這要求于2015年2月4日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)62/111,715的根據(jù)35u.s.c.§119(e)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

本文檔一般涉及神經(jīng)刺激，并且更具體地涉及用于在表示神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形中對(duì)電荷恢復(fù)進(jìn)行編程的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

也稱(chēng)作神經(jīng)調(diào)制的神經(jīng)刺激已經(jīng)被建議作為針對(duì)許多條件的治療。神經(jīng)刺激的示例包括脊髓刺激(scs)、深部腦刺激(dbs)、外周神經(jīng)刺激(pns)和功能性電刺激(fes)?？芍踩肷窠?jīng)刺激系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于遞送這樣的治療。可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)可以包括還被稱(chēng)作可植入脈沖發(fā)生器(ipg)的可植入神經(jīng)刺激器，以及每個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)電極的一個(gè)或多個(gè)可植入引線?？芍踩肷窠?jīng)刺激器通過(guò)被放置在神經(jīng)系統(tǒng)中的目標(biāo)位置上或其附近的一個(gè)或多個(gè)電極來(lái)遞送神經(jīng)刺激能量。外部編程裝置被用于利用控制神經(jīng)刺激能量的遞送的刺激參數(shù)來(lái)對(duì)可植入神經(jīng)刺激器進(jìn)行編程。

在一示例中，神經(jīng)刺激能量以電神經(jīng)刺激脈沖的形式被遞送。使用指定神經(jīng)刺激脈沖的模式的空間(哪里要刺激)、時(shí)間(何時(shí)要刺激)、和信息(指引神經(jīng)系統(tǒng)如期望那樣響應(yīng)的脈沖模式)方面的刺激參數(shù)來(lái)控制遞送。許多當(dāng)前神經(jīng)刺激系統(tǒng)被編程為利用一個(gè)或幾個(gè)均勻波形來(lái)持續(xù)地或突發(fā)地遞送時(shí)段脈沖。然而，人類(lèi)神經(jīng)系統(tǒng)使用具有更復(fù)雜的模式的神經(jīng)信號(hào)來(lái)傳送各種類(lèi)型的信息，包括疼痛、壓力、溫度等的感覺(jué)。神經(jīng)系統(tǒng)可以將具有簡(jiǎn)單刺激模式的人工刺激解釋為非自然現(xiàn)象，并且用意外的和非期望的感覺(jué)和/或移動(dòng)來(lái)響應(yīng)。例如，引起非目標(biāo)組織或器官的感覺(jué)異常和/或振動(dòng)的一些神經(jīng)刺激治療是已知的。

最近研究已經(jīng)表明可以改進(jìn)某些神經(jīng)刺激治療的有效性和效力，并且通過(guò)使用仿真人體中觀察到的自然模式的神經(jīng)信號(hào)的神經(jīng)刺激脈沖模式來(lái)降低它們的副作用。神經(jīng)刺激脈沖的模式可以每個(gè)包括電荷注入和恢復(fù)脈沖，以確保患者安全性和/或被用于遞送脈沖的電極的壽命。雖然現(xiàn)代電子學(xué)可以滿足生成這樣的復(fù)雜的脈沖模式的需要，但是神經(jīng)刺激系統(tǒng)的能力取決于其在很大程度上的后制造可編程性。例如，復(fù)雜的脈沖模式在當(dāng)其為患者定制時(shí)或許僅獲益該患者，以及在制造時(shí)預(yù)定的波形模式可以大體上限制定制的可能性。在各種應(yīng)用中，隨著每個(gè)脈沖注入的電荷的恢復(fù)，定制可以要求逐脈沖的可編程性，由此進(jìn)行完整脈沖模式的編程是挑戰(zhàn)性任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

神經(jīng)刺激系統(tǒng)的示例(例如“示例1”)可以包括存儲(chǔ)裝置、編程控制電路和波形定義電路。存儲(chǔ)裝置可以存儲(chǔ)表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形。編程控制電路可以被配置為根據(jù)刺激波形而生成了控制神經(jīng)刺激脈沖的遞送的多個(gè)刺激參數(shù)。波形定義電路被耦接到存儲(chǔ)裝置和控制電路，并且可以被配置為創(chuàng)建和調(diào)整刺激波形。波形定義電路包括可以包含刺激波形輸入、電荷恢復(fù)方案輸入和波形調(diào)節(jié)器的電荷恢復(fù)模塊。刺激波形輸入可以被配置為接收具有包括了電荷注入階段的神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)神經(jīng)刺激脈沖的刺激波形。電荷恢復(fù)方案輸入可以被配置為接收電荷恢復(fù)方案。波形調(diào)節(jié)器可以被配置為識(shí)別對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要，并且基于識(shí)別出的對(duì)注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要以及接收到的電荷恢復(fù)方案而通過(guò)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。

在示例2中，示例1的主題可以可選地被配置為使得電荷恢復(fù)方案輸入被配置為顯示與接收到的電荷恢復(fù)方案相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且接收所顯示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的值。

在示例3中，示例1和2的任何一個(gè)或組合的主題可以可選地被配置為使得電荷恢復(fù)方案輸入被配置為顯示與接收到的電荷恢復(fù)方案相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，并且接收所顯示的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的每個(gè)問(wèn)題的答案。

在示例4中，示例1-3的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地被配置為使得電荷恢復(fù)方案輸入被配置為顯示多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案，并且通過(guò)從所顯示的多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案接收選擇來(lái)接收電荷恢復(fù)方案。

在示例5中，示例1-4的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地被配置為使得波形調(diào)節(jié)器被配置為基于識(shí)別出的對(duì)注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要以及多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)通過(guò)自動(dòng)地調(diào)整接收到的刺激波形中的現(xiàn)有電荷恢復(fù)階段來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。

在示例6中，示例1-5的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地被配置為使得電荷恢復(fù)模塊包括電荷恢復(fù)參數(shù)生成器，其被配置為基于接收到的電荷恢復(fù)方案和預(yù)定的默認(rèn)值而生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)，并且波形調(diào)節(jié)器被配置為基于識(shí)別出的對(duì)注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要以及多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)通過(guò)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。

在示例7中，示例6的主題可以可選地被配置為使得電荷恢復(fù)參數(shù)生成器被配置為基于接收到的電荷恢復(fù)方案以及多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的限制值來(lái)生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)。

在示例8中，示例1-7的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地被配置為使得波形調(diào)節(jié)器被配置為在電荷恢復(fù)階段被自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中之后，響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的刺激波形不具有可接受的電荷平衡水平而產(chǎn)生警告信息。

在示例9中，示例1-8的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地被配置為包括包含了波形定義電路的圖形用戶(hù)界面(gui)，gui被配置為顯示刺激波形、允許電荷恢復(fù)方案的進(jìn)入并允許刺激波形的調(diào)整。

在示例10中，示例9的主題可以可選地被配置為使得波形調(diào)節(jié)器被配置為允許通過(guò)使用gui圖形地編輯刺激波形來(lái)調(diào)整刺激波形。

