Z 602、Z’ 604、Z”606和Z”’ 608。如上所述，由于在通道之间通过用户的身体的能量传输通路，输送到一个身体部位的刺激信号可以在另一个身体部位可检测。如果接近在通道A 102上生成刺激脉冲时在通道B 104上生成刺激脉冲，则脉冲可能将在用户的身体内干扰并且导致不适或疼痛。所以，图6A的系统可以包括配置成检测这样的附近刺激并且避免生成干扰刺激脉冲的处理器，因此减小非期望和可能有害的刺激干扰。
[0109]图7是这样的刺激干扰避免系统的操作的流程图700。系统200 (图2)的每个刺激模块204包括配置成用于执行流程图700所示的刺激干扰避免过程的微处理器电路。在刺激模块中的该过程的执行可以由专用硬件(例如，适当地配置并且印刷在电路板上的半导体逻辑电路)、固件(例如，嵌入可编程处理器中的专用软件)和软件(例如，在通用处理器上安装和可执行的应用程序)的任何组合执行。流程图700的刺激干扰避免过程有时被描述为由刺激模块执行，但是刺激系统的任何一个或多个部件可以配置成执行期望步骤中的一个或多个。例如，步骤702可以由监测装置(例如，配置成用于感测电信号的电极系统)执行并且步骤704可以由管理模块(例如，用配置成用于分析感测到的电信号的处理器)执行。流程图700的以下论述涉及若干这样的示例性装置。
[0110]在步骤702，第一装置，例如刺激模块204 (图2)，开始监测第一身体部位。第一装置通过测量指示刺激脉冲的一个或多个信号(例如，电压、电流、压力、运动、温度、辐射或其他信号)或指示患者对刺激脉冲的反应的信号(例如，神经反应、肌肉反应、运动反应、疼痛反应等)监测第一身体部位。在某些实现方式中，第一装置通过接收横越两个或更多个电端子的电压信号监测第一身体部位。在某些实现方式中，感测端子被用于接收电压信号并且也将电刺激脉冲施加到第一身体部位。备选地，系统可以具有专用于接收和监测电压信号的端子，以及将刺激信号施加到用户的身体的不同端子。
[0111]可以以特定频率周期性地或以预定时间间隔执行步骤702，所述频率可以大于、小于或等于由刺激模块施加的刺激的频率。可以以随机时间间隔、以变化频率(例如，在低频和高频之间变化的调制频率)或响应于来自模块管理(例如，图2的管理模块202)或来自操作者的命令而执行步骤702。在具有由Tsad表示的持续时间的刺激活动检测期执行在步骤702开始的监测。刺激活动检测期可以具有预定固定持续时间、随机持续时间、固定和随机持续时间的组合，并且可以包括两个或更多个非连续时间间隔。而且，对于执行步骤702的不同刺激模块，执行步骤702的时间间隔和刺激活动检测期的持续时间可以不同。刺激活动检测期的持续时间可以响应于由第一装置检测到的用户或环境条件而变化。在一些应用中，当第一装置检测到一个或多个监测信号中的噪声增加时，Tsad增加。在一些应用中，当检测到其他刺激模块(如下面参考步骤704所述)或发生冲突(如下面参考步骤706所述)时，Tsad减小。
[0112]在某些应用中，每个刺激模块在提供新刺激脉冲之前通过在持续时间Tsad的刺激活动检测期测量电压信号ux而执行步骤702。持续时间Tsad可以在不同刺激模块之间变化。横越刺激模块的刺激电极端子(或在一些应用中，横越交流电压测量端子)进行该测量。在步骤702开始的监测可以包括将接收的信号数据存储在缓冲器或其他存储器中。步骤702包括由包括在第一装置(例如DSP芯片)中的任何适当配置的电路执行的信号处理步骤。信号处理步骤的例子包括上采样、下采样、插值、确定统计(例如，平均值、模、最大值、最小值、标准偏差)、开时窗、去除异常值、滤波(例如，高通、低通、带通或陷波滤波)、转换成谱域、计算时间或频率间隔中的能量和/或功率、相关、检测峰值、形状匹配、FIR或IIR滤波或它们的任何组合。步骤702以及本文中所述的任何处理或滤波由软件、硬件或软件和硬件的组合执行。
[0113]在步骤704，第一装置确定是否存在指示由第二装置生成的刺激脉冲的信号。这样的信号将被称为“有意义(significant)信号”。第二装置可以是刺激模块，例如刺激模块204(图2)。在在步骤702监测第一身体部位期间在由第一装置接收的一个或多个信号中检测有意义信号。如下面更详细地解释，第一装置将取决于第一装置是否检测到有意义信号而“发射”刺激脉冲或延迟(并且然后发射)。
