xué)改變。在本公開中對(duì)于“一”、“一個(gè)”或“各種”實(shí)施例的參考無(wú)需指相同的實(shí)施例，并且該參考設(shè)想了多個(gè)實(shí)施例。下文的詳細(xì)描述因此不是限制性的并且范圍僅由所附權(quán)利要求連同該權(quán)利要求所標(biāo)稱的合法等效物的全部范圍所限定。

本文所述各種實(shí)施例涉及脊髓調(diào)制。在本文提供了脊髓的生理學(xué)的簡(jiǎn)要描述以輔助讀者。圖1通過實(shí)例示出了包括脊髓的白質(zhì)101和灰質(zhì)102的脊髓100的一部分?；屹|(zhì)102包括細(xì)胞體、神經(jīng)鍵、樹突和軸突端子。因此，神經(jīng)鍵定位在灰質(zhì)中。白質(zhì)101包括用于連接灰質(zhì)區(qū)域的有髓軸突。脊髓的典型的橫向切面包括灰質(zhì)102的中央“蝶”形中央?yún)^(qū)域，其實(shí)質(zhì)上被白質(zhì)101的橢圓形外部區(qū)域圍繞。脊柱(dc)103的白質(zhì)通常包括大的有髓軸突，其形成在軸向中延伸的傳入纖維?；屹|(zhì)的“蝶”形中央?yún)^(qū)域的背面部分被稱為背角(dh)104。與延伸在軸向方向中的dc纖維相比，dh纖維可以定向在多個(gè)方向中，包括與脊髓的縱軸垂直。脊神經(jīng)105還被示出為包括背根(dr)105、背根神經(jīng)節(jié)107和前根108。背根105通常承載進(jìn)入脊髓的感測(cè)信號(hào)，以及前根用作傳出運(yùn)動(dòng)根。背根和前根結(jié)合形成混合脊神經(jīng)105。

scs已用于減輕疼痛。常規(guī)scs編程的治療目的是最大化在白質(zhì)中沿脊髓的縱軸延伸的dc纖維的刺激(即復(fù)原)，以及最小化與脊髓的縱軸垂直地延伸的其他纖維(主要是背根纖維)的刺激，如圖1所示。dc的白質(zhì)大體包括用于形成傳入纖維的大的有髓軸突。雖然疼痛緩解的完整機(jī)制不能很好地理解，但是相信經(jīng)由疼痛的門控理療抑制疼痛信號(hào)的感知，這意味著經(jīng)由電刺激增強(qiáng)無(wú)害的觸覺或壓力傳入的活動(dòng)在脊髓的dh中引起緩解被抑制的神經(jīng)傳送體(γ-氨酪酸(gaba)，氨基乙酸)的神經(jīng)元間活動(dòng)，這因而降低寬動(dòng)態(tài)范圍(wdr)感覺神經(jīng)元對(duì)于從背根(dr)神經(jīng)纖維(其提供患者的疼痛區(qū)域的神經(jīng))傳播以及治療普通wdr異位的疼痛信號(hào)的有害傳入的超敏性。因此，dc神經(jīng)纖維的大的感覺傳入被靶向?yàn)橛糜谠谔峁┨弁淳徑獾姆壬系拇碳?。?dāng)前的植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般包括相鄰地植入即靠近地?cái)R置的電極，或者在在硬脊膜上，到患者的脊髓的脊柱并且沿著患者的脊髓的縱軸。

大的感覺dc神經(jīng)纖維的激活一般還引起通常伴隨常規(guī)scs療法的異常感覺。雖然可替換地或人為的感覺如異常通常比疼痛感覺可以忍受，但是患者有時(shí)候報(bào)告這種感覺是不能忍受的，并且因此，在一些情況中可以將它們視為神經(jīng)調(diào)制療法的不利的副作用。一些實(shí)施例例如傳遞有療效的亞感知療法來(lái)治療疼痛，但是患者感覺不到調(diào)制場(chǎng)(例如異常)的傳遞。亞感知療法可以包括脊髓的更高頻率的調(diào)制(例如大約1500hz或以上)，其有效地阻止dc中的傳出纖維中的疼痛信號(hào)的傳輸。本文的一些實(shí)施例選擇性地調(diào)制dh組織或dr組織多過dc組織，以提供亞感知療法。該選擇性調(diào)制不是在這些更高頻率傳遞的。例如，在一些實(shí)施例中可以在低于1200hz的頻率上傳遞選擇性調(diào)制。在一些實(shí)施例中，可以在低于1000hz的頻率上傳遞選擇性調(diào)制。在一些實(shí)施例中，可以在低于500hz的頻率上傳遞選擇性調(diào)制。在一些實(shí)施例中，可以在低于350hz的頻率上傳遞選擇性調(diào)制。在一些實(shí)施例中，可以在低于130hz的頻率上傳遞選擇性調(diào)制?？梢栽诘皖l(例如低至2hz)上傳遞選擇性調(diào)制。甚至可以無(wú)需脈沖(例如0hz)來(lái)傳遞選擇性調(diào)制以調(diào)制一些神經(jīng)組織。通過實(shí)例而不是限制的方式，可以在從以下頻率范圍中選擇的頻率范圍內(nèi)傳遞選擇性調(diào)制：2hz到1200hz；2hz到1000hz；2hz到500hz；2hz到350hz；或2hz到130hz。通過實(shí)例而不是限制的方式，可以開發(fā)將任意這些范圍的下端從2hz升高到其他頻率例如10hz、20hz、50hz或100hz的系統(tǒng)。通過實(shí)例而不是限制的方式，進(jìn)一步注意可以利用這樣一種占空比來(lái)傳遞選擇性調(diào)制即在該占空比中在占空比的刺激開(on)部分期間傳遞刺激(例如脈沖串)以及在該占空比的刺激關(guān)(off)部分期間不傳遞。通過實(shí)例而不是限制的方式，占空比可以是大約10％±5％、20％±5％、30％±5％、40％±5％、50％±5％或60％±5％。例如，在刺激開部分期間10ms的脈沖突發(fā)隨后15ms沒有脈沖對(duì)應(yīng)于40％占空比。

圖2示出了神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。所示系統(tǒng)210包括電極211、調(diào)制設(shè)備212和編程設(shè)備213。電極211被配置為在患者中的一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)目標(biāo)上或附近放置。調(diào)制設(shè)備212被配置為電連接到電極211并且經(jīng)過電極211傳遞如電脈沖形式的神經(jīng)調(diào)制能量到一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)目標(biāo)。通過使用多個(gè)調(diào)制參數(shù)如用于指定電脈沖和用于傳遞每個(gè)電脈沖的電極的選擇，控制神經(jīng)調(diào)制的傳遞。在各種實(shí)施例中，可通過用戶如醫(yī)生或其他護(hù)理人員編程多個(gè)調(diào)制參數(shù)中的至少一些參數(shù)。編程設(shè)備213向用戶提供對(duì)用戶可編程的參數(shù)的接入。在各種實(shí)例中，編程設(shè)備213被配置為經(jīng)由有線或無(wú)線鏈路可通信地耦接到調(diào)制設(shè)備。在各種實(shí)施例中，編程設(shè)備213包括用于允許用戶設(shè)置和/或調(diào)整用戶可編程調(diào)制參數(shù)的值的圖形用戶接口(gui)214。

圖3示出了如可以在圖2的神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)210中實(shí)現(xiàn)的調(diào)制設(shè)備312的實(shí)施例。調(diào)制設(shè)備312的所示實(shí)施例包括調(diào)制輸出電路315和調(diào)制控制電路316。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)210可以包括附加的組件如用于患者監(jiān)視和/或療法的反饋控制的感測(cè)電路、遙測(cè)電路和電源。調(diào)制輸出電路315產(chǎn)生并且傳遞神經(jīng)調(diào)制脈沖。調(diào)制控制電路316使用多個(gè)調(diào)制參數(shù)來(lái)控制神經(jīng)調(diào)制脈沖的傳遞。引線系統(tǒng)317包括每個(gè)都被配置為電連接到調(diào)制設(shè)備312的一個(gè)或多個(gè)引線，以及使用一個(gè)或多個(gè)引線分布成電極排列的多個(gè)電極311-1到311-n。每個(gè)引線可以具有包括兩個(gè)或更多個(gè)電極(其又被稱為接觸件)的電極陣列。多個(gè)引線可以提供多個(gè)電極陣列以提供電極排列。每個(gè)電極是單個(gè)導(dǎo)電接觸件，其提供調(diào)制輸出電路315與患者的組織之間的電接口，其中n≥2。每個(gè)神經(jīng)調(diào)制脈沖從調(diào)制輸出電路315經(jīng)過從電極311-1到311-n中選擇的電極集合被傳遞。引線的數(shù)量和每個(gè)引線上的電極的數(shù)量可以例如取決于神經(jīng)調(diào)制的目標(biāo)的分布以及用于控制在每個(gè)目標(biāo)處的電場(chǎng)的分布的要求。在一個(gè)實(shí)施例中，通過實(shí)例而不是限制的方式，引線系統(tǒng)包括兩個(gè)引線，每個(gè)引線具有八個(gè)電極。

神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)可以被配置為調(diào)制脊髓目標(biāo)組織或者其他神經(jīng)組織。用于傳遞電脈沖到靶向的組織的電極的配置構(gòu)成了電極配置，其中電極能夠被選擇性地編程以作為陽(yáng)極(正的)、陰極(負(fù)的)或剩下(零)。換句話說，電極配置表示極性上正的、負(fù)的或者零?？梢员豢刂苹蚋淖兊钠渌麉?shù)包括電脈沖的幅度、脈沖寬度、速率(或頻率)。每個(gè)電極配置連同電脈沖參數(shù)可以被稱為“調(diào)制參數(shù)集合”。每個(gè)調(diào)制參數(shù)集合(包括到電極的分解的電流分布(百分比陰極電流、百分比陽(yáng)極電流或者關(guān)閉))可以被存儲(chǔ)并且組合到隨后可用于調(diào)制患者中的多個(gè)區(qū)域的調(diào)制程序中。

可用電極的數(shù)量與生成各種復(fù)雜電脈沖的能力的結(jié)合對(duì)于醫(yī)生或患者給出了調(diào)制參數(shù)集合的大量選擇。例如，如果要被編程的神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)具有16個(gè)電極，則數(shù)百萬(wàn)個(gè)調(diào)制參數(shù)集合可用于編程到神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)中。此外，例如scs系統(tǒng)可以具有32個(gè)電極，這指數(shù)地增加了可用于編程的調(diào)制參數(shù)集合的數(shù)量。為了助于該選擇，醫(yī)生通常通過計(jì)算機(jī)化的編程系統(tǒng)來(lái)編程調(diào)制參數(shù)集合以允許基于患者反饋或其他手段來(lái)確定最佳調(diào)制參數(shù)，并且接下來(lái)編程希望的調(diào)制參數(shù)集合。

scs療法的常規(guī)的編程使用異常感覺來(lái)選擇合適的調(diào)制參數(shù)集合。由調(diào)制引起并且被患者感知的異常感覺應(yīng)該定位在患者的身體中與作為治療目標(biāo)的疼痛相同的位置附近。當(dāng)引線植入患者中時(shí)，可以執(zhí)行手術(shù)室(or)映射程序，以應(yīng)用電調(diào)制來(lái)測(cè)試引線和/或電極的放置，從而確保引線和/或電極植入在患者中的有效位置中。

在正確定位引線之后，可以執(zhí)行可以稱為導(dǎo)航會(huì)話的適配程序以利用最佳尋址疼痛地點(diǎn)的調(diào)制參數(shù)集合來(lái)編程外部設(shè)備，并且如果神經(jīng)調(diào)制設(shè)備可應(yīng)用則編程神經(jīng)調(diào)制設(shè)備。因此，導(dǎo)航會(huì)話可用于精確定位與疼痛有關(guān)的區(qū)域或激活量(voa)。在植入期間可以實(shí)現(xiàn)該程序以靶向組織，否則在植入之后如果引線逐漸地或者意外地移動(dòng)會(huì)把調(diào)制能量重定位到目標(biāo)地點(diǎn)之外。通過重編程神經(jīng)調(diào)制設(shè)備(一般通過獨(dú)立地改變電極上的調(diào)制能量)，voa可以經(jīng)常移動(dòng)回到有效疼痛地點(diǎn)而不需在患者上再次手術(shù)來(lái)重定位引線及其電極陣列。當(dāng)相對(duì)于組織調(diào)整voa時(shí)，希望做出與電流成正比的小改變使得患者會(huì)覺察到的神經(jīng)纖維的空間募集的改變是平滑的和連續(xù)的，并且希望具有增加的瞄準(zhǔn)能力。

