可以修改波形以產(chǎn)生適合于刺激神經(jīng)組織的電脈沖。
[0048] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，RF脈沖發(fā)生器模塊106可以遠(yuǎn)程地控制刺激參數(shù)（即，施加 至神經(jīng)組織的電脈沖的參數(shù)），并且基于從植入的無(wú)線刺激裝置模塊114接收的RF信號(hào)監(jiān) 控來(lái)自無(wú)線刺激裝置114的反饋。由RF脈沖發(fā)生器模塊106實(shí)現(xiàn)的反饋檢測(cè)算法可以監(jiān) 控從植入的無(wú)線刺激裝置模塊114無(wú)線發(fā)送的數(shù)據(jù)，包括關(guān)于植入的無(wú)線刺激裝置114正 在從RF脈沖發(fā)生器接收的能量的信息和關(guān)于正傳送至電極焊盤的刺激波形的信息。為了 針對(duì)給定醫(yī)療病癥提供有效治療，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧以通過(guò)電刺激向神經(jīng)纖維提供最優(yōu) 量的激勵(lì)或者抑制?？梢允褂瞄]環(huán)反饋控制方法，其中來(lái)自植入的無(wú)線刺激裝置114的輸 出信號(hào)被監(jiān)控并且用于確定用于維持有效神經(jīng)元激活的合適水平的神經(jīng)刺激電流，或者， 在一些情況下，患者可以以開環(huán)控制方法手動(dòng)地調(diào)節(jié)輸出信號(hào)。
[0049] 圖2描繪了無(wú)線刺激裝置的示例的詳細(xì)圖表。如所描繪的，編程模塊102可以包括 用戶輸入系統(tǒng)202和通信子系統(tǒng)208。用戶輸入系統(tǒng)221可以允許用戶以指令集的形式調(diào)節(jié) (在一些情況下，以開環(huán)方式）各種參數(shù)設(shè)置。通信子系統(tǒng)208可以通過(guò)無(wú)線連接104(諸 如藍(lán)牙或者Wi-Fi)向RF脈沖發(fā)生器模塊106傳輸這些指令集（和其它信息）以及從模塊 106接收數(shù)據(jù)。
[0050] 例如，可以用于多用戶的編程器模塊102(諸如患者的控制單元或者臨床醫(yī)生的 編程器單元）可以用于向RF脈沖發(fā)生器模塊106發(fā)送刺激參數(shù)?？梢钥刂频拇碳?shù)可 以包括表1所示范圍中的脈沖幅度、脈沖頻率和脈沖寬度。在本文中，術(shù)語(yǔ)脈沖指的是直接 產(chǎn)生組織刺激的波形的相位；可以類似地控制電荷平衡相位（下面描述的）的參數(shù)?；颊?和/或臨床醫(yī)生還可以可選地控制治療的總體持續(xù)時(shí)間和模式。
[0051]
[0052] RF脈沖發(fā)生器模塊114可以被初始編程以在初始植入程序期間滿足對(duì)于每個(gè)個(gè) 體患者的具體參數(shù)設(shè)置。由于醫(yī)療狀況或者身體本身會(huì)隨時(shí)間改變，因此重新調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè) 置的能力可以有益于確保神經(jīng)調(diào)制治療的持續(xù)療效。
[0053] 編程器模塊102在功能上可以是智能裝置和相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用。智能裝置硬件可以包 括CPU 206并且用作在圖形用戶界面（⑶1)204上處理觸摸屏輸入的媒介物以用于處理和 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0054] RF脈沖發(fā)生器模塊106可以通過(guò)有線連接108連接至外部TX天線110。替換地， 天線和RF脈沖發(fā)生器兩者都位于皮下（未示出）。