在示例11中，示例9和10的任何一個(gè)或組合的主題可以可選地被配置為進(jìn)一步包括可植入刺激裝置和編程裝置?？芍踩氪碳ぱb置可以包括被配置為遞送神經(jīng)刺激脈沖的刺激輸出電路以及被配置為使用多個(gè)刺激參數(shù)來(lái)控制神經(jīng)刺激脈沖的遞送的刺激控制電路。編程裝置可以通信地被耦接到刺激裝置并且包括存儲(chǔ)裝置、編程電路和gui。

用于由用戶(hù)定義波形的方法的示例(例如“示例12”)可以包括接收表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形。神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)脈沖包括電荷注入階段。該方法還包括從用戶(hù)接收電荷恢復(fù)方案、識(shí)別對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要、并且使用編程裝置的處理電路基于識(shí)別出的對(duì)注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要以及接收到的電荷恢復(fù)方案通過(guò)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。

在示例13中，如在示例12中發(fā)現(xiàn)的從用戶(hù)接收電荷恢復(fù)方案的主題可以可選地包括顯示多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案，并從所顯示的多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案接收電荷恢復(fù)方案的選擇。

在示例14中，示例12和13的任何一個(gè)或組合的主題可以可選地進(jìn)一步包括在使用圖形用戶(hù)界面(gui)自動(dòng)地插入電荷恢復(fù)階段之后顯示經(jīng)調(diào)整的刺激波形，并允許用戶(hù)調(diào)整顯示的刺激波形。

在示例15中，示例12-14的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地進(jìn)一步包括基于接收到的刺激波形和接收到的電荷恢復(fù)方案來(lái)指示未實(shí)現(xiàn)可接受的電荷平衡水平。

在示例16中，示例12-15的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地進(jìn)一步包括基于刺激波形而生成多個(gè)刺激參數(shù)，所述多個(gè)刺激參數(shù)允許根據(jù)刺激波形對(duì)來(lái)自刺激裝置的神經(jīng)刺激的遞送進(jìn)行控制。

在示例17中，示例16的主題可以可選地進(jìn)一步包括將多個(gè)刺激參數(shù)發(fā)送到可植入刺激器，并且使用多個(gè)刺激參數(shù)來(lái)控制來(lái)自可植入刺激器的神經(jīng)刺激脈沖的遞送。

在示例18中，示例12-17的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地包括基于接收到的電荷恢復(fù)方案以及多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定值來(lái)生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)。

在示例19中，如在示例18中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定值可以可選地包括一個(gè)或多個(gè)限制，每個(gè)限制是被確定為確保有效的電荷恢復(fù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的最大值或最小值。

在示例20中，示例14-19中任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地包括允許用戶(hù)使用gui圖形地編輯顯示的刺激波形中的自動(dòng)地插入的電荷恢復(fù)階段。

在示例21中，示例14-20的任何一個(gè)或任何組合的主題可以可選地包括允許用戶(hù)使用gui圖形地編輯顯示的刺激波形中的電荷注入階段。

該總結(jié)是本申請(qǐng)的教導(dǎo)中的一些的概述，并且并不意圖為本主題的獨(dú)有或徹底的治療。關(guān)于本主題的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在詳細(xì)的描述和隨附權(quán)利要求中被發(fā)現(xiàn)。在閱讀和理解下面詳細(xì)描述以及查看形成其的一部分的附圖時(shí)，本公開(kāi)的其他方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)是顯而易見(jiàn)的，其他方面中的每個(gè)將不以限制的意義而采納。本公開(kāi)的范圍由隨附權(quán)利要求和其合法等價(jià)物來(lái)限定。

附圖說(shuō)明

附圖借由示例總體上示出了本文檔中討論的各個(gè)實(shí)施例。附圖僅是出于示例性的目的并且可能不會(huì)縮放。

圖1示出了神經(jīng)刺激系統(tǒng)的實(shí)施例。

圖2示出了諸如可以在圖1的神經(jīng)刺激系統(tǒng)中實(shí)施的刺激裝置和引線系統(tǒng)的實(shí)施例。

圖3示出了諸如可以在圖1的神經(jīng)刺激系統(tǒng)中實(shí)施的編程裝置的實(shí)施例。

圖4示出了可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)和在其中可以使用該可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)的環(huán)境的部分。

圖5示出了諸如圖4的可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)的可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)的可植入刺激器和一個(gè)或多個(gè)引線的實(shí)施例。

圖6示出了諸如圖4的可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)的可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)的外部編程器的實(shí)施例。

圖7示出了圖6的外部編程器的電荷恢復(fù)模塊的實(shí)施例。

圖8示出了用于將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入刺激波形中的方法的實(shí)施例。

圖9示出了用于將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入刺激波形中的方法的另一實(shí)施例。

圖10示出了沒(méi)有電荷恢復(fù)階段的刺激波形的示例。

圖11示出了其中插入了電荷恢復(fù)階段的圖10的刺激波形的示例。

圖12示出了其中插入了電荷恢復(fù)階段的圖10的刺激波形的另一示例。

圖13示出了其中插入了電荷恢復(fù)階段的圖10的刺激波形的另一示例。

具體實(shí)施方式

在下面詳細(xì)描述中，對(duì)形成其一部分的附圖進(jìn)行參考，并且借由圖示來(lái)示出可以實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例。這些實(shí)施例足夠詳細(xì)被描述以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)當(dāng)理解實(shí)施例可以被組合，或者其他實(shí)施例可以被利用以及可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、邏輯和電子改變，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。對(duì)于本公開(kāi)中的“一”、“一個(gè)”、或“各種”實(shí)施例的引用對(duì)于相同的實(shí)施例不是必要的，并且這樣的引用設(shè)想多于一個(gè)實(shí)施例。下面詳細(xì)描述提供示例，并且本發(fā)明的范圍由隨附權(quán)利要求及其合法的等價(jià)物來(lái)限定。

本文檔討論了一種對(duì)神經(jīng)刺激脈沖模式進(jìn)行編程的方法和系統(tǒng)，包括電荷恢復(fù)階段的自動(dòng)定義。神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)刺激研究的進(jìn)展已經(jīng)導(dǎo)致需要使用復(fù)雜和/或單獨(dú)優(yōu)化的神經(jīng)刺激脈沖的模式以用于更多和/或改善的治療效果。治療各種類(lèi)型的失調(diào)的神經(jīng)刺激系統(tǒng)的能力會(huì)由這樣的神經(jīng)刺激脈沖模式的編程能力來(lái)限制。由于這樣的任務(wù)可以至少部分地由諸如醫(yī)生或其他照看者的用戶(hù)在臨床設(shè)置中對(duì)患者執(zhí)行，所以存在一種用于對(duì)神經(jīng)刺激脈沖模式進(jìn)行編程的直觀的、用戶(hù)友好和有效的方法和系統(tǒng)的需要。