圖4示出了如可以實(shí)現(xiàn)為圖2的神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)中的編程設(shè)備213的編程設(shè)備413的實(shí)施例。編程設(shè)備413包括存儲(chǔ)設(shè)備418、編程控制電路419和gui414。編程控制電路419生成多個(gè)調(diào)制參數(shù)，其根據(jù)神經(jīng)調(diào)制脈沖的模式控制神經(jīng)調(diào)制脈沖的傳遞。在各種實(shí)例中，gui414包括任意類型的呈現(xiàn)設(shè)備如交互式或非交互式屏幕，以及允許用戶編程調(diào)制參數(shù)的任意類型的用戶輸入設(shè)備如觸摸屏、鍵盤、鍵區(qū)、觸摸板、追蹤球、操縱桿和鼠標(biāo)。存儲(chǔ)設(shè)備418可以尤其存儲(chǔ)待被編程到調(diào)制設(shè)備中的調(diào)制參數(shù)。編程設(shè)備413可以發(fā)射多個(gè)調(diào)制參數(shù)到調(diào)制設(shè)備。在一些實(shí)施例中，編程設(shè)備413可以發(fā)射功率到調(diào)制設(shè)備。編程控制電路419可以生成多個(gè)調(diào)制參數(shù)。在各種實(shí)施例中，編程控制電路419可以比對(duì)安全規(guī)則來(lái)檢查多個(gè)調(diào)制參數(shù)的值，以將這些值限制在安全規(guī)則局限內(nèi)。

在各種實(shí)施例中，可以使用硬件、軟件和固件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)調(diào)制的電路(包括本文中討論的它的各種實(shí)施例)。例如，可以使用被構(gòu)造為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)特定功能的專用電路或者被編程為執(zhí)行該功能的通用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)gui的電路、調(diào)制控制電路和編程控制電路(包括本文中討論的它的各種實(shí)施例)。該通用電路包括但不限于微處理器或其一部分、微控制器或其一部分以及可編程邏輯電路或其一部分。

圖5通過實(shí)例示出了植入式神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)和可以在其中使用該系統(tǒng)的環(huán)境的一部分。該系統(tǒng)被示出為用于脊髓附近的植入。然而，神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)可以被配置為調(diào)制其他神經(jīng)目標(biāo)。系統(tǒng)520包括植入式系統(tǒng)521、外部系統(tǒng)522和用于提供植入式系統(tǒng)521與外部系統(tǒng)522之間的無(wú)線通信的遙測(cè)鏈路523。植入式系統(tǒng)示出為植入在患者的身體中。植入式系統(tǒng)521包括植入式調(diào)制設(shè)備(又被稱為植入式脈沖生成器或者ipg)512、引線系統(tǒng)517和電極511。引線系統(tǒng)517包括一個(gè)或多個(gè)引線，每個(gè)引線配置為電連接到調(diào)制設(shè)備512以及分布在一個(gè)或多個(gè)引線中的多個(gè)電極511。在各種實(shí)施例中，外部系統(tǒng)402包括一個(gè)或多個(gè)外部(非植入式)設(shè)備，每個(gè)外部設(shè)備允許用戶(例如醫(yī)生或其他護(hù)理人員和/或患者)與植入式系統(tǒng)521通信。在一些實(shí)施例中，外部系統(tǒng)522包括用于讓醫(yī)生或其他護(hù)理人員初始化并且調(diào)整植入式系統(tǒng)521的設(shè)置的編程設(shè)備，以及用于由患者使用的遠(yuǎn)程控制設(shè)備。例如，遠(yuǎn)程控制設(shè)備可以允許患者打開和關(guān)閉療法和/或調(diào)整多個(gè)調(diào)制參數(shù)的特定患者可編程參數(shù)。

引線系統(tǒng)517的神經(jīng)調(diào)制引線可以放置在待刺激的脊髓區(qū)域的附近即靠近擱置或者在脊膜上。例如，神經(jīng)調(diào)制引線可以沿患者的脊髓的縱軸植入。由于在神經(jīng)調(diào)制引線退出脊柱的地方附近缺少空間，所以植入式調(diào)制設(shè)備512也可以植入在腹部中或者屁股上的手術(shù)形成的口袋中，或者可以植入在患者身體的其他位置中。引線延伸部可以用于助于植入植入式調(diào)制設(shè)備512遠(yuǎn)離神經(jīng)調(diào)制引線的離開點(diǎn)。

圖6通過實(shí)例示出了又可被稱為脊髓調(diào)制(scm)系統(tǒng)的scs系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。scs系統(tǒng)624可以整體包括多個(gè)(示出為2個(gè))植入式神經(jīng)調(diào)制引線625、植入式脈沖生成器(ipg)626、外部遠(yuǎn)程控制器rc627、醫(yī)生編程器(cp)628和外部蹤跡調(diào)制器(etm)629。ipg626可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)經(jīng)皮膚引線延伸部630物理連接到神經(jīng)調(diào)制引線625，其攜帶多個(gè)電極631。如所示，神經(jīng)調(diào)制引線625可以是經(jīng)皮膚引線，其中電極沿神經(jīng)調(diào)制引線排列成直線?？梢蕴峁┤我夂线m數(shù)量的神經(jīng)調(diào)制引線，包括僅一個(gè)，只要電極數(shù)量大于兩個(gè)(包括ipg外殼作為外殼電極)以允許橫向調(diào)整電流?？商鎿Q地，手術(shù)槳形引線可用于替換一個(gè)或多個(gè)經(jīng)皮膚引線。ipg626包括脈沖生成電路，其根據(jù)調(diào)制參數(shù)集合傳遞脈沖電波形(即電脈沖的時(shí)間序列)形式的電調(diào)制能量到電極。

etm629也可以經(jīng)由經(jīng)皮膚引線延伸部632和外部纜線633而物理連接到神經(jīng)調(diào)制引線625。etm629可以具有與ipg626類似的脈沖生成電路，以根據(jù)調(diào)制參數(shù)集合傳遞電調(diào)制能量到電極。etm629是非植入式設(shè)備，其在已經(jīng)植入神經(jīng)調(diào)制引線625之后以及在ipg626的植入之前，基于蹤跡來(lái)測(cè)試待提供的調(diào)制的響應(yīng)。本文關(guān)于ipg626所述的功能可以類似地關(guān)于etm629執(zhí)行。

rc627可用于經(jīng)由雙向rf通信鏈路634遙測(cè)地控制etm629。rc627可用于經(jīng)由雙向rf通信鏈路635遙測(cè)地控制ipg626。該控制允許ipg626打開或關(guān)閉以及利用不同的調(diào)制參數(shù)集合被編程。ipg626還可以被操作以修改編程的調(diào)制參數(shù)，以活動(dòng)地控制由ipg626輸出的電調(diào)制能量的特征。醫(yī)生可以使用cp628在手術(shù)室中以及在接下來(lái)的會(huì)話中將調(diào)制參數(shù)編程到ipg626和etm629中。

cp628可以經(jīng)過rc627，經(jīng)由ir通信鏈路636或其他鏈路與ipg626或etm629間接通信。cp628可以經(jīng)由rf通信鏈路或其他鏈路(未顯示)與ipg626或etm629直接通信。由cp628提供的醫(yī)生詳述的調(diào)整參數(shù)也可用于編程rc627，從而接下來(lái)可以在獨(dú)立模式中(即沒有cp628的輔助)通過rc627的操作修改調(diào)制參數(shù)。各種設(shè)備可以用作cp628。該設(shè)備可以包括便攜式設(shè)備如膝上個(gè)人電腦、微機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、平板電腦、電話或者具有擴(kuò)展的功能的遠(yuǎn)程控制器(rc)。因此，可以通過執(zhí)行包含在cp628中的軟件指令來(lái)執(zhí)行該編程方法?？商鎿Q地，可以使用固件或硬件執(zhí)行該編程方法。在任意情況中，cp628可以活動(dòng)地控制由ipg626生成的電調(diào)制的特征，以允許基于患者反饋或者其他反饋來(lái)確定希望的參數(shù)，以及接下來(lái)利用希望的調(diào)制參數(shù)編程ipg626。為了允許用戶執(zhí)行這些功能，cp628可以包括用戶輸入設(shè)備(例如鼠標(biāo)和鍵盤)和裝在外殼中的編程顯示屏。除了鼠標(biāo)之外或者代替鼠標(biāo)，可以使用其他定向的編程設(shè)備如追蹤球、觸摸板、操縱桿、觸摸屏或作為與鍵盤相關(guān)聯(lián)的鍵的一部分而被包括的定向按鍵。外部設(shè)備(例如cp)可以被編程為提供顯示屏，其允許醫(yī)生尤其選擇或輸入簡(jiǎn)檔信息(例如姓名、出生日期、患者標(biāo)識(shí)、醫(yī)生、診斷和地址)、輸入程序信息(例如編程/跟蹤、植入蹤跡系統(tǒng)、植入ipg、植入ipg和引線、替換ipg、替換ipg和引線、替換或者修正引線、植出等等)、生成患者的疼痛圖、定義引線的配置和方向、開始和控制由神經(jīng)調(diào)制引線輸出的電調(diào)制能量、以及利用手術(shù)設(shè)置和醫(yī)生設(shè)置中的調(diào)制參數(shù)選擇和編程ipg。

外部設(shè)備637可以是用于經(jīng)由無(wú)線鏈路如感應(yīng)鏈路638來(lái)經(jīng)皮膚充電ipg的便攜式設(shè)備。在ipg被編程以及其電源被外部電荷充電或者否則被補(bǔ)給之后，ipg可以如編程那樣運(yùn)行而無(wú)需出現(xiàn)rc或cp。

圖7通過實(shí)例示出了神經(jīng)調(diào)制引線725和脈沖生成器726的一些特征。脈沖生成器726可以是植入式設(shè)備(ipg)或者可以是外部設(shè)備如可用于在植入程序期間測(cè)試電極。在所示實(shí)例中，其中一個(gè)神經(jīng)調(diào)制引線具有8個(gè)電極(標(biāo)記為e1-e8)，并且另一個(gè)神經(jīng)調(diào)制引線具有8個(gè)電極(標(biāo)記為e9-e16)。對(duì)于想要的應(yīng)用，引線和電極的實(shí)際數(shù)量和形狀可以變化。植入式脈沖生成器(ipg)可以包括用于容納電子器件和其他組件的外殼。外殼可以由導(dǎo)電的、生物兼容的材料如鈦構(gòu)成，其形成密封艙以保護(hù)內(nèi)部電子器件免受身體組織和液體。在一些情況中，外殼可以作為電極(例如外殼電極)。ipg可以包括電子組件如控制器/處理器(例如微控制器)、存儲(chǔ)器、電池、遙測(cè)電路、監(jiān)視電路、調(diào)制輸出電路和本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的其他合適的組件。微控制器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的合適的程序，以用于指導(dǎo)和控制由ipg執(zhí)行的神經(jīng)調(diào)制。根據(jù)被編程到脈沖生成器中的調(diào)制參數(shù)集合，將電調(diào)制能量提供給電極。電調(diào)制能量的形式可以是脈沖電波形。該調(diào)制參數(shù)可以包括用于限定這樣一種電極的電極組合即該電極被激活作為陽(yáng)極(正)、陰極(負(fù))、被關(guān)閉(零)；分配給每個(gè)電極的刺激能量的百分比(分?jǐn)?shù)化電極配置)；以及電脈沖參數(shù)，其限定脈沖幅度(取決于脈沖生成器是否供給恒定電流或恒定電壓到電極陣列，以毫安或伏特來(lái)測(cè)量)、脈沖寬度(以微秒測(cè)量)、脈沖率(以個(gè)脈沖每秒測(cè)量)、和突發(fā)率(以持續(xù)時(shí)間x的刺激打開和持續(xù)時(shí)間y的刺激關(guān)閉測(cè)量)。被選擇用于發(fā)射和接收電能的電極在本文中被稱為“激活的”，而未被選擇用于發(fā)射和接收電能的電極在本文中被稱為“未激活的”。

電調(diào)制發(fā)生在兩個(gè)或更多個(gè)激活的電極之間，其中一個(gè)可以是ipg外殼。系統(tǒng)可以以單極性或多極性(例如雙極性、三極性等等)方式發(fā)射調(diào)制能量到組織。當(dāng)引線電極中的選定的一個(gè)連同ipg的外殼一起被激活時(shí)，發(fā)生單極性調(diào)制，因而調(diào)制能量在選定電極與外殼之間傳輸?？梢韵螂姌Oe1-e16中的任意一個(gè)和外殼電極分配多達(dá)k個(gè)可能的組或者定時(shí)“通道”。在一個(gè)實(shí)施例中，k可以等于4。定時(shí)通道識(shí)別哪個(gè)電極被選擇為同時(shí)拉和灌電流以在待刺激的組織中創(chuàng)建電場(chǎng)。通道上的電極的幅度和極性可以改變。具體地，k個(gè)定時(shí)通道中的任意一個(gè)中的電極可以選擇為是正(陽(yáng)極、拉電流)、負(fù)(陰極、灌電流)或關(guān)閉(無(wú)電流)極性。ipg可以操作在一種模式中傳遞有療效的電調(diào)制能量，以及導(dǎo)致患者感知能量的傳遞(具有感知的異常感覺的疼痛緩解療效)，并且可以組織在亞感知模式中傳遞有療效的電調(diào)制能量并且不導(dǎo)致患者感知能量的傳遞(例如不具有感知的異常感覺的疼痛緩解療效)。

ipg可以被配置為獨(dú)立地控制流經(jīng)每個(gè)電極的電流的量級(jí)。例如，電流生成器可以被配置為從用于每個(gè)電極的獨(dú)立的電流源選擇性地生成單獨(dú)的電流調(diào)節(jié)的幅度。在一些實(shí)施例中，脈沖生成器可以具有電壓調(diào)節(jié)的輸出。雖然希望獨(dú)立可編程的電極幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，但是也可以使用在電極之間切換的單個(gè)輸出源，但是在編程上具有較不精細(xì)的控制。神經(jīng)調(diào)制器可以被設(shè)計(jì)為具有混合的電流和電壓調(diào)節(jié)設(shè)備。