[0055] 由RF脈沖發(fā)生器模塊106發(fā)送至植入的無(wú)線刺激裝置114的信號(hào)可以包括電力 和參數(shù)（關(guān)于刺激波形、幅度、脈沖寬度和頻率的設(shè)置屬性）兩者。RF脈沖發(fā)生器模塊106 還可以起無(wú)線接收單元的作用，從植入的無(wú)線刺激裝置114接收反饋信號(hào)。為此，RF脈沖 發(fā)生器模塊106可以包括微電子裝置或者其它電路，以處理傳輸?shù)窖b置114的信號(hào)的生成 以及處理反饋信號(hào)，諸如來(lái)自裝置114的反饋信號(hào)。例如，RF脈沖發(fā)生器模塊106可以包 括控制器子系統(tǒng)214、高頻振蕩器218、RF放大器216、RF開關(guān)和反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212。
[0056] 控制器子系統(tǒng)214可以包括用以處理數(shù)據(jù)處理的CPU 230、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)228 (諸 如本地存儲(chǔ)器）、用以與編程器模塊102通信（包括從編程器模塊接收刺激參數(shù)）的通信子 系統(tǒng)234、脈沖發(fā)生器電路236和數(shù)字/模擬（D/A)轉(zhuǎn)換器232。
[0057] 控制器子系統(tǒng)214可以由患者和/或臨床醫(yī)生使用，以控制刺激參數(shù)設(shè)置（例如， 通過(guò)控制從RF脈沖發(fā)生器模塊106發(fā)送至裝置114的信號(hào)的參數(shù)）。這些參數(shù)設(shè)置可以影 響例如一個(gè)或者多個(gè)電脈沖的功率、電流電平或者形狀。如上所述，可以使用編程模塊102 執(zhí)行刺激參數(shù)的編程，以設(shè)置將由RF能量傳輸至植入的無(wú)線刺激裝置214中的接收（RX) 天線238(典型地偶極天線（盡管可以使用其它類型的天線）的重復(fù)率、脈沖寬度、幅度和 波形。由于某些參數(shù)的調(diào)節(jié)可能需要神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)、神經(jīng)調(diào)制協(xié)議和電刺激的 安全限制的詳細(xì)醫(yī)學(xué)知識(shí)，因此臨床醫(yī)生可以選擇鎖定和/或隱藏編程器接口內(nèi)的某些設(shè) 置，從而限制患者查看或者調(diào)節(jié)某些參數(shù)的能力。
[0058] 控制器子系統(tǒng)214可以將接收的參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器子系統(tǒng)228中，直到 參數(shù)設(shè)置被從編程模塊102接收的新的輸入數(shù)據(jù)修改為止。CPU 206可以使用本地存儲(chǔ)器 中存儲(chǔ)的參數(shù)來(lái)控制脈沖發(fā)生器電路236以生成刺激波形，該刺激波形由高頻振蕩器218 在從300MHz至8GHz范圍內(nèi)（優(yōu)選地在大約700MHz與5. 8GHz之間以及更優(yōu)選地在大約 800MHz與1. 3GHz之間）調(diào)制。產(chǎn)生的RF信號(hào)可以隨后由RF放大器226放大并且隨后通 過(guò)RF開關(guān)223發(fā)送至TX天線110,以透過(guò)組織的深度到RX天線238。
[0059] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，由TX天線110發(fā)送的RF信號(hào)可以僅僅是由無(wú)線刺激裝置模 塊114使用以生成電脈沖的電力傳輸信號(hào)。在其它實(shí)現(xiàn)方式中，還可以將遙測(cè)信號(hào)傳輸?shù)?無(wú)線刺激裝置模塊114以發(fā)送關(guān)于無(wú)線刺激裝置模塊114的各種操作的指令?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào) 制載波信號(hào)發(fā)送遙測(cè)信號(hào)（如果在外部，則通過(guò)皮膚，或者如果脈沖發(fā)生器模塊106被植入 皮下，則通過(guò)其它身體組織）。遙測(cè)信號(hào)用于調(diào)制耦合到一個(gè)或者多個(gè)植入的天線238上的 載波信號(hào)（高頻信號(hào)），并且不干擾相同引導(dǎo)件上接收的輸入，以向無(wú)線刺激裝置供電。在 一個(gè)實(shí)施例中，遙測(cè)信號(hào)和供電信號(hào)組合成一個(gè)信號(hào)，其中RF遙測(cè)信號(hào)用于調(diào)制RF供電信 號(hào)，并且因此無(wú)線刺激裝置由接收的遙測(cè)信號(hào)直接供電；無(wú)線刺激裝置中獨(dú)立的子系統(tǒng)利 用信號(hào)中包括的電力并且解釋信號(hào)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