[0114]在某些实现方式中，系统配置成使得它取决于检测的信号是否有意义而指导发射或延迟。确定有意义信号是否存在可以使用任何一种或多种已知的检测、估计和模式识别技术:例如，假设检验、决策树、最大似然检测、模式匹配、主成分分析、相关、总传输功率、形状匹配、频率分析、小波分析、统计似然技术等。在某些实现方式中，刺激模块中的处理电路配置成分析监测的信号并且使用阈值检验确定有意义信号是否存在。示例性阈值检验包括以下评估:
[0115]a.如果监测的信号的强度保持在第一范围内，则未检测到有意义信号。
[0116]b.如果监测的信号的强度超过第一范围，则检测到有意义信号。
[0117]监测的信号的强度表示在任何时间间隔或频带上的幅度、量值、能量、功率或持续时间中的任何一种或多种。第一范围可以是对称范围(例如，在[-5mA，+5mA]内的电流幅度)、非对称范围(例如，在[-2mA，+4mA]内的电流幅度)或包括多个非连续间隔(例如，在[0mW，lmW]或[4mW，6mW]内的功率)。在某些实现方式中，监测的信号是电压ux并且第一范围是[_Vth，+Vth]，其中Vth是预定电压水平。当电压信号ux具有在第一范围之外的幅度时检测到有意义信号。在一些应用中，电压UX由刺激模块的电极端子监测，如上所述。可以在步骤704检测多于一个有意义信号。例如，两个或更多个有意义信号可以在时间上间隔开，或者两个或更多个信号可以具有不同模态(例如，电压信号和化学检测器信号)。
[0118]第一装置可以在步骤704使用动态标准以确定有意义信号是否存在。在噪声感测条件下(例如，在存在来自外科器械的周围电噪声的情况下，或当其他监测/治疗装置与患者接触时)，第一装置可以执行如上所述的阈值检验并且可以动态地调节检测有意义信号所需的阈值。动态调节的例子包括响应于更高的本底噪声而升高幅度阈值或能量阈值。动态标准可以作为动态信号处理步骤被实现。例如，施加到监测的信号的滤波可以取决于影响监测的信号的环境噪声的频率特性。在存在强60Hz分量(例如，来自靠近用户操作的其他电装置，例如电外科装置)的情况下，第一装置可以在确定有意义信号是否存在之前选择性地应用60Hz陷波滤波器或其他合适的过滤器以去除该频率分量。
[0119]如图7的流程图700中所示，如果第一装置在步骤704未检测到有意义信号，则第一装置进而在步骤708生成刺激脉冲。在一些实现方式中，第一装置在步骤708指示另一个装置生成刺激脉冲。在某些应用中，与刺激模块204包括在一起的电路导致发生器236 (图2)在步骤708生成刺激脉冲。
[0120]然而，如果第一装置在步骤704检测到有意义信号，则第一装置在步骤706延迟生成刺激脉冲。在某些实现方式中，延迟持续由Tpd表示的持续时间，这被编程到微处理器中并且由此进行控制。持续时间Tpd可以是预定的、固定的或可变的，并且可以取决于上面对于刺激活动检测期Tsad所述的因素中的任何一个。附加地，可以至少部分地基于在步骤704检测到的有意义信号的特性确定持续时间Tpd。例如，当有意义信号具有超过阈值(其可以是与在阈值检验中使用的阈值不同、更高的阈值，所述阈值检验作为在步骤704的有意义性检验的一部分被包括)的能量或量值时，Tpd的值可以从标称或基线值增加，而当有意义信号具有低于阈值(其可以是与在阈值检验中使用的阈值不同、更低的阈值，所述阈值检验作为在步骤704的有意义性检验的一部分被包括)的能量或量值时，Tpd的值从标称或基线值减小。在另一个例子中，当在步骤704检测到多于一个有意义信号时，Tpd的值从标称或基线值增加。持续时间Tpd可以包括由第一装置的处理电路内的伪随机数发生器生成的随机分量。可以从由持续时间下限和持续时间上限限定的随机时期的允许范围内选择Tpd的随机分量(例如，1-1000 μ s)。