圖8-圖11通過實(shí)例示出了當(dāng)電流被分解使得傳遞到每個(gè)電極的分解電流生成的縱向方向中的電場(chǎng)近似相等時(shí)縱向方向和橫向方向中的電場(chǎng)強(qiáng)度的差異?；颊叩募顾杼?尤其是dc纖維處)的電壓在縱向上近似相等，導(dǎo)致沿dc近似為0的電壓梯度。這可能需要不同量的分解電流傳遞到每個(gè)電極。校準(zhǔn)技術(shù)用于確定正確的電流分解。隨著電流分解到電調(diào)制引線上的多個(gè)電極，可以通過將由傳遞到每個(gè)電極的電流生成的電場(chǎng)疊加來(lái)計(jì)算結(jié)果場(chǎng)。此外，每個(gè)電場(chǎng)具有縱向分量和橫向分量。

圖8是近似在患者的脊髓840的縱向中心上植入的單個(gè)電調(diào)制引線839的示意圖。要理解可以使用附加的引線和引線槳狀物，如可以用于提供更寬的電極排列和/或提供更靠近背角元素的電極，并且這些電極陣列可以實(shí)現(xiàn)分解電流。圖9示出了這樣一種實(shí)施例即在該實(shí)施例中電調(diào)制引線941被關(guān)于脊髓更加橫向地植入，從而將其靠近脊髓的背角放置，并且其他電調(diào)制引線942被關(guān)于脊髓更加居中地植入，從而將其靠近脊髓940的脊柱放置。與dc相比更靠近dh的引線放置可能是希望的，以比dc神經(jīng)元素更優(yōu)先刺激dh元素以便亞感知療法。任意其他多個(gè)引線或多列槳狀引線也可以使用。電場(chǎng)的縱向分量沿圖8中描述的y軸定向，以及電場(chǎng)的橫向分量沿圖8中描述的x軸定向。

圖10是示出電調(diào)制引線1043的示意性視圖，其顯示了傳遞到電調(diào)制引線上的電極的陽(yáng)極電流的分解的實(shí)例。這些圖使用這樣一種單極性調(diào)制示出了分解即在該單極性調(diào)制中ipg的外殼電極是唯一的陰極并且攜帶100％的陰極電流。圖10中所示的陽(yáng)極電流的分解不會(huì)傳遞等量的電流到每個(gè)電極1044，因?yàn)樵搶?shí)施例考慮了電極/組織耦接差異，其是每個(gè)電極之下的組織如何對(duì)電調(diào)制進(jìn)行反應(yīng)的差異。此外，電調(diào)制引線的一部分的末端包括在縱向上具有更低的梯度的電極。電場(chǎng)的量級(jí)從電調(diào)制引線的末端向下逐漸變小?？刂频诫姌O的電流的分解，使得在電調(diào)制引線的中間部分的每個(gè)電極之下的組織近似相等地對(duì)電調(diào)制進(jìn)行反應(yīng)，或者消除每個(gè)電極之下的組織激活。然而，結(jié)果分解是不相等的。在圖10中所示的實(shí)例中，到中間電極的電流的分解從10％變化到18％，反映了這些電極之下的組織的變化。電調(diào)制引線上的分解可以按各種方式改變，只要總的分解電流等于100％。本文所述各種實(shí)施例實(shí)現(xiàn)編程算法以確定合適的分解以實(shí)現(xiàn)希望的調(diào)制場(chǎng)特性(例如恒定電場(chǎng)、或恒定電場(chǎng)量級(jí)，或恒定電壓)。

圖11通過實(shí)例示出了沿電調(diào)制引線的軸的縱向方向中的梯度的示意性說明。在電調(diào)制引線1143上的電極1144的示意性表示的上方描繪了在縱向方向中的電場(chǎng)強(qiáng)度1145。圖11中的說明顯示了在電調(diào)制引線的中部上電場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)質(zhì)上恒定，但是由于引線中的電極之間的間隙可以形成具有非常小的幅度的波形。該實(shí)質(zhì)上恒定的電場(chǎng)形成了小的縱向梯度，這將脊柱中的大的有髓軸突的激活最小化。圖11中的說明還顯示了縱向方向中的電場(chǎng)在電調(diào)制引線的末端逐漸變小。

圖12通過實(shí)例示出了橫向方向中的梯度的示意性說明。在電調(diào)制引線1243和患者的脊髓1240的示意性表示上方描繪了橫向方向中的橫向電場(chǎng)強(qiáng)度1245。圖12中的說明顯示了橫向電場(chǎng)強(qiáng)度在電調(diào)制引線附近最大并且向電調(diào)制引線的側(cè)向降低。使用附加調(diào)制引線來(lái)加寬電極陣列可以用于提供希望的分解以還對(duì)于沿橫向方向的一個(gè)距離提供實(shí)質(zhì)上恒定的電場(chǎng)區(qū)域。實(shí)質(zhì)上恒定的電場(chǎng)迎合背角和/或背根神經(jīng)元素的調(diào)制多于脊柱神經(jīng)元素。

圖13a-圖13c和圖14a-圖14c通過實(shí)例示出了神經(jīng)調(diào)制引線，其中電極可以采取關(guān)于神經(jīng)調(diào)制引線圓周地并且軸向地設(shè)置的分段電極的形式。通過非限制性的實(shí)例，每個(gè)神經(jīng)調(diào)制引線可以承載16個(gè)電極，16個(gè)電極被設(shè)置為四個(gè)電極環(huán)(第一環(huán)包括電極e1-e4；第二環(huán)包括電極e5-e8；第三環(huán)包括電極e9-e12；以及第四環(huán)包括電極e13-e16)或者四個(gè)電極軸向列(第一列包括電極e1、e5、e9和e13；第二列包括電極e2、e6、e10和e14；第三列包括電極e3、e7、e11和e15；以及第四列包括電極e4、e8、e12和e16)。引線和電極的實(shí)際數(shù)量和形狀可以根據(jù)意圖的應(yīng)用而變化。

scs系統(tǒng)可用于使用具有不同方向的電場(chǎng)傳遞電能到患者的脊髓，通常如圖13a-圖13c和圖14a-圖14c中所示。電場(chǎng)的方向可以被選擇為靶向dh元素的不同方向/定向。為了在不同的中側(cè)方向生成電場(chǎng)，電極可以在徑向方向中具有不同的電流分解。雖然如上所述希望電場(chǎng)比dc元素更優(yōu)選地地刺激dh和/或dr元素，電場(chǎng)仍然可以定向在不同的口尾方向(即投影在經(jīng)過脊髓的縱向平面上的電場(chǎng)的方向)，但是優(yōu)選不在會(huì)導(dǎo)致感知異常感覺的方向中。為了在不同的口尾方向中生成電場(chǎng)，電極可以在縱向方向具有不同的電流分解。

scs系統(tǒng)可以被配置為傳遞不同電場(chǎng)以實(shí)現(xiàn)dh元素中的調(diào)制的時(shí)間總和?？梢曰谥鹈}沖分別生成電場(chǎng)。例如，可以由電極(使用第一電流分解)在脈沖波形的第一電脈沖期間生成第一電場(chǎng)，可以由電極(使用第二不同電流分解)在脈沖波形的第二電脈沖期間生成第二不同電場(chǎng)，可以由電極(使用第三不同電流分解)在脈沖波形的第三電脈沖期間生成第三不同電場(chǎng)，可以由電極(使用第四不同電流分解)在脈沖波形的第四電脈沖期間生成第四不同電場(chǎng)，以此類推。這些電場(chǎng)可以根據(jù)定時(shí)方案旋轉(zhuǎn)或循環(huán)多次，其中，使用定時(shí)通道實(shí)現(xiàn)每個(gè)電場(chǎng)。電場(chǎng)可以連續(xù)的脈沖率生成或者可以突發(fā)開始或突發(fā)關(guān)閉。此外，電場(chǎng)循環(huán)期間的脈沖間時(shí)間間隔(即相鄰脈沖之間的時(shí)間)、脈沖幅度和脈沖持續(xù)時(shí)間可以是一致的或者可以在電場(chǎng)循環(huán)內(nèi)變化。

一個(gè)實(shí)施例修改傳遞到每個(gè)電極的分解電流以最小化縱向方向中的電場(chǎng)梯度，以便最小化dc元素的激活。最小化dc元素的激活可以包括基于模型的計(jì)算，其中，該模型包括來(lái)自校準(zhǔn)的信息?？梢酝ㄟ^公式af(n)＝ga/(πxdxl)x[ve(n-1)–2ve(n)+ve(n+1)]來(lái)計(jì)算離散激活函數(shù)，其中，ga是軸突的模型間電導(dǎo)率，d是軸突直徑，l是ranvier節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度，ve(n)是在用于確定該激活函數(shù)的節(jié)點(diǎn)處的電場(chǎng)的強(qiáng)度，ve(n-1)是在用于確定該激活函數(shù)的節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電場(chǎng)的強(qiáng)度，并且ve(n+1)是在用于確定該激活函數(shù)的節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電場(chǎng)的強(qiáng)度。使用該公式，從歸一成raniver節(jié)點(diǎn)的表面積的電導(dǎo)率計(jì)算離散激活函數(shù)。

調(diào)制閾值從一個(gè)患者到另一個(gè)患者或者從患者內(nèi)的一個(gè)電極到另一個(gè)電極變化?？梢詧?zhí)行電極的電極/組織耦接校準(zhǔn)，以說明這些不同的調(diào)制閾值并且提供電極之間的電流的更準(zhǔn)確的分解。例如，可以使用感知閾值來(lái)歸一化電極。在患者感知到異常感覺之后rc或cp可以被配置為提示患者致動(dòng)控制元件。響應(yīng)于該用戶輸入，rc或cp可以被配置為通過存儲(chǔ)當(dāng)致動(dòng)控制元件時(shí)傳遞的電脈沖串的調(diào)制信號(hào)強(qiáng)度來(lái)響應(yīng)于該用戶輸入。其他感測(cè)到的參數(shù)或者患者感知調(diào)制值(例如恒定的異常感覺、或最大忍受異常感覺)可用于提供電極的電極/組織耦接校準(zhǔn)。這些感測(cè)到的參數(shù)或者患者感知調(diào)制值可用于通過最小化由在電調(diào)制引線上的每個(gè)電極上的確定值(例如感知閾值)所分割的離散激活函數(shù)的平方和來(lái)估計(jì)電流分解。將離散激活函數(shù)或者來(lái)自電場(chǎng)的任意驅(qū)動(dòng)力求平方，消除了去極化和超極化場(chǎng)中的差異。導(dǎo)致最小總和的電流分解最小化了縱向方向中的電場(chǎng)梯度。

本文的剩余部分討論與增強(qiáng)調(diào)制場(chǎng)如亞感知調(diào)制場(chǎng)的有效性有關(guān)的各種實(shí)施例，與用于傳遞調(diào)制場(chǎng)如亞感知場(chǎng)的電極選擇以及精煉有關(guān)的各種實(shí)施例，以及與亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)有關(guān)的各種實(shí)施例。這些實(shí)施例可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)或者可以實(shí)現(xiàn)在各種組合中。該組合可用于越過dc組織傳遞dh或dr的亞感知調(diào)制。然而，一些實(shí)施例可用于傳遞其他調(diào)制療法。

增強(qiáng)的調(diào)制場(chǎng)

脊髓區(qū)域中的神經(jīng)組織具有不同的特征。例如，dc纖維(大體上有髓軸突)延伸在軸向方向中，而dh(例如神經(jīng)元末端、神經(jīng)元體、樹突和軸突)纖維定向在多個(gè)方向中。從典型地放置的硬膜外scs引線到dh纖維的距離與從這些引線到dc纖維的距離不同。此外，dh纖維和脊柱纖維對(duì)于電調(diào)制具有不同的響應(yīng)(例如激活函數(shù))。dc纖維和神經(jīng)元的調(diào)制(即去極化或超極化)的強(qiáng)度通過所謂的“激活函數(shù)”(其與電壓沿脊柱的縱軸的二階空間導(dǎo)數(shù)成正比)來(lái)描述。這部分地是因?yàn)閐c中的大的有髓軸突主要沿脊柱的縱軸對(duì)齊。另一方面，在dh纖維和神經(jīng)元上生成動(dòng)作電位的可能性通過激活函數(shù)(其與電壓沿著脊髓的一階空間倒數(shù)成正比)(另外稱為電場(chǎng))來(lái)描述。因此，dh激活函數(shù)與電壓沿纖維軸的一階導(dǎo)數(shù)成正比，而dc激活函數(shù)與電壓沿著纖維軸的二階倒數(shù)成正比。因此，距電場(chǎng)軌跡的距離對(duì)dh激活函數(shù)的影響比它對(duì)脊柱激活函數(shù)小。通過最小化由沿dc的神經(jīng)調(diào)制引線生成的電場(chǎng)的縱向梯度，dh中的神經(jīng)元素(例如神經(jīng)元、樹突、軸突、細(xì)胞體、和神經(jīng)元細(xì)胞末端)可以比dc神經(jīng)元素更優(yōu)選地被刺激，因而提供疼痛緩解形式的治療而不引起感覺異常。該技術(shù)至少部分地依賴于這樣一種自然現(xiàn)象即dh纖維和dc纖維對(duì)于電調(diào)制具有不同的響應(yīng)(激活函數(shù))。