[0060] RF開關(guān)223可以是多用途裝置（諸如雙向耦合器），其以最小插入損耗向TX天線 110傳遞相對(duì)高的幅度、極短持續(xù)時(shí)間的RF脈沖，同時(shí)向反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212提供兩個(gè)低電平 輸出；一個(gè)輸出向反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212傳送正向電力信號(hào)，其中正向電力信號(hào)是發(fā)送至TX天線 110的RF脈沖的衰減版本，以及另一個(gè)輸出向反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212的不同端口傳送反向電力信 號(hào)，其中反向電力信號(hào)是從TX天線110反射的RF能量的衰減版本。
[0061] 在接通周期時(shí)間期間（當(dāng)正在向無(wú)線刺激裝置114傳輸RF信號(hào)時(shí)），RF開關(guān)223 設(shè)定為向反饋?zhàn)酉到y(tǒng)發(fā)送正向電力信號(hào)。在斷開周期時(shí)間期間（當(dāng)沒有向無(wú)線刺激裝置模 塊114傳輸RF信號(hào)時(shí)），RF開關(guān)223可以改變?yōu)榻邮漳Ｊ剑谠摻邮漳Ｊ街?，接收從無(wú)線刺 激裝置模塊114反射的RF能量和/或RF信號(hào)，以在反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212中進(jìn)行分析。
[0062] RF脈沖發(fā)生器模塊106的反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212可以包括接收電路，用以接收和提取來(lái) 自無(wú)線刺激裝置114的遙測(cè)信號(hào)或者其它反饋信號(hào)和/或從由TX天線110發(fā)送的信號(hào)反 射的RF能量。反饋?zhàn)酉到y(tǒng)可以包括放大器226、濾波器224、解調(diào)器222和A/D轉(zhuǎn)換器220。
[0063] 反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212接收正向電力信號(hào)并且將該高頻AC信號(hào)轉(zhuǎn)換為DC電平，可以對(duì) 該DC電平進(jìn)行采樣并且將其發(fā)送至控制器子系統(tǒng)214。以這種方法，可以將生成的RF脈沖 的特征與控制器子系統(tǒng)214內(nèi)的參考信號(hào)進(jìn)行比較。如果任何參數(shù)中存在不一致（誤差）， 則控制器子系統(tǒng)214可以調(diào)節(jié)對(duì)RF脈沖發(fā)生器106的輸出。例如，調(diào)節(jié)的性質(zhì)可以與計(jì)算 的誤差成比例。控制器子系統(tǒng)214可以在其調(diào)節(jié)方案上并入額外的輸入和限制，諸如反向 電力的信號(hào)幅度和各種脈沖參數(shù)的任何預(yù)定最大值或者最小值。
[0064] 反向電力信號(hào)可以用于檢測(cè)RF電力傳送系統(tǒng)中的故障狀態(tài)。在理想狀態(tài)中，當(dāng)TX 天線110具有與其接觸的組織完美匹配的阻抗時(shí)，從RF脈沖發(fā)生器106生成的電磁波從TX 天線110不受阻礙地傳遞到身體組織中。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，在用戶的身體類型、穿戴的 衣服類型和天線110相對(duì)于身體表面的定位中可以存在很大程度的可變性。由于天線110 的阻抗取決于下層組織和任何介入材料的相對(duì)電容率，并且還取決于天線距離皮膚的總間 隔距離，因此在任何給定應(yīng)用中，在TX天線110與身體表面的接口處會(huì)存在阻抗失配。當(dāng) 這種失配發(fā)生時(shí)，從RF脈沖發(fā)生器106發(fā)送的電磁波在該接口處部分地反射，并且該反射 的能量通過(guò)天線饋送反向傳播。
