植入式脊髓刺激系统的制作方法

文档序号:20601082发布日期:2020-05-01 21:39阅读:191来源:国知局
本发明涉及医疗器械领域,具体涉及一种植入式脊髓刺激系统。
背景技术
::人体植入式医疗装置(implantablemedicaldevice,imd)是一种安装于用户身体内部的医疗器械,这种设备内部具有电池,芯片,传感器,依靠设定的程序和运行参数来实现相应的疗法,这些运行参数可以按照用户的病症情况采用不同的设置。imd运行参数很多,运行参数设置比较复杂。植入式脊髓刺激系统已经被证明在治疗慢性疼痛综合征有疗效。现有的植入脊髓刺激系统一般由脉冲发生器、电极和患者控制器等组成。其中,多数脊髓刺激系统的植入电极至少包括16个触点。在完成脊髓刺激系统电极的植入手术后,需要对电极的刺激位点、刺激参数进行调整,从而选择最佳的刺激组合。但是在调节参数的过程中,需要人工完成触点和参数的逐个设置,且由于触点数量过多,重复性的劳动将严重浪费人力和时间的成本。技术实现要素:有鉴于此,本发明提供一种植入式脊髓刺激系统,所述系统包括适于植入体内的刺激器和体外的控制器,所述系统执行包含以下内容的操作:所述控制器遍历所述刺激器的电极触点的各个组合以及第一刺激参数的值,使电极触点的各个组合分别以多个所述第一刺激参数的值输出刺激信号;所述控制器在遍历过程中记录用户对于刺激效果的感知信息。可选地,所述控制器在遍历过程中每一次选取两个相邻的电极触点。可选地,所述控制器从位于电极线一端的两个电极触点开始向另一端进行遍历,直至遍历了所有相邻电极触点组合。可选地,所述控制器从位于电极线中部的两个电极触点开始向两侧进行遍历,并在此过程中根据所述感知信息改变遍历的方向,直至遍历了所有相邻电极触点组合。可选地,所述控制器在遍历过程中使电极触点的各个组合分别以所述第一刺激参数的一个极值开始向另一极值进行遍历以输出刺激信号。可选地,所述控制器在遍历过程中使电极触点的各个组合分别以所述第一刺激参数的中间值向两个极值进行遍历以输出刺激信号,并在此过程中根据所述感知信息改变遍历方向。可选地,所述控制器在针对第一组电极触点遍历第一刺激参数的值输出刺激信号后,根据所述感知信息确定第一刺激参数的优选值;在之后遍历其它组电极触点时分别采用所述第一刺激参数的优选值输出刺激信号。可选地,以每个第一刺激参数的值输出刺激信号的持续时间是3-5s,切换所述第一刺激参数的值的间隔时间为0s-4s。可选地,所述第一刺激参数为脉冲幅度。可选地,所述控制器在遍历过程中还采取第二刺激参数的设定值,使电极触点的各个组合分别以多个所述第一刺激参数的值和所述第二刺激参数的设定值输出刺激信号,所述第二刺激参数包括脉冲频率和/或脉冲宽度。根据本发明提供的植入式脊髓刺激系统,通过体外控制器执行刺激参数和电极触点的自动遍历,由患者提供相应的主观感受,并由控制器进行记录,最终形成评价报告。医生可通过此报告内容选择最佳刺激方式,高效地选择刺激点和刺激参数的取值,由此可以节约人工和时间成本。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中的一种电极分布及遍历示意图;图2为本发明实施例中的另一种电极分布及遍历示意图。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本发明实施例提供一种植入式脊髓刺激系统,该系统包括适于植入体内的刺激器和体外的控制器,这两个装置分别设有无线通信模块,控制器通过无线通信方式控制刺激器执行动作。本发明所述刺激器包括脉冲发生装置和电极线,电极线的端部分布多个用于对人体神经进行刺激电极触点。脊髓刺激的电极触点一般至少是16个,图1和图2示出了两种刺激器的电极触点分布图。图1是一种桨状电极,其中16个电极触点位于同一电极线的端部;图2是一种针状电极,具有两个电极线,端部分别分布8个电极触点。为了提高植入式脊髓刺激系统术后电极触点和参数选择过程的效率,本实施例的控制器将遍历刺激器的电极触点的各个组合和刺激参数的值,使电极触点的各个组合分别以多个刺激参数的值输出刺激信号。