神經(jīng)刺激脈沖可以包括電荷注入階段，隨后是電荷恢復(fù)階段。在電荷注入階段期間，將電荷注入目標(biāo)神經(jīng)組織中以通過(guò)包括了至少一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極的電極引發(fā)動(dòng)作電位。在電荷恢復(fù)階段期間，陽(yáng)極和陰極被切換以恢復(fù)注入的電荷。在沒(méi)有恢復(fù)注入的電荷的情況下，神經(jīng)組織可能受到損傷和/或電極可能遭受長(zhǎng)期損害。

在相同神經(jīng)刺激脈沖的簡(jiǎn)單的激烈串(tonictrain)中，電荷恢復(fù)階段可以緊隨著每個(gè)神經(jīng)刺激脈沖的電荷注入脈沖。對(duì)于神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式，這可能是不可能的。例如，在神經(jīng)刺激脈沖的電荷注入階段之后，在將下一個(gè)神經(jīng)刺激脈沖的電荷注入階段編程為開(kāi)始之前，可能沒(méi)有足夠的時(shí)間完全恢復(fù)注入的電荷。因此，對(duì)于快速突發(fā)的神經(jīng)刺激脈沖，它們的電荷注入階段可以按順序發(fā)生，隨后是一個(gè)或多個(gè)電荷恢復(fù)階段以獲得電荷平衡。各種模式的電荷注入和恢復(fù)階段的示例在被轉(zhuǎn)讓給波士頓科學(xué)神經(jīng)調(diào)節(jié)公司的于2014年2月21日提交的題為“neurostimulationsystemhavingincreasedflexibilityforcreatingcomplexpulsetrains”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2014/0243924a1中被討論，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

當(dāng)定義神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式時(shí)，特別是當(dāng)在模式中的每一和每個(gè)脈沖的電荷注入階段之后立即進(jìn)行電荷恢復(fù)階段是不可能的或不切實(shí)際的時(shí)，考慮電荷恢復(fù)的要求可能成為用戶(hù)基本上不希望的負(fù)擔(dān)。本系統(tǒng)允許定義神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式的用戶(hù)聚焦于電荷注入階段，而不首先考慮電荷恢復(fù)階段。在各個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)基于已經(jīng)定義的電荷注入階段而自動(dòng)地將電荷恢復(fù)階段添加到神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式中。如果需要，用戶(hù)可以調(diào)整自動(dòng)布置的電荷恢復(fù)階段。

在各個(gè)實(shí)施例中，本系統(tǒng)接收以下神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式，其不包括由用戶(hù)指定的電荷恢復(fù)階段和電荷恢復(fù)方案，并根據(jù)電荷恢復(fù)方案的參數(shù)自動(dòng)地插入電荷恢復(fù)階段。例如，本系統(tǒng)可以允許用戶(hù)使用圖形用戶(hù)界面(gui)來(lái)定義包括了電荷抑制階段的神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式，并且允許用戶(hù)以直觀的方式設(shè)置和/或調(diào)整電荷恢復(fù)方案的參數(shù)。然后，本系統(tǒng)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式中，并在gui上顯示結(jié)果。用戶(hù)被允許使用電荷恢復(fù)階段查看得到的波形的各個(gè)部分，并且如果必要或需要?jiǎng)t進(jìn)行修改。如果基于神經(jīng)刺激的復(fù)雜模式和用戶(hù)指定的電荷恢復(fù)方案，無(wú)法可靠地實(shí)現(xiàn)完全電荷平衡，則本系統(tǒng)可向用戶(hù)呈現(xiàn)警告消息，使得用戶(hù)可以對(duì)神經(jīng)刺激的復(fù)雜模式和/或電荷恢復(fù)方案進(jìn)行必要的調(diào)整。在各個(gè)實(shí)施例中，本系統(tǒng)可以在復(fù)雜刺激波形的創(chuàng)建期間顯著地減少或消除考慮電荷恢復(fù)階段的負(fù)擔(dān)，并且允許用戶(hù)專(zhuān)注于定義復(fù)雜刺激波形的電荷注入階段。

在該文檔中，“刺激波形”是指表示神經(jīng)刺激脈沖的模式的波形?！吧窠?jīng)刺激脈沖”至少包括是旨在引起目標(biāo)神經(jīng)組織中的動(dòng)作電位的神經(jīng)刺激脈沖的部分的“電荷注入階段”(也被稱(chēng)為“刺激階段”、“刺激脈沖”或“陰極階段”)。“電荷恢復(fù)階段”(也被稱(chēng)為“再充電階段”、“再充電脈沖”或“電荷恢復(fù)脈沖”)是旨在在電荷注入階段期間恢復(fù)注入到目標(biāo)神經(jīng)組織中的電荷的神經(jīng)刺激脈沖的部分?；謴?fù)(或再充電)階段還可以允許在下一個(gè)刺激脈沖中的電荷注入的準(zhǔn)備，諸如通過(guò)對(duì)其中存儲(chǔ)要被注入的電荷的電容器進(jìn)行再充電。

在各個(gè)實(shí)施例中，本系統(tǒng)有助于神經(jīng)刺激脈沖的復(fù)雜模式的創(chuàng)建和調(diào)整，諸如包括短的脈沖突發(fā)的序列的模式，其中突發(fā)和脈沖可以每個(gè)具有不同的幅度和定時(shí)參數(shù)。在各個(gè)實(shí)施例中，本系統(tǒng)使能以允許實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)、測(cè)試和修改模式的方式而快速和直觀地定義神經(jīng)刺激脈沖的模式。雖然在神經(jīng)刺激中的應(yīng)用作為具體示例進(jìn)行了討論，但是本主題允許在任何電刺激和其他醫(yī)療裝置應(yīng)用中具有自動(dòng)或半自動(dòng)電荷平衡的波形定義，其中表示刺激脈沖的模式或序列的波形要被定義。

圖1示出神經(jīng)刺激系統(tǒng)100的實(shí)施例。系統(tǒng)100包括：電極106、刺激裝置104和編程裝置102。電極106被配置為被放置在患者中的一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)目標(biāo)之上或在其附近。刺激裝置104被配置為電連接到電極106并且將諸如以電脈沖的形式的神經(jīng)刺激能量通過(guò)電極106遞送至一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)目標(biāo)。通過(guò)使用多個(gè)刺激參數(shù)、諸如指定了電脈沖的模式的刺激參數(shù)和通過(guò)其遞送每個(gè)電脈沖的電極的選擇，來(lái)控制神經(jīng)刺激的遞送。在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)刺激參數(shù)中的至少一些參數(shù)由用戶(hù)(諸如使用系統(tǒng)100來(lái)治療病人的醫(yī)師或其他照看者)可編程。編程裝置102提供給用戶(hù)對(duì)于用戶(hù)可編程參數(shù)的可訪問(wèn)性。在各個(gè)實(shí)施例中，編程裝置102被配置為經(jīng)由有線或無(wú)線鏈路而通信耦接到刺激裝置。