[0065] 雙向耦合器RF開關(guān)223可以防止反射的RF能量傳播回放大器226中，并且可以 衰減該反射的RF信號(hào)，并且將衰減的信號(hào)作為反向電力信號(hào)發(fā)送至反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212。反饋 子系統(tǒng)212可以將該高頻AC信號(hào)轉(zhuǎn)換為DC電平，可以對(duì)該DC電平進(jìn)行采樣并且將其發(fā)送 至控制器子系統(tǒng)214。控制器子系統(tǒng)214可以隨后計(jì)算反向電力信號(hào)的幅度與正向電力信 號(hào)的幅度的比率。反向電力信號(hào)的幅度與正向電力的幅度水平的比率可以指示阻抗失配的 嚴(yán)重度。
[0066] 為了感測(cè)阻抗失配狀態(tài)，控制器子系統(tǒng)214可以實(shí)時(shí)地測(cè)量反射的電力比，并且 根據(jù)針對(duì)該測(cè)量的預(yù)設(shè)閾值，控制器子系統(tǒng)214可以修改由RF脈沖發(fā)生器106生成的RF 電力的水平。例如，對(duì)于中等程度的反射電力，對(duì)于控制器子系統(tǒng)214,動(dòng)作過(guò)程可以是增大 發(fā)送至TX天線110的RF電力的幅度，如補(bǔ)償稍微非最優(yōu)但可接受的TX天線耦合到身體將 需要的。為了更高比率的反射電力，動(dòng)作過(guò)程可以是阻止RF脈沖發(fā)生器的操作并且設(shè)置故 障代碼以指示TX天線110幾乎沒有或者沒有與身體耦合。這種類型的反射電力故障狀況 也可以由與TX天線的不良連接或者斷開連接生成。在任一情況下，由于內(nèi)部反射的電力能 夠引起內(nèi)部部件不必要的發(fā)熱，并且該故障狀況意味著系統(tǒng)不能向植入的無(wú)線刺激裝置傳 送足夠電力并且因此不能向用戶提供治療，因此當(dāng)反射的電力比高于定義閾值時(shí)，可以期 望停止RF傳輸。
[0067] 無(wú)線刺激裝置114的控制器242可以通過(guò)天線238傳輸信息信號(hào)（諸如遙測(cè)信 號(hào)），以在其接收周期期間與RF脈沖發(fā)生器模塊106進(jìn)行通信。例如，在晶體管電路的接 通和斷開狀態(tài)期間，來(lái)自無(wú)線刺激裝置114的遙測(cè)信號(hào)可以耦合至一個(gè)或者多個(gè)偶極天線 238上的調(diào)制信號(hào)，以啟用或者禁用產(chǎn)生傳輸至外部（或者遠(yuǎn)程植入的）脈沖發(fā)生器模塊 106需要的對(duì)應(yīng)RF脈沖串的波形。一個(gè)或者多個(gè)天線238可以連接至與組織接觸的電極 254以為傳輸?shù)男盘?hào)提供返回路徑。A/D(未示出）轉(zhuǎn)換器可以用于將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榇?行化模式，該串行化模式可以在來(lái)自無(wú)線刺激裝置114的一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)部天線238的脈 沖調(diào)制的信號(hào)上傳輸。