用于增強(qiáng)調(diào)制場(chǎng)的各種實(shí)施例選擇性地優(yōu)于dc組織調(diào)制dh和/或dr組織。常規(guī)scs激活dc纖維軸突，并且動(dòng)作電位的順向傳播在大腦中引起異常感覺的感知，以及導(dǎo)致電位到在dh結(jié)束的纖維側(cè)支和末端的逆向傳播在dh中引起疼痛控制機(jī)制。各種實(shí)施例設(shè)置刺激場(chǎng)的形狀以優(yōu)選地刺激在dh和/或dr結(jié)束的纖維末端，以提供疼痛環(huán)境而不會(huì)引起異常感覺。例如，電壓的第一階梯度中的均勻性(即電場(chǎng)的均勻性)可能對(duì)于刺激dh纖維末端和/或刺激dr纖維更有效。在更大的場(chǎng)上的均勻性可以消除對(duì)于搜索最佳調(diào)制地點(diǎn)的要求，并且創(chuàng)建更大的疼痛覆蓋范圍。例如，均勻性可以在電極排列內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)電極之間延伸。在其他實(shí)例中，均勻性可以在電極排列內(nèi)的三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)電極之間延伸，以消除對(duì)于搜索最佳刺激地點(diǎn)和創(chuàng)建更大的治療覆蓋范圍的需要。因此，均勻性在引線的實(shí)質(zhì)部分上延伸。一些實(shí)施例被配置為確定調(diào)制參數(shù)集合以創(chuàng)建場(chǎng)形狀提供寬的和均勻的調(diào)制場(chǎng)來(lái)增強(qiáng)靶向神經(jīng)組織(例如dh組織或dr組織)的調(diào)制。一些實(shí)施例被配置為確定調(diào)制參數(shù)集合以創(chuàng)建場(chǎng)形狀降低或最小化非靶向神經(jīng)組織(例如dc組織)的調(diào)制。本文公開的各種實(shí)施例涉及設(shè)置調(diào)制場(chǎng)的形狀以增強(qiáng)一些神經(jīng)結(jié)構(gòu)的調(diào)制以及減小在其他神經(jīng)結(jié)構(gòu)處的調(diào)制。可以通過使用多個(gè)獨(dú)立的電流控制(micc)或者多個(gè)獨(dú)立的電壓控制來(lái)設(shè)置調(diào)制場(chǎng)的形狀以指導(dǎo)多個(gè)電極之間的電流分解的估計(jì)以及估計(jì)提供希望的強(qiáng)度的總幅度。例如，調(diào)制場(chǎng)的形狀可以設(shè)置為增強(qiáng)dh神經(jīng)組織的調(diào)制以及最小化dc組織的調(diào)制。micc的益處是micc解決電極組織耦接效率以及每個(gè)單獨(dú)接觸件處的感知閾值的變化，從而消除了“熱點(diǎn)”刺激。

調(diào)制場(chǎng)的形狀可以設(shè)置為在選定方向中在dh組織處提供恒定的電場(chǎng)(e)。在任意方向中在dh處的電場(chǎng)(e)是該方向中的標(biāo)量電位場(chǎng)(v)的負(fù)梯度(負(fù)的變化率)。由于場(chǎng)疊加的線性，可以形成轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)估計(jì)在選定方向中由來(lái)自位于(x0,y0,z0)處的單個(gè)電極的單位電流引起的edh(x,y,z)，總e場(chǎng)是由來(lái)自每個(gè)活動(dòng)電極的電流引起的e場(chǎng)被電流分解加權(quán)的線性組合。在一個(gè)實(shí)例中調(diào)制場(chǎng)可以是沿dc組織的恒定v場(chǎng)。

由于場(chǎng)疊加的線性，可以形成轉(zhuǎn)移函數(shù)以估計(jì)在選定方向上由來(lái)自位于(x0,y0,z0)處的單個(gè)電極的單位電流引起的vdc(x,y,z)，總v場(chǎng)是由來(lái)自每個(gè)活動(dòng)電極的電流引起的v場(chǎng)被電流分解加權(quán)的線性組合。

各種實(shí)施例預(yù)測(cè)幅度。在特定調(diào)制配置下(單極、雙極、三極等等)，可以例如確定dc處的目標(biāo)v幅度或者dh處的目標(biāo)e幅度為電流的感知閾值(ith)的百分比。在來(lái)自選定電極的單極ith下(或者在ith的希望百分比下)可以例如使用算術(shù)模型估計(jì)在dh的選定位置處的v量級(jí)集合為vtarget。當(dāng)在多個(gè)電極之間分解電流時(shí)，可以估計(jì)總幅度為這樣一種幅度即該幅度將最大地近似來(lái)自電流分解的組合的vtarget。經(jīng)驗(yàn)方法可以估計(jì)在希望分解之下的ith并且向下調(diào)整幅度。

圖15通過實(shí)例示出了用于確定分解以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例。目標(biāo)函數(shù)涉及具有用于調(diào)制靶向組織的希望特征的函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)還可以稱為目標(biāo)靶函數(shù)。對(duì)于給定的組織體積識(shí)別用于寬的和均勻的調(diào)制場(chǎng)的目標(biāo)函數(shù)1546。目標(biāo)函數(shù)的實(shí)例包括恒定e(電場(chǎng))、恒定|e|(電場(chǎng)量級(jí))、和恒定電壓。還識(shí)別引線和電極配置以及用于電極組織耦接的校準(zhǔn)1548。執(zhí)行依賴于目標(biāo)函數(shù)、引線和電極配置以及校準(zhǔn)的函數(shù)1549。函數(shù)的結(jié)果是用于每個(gè)電極實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的調(diào)制能量(例如電流)的分解。

圖16通過實(shí)例更詳細(xì)地示出了用于確定分解以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例。提供目標(biāo)靶函數(shù)1646(例如恒定e)作為到過程的輸入。到過程的其他輸入包括配置選擇1651、引線配置1652和電極接觸狀態(tài)1653以及閾值1654如電流閾值或者更具體地單極性電流閾值。引線配置1652和接觸狀態(tài)1653識(shí)別電極排列，識(shí)別每個(gè)電極的位置以確定場(chǎng)。總的場(chǎng)是來(lái)自每個(gè)電極的疊加的場(chǎng)。配置選擇1651涉及單極性(對(duì)于全部激活的電極相同的極性)和多極性選擇(場(chǎng)中組合的陽(yáng)極和陰極)。閾值用于補(bǔ)償電極/組織耦接差異。

可以從引線配置和接觸狀態(tài)自動(dòng)地或者手動(dòng)地確定1655刺激的接觸。選定的場(chǎng)模型可用于估計(jì)由來(lái)自接觸件的單位電流引起的場(chǎng)1656。使用閾值校準(zhǔn)該場(chǎng)1657。例如可以加權(quán)單位電流場(chǎng)。基于選定的接觸件形成構(gòu)成力1658，以及構(gòu)造轉(zhuǎn)移矩陣1659來(lái)使用以使用來(lái)自計(jì)算來(lái)自構(gòu)成源1661的貢獻(xiàn)以及使用指定的目標(biāo)場(chǎng)1660計(jì)算最小均方方案。該方案可用于計(jì)算每個(gè)接觸件上的電流分解1662。

圖17通過實(shí)例示出了在cp或其他外部設(shè)備的gui中可以設(shè)置的編程接口。接口可用于尤其識(shí)別電極排列1763。此外，如屏幕的左下部分整體所示，接口可用于識(shí)別專用于組織體積的目標(biāo)函數(shù)(例如dh處的恒定e、dh處的恒定|e|或者dc處的恒定激活函數(shù)af或恒定電壓)1764和電極配置(例如單極性或多極性)1765?？梢岳缛?766所示識(shí)別用于使電極提供目標(biāo)函數(shù)的分解電流。此外，接口可以提供目標(biāo)和最終目標(biāo)函數(shù)1767的可視的表示以及場(chǎng)(例如電極接觸件)的相對(duì)位置的表示。例如，可視表示可以包括二維場(chǎng)的表示1768、沿dc和dh的口尾電壓的表示1769、沿dc的激活函數(shù)(af)1770和沿dh的目標(biāo)和最終e場(chǎng)(dv)/dx1771。例如，沿dc的af在沿電極排列的大部分上非常低，因此指示dc中的傳入纖維未被調(diào)制場(chǎng)調(diào)制。然而，橫向方向(x方向)中的e場(chǎng)沿電極排列的大部分的dh是均勻的，因此指示沿電極排列的大部分，該場(chǎng)實(shí)質(zhì)上均勻地調(diào)制dh和/或dr神經(jīng)組織。圖18通過實(shí)例示出了引線的(如圖1769中所描繪的)等電位電壓線以及引線和背角的表示；以及圖19-圖20通過實(shí)例示出了(如1771中描繪的)實(shí)質(zhì)均勻的電場(chǎng)以及引線和背角的表示。

各種實(shí)施例提供利用激活函數(shù)調(diào)制組織體積的方法，其中該方法包括選擇調(diào)制場(chǎng)調(diào)制組織體積，其包括選擇用于專用于該組織體積的調(diào)制場(chǎng)的目標(biāo)函數(shù)以及該組織體積的激活函數(shù)。用于調(diào)制場(chǎng)的目標(biāo)函數(shù)促進(jìn)組織體積中的調(diào)制響應(yīng)的均勻性?？梢岳眠x定的目標(biāo)函數(shù)使用選定的調(diào)制場(chǎng)調(diào)制組織體積。目標(biāo)函數(shù)可以是用于調(diào)制dh組織和/或dr組織的目標(biāo)函數(shù)。該目標(biāo)函數(shù)的實(shí)例包括恒定e目標(biāo)函數(shù)或者恒定|e|目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)可以是恒定的激活函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)可以是用于調(diào)制dc組織的目標(biāo)函數(shù)。該目標(biāo)函數(shù)的實(shí)例包括恒定激活函數(shù)如恒定電壓，以抑制脊柱組織中的動(dòng)作電位。選定的目標(biāo)函數(shù)可以包括dh目標(biāo)函數(shù)和dc目標(biāo)函數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，組織體積具有用于電調(diào)制參數(shù)的激活函數(shù)，其與電調(diào)制參數(shù)的n階空間導(dǎo)數(shù)成正比?？梢赃x擇用于調(diào)制場(chǎng)的目標(biāo)函數(shù)以提供電調(diào)制參數(shù)的n階空間導(dǎo)數(shù)的恒定目標(biāo)函數(shù)以促進(jìn)組織體積中的調(diào)制響應(yīng)的均勻性。可以確定用于每個(gè)激活的接觸件的分解值以利用選定的目標(biāo)函數(shù)提供選定的調(diào)制場(chǎng)。利用選定的目標(biāo)函數(shù)使用選定調(diào)制場(chǎng)調(diào)制組織體積包括使用用于利用選定的目標(biāo)函數(shù)傳遞選定調(diào)制場(chǎng)的每個(gè)電極的分解值。

各種實(shí)施例提供利用激活函數(shù)調(diào)制組織體積的方法，其中該方法包括選擇調(diào)制場(chǎng)調(diào)制組織體積，其中選擇調(diào)制場(chǎng)包括選擇用于專用于該組織體積的調(diào)制場(chǎng)的目標(biāo)函數(shù)以及該組織體積的激活函數(shù)。用于調(diào)制場(chǎng)的選定目標(biāo)函數(shù)促進(jìn)組織體積中的調(diào)制響應(yīng)的均勻性。對(duì)于每個(gè)接觸件確定分解值以利用選定的目標(biāo)函數(shù)提供選定調(diào)制場(chǎng)?？梢岳眠x定的目標(biāo)函數(shù)使用選定的調(diào)制場(chǎng)調(diào)制組織體積。用于每個(gè)活動(dòng)接觸件的分解值可以通過以下來(lái)確定：使用電場(chǎng)模型估計(jì)每個(gè)活動(dòng)接觸件的單位電場(chǎng)(估計(jì)的單位場(chǎng)是當(dāng)利用能量單位賦能相應(yīng)的活動(dòng)接觸件時(shí)引起的場(chǎng))，確定加權(quán)單位場(chǎng)(包括確定用于每個(gè)活動(dòng)電極的感知閾值)以及使用相應(yīng)的感知閾值校準(zhǔn)每個(gè)活動(dòng)電極的估計(jì)的單位場(chǎng)，形成每個(gè)活動(dòng)接觸件的構(gòu)成源(每個(gè)構(gòu)成源包括用于提供源的電接觸件和用于提供宿的另一個(gè)接觸件)，使用構(gòu)成源的加權(quán)單位場(chǎng)構(gòu)造轉(zhuǎn)移矩陣，求解每個(gè)構(gòu)成源對(duì)于提供選定調(diào)制場(chǎng)的貢獻(xiàn)，以及從構(gòu)成源的求解計(jì)算每個(gè)活動(dòng)接觸件的分解值。可以從至少一個(gè)引線上的多個(gè)電極選擇活動(dòng)電極。