[0121]在某些实现方式中，在第一装置在步骤706延迟之后，它然后进而生成刺激脉冲，如上面参考步骤708所述。在其他实现方式中，在第一装置在步骤706延迟之后，它通过返回到步骤702并且执行步骤702和704 “重试”。在这样的实现方式中，当重试的次数到达重试限度(例如，十次重试，其由存储在第一装置或另一个装置中的存储器(例如管理模块)中的重试计数器变量计数)时，第一装置记录可以提示操作者警报的错误条件。电子指示器(例如，LED、显示屏、压电蜂鸣器或电子存储器)可以被用于存储错误条件或向操作者发出警报。这样的错误条件可以被认为是第一装置和导致检测到的有意义信号的至少一个其他刺激装置之间的“冲突”。冲突的概率取决于若干因素中的一个或多个，包括在操作中的刺激装置的数量(例如，输送刺激信号的刺激通道的数量)、每个通道的刺激频率(例如，在频率随着时间变化的治疗或疗法期间通道的瞬时频率)以及每个通道的脉冲持续时间(例如，由每个通道的输送的刺激的占空比)。在某些实现方式中，在记录错误条件之前所需的重试的次数不是固定的，而是取决于可以由第一装置容忍的可接受延迟量。例如，当第一装置配置成将输送的刺激脉冲分离标称期时，当检测到来自其他刺激模块的有意义信号时，第一装置可以容忍“跳过”一定数量的刺激脉冲。在这样的实现方式中，在记录错误条件之前允许的重试的次数取决于在第一装置生成该一定数量的“跳过”脉冲所花费的时间内可以尝试的重试的次数，这又可以取决于Tsad和Tpd。在一些实现方式中，重试计数器被包括在管理模块中，或者当冲突发生时信号被从第一装置传输(例如，无线地)到管理模块。
[0122]当两个或更多个刺激装置在操作并且每个刺激装置正在执行类似于由图7的流程图700所示的过程的干扰避免过程时，多个刺激装置可以彼此检测，并且作为响应，多个刺激装置可以延迟它们各自的刺激脉冲大约相同的延迟期Tpd。该情况可以导致附加冲突。为了避免这样的冲突，不同通道的延迟期优选地编程为具有不同持续时间Tpd。例如，通道A 102的延迟时间可以预编程为短于通道B 104的延迟时间(图6A)。在一些实现方式中，每个通道的延迟时间Tpd作为固定时间(其对于所有通道可以相同)与针对该通道生成的随机时间(例如，用于该通道的由可与输送刺激的装置通信的伪随机数发生器生成)之和而被计算。此外，如上所述(例如，参考步骤706)，刺激装置以期望时间间隔生成脉冲的能力可以由时间延迟影响，所述时间延迟由本文中所述的干扰避免步骤产生。围绕标称、期望刺激进度的实际刺激输送进度的变化可以被称为“抖动”。不同刺激应用可以对抖动施加不同治疗可接受的限制，这又导致干扰避免技术参数(例如，Tsad、Tpd和最大允许重试次数)的允许范围。这些允许参数范围由许多技术中的任何一种确定，包括数学近似法、生理约束和基于模拟的方法。
[0123]如上所述，本文中所述的示例性干扰避免技术可以在配置有第一装置的检测系统中实现，所述第一装置检测指示由第二装置生成的脉冲的信号。在某些实施例中，干扰检测系统也用于帮助电极或其他换能器的适当放置。例如，当第二装置也检测到指示由第二装置生成的脉冲的信号时(例如，由附连到患者的身体的一个电极生成的电脉冲可以在相同装置上的相同电极或不同电极被检测)，可以确认第二装置和患者的身体之间的良好接触。当第二装置检测到该信号时，第二装置的肯定身体部位接触条件被刺激系统记录。在某些实现方式中，在允许第二装置生成刺激脉冲之前需要记录肯定身体部位接触条件，以便防止刺激脉冲输送到未与患者的身体接触的换能器(即，在换能器之间存在类似开路的条件)。在这样的实现方式中，一旦肯定身体部位接触条件被装置记录，该装置可以进而生成刺激脉冲。
[0124]图8显示由根据流程图700 (图7)所示的过程操作的刺激干扰避免系统生成的示例性波形。特别地，图8显示由通道A 102和B 104生成(并且分别由刺激模块A和B控制，每一个执行图7的过程)的一对示例性波形。在时间802，刺激模块A开始在通道A 102上在具有持续时间TsadA的刺激活动检测期808内进行电压测量，以检测在其他通道上生成的刺激信号。在时间804，刺激模块B开始在通道B 104上在具有持续时间TsadB的刺激活动检测期805内进行电压测量。在时间806，由于刺激模块A在其刺激活动检测期808期间未检测到活动，因此刺激模块A在通道A 102上生成刺激脉冲810 (根据图7的步骤704)。在时间812，通道B 104通过到达检测阈值(+Vth 814)的电压测量感测到在通道A102上生成的刺激脉冲810，从而指示已检测到来自通道A 102的有意义信号。刺激模块B因此延迟开始另一个刺激脉冲具有持续时间TpdB的时期816 (根据图7的步骤708)。在时间818，在持续时间TpdB延迟期816之后，刺激模块B再次开始在具有持续时间TsadB的刺激活动检测期819内测量刺激活动电压。如图所示，刺激模块B在时期819期间未检测到超过阈值范围[_Vth，+Vth]的信号。因此，刺激模块B在时间822进而生成它的刺激脉冲820。