同調(diào)制脈沖62a-62d依次遞送到公共電極集合，如圖9所示。因此，在公共電極集合處的組合電脈沖串60的合成電荷恢復(fù)脈沖64具有間隔的脈沖64a-64d。實(shí)際上，組合電脈沖串60的合成調(diào)制脈沖62和合成電荷恢復(fù)脈沖64構(gòu)成對(duì)稱或者鏡像雙相脈沖。要注意，所有四個(gè)信道的獨(dú)立電荷恢復(fù)脈沖可以被重組，使得合成調(diào)制脈沖和合成電荷恢復(fù)脈沖都具有遞增振幅或者遞減振幅。雖然在這些情況下，獨(dú)立時(shí)序信道可能無法平衡的充電，但是合成脈沖將平衡充電，這是因?yàn)樗麄冞f送到公共電極集合。
[0059]雖然圖9的實(shí)施例中的調(diào)制脈沖62a_64d和電荷恢復(fù)脈沖64a_64d以合成調(diào)制脈沖62和電荷恢復(fù)脈沖64的脈沖相對(duì)彼此間隔的方式遞送，但是調(diào)制脈沖62a-64d和電荷恢復(fù)脈沖64a-64d也可以以合成調(diào)制脈沖62和電荷恢復(fù)脈沖64的脈沖相對(duì)彼此連續(xù)的方式遞送，如圖10所示。
[0060]在另一個(gè)有利技術(shù)中，具有固定脈沖速率的獨(dú)立電脈沖串被組合，以創(chuàng)建具有大于獨(dú)立電脈沖串的固定脈沖速率中的任一個(gè)的平均脈沖速率的電脈沖串。例如，如圖11所示，四個(gè)獨(dú)立電脈沖串60a-60d在四個(gè)時(shí)序信道T1-T4中分別遞送到公共電極集合(例如電極El)，以在公共電極集合處創(chuàng)建單個(gè)組合電脈沖串60。如同圖7至圖10的實(shí)施例，單個(gè)組合電脈沖串60包括一系列合成調(diào)制脈沖62，每個(gè)合成調(diào)制脈沖通過在沒有任何介入的電荷恢復(fù)脈沖的情況下依次遞送相應(yīng)獨(dú)立電脈沖串60a-60d的調(diào)制脈沖62a-62d到公共電極集合來創(chuàng)建。然而，調(diào)制脈沖62a-62d以全部組合電脈沖串60的調(diào)制脈沖62的間隔是均勻的方式被遞送。在示出的實(shí)施例中，獨(dú)立電脈沖串60a-60d的脈沖速率是均勻的且彼此相等，并且單個(gè)組合電脈沖串60的脈沖速率具有與獨(dú)立脈沖串60a-60d中的任一個(gè)的脈沖速率的四倍一樣大的脈沖速率。
[0061]實(shí)際上，電脈沖串可以被設(shè)計(jì)為具有等于NX每個(gè)獨(dú)立脈沖串的脈沖速率的脈沖速率，其中N為時(shí)序信道的數(shù)量。優(yōu)選地，獨(dú)立脈沖串60a-60d的脈沖速率小于1.2KHz (例如500Hz)，而組合脈沖串60的脈沖速率大于1.2KHz (例如，2KHz)。在示出的實(shí)施例中，調(diào)制脈沖62之間的間隔足夠小，使得在神經(jīng)組織的響應(yīng)時(shí)間幀內(nèi)存在從調(diào)制脈沖62誘發(fā)的刺激效果的臨時(shí)集成，實(shí)際上，在神經(jīng)組織內(nèi)阻止或者另外地破壞動(dòng)作電勢(shì)被傳導(dǎo)。在示出的實(shí)施例中，調(diào)制脈沖62a-62d的尺寸(振幅和寬度)是均勻的，盡管這種尺寸可能不同。
[0062]如同圖8中示出的實(shí)施例，與時(shí)序信道T1-T4相關(guān)聯(lián)的獨(dú)立電脈沖串60a_60d分別包括在調(diào)制脈沖62a-62d之后同時(shí)遞送到公共電極集合的主動(dòng)電荷恢復(fù)脈沖64a_64d。因此，在公共電極集合處的組合電脈沖串60包括合成電荷恢復(fù)脈沖64。因此，電荷恢復(fù)脈沖64的電荷的量級(jí)等于四個(gè)先前調(diào)制脈沖62a-62d的組合電荷。