在各個(gè)實(shí)施例中，編程裝置102包括圖形用戶(hù)界面(gui)110，其允許用戶(hù)通過(guò)創(chuàng)建和/或編輯各種波形的圖形表示來(lái)設(shè)置和/或調(diào)整用戶(hù)可編程參數(shù)值。這樣的波形可以包括例如待被遞送至患者的神經(jīng)刺激脈沖的模式的波形以及被用作神經(jīng)刺激脈沖的模式的構(gòu)建塊的單獨(dú)波形，諸如神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)脈沖的波形。用戶(hù)還可以被允許定義對(duì)于每個(gè)單獨(dú)定義的波形特定的電極選擇。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然gui110為用戶(hù)提供了用于對(duì)針對(duì)神經(jīng)刺激的各個(gè)波形進(jìn)行編程的直觀和用戶(hù)友好的手段，但是根據(jù)本主題不需要電荷恢復(fù)階段的自動(dòng)定義。

圖2示出刺激裝置204和引線系統(tǒng)208、諸如可以在神經(jīng)刺激系統(tǒng)100中實(shí)施的實(shí)施例。刺激裝置204表示刺激裝置104的實(shí)施例并且包括刺激輸出電路212和刺激控制電路214。刺激輸出電路212產(chǎn)生并且遞送神經(jīng)刺激脈沖。刺激控制電路214使用指定神經(jīng)刺激脈沖的模式的多個(gè)刺激參數(shù)來(lái)控制神經(jīng)刺激脈沖的遞送。引線系統(tǒng)208包括一個(gè)或多個(gè)引線，每個(gè)被配置為電連接到刺激裝置204和分布在一個(gè)或多個(gè)引線中的多個(gè)電極206。多個(gè)電極206包括電極206-1、電極206-2、…電極206-n，均是單個(gè)電傳導(dǎo)接觸以提供在刺激輸出電路212和患者的組織之間的電接口，其中n≥2。神經(jīng)刺激脈沖每個(gè)從刺激輸出電路212通過(guò)選自電極206的電極集合來(lái)遞送。在各個(gè)實(shí)施例中，神經(jīng)刺激脈沖可以包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)定義的脈沖，并且該電極集合可以由用戶(hù)單獨(dú)可定義以用于單獨(dú)定義的脈沖中的每個(gè)。

在各個(gè)實(shí)施例中，引線的數(shù)量和在每個(gè)引線上的電極的數(shù)量取決于例如神經(jīng)刺激的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的分布和用于控制每個(gè)目標(biāo)處的電場(chǎng)的分布的需要。在一個(gè)實(shí)施例中，引線系統(tǒng)208包括2個(gè)引線，每個(gè)具有8個(gè)電極。

在各個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)從電極206選出的用于遞送一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)刺激脈沖的每個(gè)電極集合，將實(shí)現(xiàn)電荷平衡。在一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)刺激脈沖期間通過(guò)電極集合注入目標(biāo)組織中的電荷使用一個(gè)或多個(gè)電荷恢復(fù)階段進(jìn)行平衡，在此期間相同電極集合的一個(gè)或多個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)或多個(gè)陰極被切換。因此，使用與選自電極206的公共電極集合相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電荷注入階段以及一個(gè)或多個(gè)電荷恢復(fù)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)電荷平衡。

圖3示出編程裝置302、諸如可以在神經(jīng)刺激系統(tǒng)100中實(shí)施的實(shí)施例。編程裝置302表示編程裝置102的實(shí)施例并且包括存儲(chǔ)裝置318、編程控制電路316和gui310。存儲(chǔ)裝置318存儲(chǔ)表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形。編程控制電路316根據(jù)刺激波形來(lái)生成控制了神經(jīng)刺激脈沖的遞送的多個(gè)刺激參數(shù)。gui310表示gui110的實(shí)施例并且包括波形定義電路320，其允許通過(guò)使用圖形方法創(chuàng)建和/或調(diào)整刺激波形來(lái)定義神經(jīng)刺激脈沖的模式。在各個(gè)實(shí)施例中，gui310允許用戶(hù)定義刺激波形，其包括神經(jīng)刺激脈沖的每個(gè)脈沖的至少電荷注入階段，具有或不具有對(duì)應(yīng)的電荷恢復(fù)階段，并且自動(dòng)調(diào)整刺激波形以添加或重新布置對(duì)應(yīng)的電荷恢復(fù)階段。波形定義電路320被配置為使用gui來(lái)呈現(xiàn)刺激波形，并且允許用戶(hù)使用圖形或其他編輯手段來(lái)調(diào)整刺激波形。應(yīng)當(dāng)理解，雖然借由用于實(shí)施電荷恢復(fù)階段的自動(dòng)定義的示例具體討論了gui，但是本主題可以是具有或不具有g(shù)ui的實(shí)現(xiàn)方式。因此，包括本文檔中討論的其各個(gè)實(shí)施例的波形定義電路320可以借由示例被實(shí)施為本文檔中具體示出的gui的一部分，或被實(shí)施為包括在本文檔中討論的其各個(gè)實(shí)施例的諸如編程裝置302的編程裝置的一部分。

在各個(gè)實(shí)施例中，gui310包括任何類(lèi)型的呈現(xiàn)裝置，諸如交互式或非交互式屏幕和允許用戶(hù)編輯訪問(wèn)的波形的圖形表示的任何類(lèi)型的用戶(hù)輸入裝置，諸如觸摸屏、鍵盤(pán)、鍵區(qū)、觸摸板、軌跡球、控制桿和鼠標(biāo)。在一實(shí)施例中，gui310包括交互式觸摸屏，并且通過(guò)在觸摸屏上視覺(jué)上指示定義了訪問(wèn)波形的參數(shù)而顯示訪問(wèn)波形的圖形表示。觸摸屏允許用戶(hù)修改視覺(jué)上指示的參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，諸如通過(guò)拖拉訪問(wèn)的波形中的一個(gè)或多個(gè)段。

在各個(gè)實(shí)施例中，包括本文檔中討論的其各個(gè)實(shí)施例的、神經(jīng)刺激100的電路可以使用硬件和軟件的組合來(lái)實(shí)施。例如，包括本文檔中討論的其各個(gè)實(shí)施例的包括波形定義電路320的gui110的電路、刺激控制電路214和編程控制電路316可以使用被構(gòu)建為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)特定功能的專(zhuān)用電路或者被編程以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)這樣的功能的通用電路而被實(shí)施。這樣的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和可編程邏輯電路或其一部分。

圖4示出可植入的神經(jīng)刺激系統(tǒng)400和在其中可以使用系統(tǒng)400的環(huán)境的一部分。系統(tǒng)400包括可植入系統(tǒng)422、外部系統(tǒng)402以及在可植入系統(tǒng)422和外部系統(tǒng)402之間提供無(wú)線通信的遙測(cè)鏈路426?？芍踩胂到y(tǒng)422在圖4中被示出為被植入在患者的身體499中。