具体地,本实施例的控制器将从两方面进行遍历,第一方面是电极触点的组合,第二方面是刺激参数的取值。关于第一方面,一个电极触点组合至少包括两个电极,即如图1和图2所示的16个电极中的至少2个电极。在优选的实施例中,每一次只选取2个相邻的电极,也即遍历过程中的每组电极触点是两个相邻的电极触点。对于图1所示情况,电极触点组合可以是横向组合11或者纵向组合12;对于图2所示情况,电极触点组合是横向组合21或者纵向组合22。考虑到电极触点的实际植入情况,在优选的实施例中是采取上述纵向组合。控制器遍历所有的电极触点组合输出刺激信号。具体遍历方式有多种,例如可以从位于电极线上端的两个电极触点(例如图1中的最上端的纵向组合12)开始向下端进行遍历,直至遍历到最下端的纵向组合12,或者反过来从最下端向最上端进行遍历、从中部的两个电极触点开始向两端进行遍历等都是可行的,只要能够保证遍历了两列上的所有电极触点的组合即可。更具体地,详见附图中的电极编号,开始时第一组电极触点-电极1和电极2输出刺激信号,然后切换第二组电极触点-电极2和电极3输出刺激信号、然后切换第三组电极触点-电极3和电极4输出刺激信号,直至切换到最后一组组电极触点-电极15和电极16输出刺激信号,由此完成遍历所有相邻电极触点组合。关于第二方面,控制器将遍历每一组电极触点在输出刺激信号时所使用的刺激参数。刺激参数可以是刺激幅度、刺激频率和刺激脉宽中的一个或多个。由于多数情况下不同患者的最适频率f和脉宽tu相差不大,因此可以将此两个参数初步设定为固定值,而只遍历刺激幅度的取值,之后可以人工调节频率f和脉宽tu。控制器遍历刺激参数取值的方式有多种,例如可以从激参数的最大值开始向最小值进行遍历,或者从最小值开始向最大值进行遍历、从中间值向两个极值进行遍历都是可行的。比如需要遍历的刺激参数是脉冲幅度,其取值范围是[u0,un],优选的电压模式幅度范围是0-10v,电流模式幅度范围是0-25ma。根据变化步长s,使各个电极触点组合分别以[u0,un]中的幅度输出刺激信号。更具体地,例如开始时遍历到的电极触点组合是电极1和电极2,此时开始遍历刺激参数,使电极1和电极2依次以[u0,un]中的多个幅度输出刺激信号,然后切换下一组电极触点组合-电极2和电极3,使电极2和电极3依次以[u0,un]中的多个幅度输出刺激信号,如此遍历刺激参数,直至最后一组电极触点组合-电极15和电极16依次以[u0,un]中的多个幅度输出刺激信号。进一步地,以每个刺激参数的值输出刺激信号的持续时间的优选范围是3-5s,切换不同的刺激参数值的过程中可以不用暂停。为了减缓在使用上一刺激参数输出刺激信号对用户的感知造成的影响,也可在切换不同的刺激参数值的过程中暂停一段时间(n秒,n>=0),优选范围是0-4s。控制器在执行上述遍历的过程中,记录用户对于刺激效果的感知信息。为此控制器可提供人机交互界面,使用户可以根据自我感知输入感知的信息,比如控制器可提供感知效果的选项如“无效果”、“稍有减缓,仍较痛”、“有效果,稍有疼痛”、“效果明显,疼痛感消失”等选项供用户进行选择,或者可以为分数显示,该分数与相应的评分对照表的描述相对应。具体地,控制器使各个电极触点组合以各个刺激参数值持续输出刺激信号时,分别记录感知信息,即每一个刺激触点组合的每一个刺激参数独立地对应一个感知信息。作为举例,比如当前遍历到的电极触点组合是电极1和电极2,当电极1和电极2以刺激幅度u0输出刺激信号时,用户提供一个感知信息fl1-2-uo,刺激幅度变为u1输出刺激信号时,用户提供一个感知信息fl1-2-u1,直至刺激幅度变为un输出刺激信号时,用户提供一个感知信息fl1-2-un;然后遍历到的电极触点组合电极2和电极3后,类似地获取感知信息fl2-3-uo、fl2-3-u1…fl2-3-un,直至遍历完最后一组电极触点组合,由此获取对应所有的电极触点组合及其刺激参数取值的感知信息。完成所有的遍历和感知信息记录后,可生成记录报告,其中可包括所有的遍历组合及其对应的感知信息。在可选的实施例中,生成记录报告时可以仅包括各个电极触点组合下最佳的刺激参数组合的记录。