[0063]接下來轉(zhuǎn)到圖12，現(xiàn)在將描述IPG 14的主要內(nèi)部組件。IPG 14包括調(diào)制輸出電路100，其被配置成根據(jù)所定義的脈沖波形在通過數(shù)據(jù)總線104的控制邏輯102的控制下生成電調(diào)制能量，所述脈沖波形具有指定脈沖幅度、脈沖速率、脈沖寬度、脈沖形狀和爆發(fā)速率。通過可具有合適的解析度(例如1us)的定時(shí)邏輯電路106可便于對(duì)電波形的脈沖速率和脈沖寬度進(jìn)行控制。調(diào)制輸出電路100生成的調(diào)制能量可經(jīng)電容器C1-C16輸出至對(duì)應(yīng)于電極26的電氣端子108。模擬輸出電路100可以包括獨(dú)立控制的電流源以提供給電極26或從電極26提供具有指定和已知安培數(shù)的調(diào)制脈沖，或包括獨(dú)立控制的電壓源以在電極26處提供指定和已知電壓的調(diào)制脈沖。
[0064]N個(gè)電極中的任一個(gè)可以被分配給多達(dá)k個(gè)可能組或時(shí)序“信道”。在一個(gè)實(shí)施例中，k可以等于四。時(shí)序信道識(shí)別哪些電極被選擇來同時(shí)拉(source)或者灌(sink)電流以在待刺激的組織中創(chuàng)建電場(chǎng)。在信道上的電極的振幅和極性可以變化，例如如由RC 16控制。CP 18中的外部編程軟件通常用于設(shè)置在其他可能編程特征中的用于給定信道的電極的調(diào)制參數(shù)，包括電極極性、振幅、脈沖速率和脈沖持續(xù)時(shí)間。
[0065]N個(gè)可編程電極可以被編程以在k個(gè)信道中的任一個(gè)中具有正(拉電流)、負(fù)(灌電流)或者關(guān)閉(無電流)極性。而且，N個(gè)電極中的每一個(gè)可以在多極(例如雙極)模式中操作，例如，在多極(或者雙極)模式中，兩個(gè)或者多個(gè)電極觸頭被分組以同時(shí)拉/灌電流?？商鎿Q地，N個(gè)電極中的每一個(gè)可以在單一模式中操作，例如在單極模式中，與信道相關(guān)聯(lián)的電極觸頭被配置為陰極(負(fù))，并且外殼電極(即IPG外殼)被配置為陽極(正)。
[0066]進(jìn)一步地，被拉到或者被灌到給定電極的電流脈沖的振幅或者從給定電極被拉或者被灌的電流脈沖的振幅可以被編程為幾個(gè)離散電流等級(jí)中的一個(gè)，例如在O到1mA之間每步階增加0.1mA。又，電流脈沖的脈沖持續(xù)時(shí)間優(yōu)選以方便增量可調(diào)整，例如以10微秒(μ s)的增量從O到I毫秒(ms)。同理，脈沖速率優(yōu)選在可接受界限內(nèi)例如每秒從O到1000個(gè)脈沖(pps)可調(diào)整。其它可編程特征可以包括慢啟動(dòng)/結(jié)束坡、爆發(fā)調(diào)制循環(huán)(X時(shí)間開始，Y時(shí)間關(guān)閉)，中間相和開環(huán)或閉環(huán)感測(cè)模式。
[0067]在US專利N0.6，516，227和6，993，384中更充分描述了該模擬輸出電路100的操作，其包括用于執(zhí)行生成指定振幅和持續(xù)時(shí)間的調(diào)制脈沖的相同功能的適當(dāng)輸出電路的可替換實(shí)施例。
[0068]IPG 14還包括監(jiān)視電路110，其用于監(jiān)視整個(gè)IPG 14的各個(gè)節(jié)點(diǎn)或者其他節(jié)點(diǎn)112的狀態(tài)，例如電源電壓、溫度、電池電壓等。IPG 14還包括處理電路，其采用微控制器(μ C) 114的形式，該微控制器控制數(shù)據(jù)總線116上的控制邏輯，并且獲得經(jīng)由數(shù)據(jù)總線118從監(jiān)視電路110獲得狀態(tài)數(shù)據(jù)。IPG 14額外地控制定時(shí)器邏輯108。IPG 114還包括耦接到微控制器114的存儲(chǔ)器120以及振蕩器和時(shí)鐘電路122。結(jié)合存儲(chǔ)器120以及振蕩器和時(shí)鐘電路122的微控制器114因此包括微處理器系統(tǒng)，其根據(jù)在存儲(chǔ)器118中存儲(chǔ)的合適的程序執(zhí)行程序功能?？商娲兀瑢?duì)于一些應(yīng)用來說，微處理器系統(tǒng)提供的功能可通過合適的狀態(tài)機(jī)予以執(zhí)行。