[0068] 來(lái)自植入的無(wú)線刺激裝置模塊114的遙測(cè)信號(hào)可以包括刺激參數(shù)，諸如從電極傳 送至組織的電流的幅度或者功率。反饋信號(hào)能夠傳輸?shù)絉F脈沖發(fā)生器模塊116,以通過(guò)將 該信號(hào)耦合至植入的RX天線238來(lái)指示神經(jīng)束處的刺激強(qiáng)度，該RX天線238向外部（或 者遠(yuǎn)程植入的）RF脈沖發(fā)生器模塊106輻射遙測(cè)信號(hào)。反饋信號(hào)可以包括模擬遙測(cè)脈沖調(diào) 制載波信號(hào)和數(shù)字遙測(cè)脈沖調(diào)制載波信號(hào)中的任何一個(gè)或者兩者。諸如刺激脈沖參數(shù)和測(cè) 量的刺激器性能的特征的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在植入的刺激裝置114內(nèi)的內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置中，并 且在遙測(cè)信號(hào)上發(fā)送所述數(shù)據(jù)。載波信號(hào)的頻率可以在300MHz至8GHz范圍內(nèi)（優(yōu)選地在 大約700MHz與5. 8GHz之間，以及更優(yōu)選地在大約800MHz與1. 3GHz之間）。
[0069] 在反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212中，可以使用解調(diào)器222對(duì)遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行下調(diào)制并且通過(guò)模擬 數(shù)字（A/D)轉(zhuǎn)換器220進(jìn)行處理以對(duì)遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)字遙測(cè)信號(hào)可以隨后路由 至具有嵌入代碼的CPU 230,可以選擇重新編程，以基于所接收信號(hào)的幅度將信號(hào)轉(zhuǎn)換為組 織中的對(duì)應(yīng)電流測(cè)量值?？刂破髯酉到y(tǒng)214的CPU 230可以將報(bào)告的刺激參數(shù)與容納在 本地存儲(chǔ)器228中的那些參數(shù)進(jìn)行比較，以驗(yàn)證無(wú)線刺激裝置114向組織傳送了指定刺激。 例如，如果無(wú)線刺激裝置報(bào)告比指定電流低的電流，那么可以增大來(lái)自RF脈沖發(fā)生器模塊 106的電力電平，使得植入的無(wú)線刺激裝置114將具有針對(duì)刺激的更多可用電力。植入的無(wú) 線刺激裝置114可以實(shí)時(shí)地（例如以每秒SKbits的速率）生成遙測(cè)數(shù)據(jù)?？梢葬槍?duì)時(shí)間 記錄從植入的引導(dǎo)件模塊114接收的所有反饋數(shù)據(jù)并且對(duì)其進(jìn)行采樣以存儲(chǔ)用于對(duì)可由 健康護(hù)理專業(yè)人員為了趨勢(shì)和統(tǒng)計(jì)相關(guān)性而訪問的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢索。
[0070] 由一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)部天線238接收的遠(yuǎn)程可編程RF信號(hào)的序列可以調(diào)節(jié)成這樣 的波形，該波形在可植入無(wú)線刺激裝置114內(nèi)由控制子系統(tǒng)242控制并且路由至放置在要 刺激的組織附近的合適電極254。例如，從RF脈沖發(fā)生器模塊106傳輸?shù)腞F信號(hào)可以由 RX天線238接收并且由植入的無(wú)線刺激裝置模塊114內(nèi)的電路（例如波形調(diào)節(jié)電路240) 處理，以轉(zhuǎn)換成通過(guò)電極接口 252施加至電極254的電脈沖。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，植入的無(wú) 線刺激裝置114包括兩個(gè)至十六個(gè)之間的電極254。
[0071] 波形調(diào)節(jié)電路240可以包括整流器244,該整流器對(duì)由RX天線238接收的信號(hào)進(jìn) 行整流。整流的信號(hào)可以饋送至控制器242,用于從RF脈沖發(fā)生器模塊106接收編碼的指 令。整流器信號(hào)還可以饋送至電荷平衡部件246,該電荷平衡部件配置為基于使得一個(gè)或者 多個(gè)電脈沖在一個(gè)或者多個(gè)電極處產(chǎn)生基本上為零的凈電荷（即，脈沖是電荷平衡的），產(chǎn) 生一個(gè)或者多個(gè)電脈沖。通過(guò)電流限制器248向電極接口 252傳遞電荷平衡的脈沖，該電 極接口適當(dāng)?shù)叵螂姌O254施加脈沖。