可以使用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這些方法中的任意一個(gè)。該系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例包括至少一個(gè)引線上的電極，其被配置為可操作地定位為調(diào)制神經(jīng)組織體積，以及神經(jīng)調(diào)制生成器，其被配置為使用至少一些電極在組織體積中生成調(diào)制場(chǎng)。神經(jīng)組織具有激活函數(shù)。激活函數(shù)表示神經(jīng)組織對(duì)于調(diào)制場(chǎng)的響應(yīng)。神經(jīng)調(diào)制生成器被配置為使用編程的調(diào)制參數(shù)集合傳遞能量以在神經(jīng)組織體積中沿至少一個(gè)引線生成調(diào)制場(chǎng)。編程的調(diào)制參數(shù)集合具有這樣一種值即該值被選擇為控制能量傳遞以實(shí)現(xiàn)專用于神經(jīng)組織體積的激活函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)，以促進(jìn)沿至少一個(gè)引線的一段的神經(jīng)組織體積中對(duì)于調(diào)制場(chǎng)的響應(yīng)的均勻性。神經(jīng)調(diào)制生成器被配置為使用編程的調(diào)制參數(shù)集合利用專用于組織體積的激活函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)來(lái)生成調(diào)制場(chǎng)，以促進(jìn)組織體積的響應(yīng)的均勻性。系統(tǒng)可以包括植入式設(shè)備和外部系統(tǒng)，其中，植入式設(shè)備包括神經(jīng)調(diào)制生成器。外部設(shè)備可以被配置為編程神經(jīng)調(diào)制生成器。外部設(shè)備可以包括被配置為允許用戶選擇目標(biāo)函數(shù)的用戶接口。用戶接口還可以顯示電極以及目標(biāo)函數(shù)的調(diào)制場(chǎng)的表示。

各種實(shí)施方式使用空間和時(shí)間技術(shù)來(lái)增強(qiáng)dh組織或神經(jīng)根組織的調(diào)制。下文描述dh組織作為實(shí)例。dh組織的優(yōu)選的接合可以助于緩解疼痛而沒有調(diào)制引起的感覺?？臻g調(diào)制技術(shù)提供具有恒定場(chǎng)(例如在dh組織體積中近似恒定的電場(chǎng))的dh調(diào)制。例如，選擇電極，并且可以將電極極性和強(qiáng)度設(shè)計(jì)為沿被視為對(duì)于治療重要的陣列的全部電極或者一部分在表面dh(例如rexed層i-iii或iv)中近似恒定。dh中的軸突末端被相信是電場(chǎng)附近中最興奮的以及可能最興奮的神經(jīng)元素。時(shí)間技術(shù)在突發(fā)中提供dh以增強(qiáng)dh中的興奮軸突末端的有效性。貓的脊髓腹背角中的數(shù)據(jù)暗示在時(shí)間上連續(xù)的脈沖對(duì)于興奮末端特別有效，并且利用使閾值減少～4x(500hz的突發(fā)內(nèi)頻率，gustaffson等人，1976年)的4個(gè)脈沖的突發(fā)來(lái)顯示其。連續(xù)高速(等于或大于幾百hz)的脈沖傳遞還可以有效地刺激末端，但是預(yù)計(jì)突發(fā)是有效的。

圖21通過實(shí)例示出了被配置為優(yōu)先接合dh組織的系統(tǒng)。所示系統(tǒng)2172包括電極2173、神經(jīng)調(diào)制生成器2174和控制器2175。神經(jīng)調(diào)制生成器2174被配置為使用編程的調(diào)制參數(shù)集合2176比dc組織優(yōu)選地調(diào)制dh組織。例如如上所述，編程的調(diào)制參數(shù)集合可以被配置為促進(jìn)dh組織中的調(diào)制場(chǎng)的均勻性。調(diào)制場(chǎng)是矢量并且取決于選擇性的方向。調(diào)制可以被配置為促進(jìn)在多個(gè)方向中的均勻性。分段引線作為實(shí)例可以用于促進(jìn)在多個(gè)方向中的均勻性。例如編程的調(diào)制參數(shù)集合可以被配置為提供恒定的e場(chǎng)或恒定的|e|場(chǎng)以優(yōu)選地接合dh組織?？刂破?175可以用于傳遞編程的調(diào)制參數(shù)集合的脈沖串2177。包括至少兩個(gè)脈沖的脈沖串又可以稱為脈沖突發(fā)。這些突發(fā)被認(rèn)為增強(qiáng)dh中的末端的興奮，并且因此可以用于進(jìn)一步增加優(yōu)于dc組織調(diào)制dh組織的選擇性。

圖22通過實(shí)例整體示出了脈沖串。根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)脈沖串的持續(xù)時(shí)間2278小于100ms。例如在一些實(shí)施例中，每個(gè)脈沖串的持續(xù)時(shí)間2278大于2ms并且小于50ms。連續(xù)的脈沖串之間的時(shí)間2279可以大于該連續(xù)的脈沖串中的每個(gè)脈沖串的持續(xù)時(shí)間2278。每個(gè)脈沖串可以少于10個(gè)脈沖。脈沖串的脈沖間持續(xù)時(shí)間2280可以在2ms到5ms的范圍內(nèi)。

由于dh中的神經(jīng)元素具有變化的空間分布、方向、對(duì)齊和在神經(jīng)活動(dòng)中變化的時(shí)間響應(yīng)，所以單個(gè)固定的調(diào)制模式可能不能被優(yōu)化為最大化療效。提供了各種實(shí)施例來(lái)創(chuàng)建變化的以及模式化的調(diào)制場(chǎng)。例如，各種實(shí)施例可以改變用于傳遞調(diào)制的引線幾何形狀，使用方向引線來(lái)改變電流傳遞的徑向方向，并且因此改變沿dh的v和e場(chǎng)分布(參見例如圖13a-圖13c和圖14a-圖14c以及對(duì)應(yīng)的描述。各種實(shí)施例可以使用模式化的調(diào)制串)。模式化的刺激串可以包括各種脈沖模式和各種脈沖形狀(例如矩形、正弦形等等)。各種實(shí)施例使用空間模式。例如，調(diào)制可以在兩個(gè)或三個(gè)或更多個(gè)調(diào)制電極集合之間交替。在另一個(gè)實(shí)例中，多個(gè)場(chǎng)可用于改變調(diào)制的空間模式。各種實(shí)施例使用時(shí)間模式。例如，一些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)彼此不同相(即非同步)的多個(gè)信道以提供調(diào)制模式。一些實(shí)施例交織多個(gè)信道調(diào)制，其中信道對(duì)于參數(shù)如幅度、脈沖寬度、重復(fù)率或者突發(fā)模式具有至少一個(gè)不同的調(diào)制參數(shù)值。因此，可以通過在兩個(gè)或三個(gè)或更多個(gè)信道之間切換來(lái)改變調(diào)制參數(shù)值(例如幅度、脈沖寬度、重復(fù)率或者突發(fā)模式)。一些實(shí)施例在調(diào)制中調(diào)制脈沖。例如可以調(diào)制幅度、速率或脈沖寬度中的一個(gè)或多個(gè)以提供模式的時(shí)間變化。一些實(shí)施例修改脈沖串以模仿人體的自然響應(yīng)。各種實(shí)施例改變空間和時(shí)間模式。

電極跨度選擇和精煉

亞感知調(diào)制可以對(duì)選擇和精煉用于傳遞調(diào)制的電極提出一些挑戰(zhàn)。例如，常規(guī)scs可能簡(jiǎn)單地嘗試提供小的靶向刺激來(lái)調(diào)制dc并且導(dǎo)致異常感覺?？梢哉{(diào)整常規(guī)scs的調(diào)制以在疼痛區(qū)域上標(biāo)測(cè)異常感覺。然而，患者感知不到用于亞感知調(diào)制的調(diào)制能量的傳遞。

用于亞感知調(diào)制的編程算法可以沿著口尾方向預(yù)選擇全部可用接觸件作為陰極(或陽(yáng)極)來(lái)傳遞dh調(diào)制。然而，該寬跨度選擇的結(jié)果是更高的功率要求以及可能傳遞過度的調(diào)制。希望使用算法選擇定制的更小的口尾跨度來(lái)減少功率要求而不折中治療結(jié)果。

從完全引線開始的各種實(shí)施例然后使用搜索算法降低跨度并且改善能量效率。這可以從rc或cp或者在ipg中用rc反饋完成。所提出的算法可以依賴于用于指示調(diào)制的效率的一些形式的反饋。例如，患者可以提供關(guān)于疼痛緩解的反饋。反饋還可以提供生物標(biāo)記信號(hào)。

該系統(tǒng)可以包括確定沿完全引線的調(diào)制是有效的并且然后沿引線的一部分聚焦調(diào)制的特征。因此，例如，可以沿引線的該較小部分提供整體均勻的調(diào)制場(chǎng)。該場(chǎng)仍然是寬的，因?yàn)槠淇赡苁窃诰哂卸鄠€(gè)電極接觸件的區(qū)域上提供的，但是其小于使用引線上的電極陣列的整個(gè)電極排列。

各種實(shí)施例可以提供口尾聚焦特征，其包括二分搜索特征。二分搜索特征將引線或電極陣列從完全的電極集合分段成至少兩個(gè)電極子集，其定義了部分引線搜索區(qū)域。二分搜索特征可以確認(rèn)沿完全引線的調(diào)制是有效的。

圖23通過實(shí)例示出了二分搜索特征的方案作為口尾聚焦特征?？梢詼y(cè)試用于定義第一部分引線搜索區(qū)域的第一電極子集以使用第一子集確定調(diào)制是否有效2381。如果有效，則用于定義第一部分引線搜索區(qū)域的第一電極子集可用于傳遞調(diào)制2382。如果無(wú)效，則可以測(cè)試用于定義第二部分引線搜索區(qū)域的第二電極子集以確定第二電極子集是否有效2383。如果有效，則用于定義第二部分引線搜索區(qū)域的第二電極子集可用于傳遞調(diào)制2382。如果無(wú)效，則可以測(cè)試用于定義第三(或第n)部分引線搜索區(qū)域的第二電極子集以確定第三(或第n)電極子集是否有效2384。如果有效，則用于定義第三(或第n)部分引線搜索區(qū)域的第三(或第n)電極子集可用于傳遞調(diào)制2382。如果無(wú)效，則二分搜索過程可以在2385返回到以前確定為有效率的完全電極列表。至少一些電極子集可能彼此互斥。至少一些電極子集可能彼此相交。在一些實(shí)施例中，至少兩個(gè)子集互斥并且至少一個(gè)子集與另一個(gè)子集相交。

圖24示出了二分搜索特征的實(shí)例。引線具有完全跨度2486，其可以被分割成三部分引線搜索區(qū)域2487、2488和2489，每個(gè)部分搜索區(qū)域包括對(duì)應(yīng)的電極子集。通過實(shí)例并且不是限制的方式，第一電極子集2487和第二電極子集2488可以互斥，第三子集2489可以包括與第一子集的相交并且還可以包括與第二子集的相交。在一個(gè)實(shí)例中，完全引線可以被分叉以提供引線的第一側(cè)(例如電極陣列的左側(cè)末端到中間)上的第一部分引線搜索區(qū)域2487和引線的第二側(cè)(例如電極陣列的右側(cè)末端到中間)上的第二部分引線搜索區(qū)域2488。第三部分引線搜索區(qū)域2489可以與第一部分引線搜索區(qū)域和第二部分引線搜索區(qū)域中的每一個(gè)部分地重疊。因此，部分引線搜索區(qū)域可以定義引線的第一末端區(qū)域、第二末端區(qū)域和中間區(qū)域。

圖25a-圖25c通過實(shí)例示出了邊緣搜索特征作為口尾聚焦特征。邊緣搜索特征朝向中間逐漸移動(dòng)陣列中的活動(dòng)電極的每個(gè)邊緣并且確認(rèn)調(diào)制隨著該移動(dòng)仍然有效。因此，可以朝向中央移動(dòng)第一邊緣直到朝向中央的下一個(gè)移動(dòng)導(dǎo)致該調(diào)制沒有效果為止；以及可以朝向中央移動(dòng)第二邊緣直到朝向中央的下一個(gè)移動(dòng)導(dǎo)致該調(diào)制沒有效果為止。

例如，邊緣搜索特征可以包括選擇用于移動(dòng)的電極排列(例如陣列)的邊緣2590。選定的邊緣可以是圖25b中所示的兩個(gè)邊緣2591a或2591b中的一個(gè)。然而，如果聚焦了多于兩個(gè)區(qū)域則可以有多于兩個(gè)邊緣。朝向興趣區(qū)域的其他邊緣向內(nèi)移動(dòng)選定的邊緣2592。如果降低的電極集合不再有療效2593，則可以撤銷前一個(gè)移動(dòng)并且邊緣可以設(shè)置為不再能夠被選擇移動(dòng)2594。該過程可以返回到2590以嘗試移動(dòng)其他邊緣。如果降低的電極集合繼續(xù)有療效2593，則過程返回到2590以繼續(xù)移動(dòng)邊緣直到全部邊緣被設(shè)置了的時(shí)間為止2595?？梢允褂?597最后的降低的電極集合2596來(lái)傳遞調(diào)制能量。

根據(jù)各種實(shí)施例，編程系統(tǒng)可以被配置有神經(jīng)調(diào)制聚焦特征如口尾聚焦特征，以允許用戶將用于神經(jīng)調(diào)制的希望電極選擇為更專用于希望的生理區(qū)域。由于初始編程和/或稍后的神經(jīng)調(diào)制精煉的結(jié)果，一些實(shí)施例可以允許選擇不連續(xù)的跨度。