可植入系統(tǒng)422包括可植入刺激器(還被稱(chēng)作可植入脈沖發(fā)生器、或ipg)404、引線系統(tǒng)424和電極406，其分別表示刺激裝置204、引線系統(tǒng)208和電極206的實(shí)施例。外部系統(tǒng)402表示編程裝置302的實(shí)施例。在各個(gè)實(shí)施例中，外部系統(tǒng)402包括一個(gè)或多個(gè)外部(非可植入)裝置，每個(gè)允許用戶(hù)和/或患者與可植入系統(tǒng)422通信。在一些實(shí)施例中，外部402包括被用于使用戶(hù)初始化和調(diào)整可植入刺激器404的設(shè)置的編程裝置和用來(lái)供患者使用的遠(yuǎn)程控制裝置。例如，遠(yuǎn)程控制裝置可以允許患者打開(kāi)和關(guān)閉可植入刺激器404和/或調(diào)整多個(gè)刺激參數(shù)的某些患者可編程的參數(shù)。

雖然可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)作為具體示例進(jìn)行了討論，但是本主題不限于可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)，并且不限于可植入系統(tǒng)或神經(jīng)刺激系統(tǒng)。在各個(gè)實(shí)施例中，包括如本文檔中討論的電荷恢復(fù)階段的插入和/或調(diào)整的刺激波形的定義可以在任何神經(jīng)刺激系統(tǒng)中被實(shí)施，諸如可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)、經(jīng)皮神經(jīng)刺激系統(tǒng)或通過(guò)皮膚神經(jīng)刺激系統(tǒng)。在各個(gè)實(shí)施例中，包括如本文檔中討論的電荷恢復(fù)階段的插入和/或調(diào)整的刺激波形的定義也可以在將具有電荷恢復(fù)階段的電刺激脈沖遞送到患者的各種目標(biāo)組織或器官的任何電刺激系統(tǒng)中被實(shí)施。

圖5示出可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)、諸如可植入系統(tǒng)422的可植入刺激器404和一個(gè)或多個(gè)引線424的實(shí)施例。可植入刺激器404可以包括僅當(dāng)刺激器具有感測(cè)能力時(shí)可選擇的和被需要的感測(cè)電路530、刺激輸出電路212、刺激控制電路514、植入存儲(chǔ)裝置532、植入遙測(cè)電路534和電源536。當(dāng)被包括和被需要時(shí)，感測(cè)電路530出于患者監(jiān)視和/或神經(jīng)刺激的反饋控制的目的來(lái)感測(cè)一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的示例包括神經(jīng)和其他信號(hào)，每個(gè)指示由神經(jīng)刺激治療的患者的情況和/或患者對(duì)于神經(jīng)刺激的遞送的響應(yīng)。刺激輸出電路212通過(guò)引線424而電連接到電極406，并且通過(guò)選自電極406的電極集合來(lái)遞送神經(jīng)刺激脈沖中的每個(gè)。刺激控制電路514表示刺激控制電路214的實(shí)施例并且使用指定神經(jīng)刺激脈沖的模式的多個(gè)刺激參數(shù)來(lái)控制神經(jīng)刺激脈沖的遞送。在一實(shí)施例中，刺激控制電路514使用一個(gè)或多個(gè)感測(cè)到的生理信號(hào)來(lái)控制神經(jīng)刺激脈沖的遞送。植入遙測(cè)電路534提供具有與另一裝置、諸如外部系統(tǒng)402的裝置進(jìn)行無(wú)線通信(包括接收來(lái)自外部系統(tǒng)402的多個(gè)刺激參數(shù)的值)的可植入刺激器404。植入存儲(chǔ)裝置532存儲(chǔ)多個(gè)刺激參數(shù)的值。電源536為可植入刺激器404提供用于其操作的能量。在一實(shí)施例中，電源536包括電池。在一實(shí)施例中，電源536包括可充電電池和用于對(duì)可充電電池進(jìn)行充電的電池充電電路。植入遙測(cè)電路534還可以起通過(guò)感應(yīng)耦接來(lái)接收發(fā)送自外部系統(tǒng)402的功率的功率接收器的作用。

在各個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)電路530(如果被包括的話)、刺激輸出電路212、刺激控制電路514、植入遙測(cè)電路534、植入存儲(chǔ)裝置532和電源536被封裝在氣密密封的可植入殼體中。在各個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)引線424被植入，使得電極406被放置在神經(jīng)刺激脈沖待被遞送的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)上和/或在其周?chē)?，同時(shí)可植入刺激器404皮下被植入并且在植入時(shí)連接到一個(gè)或多個(gè)引線424。

圖6示出可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)(諸如系統(tǒng)400的外部系統(tǒng)402)的外部編程器602的實(shí)施例。外部編程器602表示編程裝置302的實(shí)施例，并且包括外部遙測(cè)電路640、外部存儲(chǔ)裝置618、編程控制電路616和gui610。

外部遙測(cè)電路640提供與另一裝置(諸如可植入刺激器404)經(jīng)由遙測(cè)鏈路426進(jìn)行無(wú)線通信(包括向可植入刺激器404發(fā)送多個(gè)刺激參數(shù))的外部編程器602。在一實(shí)施例中，外部遙測(cè)電路640還通過(guò)導(dǎo)電性耦接將功率發(fā)送給可植入刺激器404。

外部存儲(chǔ)裝置618存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)刺激波形，每個(gè)刺激波形表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式。在各個(gè)實(shí)施例中，可以選擇每個(gè)刺激波形以由用戶(hù)修改和/或用于對(duì)諸如可植入刺激器404的刺激裝置進(jìn)行編程以遞送治療。在該文檔中，“刺激波形”包括表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形，并且可以包括從外部存儲(chǔ)裝置618選出的刺激波形或要被添加到被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中的一個(gè)或多個(gè)刺激波形的新刺激波形。

在各個(gè)實(shí)施例中，刺激波形是以逐脈沖為基礎(chǔ)可定義的，并且外部存儲(chǔ)裝置618包括存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)可定義的脈沖波形的脈沖庫(kù)，每個(gè)脈沖波形定義了一個(gè)或多個(gè)脈沖類(lèi)型的脈沖類(lèi)型。外部存儲(chǔ)裝置618還存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)可定義的字段。一個(gè)或多個(gè)脈沖類(lèi)型的每個(gè)脈沖類(lèi)型與一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)可定義的字段的字段相關(guān)聯(lián)。一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)可定義的字段中的每個(gè)字段由通過(guò)其來(lái)遞送神經(jīng)刺激脈沖中的脈沖的多個(gè)電極中的一個(gè)或多個(gè)電極和在一個(gè)或多個(gè)電極上的脈沖的電流分布來(lái)定義。