[0072] 電流限制器248確保施加至電極254的脈沖的電流電平不高于閾值電流電平。在 一些實(shí)現(xiàn)方式中，接收的RF脈沖的幅度（例如，電流電平、電壓電平或者電力電平）直接 決定刺激的幅度。在這種情況下，包括電流限制器248以防止過(guò)多的電流或者電荷傳送通 過(guò)電極會(huì)是尤其有益（盡管電流限制器248可以用于不是這種情況的其它實(shí)現(xiàn)方式中）。 通常，對(duì)于具有幾平方毫米表面面積的給定電極，為了安全應(yīng)當(dāng)限制的是每個(gè)相位的電荷 (其中由刺激相位傳送的電荷是電流的積分）。但是，在一些情況下，作為替代可以對(duì)電流 加以限制，其中乘以最大的可能脈沖持續(xù)時(shí)間的最大電流小于或者等于最大安全電荷。更 一般地，限制器248充當(dāng)電荷限制器，該電荷限制器限制電脈沖的特征（例如，電流或者持 續(xù)時(shí)間）使得每個(gè)相位的電荷保持在閾值電平（典型地，安全電荷限制）之下。
[0073] 如果植入的無(wú)線刺激裝置114接收足以生成將超過(guò)預(yù)定安全電荷限制的刺激的 RF電力的"強(qiáng)"脈沖，那么電流限制器248可以自動(dòng)地限制或者"限幅"刺激相位以將相位 的總電荷維持在安全限制內(nèi)。電流限制器248可以是無(wú)源電流限制部件，一旦達(dá)到安全電 流限制（閾值電流電平）則切斷到電極254的信號(hào)。替換地，或者另外，電流限制器248可 以與電極接口 252通信以關(guān)閉所有電極254,以防止損傷組織的電流電平。
[0074] 限幅事件可以觸發(fā)電流限制器反饋控制模式。限幅動(dòng)作可以導(dǎo)致控制器向脈沖發(fā) 生器106發(fā)送閾值電力數(shù)據(jù)信號(hào)。反饋?zhàn)酉到y(tǒng)212檢測(cè)閾值電力信號(hào)并且將信號(hào)解調(diào)為傳 遞至控制器子系統(tǒng)214的數(shù)據(jù)。控制器子系統(tǒng)214算法可以通過(guò)特定地減少由RF脈沖發(fā) 生器生成的RF電力或者完全切斷電力以作用于該電流限制狀況。以這種方法，如果植入的 無(wú)線刺激裝置114報(bào)告其正在接收過(guò)量的RF電力，則脈沖發(fā)生器106可以減小傳送至身體 的RF電力。
[0075] 刺激器205的控制器250可以與電極接口 252通信，以控制電極設(shè)置和施加至電 極254的脈沖的各種方面。電極接口 252可以充當(dāng)多路復(fù)用并且控制電極254中的每一個(gè) 的極性和開關(guān)。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，無(wú)線刺激器106具有與組織接觸的多個(gè)電極254， 并且對(duì)于給定刺激，RF脈沖發(fā)生器模塊106可以任意地分配一個(gè)或者多個(gè)電極以1)充當(dāng) 刺激電極，2)充當(dāng)返回電極，或者3)通過(guò)用參數(shù)指令無(wú)線發(fā)送的分配的通信而停止，控制 器250使用該參數(shù)指令適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電極接口 252。在生理學(xué)上，分配例如一個(gè)或者兩個(gè)電極 作為刺激電極以及分配所有其余電極作為返回電極可以是有利的。
[0076] 此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)于給定刺激脈沖，控制器250可以控制電極接口 252 以在指定的刺激電極之中任意地（或者根據(jù)來(lái)自脈沖發(fā)生器模塊106的指令）劃分電流。 由于在實(shí)踐中電極254可以在空間上沿著各種神經(jīng)結(jié)構(gòu)分布，并且通過(guò)對(duì)刺激電極的位置 和對(duì)于每個(gè)位置指定的電流比例的策略性選擇，可以修改