圖26通過實(shí)例示出了根據(jù)各種實(shí)施例用于選擇電極跨度的方法。在2698處接收希望電極列表的用戶提供的選擇。該列表可以包括全部電極或者可以僅包括一些電極。這可以使用外部設(shè)備如rc或cp來(lái)接收。外部設(shè)備可以具有圖形用戶接口以提供可用于選擇的電極的說明。然后可以使用希望的電極列表中的電極來(lái)調(diào)制靶向的神經(jīng)組織2699。例如，調(diào)制可以是亞感知調(diào)制療法。靶向的神經(jīng)組織可以是dc組織、dr組織或dh組織中的一個(gè)或多個(gè)。亞感知調(diào)制療法可以以1500hz或高于1500hz的頻率傳遞，以避免異常感覺。亞感知調(diào)制療法可以以更低頻率(例如低于1200hz，低于1000hz或低于500hz)傳遞并且被傳遞以比dc組織優(yōu)選地刺激dr組織和/或dh組織。通過使用降低的電極列表，可以減小功率要求而不折中療效。

圖27通過實(shí)例示出了用于進(jìn)一步精煉希望電極列表的方法?？梢栽谟脩籼峁┑南Ｍ姌O列表上實(shí)現(xiàn)精煉算法(例如二分搜索或邊緣搜索)以提供候選電極列表2701?？梢詼y(cè)試候選電極列表的療效，這可以包括接收用戶提供的反饋或者生物標(biāo)記反饋2702?？梢曰谌缡褂梅答佀_定的療效來(lái)選擇一個(gè)候選電極列表2703。

圖28通過實(shí)例示出了如可以被實(shí)現(xiàn)為接收電極列表的用戶提供的選擇的系統(tǒng)。所示系統(tǒng)2804包括：電極排列2805，其被配置為可操作地定位為用于調(diào)制靶向的神經(jīng)組織；神經(jīng)調(diào)制生成器2806，其被配置為使用電極排列中的至少一些電極來(lái)生成調(diào)制場(chǎng)；通信模塊2807，其被配置為接收用戶提供的選擇；以及控制器2808?？刂破?808可以被配置為使用通信模塊2807接收希望電極列表的用戶提供的選擇2809。該電極列表識(shí)別電極排列中可用于調(diào)制靶向的神經(jīng)組織的電極。控制器2808可以控制神經(jīng)調(diào)制生成器生成調(diào)制場(chǎng)并且使用在電極列表中識(shí)別的電極來(lái)調(diào)制靶向的神經(jīng)組織。調(diào)制可以是亞感知調(diào)制。神經(jīng)調(diào)制生成器可以使用調(diào)制參數(shù)集合以使用電極列表中識(shí)別的降低的電極子集來(lái)促進(jìn)調(diào)制場(chǎng)的均勻性。控制器可以被配置為實(shí)現(xiàn)精煉算法(例如二分搜索和/或邊緣搜索)以進(jìn)一步降低電極列表。系統(tǒng)可以包括反饋模塊以接收關(guān)于至少一個(gè)候選電極列表的療效的反饋。反饋模塊可以被配置為接收關(guān)于疼痛緩解療效的用戶提供的反饋。另外或可替換地，反饋模塊可以被配置為檢測(cè)關(guān)于療效的生物標(biāo)記信號(hào)。

亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)

亞感知調(diào)制也可以對(duì)于調(diào)制療法的校準(zhǔn)提出一些挑戰(zhàn)，因?yàn)榛颊吒兄坏秸{(diào)制能量的傳遞。校準(zhǔn)可以包括如通過參考的方式整體并入本文的、于2015年9月23日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/054,076中討論的傳感器。傳感器的實(shí)例包括定量感覺測(cè)試(qst)、腦電圖(eeg)、腦皮層電圖(ecog)、擴(kuò)散光學(xué)成像、功能性磁共振成像(fmri)、軸突中的局部場(chǎng)電位(lfp)以及軸突中引起的復(fù)合動(dòng)作電位(ecap)。

亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)可以使用患者感知以及在靶向的組織體積中的位置移動(dòng)調(diào)制場(chǎng)的自動(dòng)或半自動(dòng)場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。亞感知編程算法可以使用與基于電極位置的相對(duì)興奮閾值有關(guān)的信息。如果感測(cè)有效，則可以使用復(fù)合動(dòng)作電位(例如在脊柱中感測(cè)的復(fù)合動(dòng)作電位)。在沒有感測(cè)的情況下，校準(zhǔn)需要用戶反饋。然而，在標(biāo)準(zhǔn)scs編程會(huì)話中的手動(dòng)校準(zhǔn)太慢。

各種實(shí)施例沿引線自動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)?？梢灾甘净颊呤褂没颊咻斎胝{(diào)整調(diào)制的調(diào)制強(qiáng)度(例如幅度、脈沖寬度等等)來(lái)保持感知的調(diào)制的強(qiáng)度仍然為恒定?？梢灾甘净颊弑３指兄恼{(diào)制的強(qiáng)度處于感知閾值或者更高的感知等級(jí)(例如剛剛低于患者忍受感知的調(diào)制的能力)或者處于另一個(gè)感知等級(jí)?；颊咻斎肟梢允歉鞣N輸入類型如但不限于觸摸屏上顯示的對(duì)象、按鈕、撥號(hào)盤和滑動(dòng)件。

調(diào)制場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)可以是自動(dòng)的或者通過患者控制。候選旋轉(zhuǎn)算法包括單極性旋轉(zhuǎn)(陽(yáng)極或陰極)或者雙極性旋轉(zhuǎn)或者多極性旋轉(zhuǎn)?？梢岳胢icc或多個(gè)獨(dú)立的電壓控制，或者利用定時(shí)通道交織技術(shù)完成旋轉(zhuǎn)。micc使得調(diào)制的軌跡能夠沿引線或者在電極陣列中逐漸移動(dòng)。定時(shí)通道的交織允許不同的電極在不同的定時(shí)通道中?？梢哉{(diào)制定時(shí)通道中的刺激參數(shù)(例如幅度)的值。因此通過實(shí)例而不是限制的方式，如果在第一通道中使用第一電極傳遞單極性調(diào)制以及在第二通道中使用與第一電極相鄰的第二電極傳遞另一個(gè)單極性調(diào)制，則第一通道中的單極性調(diào)制的幅度可能越來(lái)越降低，而單極性調(diào)制的幅度在第二通道中可能增加。這樣，調(diào)制的軌跡可能逐漸降低。

一些實(shí)施例可以提供閾值校準(zhǔn)自動(dòng)模式?？梢陨烧{(diào)制場(chǎng)，并且可以指示患者獲得感知閾值并且可以給予患者控制來(lái)選擇幅度的自動(dòng)增加或減小以及當(dāng)幅度達(dá)到感知閾值時(shí)進(jìn)行標(biāo)記。在一些實(shí)施例中，可以給予患者控制來(lái)在旋轉(zhuǎn)例程期間調(diào)整電流幅度和脈沖寬度，同時(shí)系統(tǒng)保持用戶在為系統(tǒng)定義的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線的內(nèi)部。感知閾值的標(biāo)記可以導(dǎo)致設(shè)備自動(dòng)地切換到下一個(gè)電場(chǎng)。

沿引線或者在調(diào)制電極陣列中導(dǎo)致恒定的患者感知等級(jí)或范圍的強(qiáng)度數(shù)據(jù)(例如幅度值)可以直接使用或者使用在模型中(以平滑、消除偏遠(yuǎn)點(diǎn)等等)以估計(jì)基于沿引線的位置的相對(duì)興奮。

該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以輸入到調(diào)制算法中，并且定義場(chǎng)。也可以使用手動(dòng)模式，其中，在每個(gè)標(biāo)記之后，一些實(shí)施方式可以保持下一個(gè)配置與前一個(gè)配置處于相同幅度，允許用戶調(diào)整到感知閾值。當(dāng)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)到下一個(gè)感興趣位置(電極)時(shí)一些實(shí)施例可以降低電流。電流降低可以是以前的電流的分?jǐn)?shù)。該分?jǐn)?shù)可以被選擇為將電流降低到這樣一種等級(jí)即該等級(jí)有可能剛剛低于閾值感知使得可以實(shí)現(xiàn)增加滴定例程來(lái)快速找到感知閾值。通過實(shí)例而不是限制的方式，該分?jǐn)?shù)可以是以前的電流的50％到99％之間。配置之間的切換可以是自動(dòng)的或是利用用戶選擇來(lái)切換配置的半自動(dòng)的。

圖29通過實(shí)例示出了可用于實(shí)現(xiàn)場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)的實(shí)例。用戶(例如醫(yī)生或患者)可以使用外部設(shè)備2910如cp或rc來(lái)輸入患者對(duì)調(diào)制場(chǎng)的感知。外部設(shè)備可以包括圖形用戶接口(gui)2911，其具有用于實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)的gui元件。這些gui元件可以包括：開始自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的按鈕或控制2912；在圖形引線參考上指示旋轉(zhuǎn)引線的哪個(gè)部分的圖形指示符2913；在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)期間顯示引線上的場(chǎng)的位置的圖形指示符2914；用戶從自動(dòng)旋轉(zhuǎn)(實(shí)時(shí)生成的或者后續(xù)的屏幕)選擇的幅度的圖形指示符2915；校準(zhǔn)模型(如果使用了模型)的圖形指示符2016；設(shè)置或者修改自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的速度的控制2917(可以是定量的例如秒數(shù)或定性的例如慢、適中，快)；在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)暫停的能力(例如在接觸件上將場(chǎng)保持?jǐn)?shù)秒以在這些點(diǎn)得到更多數(shù)據(jù)或者利用手動(dòng)輸入來(lái)控制到下一個(gè)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)位置的跳躍)2918。所示系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于在靶向的組織體積中生成和移動(dòng)調(diào)制場(chǎng)的調(diào)制設(shè)備2919和電極排列2920?？梢愿鶕?jù)用戶輸入來(lái)增加或減小電流的幅度。

圖30通過實(shí)例示出了在場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行中使用的外部設(shè)備的gui的實(shí)例。gui可以提供引線3201或電極排列或靶向的組織的說明。gui可以提供調(diào)制場(chǎng)的位置的實(shí)時(shí)的或者近乎實(shí)時(shí)的指示符3022。該位置可以是與所示的引線或者所示的電極排列或所示的靶向的組織的相對(duì)位置。用戶可以使用gui來(lái)設(shè)置感興趣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)的邊界3023和/或暫停點(diǎn)3024，以允許采集附加的數(shù)據(jù)。例如，可以經(jīng)由拖動(dòng)和下落控制這些點(diǎn)。gui可以允許用戶選擇校準(zhǔn)的速度3025。通過實(shí)例而不是限制的方式，用戶可以選擇預(yù)定速度(例如慢速，在60秒內(nèi)完成校準(zhǔn)；中速，在40秒內(nèi)完成校準(zhǔn)；或快速，在20秒內(nèi)完成校準(zhǔn)。)gui可以允許用戶提供定制的速度。例如，gui可以允許用戶選擇快速限制和慢速限制之間的任意速度用于校準(zhǔn)。

各種實(shí)施例使用至少一個(gè)電極上的電極排列，旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)通過神經(jīng)組織位置，并且隨著旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)經(jīng)過位置而多次執(zhí)行標(biāo)記程序。標(biāo)記程序識(shí)別調(diào)制場(chǎng)何時(shí)提供患者感知的調(diào)制。標(biāo)記程序可以包括接收用于指示調(diào)制強(qiáng)度已實(shí)現(xiàn)患者感知的刺激的標(biāo)記信號(hào)，以及響應(yīng)于接收標(biāo)記信號(hào)而存儲(chǔ)影響調(diào)制強(qiáng)度的調(diào)制場(chǎng)參考數(shù)據(jù)。調(diào)制強(qiáng)度可以包括影響患者對(duì)調(diào)制能量的感知的調(diào)制參數(shù)。這些參數(shù)可以包括脈沖寬度、速率、幅度、電流分布和電極極性(陽(yáng)極與陰極)。異常感覺是患者可以感知調(diào)制能量的方式的一個(gè)實(shí)例。通過實(shí)例而不是限制的方式，調(diào)制場(chǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)可以在暫態(tài)存儲(chǔ)器中例如但是不限于高速緩存或ram或者在永久/持久存儲(chǔ)器中例如但不限于rom、存儲(chǔ)器設(shè)備如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤、拇指驅(qū)動(dòng)器或云存儲(chǔ)器。

調(diào)制參數(shù)值可用于估計(jì)神經(jīng)組織基于神經(jīng)組織位置的相對(duì)興奮。估計(jì)的相對(duì)興奮可用于編程將要經(jīng)過電極排列中的一個(gè)或多個(gè)電極傳遞的調(diào)制能量。

標(biāo)記過程可以包括：接收用于指示調(diào)整調(diào)制強(qiáng)度的指令的滴定信號(hào)；響應(yīng)于接收到滴定信號(hào)來(lái)調(diào)整調(diào)制強(qiáng)度；以及接收用于指示已調(diào)整的調(diào)制強(qiáng)度達(dá)到患者感知調(diào)制的標(biāo)記信號(hào)?？梢杂苫颊呋蛘哂舍t(yī)生或者響應(yīng)于患者響應(yīng)的其他用戶發(fā)起滴定信號(hào)。在接收到標(biāo)記信號(hào)之后，后續(xù)的標(biāo)記過程可以從該已調(diào)整的調(diào)制強(qiáng)度開始。后續(xù)的標(biāo)記過程可以包括響應(yīng)于接收到后續(xù)滴定信號(hào)，后續(xù)地調(diào)整已調(diào)整的調(diào)制強(qiáng)度，以及接收用于指示后續(xù)已調(diào)整的調(diào)制強(qiáng)度達(dá)到患者感知調(diào)制的后續(xù)標(biāo)記信號(hào)。