編程控制電路616表示編程控制電路316的實(shí)施例，并且基于神經(jīng)刺激脈沖的模式而生成多個(gè)刺激參數(shù)，其被發(fā)送給可植入刺激器404。該模式可以由用戶(hù)使用gui610來(lái)創(chuàng)建和/或調(diào)整并且被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中。在各個(gè)實(shí)施例中，編程控制電路616相對(duì)于安全規(guī)則檢查多個(gè)刺激參數(shù)的值以將這些值限制在安全規(guī)則的約束內(nèi)。在一實(shí)施例中，安全規(guī)則是啟發(fā)式規(guī)則。

gui610表示gui310的實(shí)施例，并且允許用戶(hù)通過(guò)創(chuàng)建和/或編輯表示模式的刺激波形來(lái)定義神經(jīng)刺激脈沖的模式。gui610包括波形定義電路620，其表示波形定義電路320的實(shí)施例。波形定義電路620允許表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形的定義，并且包括電荷恢復(fù)模塊622。使用gui、諸如gui610來(lái)定義刺激波形的示例在于2014年9月15日提交的題為“graphicaluserinterfaceforprogrammingneurostimulationpulsepatterns”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2/050,505以及于2014年11月4日提交的題為“methodandapparatusforprogrammingcomplexneurostimulationpatterns”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2/075,079中被討論，兩者均被轉(zhuǎn)讓給波士頓科學(xué)神經(jīng)調(diào)節(jié)公司，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。在各個(gè)實(shí)施例中，具有電荷恢復(fù)模塊622的波形定義電路620允許以與這些示例相同或相似的方式定義刺激波形，但是不需要如在這些示例中討論的神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)脈沖的電荷恢復(fù)階段。在各個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)模塊622接收具有包括電荷注入階段的神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)神經(jīng)刺激脈沖的刺激波形，接收電荷恢復(fù)方案，識(shí)別對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要，并且基于識(shí)別出的恢復(fù)注入的電荷的需要和接收到的電荷恢復(fù)方案通過(guò)自動(dòng)地將電荷恢復(fù)階段插入到接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。

在各個(gè)實(shí)施例中，包括電荷恢復(fù)模塊622的波形定義電路620在不首先考慮電荷恢復(fù)階段的情況下向用戶(hù)提供生成復(fù)雜刺激波形的能力。給定具有未完成的電荷恢復(fù)階段的復(fù)雜刺激波形，用戶(hù)可以定義電荷恢復(fù)方案，根據(jù)該方案，諸如外部編程器602的計(jì)算機(jī)化裝置可插入電荷恢復(fù)階段。例如，在使用電荷注入階段創(chuàng)建刺激波形之后，用戶(hù)可以指定電荷恢復(fù)階段應(yīng)該每20毫秒±100微秒發(fā)生一次。電荷恢復(fù)模塊622然后將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入刺激波形中以滿足該標(biāo)準(zhǔn)以及可由用戶(hù)指定或存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中的其它標(biāo)準(zhǔn)。電荷恢復(fù)階段的自動(dòng)定義不需要gui的使用。然而，當(dāng)使用gui610時(shí)，用戶(hù)可以輸入并調(diào)整電荷恢復(fù)方案并以更直觀的方式對(duì)刺激波形進(jìn)行調(diào)整。在各個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)模塊622可以基于由用戶(hù)輸入的刺激波形和電荷恢復(fù)方案來(lái)監(jiān)視是否可以實(shí)現(xiàn)可接受的電荷平衡水平，并且在不能實(shí)現(xiàn)可接受的電荷平衡水平時(shí)警告用戶(hù)。用戶(hù)然后可以調(diào)整電荷恢復(fù)方案和/或刺激波形以更完全地恢復(fù)使用神經(jīng)刺激電荷注入的電荷。在各個(gè)實(shí)施例中，包括電荷恢復(fù)模塊622的波形定義電路620在刺激波形的創(chuàng)建期間減少或移除考慮電荷恢復(fù)階段的負(fù)擔(dān)，從而允許用戶(hù)專(zhuān)注于定義提供在神經(jīng)刺激的目標(biāo)組織中的誘發(fā)動(dòng)作電位的所期模式的電荷注入階段。在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2014/0243924a1中討論了電荷注入和電荷恢復(fù)脈沖的示例。在各個(gè)實(shí)施例中，在定義了這樣的電荷注入脈沖之后，電荷恢復(fù)模塊620通過(guò)自動(dòng)插入這種電荷恢復(fù)脈沖來(lái)完成完整刺激波形的定義。

在各個(gè)實(shí)施例中，gui610允許從外部編程器602導(dǎo)出被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中的一個(gè)或多個(gè)刺激波形的刺激波形。在各個(gè)實(shí)施例中，gui610允許將刺激波形導(dǎo)入到外部編程器602中以被添加到被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中的一個(gè)或多個(gè)刺激波形。在各個(gè)實(shí)施例中，gui610允許從外部編程器602導(dǎo)出被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中的一個(gè)或多個(gè)脈沖類(lèi)型和/或字段。在各個(gè)實(shí)施例中，gui610允許將一個(gè)或多個(gè)脈沖類(lèi)型和/或字段導(dǎo)入到外部編程器602中以被添加到被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置618中的一個(gè)或多個(gè)脈沖類(lèi)型和/或字段。這樣的導(dǎo)入和導(dǎo)出使得用戶(hù)能夠在使用相同或類(lèi)似的神經(jīng)刺激系統(tǒng)來(lái)治療患者的用戶(hù)社區(qū)中與其他用戶(hù)共享刺激波形和/或其構(gòu)建塊。

圖7示出了電荷恢復(fù)模塊722的實(shí)施例，其表示電荷恢復(fù)模塊722的實(shí)施例。在示出的實(shí)施例中，電荷恢復(fù)模塊722包括刺激波形輸入744、電荷恢復(fù)方案輸入746、電荷恢復(fù)參數(shù)生成器748和波形調(diào)節(jié)器750。

刺激波形輸入744以包括電荷注入階段的神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)神經(jīng)刺激脈沖接收刺激波形。在一個(gè)實(shí)施例中，刺激波形可以?xún)H包括電荷注入階段。在另一個(gè)實(shí)施例中，刺激波形可以包括電荷注入階段和電荷恢復(fù)階段，但是電荷恢復(fù)階段是否被適當(dāng)?shù)胤胖迷诖碳げㄐ沃行枰或?yàn)證，并且可以基于驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行必要或期望的修改。

電荷恢復(fù)方案輸入746接收電荷恢復(fù)方案。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)方案輸入746從使用gui的用戶(hù)接收電荷恢復(fù)方案。在各個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)方案輸入746可以以選擇、參數(shù)值、對(duì)問(wèn)題的回答的形式和/或允許電荷恢復(fù)方案的定義的任何表達(dá)式接收電荷恢復(fù)方案。

