用于神经刺激系统中的电流引导方向编程的技术的制作方法_2

文档序号:9400232阅读:来源:国知局
件的致 动来限定特定方向。
[0022] 所述电流引导方向控制元件可以包括指示其中转移激活量的特定方向的箭头。所 述电流引导方向控制元件能够在顺时针方向和逆时针方向关于所述轴可选择性地旋转,在 这种情况下,所述控制器/处理器将被配置为响应于所述电流引导方向控制元件在顺时针 方向关于所述轴的旋转来在第一方向调整其中转移激活量的方向,并且响应于所述电流引 导方向控制元件在逆时针方向关于所述轴的旋转来在与第一方向相反的第二方向调整其 中转移激活量的方向。在一个可选实施例中,所述外部控制装置被配置为调整其中激活量 转移的速度。在另一个可选实施例中,所述外部控制装置被配置为限定时间段并且当所述 时间段消逝时自动终止激活量的转移。
[0023] 根据本发明的第三方面,提供了另一种与组织内植入的二维电极阵列和能够递送 电刺激能量到电极来创建激活量一起使用的外部控制装置。所述外部控制装置包括用户接 口,其包括电流引导速度控制元件。在一个可选实施例中,所述用户接口包括显示屏,其被 配置为用于将所述电流引导速度控制元件显示为被配置为由指向元件旋转的图形元件。
[0024] 所述外部控制装置还包括处理器/控制器,其被配置为用于当电刺激能量递送到 不同电极组合(例如细分的电极组合)时以激活量在特定方向上逐渐转移的方式生成一系 列不同电极组合,并且响应于所述电流引导速度控制元件的致动来修改其中生成所述电极 组合的方式以调整其中激活量转移的速度。
[0025] 所述外部控制装置还包括输出电路(例如遥测电路),其被配置为用于向神经刺 激器传输不同电极组合。所述外部控制装置可以包括:包含用户接口、控制器/处理器和输 出电路的外壳。
[0026] 在一个可选实施例中,所述用户接口还包括电流引导初始化控制元件和电流引导 方向控制元件,在这种情况下,所述控制器/处理器将被配置为响应于所述电流引导初始 化控制元件的致动来当电刺激能量递送到不同电极组合时以激活量在特定方向上逐渐转 移的方式生成一系列不同电极组合,并且响应于所述电流引导方向控制元件的致动来限定 其中转移所述激活量的特定方向。
[0027] 在一个实施例中,所述控制器/处理器被配置为响应于所述电流引导初始化控制 元件来转移相对于所述电极阵列的理想多极,在这种情况下,不同电极组合对理想多极的 转移进行仿真。在一个可选实施例中,用户接口包括显示屏,其被配置为显示相对于电极阵 列的激活量,在这种情况下,所述控制器/处理器将被配置为基于不同电极组合来估计激 活量。
[0028] 所述电流引导速度控制元件可以具有加速子元件和减速子元件,在这种情况下, 所述控制器/处理器可以被配置为响应于所述加速子元件的致动来修改其中生成电极组 合的方式以增加激活量转移的速度,并且响应于减速子元件的致动来修改其中生成电极组 合的方式以降低激活量转移的速度。在另一个可选实施例中,用户接口还包括电流引导时 间控制元件,在这种情况下,所述控制器/处理器被配置为响应于所述电流引导时间控制 元件的致动来生成指定时间段的一系列不同电极组合,使得当消逝所述时间段时激活量的 转移终止。
[0029] 根据本发明的第四方面,提供另一种神经刺激系统。所述神经刺激系统包括至少 一个神经刺激导线,其被配置为在组织内植入。所述一个或者多个神经刺激导线携带能够 以二维图案布置的多个电极。所述神经刺激系统还包括神经刺激器,其被配置为递送电刺 激能量到所述电极以创建激活量。
[0030] 所述神经刺激系统还包括外部控制装置,其被配置为促进神经刺激器以在特定方 向逐渐转移激活量的方式递送电刺激能量到电极并且用于调整所述激活量转移的速度,所 述外部控制装置可以响应于用户输入来执行。在可选实施例中,所述外部控制装置还被配 置为响应于用户输入而限定其中转移激活量的特定方向。在另一个可选实施例中,所述外 部控制装置还被配置为用于限定时间段并且当所述时间段消逝时自动终止激活量的转移。
[0031] 本发明的其它和进一步的方面和特性将通过阅读下面旨在说明而非限制本发明 的优选实施例的详细描述而变得显而易见。
【附图说明】
[0032] 附图示出本发明的各个实施例的设计和实用性,其中类似的元件由共同的参考数 字所表示。为了更好地理解如何获得本发明的上述和其它优点和目的,将参照其具体的实 施例对上面简述的本发明提供更特别的描述,其将在附图中进行阐明。然而,这些附图仅描 绘了本发明的一些实施例且因此不被认为是用于限制其范围。下面提供了附图的简要描 述:
[0033] 图1是根据本发明的一个实施例构建的脊髓刺激(SCS)系统的平面图;
[0034] 图2是关于患者的图1的SCS系统的布置的透视图;
[0035] 图3是图1的SCS系统中使用的可植入脉冲发生器(IPG)和经皮导线的断面图;
[0036] 图4是图1的SCS系统中使用的远程控制(RC)的正视图;
[0037] 图5是图4的RC的内部组件的框图;
[0038] 图6是图1的SCS系统中使用的临床医生的编程器(CP)的内部组件的框图;