一些系統(tǒng)實(shí)施方式可以包括植入式醫(yī)療設(shè)備和外部設(shè)備。植入式設(shè)備可以包括神經(jīng)調(diào)制生成器、通信模塊、存儲(chǔ)器和控制器。外部設(shè)備可以被配置為發(fā)送命令到植入式設(shè)備并且提供圖形用戶接口。圖形用戶接口可以被配置為提供電流幅度控制，其被配置為在旋轉(zhuǎn)例程期間調(diào)整電流幅度；或者提供電流和脈沖寬度控制，其被配置為在旋轉(zhuǎn)例程期間調(diào)整電流幅度和脈沖寬度。系統(tǒng)可以被配置為保持用戶在對(duì)于該系統(tǒng)定義的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線內(nèi)部。圖形用戶接口還可以提供以下控制中的任意一個(gè)或任意組合：旋轉(zhuǎn)開始，其被配置為開始旋轉(zhuǎn)例程；速度控制，其被配置為設(shè)置或者修改速度以在旋轉(zhuǎn)例程期間改變位置；分辨率控制，以指定用于旋轉(zhuǎn)的步驟尺寸；或者暫?？刂?，其被配置為在旋轉(zhuǎn)例程中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)暫停。圖形用戶接口還可以或者可替換地提供以下至少一個(gè)：用于指示在旋轉(zhuǎn)例程期間要旋轉(zhuǎn)的電極陣列的一部分的圖形引線指示符，或者用于指示在旋轉(zhuǎn)例程期間場(chǎng)的位置的圖形場(chǎng)指示符。圖像場(chǎng)指示符還可以指示在旋轉(zhuǎn)例程期間不同的位置中的場(chǎng)的范圍。

滴定信號(hào)可以包括手動(dòng)開始的滴定信號(hào)，其是由用戶手動(dòng)開始的。可替換地或另外地，滴定信號(hào)可以包括自動(dòng)調(diào)整調(diào)制強(qiáng)度的自動(dòng)提供的信號(hào)。自動(dòng)提供的信號(hào)可以受編程指令控制以根據(jù)調(diào)度的時(shí)間或者在定時(shí)器到期之后或者在標(biāo)記信號(hào)的接收之后自動(dòng)調(diào)整調(diào)制強(qiáng)度。系統(tǒng)可以被配置為接收用戶提供的命令以停止調(diào)制強(qiáng)度的自動(dòng)調(diào)整。

旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)可以包括自動(dòng)移動(dòng)調(diào)制場(chǎng)。例如，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)計(jì)數(shù)器到期而正在調(diào)整調(diào)制強(qiáng)度時(shí)可以生成標(biāo)記信號(hào)。在一些實(shí)施例中，可以由用戶延長(zhǎng)和/或由用戶加速倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器以立即前進(jìn)到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器可以具有不同的持續(xù)時(shí)間以在旋轉(zhuǎn)位置的興趣點(diǎn)提供更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間或者在其他旋轉(zhuǎn)點(diǎn)提供更短的持續(xù)時(shí)間?？梢允褂枚〞r(shí)器時(shí)鐘或者使用其他指示器如進(jìn)度條、顏色灰度、顯示的強(qiáng)度等級(jí)等將倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器顯示給用戶。旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)可以包括調(diào)制場(chǎng)的患者控制的移動(dòng)或者半自動(dòng)旋轉(zhuǎn)中的自動(dòng)和患者控制的一些組合。

旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)可以包括移動(dòng)單極性調(diào)制場(chǎng)，其中外殼電極被配置為陽(yáng)極并且電極排列中的電極被配置為陰極，或者外殼電極被配置為陰極并且電極排列中的電極被配置為陽(yáng)極，或者電極排列中的電極被配置為陽(yáng)極或陰極。然而，本主題不限于單極性調(diào)制，因?yàn)殡p極性或多極性調(diào)制可用于經(jīng)過靶向的組織的位置來(lái)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)可以包括改變電極排列中的電極的分解電流值以移動(dòng)調(diào)制場(chǎng)經(jīng)過神經(jīng)組織位置。旋轉(zhuǎn)調(diào)制場(chǎng)可以包括使用至少一個(gè)定時(shí)通道生成至少兩個(gè)不同的場(chǎng)給患者。存儲(chǔ)的調(diào)制參數(shù)數(shù)據(jù)可以直接用于估計(jì)神經(jīng)組織基于神經(jīng)組織位置的相對(duì)興奮。在一些實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)模型來(lái)使用存儲(chǔ)的調(diào)制場(chǎng)數(shù)據(jù)作為到模型的輸入以估計(jì)相對(duì)興奮。

對(duì)于調(diào)制的患者感知如異常感覺可用于校準(zhǔn)亞感知療法。例如，脈沖幅度可以增加以實(shí)現(xiàn)異常感覺或者所傳遞的調(diào)制能量的另一個(gè)患者感知指示符。其他患者感知指示符的實(shí)例可以包括溫度、本體感受、總體不適、壓力、發(fā)癢、牽拉、振動(dòng)等等。系統(tǒng)可被配置為使用患者感知調(diào)制的閾值或者患者忍受調(diào)制的閾值或者調(diào)制強(qiáng)度的另一個(gè)感知范圍來(lái)校準(zhǔn)亞感知療法?？梢岳米鳛榛颊吒兄娏鞯囊徊糠值姆葋?lái)編程調(diào)制設(shè)備。然而，對(duì)于小的脈沖寬度程序，實(shí)現(xiàn)異常感覺所需要的幅度通常高于植入式刺激器的調(diào)制輸出限制所能實(shí)現(xiàn)的幅度。亞感知調(diào)制可以調(diào)制dc、dr和/或dh組織。亞感知可以包括大約1500hz或更大的頻率。亞感知調(diào)制可以在低于1500hz的頻率(例如低于1200hz如但不限于范圍在2hz和1200hz之間的頻率或者低于1000hz或低于500hz的頻率)比dc組織優(yōu)選地調(diào)制dh和/或dr組織。

可以使用曲線擬合技術(shù)如拉皮克(lapique)強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間模型或外斯(weiss)電荷持續(xù)時(shí)間模型來(lái)從稀疏數(shù)據(jù)估計(jì)強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線。該數(shù)據(jù)可以描繪為電荷對(duì)持續(xù)時(shí)間，并且使用線性曲線擬合。使用線性擬合的參數(shù)來(lái)估計(jì)時(shí)值和基強(qiáng)度電流以及構(gòu)造模型強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線。

圖31通過實(shí)例示出了強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線的實(shí)例，其中，描繪了脈沖幅度(強(qiáng)度)對(duì)于脈沖持續(xù)時(shí)間(脈沖寬度)。隔膜的刺激取決于刺激物的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。繪圖指示了隨著脈沖寬度增加，需要的電流幅度增加。繪圖還示出了基強(qiáng)度和時(shí)值?；鶑?qiáng)度表示導(dǎo)致動(dòng)作電位的無(wú)限持續(xù)時(shí)間的最小電流，以及時(shí)值是電流將基強(qiáng)度翻倍以導(dǎo)致動(dòng)作電位的最小時(shí)間?？梢允褂脤?duì)于更大的脈沖寬度測(cè)量的兩個(gè)或多個(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)識(shí)別強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線，并且該曲線可用于估計(jì)與更小的脈沖寬度對(duì)應(yīng)的電流。因此，各種實(shí)施例獲得這樣一種更大的脈沖寬度的閾值即在該更大的脈沖寬度上刺激器能夠生成這樣一種強(qiáng)度即該強(qiáng)度允許患者感知調(diào)制閾值以及隨后使用大的脈沖寬度的這些閾值來(lái)使用強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間曲線估計(jì)使得刺激器不能夠生成患者將感知到的強(qiáng)度的更小的脈沖寬度的感知閾值。除了使用患者感知的閾值之外，可以可替換地或另外使用其他感知值。例如，可以使用忍受閾值，其中忍受閾值指示可以忍受的最大調(diào)制能量數(shù)量。該估計(jì)的閾值的一部分可以用于神經(jīng)調(diào)制程序設(shè)置。因此，可能需要數(shù)據(jù)來(lái)擬合希望的小的脈沖寬度。

圖32通過實(shí)例示出了可用于在低脈沖寬度上校準(zhǔn)亞感知調(diào)制的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。所示系統(tǒng)可以包括在至少一個(gè)引線上的電極3226，其被配置為可操作地定位為用于傳遞亞感知神經(jīng)調(diào)制。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括神經(jīng)調(diào)制生成器3227，其被配置為使用至少一些電極來(lái)生成用于亞感知神經(jīng)調(diào)制的調(diào)制場(chǎng)。系統(tǒng)可以包括反饋模塊3228，其被配置為接收生成的調(diào)制場(chǎng)提供給用戶感知的調(diào)制的信號(hào)；以及控制系統(tǒng)3229，其可操作地連接到神經(jīng)調(diào)制生成器3227和反饋系統(tǒng)3228并且被配置為實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)過程3230。反饋系統(tǒng)3229可以包括傳感器反饋3231和/或經(jīng)由外部設(shè)備的用戶反饋3232如患者已經(jīng)歷異常感覺的用戶反饋。反饋傳感器的實(shí)例可以包括用于感測(cè)引起的復(fù)合動(dòng)作電位或其他可測(cè)量的生物標(biāo)記的傳感器。由控制系統(tǒng)3229實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)過程可以包括控制神經(jīng)調(diào)制生成器3227使用包括具有第一脈沖寬度的第一刺激脈沖和和具有第二脈沖寬度的第二刺激脈沖的兩個(gè)參考脈沖3233生成調(diào)制場(chǎng)?？刂葡到y(tǒng)3229可以使用反饋模塊3228來(lái)確定第一參考點(diǎn)，其表示使用用于提供患者感知的調(diào)制的第一脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的強(qiáng)度，以及使用反饋模塊3228來(lái)確定第二參考點(diǎn)，其表示使用用于提供患者感知的調(diào)制的第二脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的強(qiáng)度?？梢灾辽偈褂玫谝粎⒖紨?shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。得出亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括得出專用于使用具有亞感知脈沖寬度3234的亞感知脈沖所傳遞的亞感知的亞感知校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

圖33通過實(shí)例示出了用短脈沖寬度編程亞感知調(diào)制的過程的一個(gè)實(shí)施例。如在3335處所示，可以使用具有第一脈沖寬度的第一刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)。可以確定第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中，第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用用于提供患者感知的調(diào)制的第一脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的強(qiáng)度。如在3336處所示，可以使用具有第二脈沖寬度的第二刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)?？梢源_定第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中，第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用用于提供患者感知的調(diào)制的第二脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的強(qiáng)度。如在3337處所示，可以至少使用包括第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)的至少兩個(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)得出亞感知調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括如在3338處所示的，估計(jì)用于表示使用估計(jì)會(huì)提供患者感知的調(diào)制的亞感知脈沖寬度生成的調(diào)制場(chǎng)的估計(jì)強(qiáng)度的亞感知數(shù)據(jù)點(diǎn)?？梢詮闹辽賰蓚€(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)外推估計(jì)的亞感知數(shù)據(jù)點(diǎn)。得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步包括如在3339處所示的，使用估計(jì)的亞感知數(shù)據(jù)點(diǎn)得出用于亞感知的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(例如幅度)。例如，小脈沖寬度的亞感知脈沖的幅度可以是估計(jì)的亞感知數(shù)據(jù)點(diǎn)的幅度的分?jǐn)?shù)。

估計(jì)用于亞感知脈沖寬度的亞感知幅度可以包括在第一參考幅度和第二參考幅度上應(yīng)用曲線擬合技術(shù)來(lái)識(shí)別電荷持續(xù)時(shí)間模型曲線的曲線參數(shù)，以及使用第一參考幅度和第二參考幅度以及電荷持續(xù)時(shí)間模型曲線來(lái)估計(jì)提供患者感知閾值的亞感知脈沖寬度的亞感知。曲線參數(shù)的實(shí)例包括時(shí)值和基強(qiáng)度電流。曲線擬合技術(shù)可以包括拉皮克強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間模型或外斯電荷持續(xù)時(shí)間模型或其他指數(shù)的或者反比例模型，以及參考數(shù)據(jù)點(diǎn)可以表示脈沖寬度和該脈沖寬度的電流幅度。