[0069]因此，微控制器114生成必要的控制和狀態(tài)信號(hào)，其允許微控制器114根據(jù)在存儲(chǔ)器120中存儲(chǔ)的選定操作程序和調(diào)制參數(shù)來控制IPG 14的操作。在控制IPG 14的操作過程中，微控制器114能夠使用調(diào)制輸出電路100并結(jié)合控制邏輯102和定時(shí)器邏輯106來在電極26處獨(dú)立生成電脈沖串，從而允許每個(gè)電極26與其它電極26 (包括單極殼電極)配對(duì)或者構(gòu)成組。根據(jù)在存儲(chǔ)器118內(nèi)存儲(chǔ)的調(diào)制參數(shù)，微控制器114可以控制極性、振幅、速率、脈沖持續(xù)時(shí)間和通過其提供調(diào)制脈沖的時(shí)序信道。
[0070]因此，要明白，在微控制器114的控制下，調(diào)制輸出電路100被配置為在k個(gè)數(shù)量的時(shí)序通道中將k個(gè)數(shù)量的獨(dú)立電脈沖串分別輸出到電氣端子106，每個(gè)電脈沖串包括雙相脈沖，如圖5a和圖5b所示。在IPG 14中，多達(dá)四個(gè)刺激程序可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器120中，其中每個(gè)刺激程序具有四個(gè)時(shí)序通道。因此，每個(gè)調(diào)制程序針對(duì)四個(gè)相應(yīng)時(shí)序信道而限定四個(gè)調(diào)制參數(shù)集合。當(dāng)然，IPG 14可以具有低于或者超過四個(gè)調(diào)制程序以及用于每個(gè)調(diào)制程序的低于或者超過四個(gè)時(shí)序信道。顯著地，微控制器114可以以遞送多個(gè)電脈沖串到公共電氣端子集合108 (并且因此公共電極集合26)來在公共電氣端子集合108處創(chuàng)建單個(gè)電脈沖串的方式(例如，以圖6至圖11中示出的技術(shù)中描述的方式)控制調(diào)制輸出電路110。因?yàn)槲⒖刂破?14的功能可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，所以這些技術(shù)可以在不修改預(yù)先存在的硬件設(shè)計(jì)的情況下在IPG 14內(nèi)更容易實(shí)現(xiàn)。
[0071]IPG 14還包括:交流(AC)接收線圈124，其用于從RC 16(圖2中示出)以適當(dāng)?shù)恼{(diào)制載波信號(hào)接收編程數(shù)據(jù)(例如操作程序和/或調(diào)制參數(shù))，以及充電及正向遙測(cè)電路126，其用于解調(diào)通過AC接收線圈124接收到的載波信號(hào)以恢復(fù)編程數(shù)據(jù)，該編程數(shù)據(jù)隨后被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器120內(nèi)或者分布于整個(gè)IPG 14中的其它存儲(chǔ)器元件(未示出)內(nèi)。
[0072]IPG 14還包括反向遙測(cè)電路128和交流(AC)傳輸線圈130，其用于將通過監(jiān)控電路110感測(cè)到的信息數(shù)據(jù)發(fā)送至RC 16。IPG 14的反向遙測(cè)特性也允許對(duì)