在一個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)方案輸入746被配置為呈現(xiàn)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案，并允許用戶(hù)為該方案定義參數(shù)。例如，電荷恢復(fù)方案輸入746可以顯示與電荷恢復(fù)方案相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且接收顯示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的值。為了允許用戶(hù)輸入該值，電荷恢復(fù)方案輸入746可以顯示范圍并接收在顯示的范圍內(nèi)的值，或者顯示多個(gè)預(yù)定義的值，并且從顯示的多個(gè)預(yù)定義的值接收值的選擇。這種一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的示例包括針對(duì)電荷恢復(fù)階段的電流幅度、相間間隔(電荷注入階段的結(jié)束到隨后相鄰的電荷恢復(fù)階段的開(kāi)始之間的時(shí)間間隔)以及電荷恢復(fù)階段的持續(xù)時(shí)間。電荷恢復(fù)方案輸入746可以顯示與電荷恢復(fù)方案相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，并且接收針對(duì)顯示的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的每個(gè)問(wèn)題的答案。為了允許用戶(hù)輸入答案，電荷恢復(fù)方案輸入746可以顯示多個(gè)預(yù)定義的答案，并從顯示的多個(gè)預(yù)定義的答案接收對(duì)答案的選擇。一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的示例包括：如果下一個(gè)電荷注入階段被日程安排開(kāi)始，是否應(yīng)該停止或中斷電荷恢復(fù)階段；是否允許多個(gè)電荷注入階段的電荷恢復(fù)階段重疊(彼此疊加)；電荷恢復(fù)階段是否可以連續(xù)；以及是否要執(zhí)行主動(dòng)或被動(dòng)電荷恢復(fù)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)方案輸入746被配置為顯示多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案，并從顯示的多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案接收電荷恢復(fù)方案的選擇。預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案的示例包括：電荷恢復(fù)階段，其每個(gè)在每個(gè)電荷注入階段之后以指定的最大時(shí)間間隔發(fā)生；以及周期性電荷恢復(fù)階段，其以指定頻率、按需被應(yīng)用并且與電荷注入階段不重疊。電荷恢復(fù)方案輸入746可以基于電荷恢復(fù)方案的選擇進(jìn)一步顯示一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且接收顯示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的值。為了允許用戶(hù)輸入該值，電荷恢復(fù)方案輸入746可以顯示范圍并接收在顯示的范圍內(nèi)的值，或者顯示多個(gè)預(yù)定義的值，并且從顯示的多個(gè)預(yù)定義的值接收值的選擇。電荷恢復(fù)方案輸入746還可以基于電荷恢復(fù)方案的選擇進(jìn)一步顯示一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，并且接收針對(duì)顯示的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的每個(gè)問(wèn)題的答案。為了允許用戶(hù)輸入答案，電荷恢復(fù)方案輸入746可以顯示多個(gè)預(yù)定義的答案，并從顯示的多個(gè)預(yù)定義的答案接收答案的選擇。

電荷恢復(fù)參數(shù)生成器748基于接收到的電荷恢復(fù)方案而生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷恢復(fù)參數(shù)生成器748基于接收到的電荷恢復(fù)方案和預(yù)定的默認(rèn)值而生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)。預(yù)定的默認(rèn)值可以包括多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)限制值。這種一個(gè)或多個(gè)限制值的示例包括電荷恢復(fù)階段的最小電流幅度、電荷恢復(fù)階段的最大電流幅度、完成電荷恢復(fù)允許的最大時(shí)間以及最小相間間隔最大相間間隔。

波形調(diào)節(jié)器750識(shí)別對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要，并且基于識(shí)別出的對(duì)注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要和多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)而通過(guò)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。在各個(gè)實(shí)施例中，對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要對(duì)于使用電極的每個(gè)唯一集合而遞送的神經(jīng)刺激脈沖是特定的，并且針對(duì)與該電極集合相關(guān)聯(lián)的電荷平衡插入電荷恢復(fù)階段。

在各個(gè)實(shí)施例中，波形調(diào)節(jié)器750在電荷恢復(fù)階段被插入之后響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的刺激波形不具有可接受的電荷平衡水平而產(chǎn)生警告信號(hào)。警告信號(hào)可以包括指示基于接收到的刺激波形和接收到的電荷恢復(fù)方案(或多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù))不能實(shí)現(xiàn)電荷平衡的消息。作為響應(yīng)，允許用戶(hù)修改電荷恢復(fù)方案和/或經(jīng)調(diào)整的刺激波形。

在其中采用gui的各個(gè)實(shí)施例中，波形調(diào)節(jié)器750顯示經(jīng)調(diào)整的刺激波形(具有插入的電荷恢復(fù)階段)，并且允許用戶(hù)使用gui來(lái)調(diào)整顯示的刺激波形。在各個(gè)實(shí)施例中，波形調(diào)節(jié)器750可以被配置為允許用戶(hù)圖形地編輯刺激波形(包括編輯電荷恢復(fù)脈沖和電荷注入脈沖兩者)、僅圖形地編輯電荷恢復(fù)階段、或僅圖形地編輯電荷注入階段。

圖8示出了用于將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入刺激波形中的方法860的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，包括如在本文檔中討論的其組件的各個(gè)實(shí)施例的諸如系統(tǒng)100或400的神經(jīng)刺激系統(tǒng)被配置為執(zhí)行方法860。在各個(gè)實(shí)施例中，方法860允許由用戶(hù)、諸如使用神經(jīng)刺激系統(tǒng)治療患者的醫(yī)生或其他照看者來(lái)控制神經(jīng)刺激。

在861處，接收表示在刺激時(shí)段期間的神經(jīng)刺激脈沖的模式的刺激波形。神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)脈沖包括電荷注入階段。在862處，從用戶(hù)接收電荷恢復(fù)方案。在863處，可選地識(shí)別對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要。如果接收到的刺激波形已知不是電荷平衡的，則此步驟可能不是必需的。在864處，使用編程裝置的處理電路基于識(shí)別出的對(duì)注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要和接收到的電荷恢復(fù)方案而通過(guò)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。在865處，基于刺激波形而生成多個(gè)刺激參數(shù)。多個(gè)刺激參數(shù)允許根據(jù)刺激波形對(duì)來(lái)自刺激裝置的神經(jīng)刺激的遞送進(jìn)行控制。

圖9示出了用于將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入刺激波形中的方法970的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，包括如在本文檔中討論的其組件的各個(gè)實(shí)施例的諸如系統(tǒng)100或400的神經(jīng)刺激系統(tǒng)被配置為執(zhí)行方法970。在各個(gè)實(shí)施例中，方法970允許由用戶(hù)、諸如使用神經(jīng)刺激系統(tǒng)來(lái)治療患者的醫(yī)生或其他照看者來(lái)控制神經(jīng)刺激。

在971處，接收刺激波形。刺激波形表示在刺激時(shí)段期間神經(jīng)刺激脈沖的模式。神經(jīng)刺激脈沖的模式中的每個(gè)神經(jīng)刺激脈沖包括電荷注入階段。在各個(gè)實(shí)施例中，刺激波形可以?xún)H包括電荷注入階段或電荷注入階段和電荷恢復(fù)階段兩者。當(dāng)刺激波形包括電荷注入階段和電荷恢復(fù)階段兩者時(shí)，可以執(zhí)行方法970來(lái)驗(yàn)證電荷恢復(fù)階段是否被適當(dāng)?shù)胤胖迷诖碳げㄐ沃?，并且在必要或期望時(shí)修改電荷恢復(fù)階段。

在972處，從用戶(hù)接收電荷恢復(fù)方案。在一個(gè)實(shí)施例中，使用編程裝置的gui來(lái)接收電荷恢復(fù)方案。在一個(gè)實(shí)施例中，如果需要，則顯示與電荷恢復(fù)方案相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且接收顯示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的值。在一個(gè)實(shí)施例中，如果需要，則顯示與電荷恢復(fù)方案相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，并且接收顯示的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的每個(gè)問(wèn)題的答案。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案，并且接收來(lái)自顯示的多個(gè)預(yù)定義的電荷恢復(fù)方案的電荷恢復(fù)方案的選擇。如果需要指定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)和/或需要回答一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，則對(duì)于選出的電荷恢復(fù)方案，顯示一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且接收顯示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的值和/或顯示一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，并且接收顯示的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的每個(gè)問(wèn)題的答案。