在需要從一些已知的東西估計(jì)刺激的幅度的情況中該方法可以與dh或dr刺激或任意刺激時(shí)間一起使用，但是不可用于在更小的脈沖寬度上實(shí)現(xiàn)一些已知的東西。例如，方法可以包括使用具有第一脈沖寬度的第一刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及確定第一參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，其表示使用提供感知的或可測(cè)量的響應(yīng)的第一脈沖寬度生成的調(diào)制強(qiáng)度，以及使用具有第二脈沖寬度的第二刺激脈沖生成調(diào)制場(chǎng)，以及確定第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，其表示使用提供響應(yīng)的第二脈沖寬度生成的調(diào)制強(qiáng)度?？梢允褂冒ǖ谝粎⒖紨?shù)據(jù)點(diǎn)和第二參考數(shù)據(jù)點(diǎn)的至少兩個(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)得出用于調(diào)制的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括得出對(duì)于使用具有比第一脈沖寬度和第二脈沖寬度更小的脈沖寬度的脈沖來(lái)傳遞的調(diào)制所專用的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括估計(jì)這樣一種數(shù)據(jù)點(diǎn)即該數(shù)據(jù)點(diǎn)表示使用估計(jì)會(huì)提供響應(yīng)的更小脈沖寬度所生成的調(diào)制場(chǎng)的估計(jì)的強(qiáng)度?？梢詮闹辽賰蓚€(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)外推估計(jì)的數(shù)據(jù)點(diǎn)?？梢允褂霉烙?jì)的亞感知數(shù)據(jù)點(diǎn)得出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

與上感知療法相反，亞感知療法對(duì)于患者如何使用外部設(shè)備如rc與植入物交互具有具體要求。例如，下感覺療法的劑量控制(幅度、突發(fā)開啟/關(guān)閉、頻率等等)與直接異常感覺感知無(wú)關(guān)但是劑量控制如果未被正確管理則可能仍然對(duì)于療法具有不利的影響。各種實(shí)施例在外部設(shè)備(例如rc)中提供這樣一種特征即該特征允許患者調(diào)整療法以改善結(jié)果而不需要醫(yī)生的干預(yù)?；颊呖梢园l(fā)起自我校準(zhǔn)以及控制劑量特征如突發(fā)調(diào)制。

感知閾值和/或優(yōu)選的調(diào)制模式可能對(duì)于不同的患者姿勢(shì)不同。各種實(shí)施例提供了適配為在患者日常生活期間適應(yīng)各種姿勢(shì)變化的亞感知療法。

各種實(shí)施例提供了自動(dòng)重校準(zhǔn)特征。該自動(dòng)重校準(zhǔn)特征可以被配置為當(dāng)通過感測(cè)到的信號(hào)如加速計(jì)、引起的復(fù)合動(dòng)作電位(ecap)、(包括局部場(chǎng)電位(lfp)、阻抗等等的)場(chǎng)電位檢測(cè)到患者姿勢(shì)改變時(shí)自動(dòng)地重運(yùn)行校準(zhǔn)例程。來(lái)自校準(zhǔn)例程的校準(zhǔn)信息可用于調(diào)整調(diào)制程序。

各種實(shí)施例提供了半自動(dòng)校準(zhǔn)特征。當(dāng)患者改變姿勢(shì)時(shí)患者可以開始重校準(zhǔn)。來(lái)自校準(zhǔn)例程的校準(zhǔn)信息可用于調(diào)整調(diào)制程序。

各種實(shí)施例提供了自適應(yīng)調(diào)制特征。自適應(yīng)調(diào)制特征可以包括姿勢(shì)自適應(yīng)特征，其被配置為建立不同的可編程參數(shù)集合，其中，每個(gè)集合專用于姿勢(shì)位置。系統(tǒng)可以被配置為當(dāng)檢測(cè)到患者姿勢(shì)改變時(shí)切換到對(duì)應(yīng)的程序。

各種實(shí)施例提供了包括活動(dòng)自適應(yīng)特征的自適應(yīng)調(diào)制特征，活動(dòng)自適應(yīng)特征被配置為建立不同的可編程參數(shù)集合，其中，每個(gè)集合專用于活動(dòng)等級(jí)。可以使用外部或內(nèi)部活動(dòng)傳感器來(lái)感測(cè)活動(dòng)等級(jí)。

自適應(yīng)調(diào)制特征可以包括姿勢(shì)自適應(yīng)特征和活動(dòng)自適應(yīng)特征，其被配置為建立用于姿勢(shì)和活動(dòng)的不同組合的不同的可編程參數(shù)集合。系統(tǒng)可以被配置為當(dāng)檢測(cè)到患者姿勢(shì)改變和/或患者活動(dòng)改變時(shí)切換到對(duì)應(yīng)的程序。例如，系統(tǒng)可以被配置為校準(zhǔn)調(diào)制以提供專用于多個(gè)情況，例如通過舉例但不限于臥床時(shí)間、正?；顒?dòng)和高強(qiáng)度活動(dòng)等級(jí)，的希望的調(diào)制參數(shù)。

圖34通過實(shí)例示出了包括傳遞亞感知調(diào)制的方法的實(shí)施例。在3440，使用植入式設(shè)備和電極將亞感知神經(jīng)調(diào)制傳遞到神經(jīng)組織。神經(jīng)組織可以包括背角組織、背根組織或脊柱組織中的至少一個(gè)。亞感知調(diào)制具有低于患者感知閾值的強(qiáng)度，其中，患者感知閾值是這樣一種邊界即在低于該邊界之下患者感覺不到調(diào)制場(chǎng)的生成。例如，患者感知閾值可以是患者經(jīng)歷異常感覺的閾值。在3441，接收患者輸入以觸發(fā)對(duì)于神經(jīng)調(diào)制的調(diào)整?；颊呖梢越?jīng)過外部設(shè)備的用戶接口提供輸入。用戶輸入可以是感測(cè)患者的狀態(tài)的參數(shù)的傳感器輸入。在3442，實(shí)現(xiàn)對(duì)于患者觸發(fā)的編程的響應(yīng)，以調(diào)整神經(jīng)調(diào)制。

作為實(shí)例，患者輸入可以是用戶請(qǐng)求的劑量調(diào)整，以及該響應(yīng)可以是用于調(diào)整神經(jīng)調(diào)制的劑量的響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，編程的響應(yīng)包括用于限制調(diào)整調(diào)制的能力的調(diào)制限制。該限制的一個(gè)實(shí)例是用于避免神經(jīng)調(diào)制的潛在不安全劑量的安全限制。在一些實(shí)施例中，編程響應(yīng)包括接收反饋以估計(jì)神經(jīng)調(diào)制的療效以及使用接收到的反饋輸入來(lái)自動(dòng)地自我校準(zhǔn)神經(jīng)調(diào)制。反饋可以是使用外部設(shè)備的用戶接口提供的關(guān)于疼痛減輕的患者提供的指示。反饋可以包括來(lái)自傳感器的信號(hào)以評(píng)估神經(jīng)調(diào)制的療效。

接收到的患者輸入可以是接收到的患者活動(dòng)。可以使用活動(dòng)傳感器如基于加速計(jì)的活動(dòng)傳感器來(lái)感測(cè)患者活動(dòng)?？梢酝ㄟ^用戶輸入來(lái)接收患者活動(dòng)等級(jí)。例如，患者可以輸入活動(dòng)信息到外部設(shè)備(例如rc)以監(jiān)視患者活動(dòng)。該方法可以包括使用患者活動(dòng)等級(jí)輸入來(lái)自動(dòng)評(píng)估患者健康質(zhì)量以及當(dāng)被評(píng)估的健康質(zhì)量指示時(shí)觸發(fā)對(duì)于神經(jīng)調(diào)制的調(diào)整。當(dāng)被評(píng)估的健康質(zhì)量指示時(shí)觸發(fā)調(diào)整可以包括觸發(fā)校準(zhǔn)例程來(lái)校準(zhǔn)或重校準(zhǔn)神經(jīng)調(diào)制。

圖35通過實(shí)例示出了傳遞亞感知調(diào)制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括電極排列，其被配置為可操作地定位為用于調(diào)制神經(jīng)組織。神經(jīng)組織可以包括背角組織、背根組織或脊柱組織中的至少一個(gè)。該系統(tǒng)如圖所示可以進(jìn)一步包括植入式設(shè)備3544，其包括神經(jīng)調(diào)制生成器3545，神經(jīng)調(diào)制生成器3545被配置為使用至少一些電極3543生成調(diào)制場(chǎng)以傳遞亞感知調(diào)制到神經(jīng)組織。該系統(tǒng)可以包括控制器3546，其被配置為控制神經(jīng)調(diào)制生成器3545生成調(diào)制場(chǎng)以及實(shí)現(xiàn)編程響應(yīng)3547來(lái)響應(yīng)于患者輸入自動(dòng)調(diào)整調(diào)制場(chǎng)。系統(tǒng)可以包括外部設(shè)備3548，其被配置為與植入式設(shè)備3544通信。外部設(shè)備3548可以包括接收患者輸入的用戶接口3549以及控制器3550，控制器3550被配置為實(shí)現(xiàn)編程響應(yīng)或者對(duì)患者輸入的響應(yīng)3551，自動(dòng)地開始通信以從外部設(shè)備3548發(fā)送患者發(fā)起的控制信號(hào)到植入式設(shè)備3544。植入式設(shè)備3544的控制器3546可以被配置為控制神經(jīng)調(diào)制生成器3545生成調(diào)制場(chǎng)，以及響應(yīng)于患者發(fā)起的控制信號(hào)自動(dòng)地調(diào)整調(diào)制場(chǎng)。

患者可以使用用戶接口3549來(lái)提供劑量調(diào)整3552。植入式設(shè)備3544的控制器3546可以被配置為響應(yīng)于患者發(fā)起的控制信號(hào)自動(dòng)調(diào)整神經(jīng)調(diào)制的劑量。系統(tǒng)可以被配置為響應(yīng)于患者發(fā)起的控制信號(hào)，限制劑量的自動(dòng)調(diào)整。外部設(shè)備3548和/或植入式設(shè)備3544可以被配置有用于限制劑量調(diào)整的特征。

系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括反饋輸入以估計(jì)神經(jīng)調(diào)制的療效。例如，反饋可以與用戶提供的疼痛緩解或者用戶提供的健康質(zhì)量有關(guān)。系統(tǒng)可以被配置為使用在反饋輸入接收到的反饋來(lái)自動(dòng)重校準(zhǔn)神經(jīng)調(diào)制。反饋輸入可以包括外部設(shè)備的用戶接口(例如rc的gui)，用于從用戶(例如患者或醫(yī)生或其他護(hù)理人員)接收關(guān)于療效的輸入。例如，用戶可以使用外部設(shè)備的用戶接口提供疼痛緩解3553或者健康質(zhì)量3554的指示。反饋輸入可以包括療法反饋傳感器3555，以感測(cè)用于指示療效的參數(shù)?？梢源嬖诙鄠€(gè)反饋傳感器。

患者輸入可以包括患者活動(dòng)輸入3556?？刂破骺梢员慌渲脼楫?dāng)被可以使用患者活動(dòng)輸入得出的患者健康質(zhì)量指示時(shí)自動(dòng)觸發(fā)校準(zhǔn)例程。作為實(shí)例，顯著降低活動(dòng)可以指示療法無(wú)效(例如患者正在經(jīng)歷大量疼痛)因而患者不是在執(zhí)行他的或她的正?；顒?dòng)。這可以指示應(yīng)該重校準(zhǔn)調(diào)制療法以解決引線移動(dòng)或其他變化。活動(dòng)的顯著增加(或者維持顯著水平的活動(dòng))可以指示療法有效(例如患者不是在經(jīng)歷大量疼痛)。

患者輸入可以包括患者姿勢(shì)輸入3557。在一些實(shí)施例中，控制器可以被配置為當(dāng)被可以使用患者姿勢(shì)輸入得出的患者健康質(zhì)量指示時(shí)自動(dòng)觸發(fā)校準(zhǔn)例程。輸入。作為實(shí)例，顯著的姿勢(shì)改變(或者給定日期時(shí)間期間的不尋常的姿勢(shì))可以指示療法無(wú)效(例如患者正在經(jīng)歷大量疼痛)因而患者不是在執(zhí)行他的或她的正常活動(dòng)。例如，患者可能在該患者通常站立或步行時(shí)的時(shí)間期間坐下或躺下。這可以指示應(yīng)該重校準(zhǔn)調(diào)制療法以解決引線移動(dòng)或其他變化。

在一些實(shí)施例中，控制器可以可替換地或另外被配置為實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)例程以生成檢測(cè)到的患者姿勢(shì)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及使用對(duì)于檢測(cè)到的患者姿勢(shì)生成的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整刺激程序。在一些實(shí)施例中，控制器可以可替換地或另外被配置為實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)例程以生成檢測(cè)到的患者活動(dòng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及使用對(duì)于檢測(cè)到的患者活動(dòng)生成的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整刺激程序。

圖36示出了對(duì)患者輸入的編程響應(yīng)的實(shí)例?？梢越?jīng)過用戶接口3659輸入患者輸入3658以提供輸入如用戶輸入的劑量調(diào)整3660、用戶輸入的疼痛緩解3661、或用戶輸入的健康質(zhì)量3662。可替換地或另外，用戶輸入可以包括感測(cè)到的姿勢(shì)3663和/或感測(cè)到的活動(dòng)3664。編程響應(yīng)3665可以包括例如但不限于校準(zhǔn)或重校準(zhǔn)3666和/或劑量調(diào)整3667但不限于劑量調(diào)整。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)可以對(duì)于具體的姿勢(shì)范圍或者具體的活動(dòng)范圍執(zhí)行，并且用于創(chuàng)建專用于該具體的姿勢(shì)范圍或者具體的活動(dòng)范圍的調(diào)制參數(shù)集合。

以上詳細(xì)描述意圖用于說明而不是限制。本公開的范圍因此應(yīng)該參考所附權(quán)利要求以及該權(quán)利要求所授權(quán)的等效物的完整范圍來(lái)確定。