[0039] 图7是根据本公开的第一实施例的图3的IPG的自动化电流引导编程的图6的CP 的示例性用户接口的平面图;并且
[0040] 图8是根据本公开的第二实施例的图7的用户接口。
【具体实施方式】
[0041] 在脊髓刺激(SCS)系统的内容中提供了以下描述。然而,要理解的是,虽然本发明 本身很适合在SCS中应用,但在其最广泛的各个方面上,本发明可能并不仅限于此。相反 地,本发明可与用于刺激组织的任何类型的可植入式电路一起使用。例如,本发明可用作心 脏起搏器、除颤器、耳蜗刺激器、视网膜刺激器、被配置为产生协调的肢体运动的刺激器、大 脑皮层刺激器、深部脑刺激器、外周神经刺激器、微刺激器或被配置成治疗小便失禁、睡眠 呼吸暂停、肩部半脱位、头痛等的任何其他的神经刺激器的一部分。
[0042] 图1示出示例性SCS系统10,其通常包括多个(在这种情况下为两个)可植入 式刺激导线12、可植入式脉冲发生器(IPG) 14、外部远程控制器RC 16、临床医生的编程器 (CP) 18、外部试验刺激器(ETM) 20和外部充电器22。
[0043] IPG 14经由一个或多个经皮导线延伸部24物理连接到刺激导线12,该刺激导线 12带有多个布置成阵列的电极26。在示出的实施例中,刺激导线12为经皮导线,且为此, 电极26可以沿着刺激导线12同轴布置。取决于期望治疗,电极26可以以超过一个维度植 入在组织中。可替代地,可以替代经皮引线或者除了在经皮引线之外,(还)使用单个浆式 引线。如下面将更详细描述,IPG 14包括脉冲生成电路,该脉冲生成电路根据刺激参数集 合将电刺激能量以脉冲电波形(即一个时间序列的电脉冲)形式递送至电极阵列中的电极 26 〇
[0044] ETM 20也可经由经皮导线延伸部28和外部电缆30而物理连接至刺激导线12。具 有与IPG 14类似的脉冲生成电路的EMS 20还根据刺激参数集合以脉冲电波形形式将电刺 激能量递送至电极26。ETM 20和IPG 14之间的主要区别是ETM 20是非植入式装置,其在 植入了刺激导线12后并在植入IPG 14前在试验的基础上进行使用以测试要被提供的刺激 的响应性。因此,本文所述的相对于IPG 14的任何功能可同样地相对于ETS 20而予以执 行。
[0045] RC 16可以用于经由双向RF通信链路32而遥感控制ETM 20。一旦植入IPG14和 刺激导线12, RC 16可以用于经由双向RF通信链路34而遥感控制IPG 14。这种控制允许 IPG 14被打开或关闭以及使用不同刺激参数组进行编程。IPG 14也可操作为修改被编程 的刺激参数以主动地控制由IPG 14输出的电刺激能量的特征。如下面将更详细描述的,CP 18提供临床医生详细的刺激参数以用于在手术室和后续会话中对IPG 14和ETM 20进行编 程。
[0046] CP 18可以经由IR通信链路36通过RC 16与IPG 14或ETM 20间接通信来执行 该功能。可替代地,CP 18可以经由RF通信链路(未示出)而与IPG 14或ETM 20直接通 信。由CP 18所提供的临床医生详细的刺激参数也可用于对RC 16进行编程,从而可通过 在独立模式(即没有CP 18的协助)中的RC 16的操作而对刺激参数进行后续修改。在一 个实施例中,CP 18可以包括用户接口,其具有电流引导初始化控制元件和电流引导方向控 制元件,其能够绕轴旋转。
[0047] 外部充电器22为用于经由感应链路38对IPG 14进行经皮充电的便携式装置。为 了简单起见,本文将不对外部充电器22的细节进行描述。一旦IPG 14被编程且其电源由 外部充电器22充电或者另外地重新装满,IPG 14就可以在没有RC 16或者CP 18存在的 情况下起到被编程的作用。
[0048] 为了简单起见,本文将不对RC 16、CP 18、ETM 20和外部充电器22的细节进行描 述。在美国专利No. 6, 895, 280中公开了这些装置的示例性实施例的细节。
[0049] 如图2所示,在患者40的脊柱42中植入刺激导线12。刺激导线12的有利甚至优 选布置是邻近的,即停靠在与待刺激的脊髓区之上。由于在神经刺激导线12退出脊柱42 的位置附近缺少空间,因此通常将IPG 14植入在腹部中或臀部以上的手术造口袋中。IPG 14也可被植入患者身体的其它位置上。导线延伸部24有助于将IPG 14定位在远离电极导 线12的出口点处。如图2所示,CP 18经由RC 16与IPG 14通信。
[0050] 现在参照图3,将简单描述神经刺激导线12和IPG 14的特性。神经刺激导线中 的一个12⑴具有8个电极26 (标记为E1至E8),并且另一个刺激导线12⑵具有8个电 极26 (标记为E9至E16)。导线的实际数量和形状和电极的布置将会根据意图应用而变化。 IPG 14包括用于容纳电子和其它组件的外壳44 (下面将更详细地进行描述)。该外壳44 由导电生物相容性材料如钛等所构成并且形成密封的隔室,保护其中的内部电子装置免受 人体组织和体液的损害。在一些情况下,外壳40可以用作
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