在973處，識(shí)別對(duì)在電荷注入階段期間注入的電荷進(jìn)行恢復(fù)的需要。這可以包括識(shí)別接收到的刺激波形中的電荷注入階段，并且確定刺激波形是否包括電荷恢復(fù)階段以適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)注入的電荷。在各個(gè)實(shí)施例中，取決于是否已知接收到的刺激波形不是電荷平衡的，步驟973可以是可選的。在各個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)接收到的刺激波形已知包括電荷注入階段和電荷恢復(fù)階段兩者時(shí)，可以執(zhí)行步驟973來(lái)驗(yàn)證電荷注入階段提供令人滿意的電荷平衡水平并且如果需要的話調(diào)整刺激波形。

在974處，基于接收到的電荷恢復(fù)方案而生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)。接收到的電荷恢復(fù)方案可以包括顯示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)的值和/或顯示的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的每個(gè)問(wèn)題的答案。在各個(gè)實(shí)施例中，基于接收到的電荷恢復(fù)方案和針對(duì)多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定值來(lái)生成多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)。這種一個(gè)或多個(gè)預(yù)定值的示例包括一個(gè)或多個(gè)限制，每個(gè)限制是被確定為確保有效的電荷恢復(fù)的最大值或最小值。

在975處，使用諸如神經(jīng)刺激系統(tǒng)中的編程裝置的處理電路的處理電路，基于多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)而通過(guò)將電荷恢復(fù)階段自動(dòng)地插入接收到的刺激波形中來(lái)調(diào)整接收到的刺激波形。在各個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)公共電極集合識(shí)別接收到的刺激波形中的電荷注入階段，并且基于多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù)，插入電荷恢復(fù)階段以平衡通過(guò)每個(gè)公共電極集合注入的電荷。

在976處，顯示具有自動(dòng)插入的電荷恢復(fù)階段的經(jīng)調(diào)整的刺激波形。在977處，確定經(jīng)調(diào)整的刺激波形是否具有可接受的電荷平衡水平。如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)可接受的電荷平衡水平，則在978處產(chǎn)生警告信息以警告用戶(hù)。警告信息指示出基于接收到的刺激波形和接收到的電荷恢復(fù)方案(或多個(gè)電荷恢復(fù)參數(shù))不能實(shí)現(xiàn)電荷平衡。

在979處，無(wú)論是否實(shí)現(xiàn)了可接受的電荷平衡水平，都允許用戶(hù)調(diào)整刺激波形。這可以包括允許用戶(hù)使用gui來(lái)手動(dòng)修改刺激波形。在各個(gè)實(shí)施例中，可允許用戶(hù)圖形地編輯整個(gè)刺激波形、僅圖形地編輯被插入到接收到的刺激波形中的電荷恢復(fù)階段或僅圖形地編輯電荷注入階段(并重復(fù)電荷恢復(fù)階段的自動(dòng)插入)。

在980處，基于刺激波形而生成多個(gè)刺激參數(shù)。多個(gè)刺激參數(shù)允許來(lái)自刺激裝置的神經(jīng)刺激的遞送根據(jù)刺激波形進(jìn)行控制。在一個(gè)實(shí)施例中，刺激裝置是可植入神經(jīng)刺激器。在981處，將多個(gè)刺激參數(shù)發(fā)送到刺激裝置。在982處，使用多個(gè)刺激參數(shù)來(lái)控制來(lái)自刺激裝置的神經(jīng)刺激脈沖的遞送。

圖10示出了沒(méi)有電荷恢復(fù)階段的刺激波形的示例。它可以表示如本文檔中上面討論的“接收到的刺激波形”(其如示出的僅包括電荷注入階段)的段。僅為了說(shuō)明的目的，接收到的刺激波形的段包括六個(gè)神經(jīng)刺激脈沖的六個(gè)電荷注入階段1090a-f。在示出的示例中，電荷注入階段1090a-d被認(rèn)為彼此太接近而不允許在它們中的任何兩個(gè)之間插入電荷恢復(fù)階段，而電荷注入階段1090e-f每個(gè)之后是足夠長(zhǎng)的非刺激時(shí)間間隔，足以允許電荷恢復(fù)階段的插入，以用于立即平衡使用每個(gè)脈沖注入的電荷。

圖11-圖13每個(gè)示出了其中插入了電荷恢復(fù)階段的圖10的刺激波形的示例。圖11-圖13中的每個(gè)中的刺激波形可以表示基于由用戶(hù)定義的不同電荷恢復(fù)方案而通過(guò)自動(dòng)插入電荷恢復(fù)階段而調(diào)整的接收到的刺激波形的段的不同示例。圖11示出了通過(guò)插入平衡在電荷注入階段1090a-d期間注入的電荷的總和的被動(dòng)電荷恢復(fù)階段1192a-d、平衡電荷注入階段1090e期間注入的電荷的被動(dòng)電荷恢復(fù)階段1192e以及平衡在電荷注入階段1090f期間注入的電荷的被動(dòng)電荷恢復(fù)階段1192f而調(diào)整的刺激波形的示例。圖12示出了通過(guò)插入每個(gè)平衡在電荷注入階段1090a-d之一期間注入的電荷的非連續(xù)的主動(dòng)電荷恢復(fù)階段1292a-d、平衡在電荷注入階段1090e期間注入的電荷的主動(dòng)電荷恢復(fù)階段1292e以及平衡在電荷注入階段1090f期間注入的電荷的主動(dòng)電荷恢復(fù)階段1292f來(lái)調(diào)整的刺激波形的示例。圖13示出了通過(guò)插入每個(gè)平衡在電荷注入階段1090a-d之一期間注入的電荷的連續(xù)的主動(dòng)電荷恢復(fù)階段1392a-d、平衡在電荷注入階段1090e期間注入的電荷的主動(dòng)電荷恢復(fù)階段1392e、以及平衡在電荷注入階段1090f期間注入的電荷的主動(dòng)電荷恢復(fù)階段1392f而調(diào)整的刺激波形的示例。

圖10-圖13中的波形借由示例而非借由限制被示出，以說(shuō)明如本文檔中上面討論的“接收到的刺激波形”和“經(jīng)調(diào)整的刺激波形”。在各個(gè)實(shí)施例中，本主題適用于需要進(jìn)行電荷平衡的任何刺激波形。這種刺激波形的額外示例在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2014/0243924a1中進(jìn)行了討論。

應(yīng)理解，上述詳細(xì)描述意圖是示例性而非限制性的。在閱讀和理解上面的描述時(shí)，其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。因此，應(yīng)參考隨附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求賦予的等價(jià)物的全部范圍來(lái)確定本發(fā)明的范圍。