比如针对上述fl2-3-uo、fl2-3-u1…fl2-3-un这些感知信息,根据其具体内容可确定用户感觉最优的信息,其对应的刺激参数即为电极触点组合电极2和电极3的最佳参数,只体现所有的电极触点组合的最佳参数可以使报告内容更加简洁和有效。记录报告可储存在控制器内,或发送至云端存储器,或发送至医生客户端。医生可参考记录报告,调整最佳刺激参数组合。根据本发明实施例提供的植入式脊髓刺激系统,通过体外控制器执行刺激参数和电极触点的自动遍历,由患者提供相应的主观感受,并由控制器进行记录,最终形成评价报告。医生可通过此报告内容选择最佳刺激方式,高效地选择刺激点和刺激参数的取值,由此可以节约人工和时间成本。为了提高遍历的效率,控制器可以在遍历过程根据用户当前提供的感知信息来确定遍历策略。在第一个可选的实施例中,关于上述第一方面,控制器可以从中部的两个电极触点开始向两侧进行遍历,并在此过程中根据感知信息改变遍历的方向,直至遍历了所有相邻电极触点组合。作为举例,控制器从图1中位于中部的纵向组合12开始遍历过程,此时电极4和电极5输出刺激信号,控制器记录关于电极4和电极5的感知信息fl4-5;然后控制器切换上方的另一纵向组合-电极3和电极4输出刺激信号,记录关于电极3和电极4的感知信息fl3-4。此时进行判断,如果fl3-4所表达的感知效果不如fl4-5所表达的感知效果,则下一次不再继续切换上方的纵向组合-电极2和电极3,而是转为切换中部组合下方的纵向组合-电极5和电极6输出刺激信号;如果fl3-4所表达的感知效果好于或等同于fl4-5所表达的感知效果,则下一次再继续切换上方的纵向组合-电极2和电极3输出刺激信号。在第二个可选的实施例中,关于上述第二方面,控制器在遍历过程中使电极触点以刺激参数的中间值向两个极值进行遍历以输出刺激信号,并在此过程中根据感知信息改变遍历方向。作为举例,假设当前遍历到某组电极触点组合时,控制器首先使该组合以幅度[u0,un]中的中间值uh输出刺激信号,控制器记录关于uh的感知信息fluh;然后控制器向un方向切换下一个幅度uh+1(增大幅度)输出刺激信号,控制器记录关于uh+1的感知信息fluh+1,此时进行判断,如果fluh+1所表达的感知效果不如fluh所表达的感知效果,则下一次不再继续增大,而是以小于中间值转的幅度fluh-1输出刺激信号;如果fluh+1所表达的感知效果好于或等同于fluh所表达的感知效果,则下一次再继续增大幅度输出刺激信号。在第三个可选的实施例中,提供一种快速遍历方案,控制器在针对第一组电极触点遍历第一刺激参数的值输出刺激信号后,根据感知信息确定刺激参数的优选值,在之后遍历其它组电极触点时分别只采用刺激参数的优选值输出刺激信号。作为举例,比如开始时遍历到的电极触点组合是电极1和电极2,使电极1和电极2依次以[u0,un]中的多个幅度输出刺激信号,并获取相应的感知信息fl1-2-uo、fl1-2-u1…fl1-2-un,根据其具体内容确定用户感觉最优的信息fl1-2-um,其对应的刺激参数为幅度um即优选值。优选值的数量可以是一个或多个,比如用户对多个刺激幅度感知都是“效果明显,疼痛感消失”即有多个优选值。在切换到下一组以及后续的电极触点组合时,则分别以幅度um输出刺激信号。由此可以减少对刺激参数的遍历次数,提高效率。下面提供一个具体的实施例:步骤1:程序初始化,设置默认脉宽t0、默认频率f0,设置幅度u遍历范围和步长s,开始执行自动筛选,进入步骤2。其中脉宽t0为20-1000μs选定的任一数值,优选为210μs;频率为2-10000hz选定的任一数值,优选为40hz;电压模式幅度范围是0-10v、电流模式幅度范围是0-25ma。幅度u调整范围优选为为0-3v或0-5ma,步长s优选为0.5v或0.5ma。步骤2:程序自动选定电极触点1及其相邻的电极触点2,选定幅度u遍历范围内的最低值开始刺激,刺激时长可以设置为3-5s,之后进入步骤3;步骤3:患者根据当前参数下的刺激选择感受选项或打分,进入步骤4;步骤4:程序自动停止刺激一段时间,以减缓上一刺激的影响,进入步骤5;(步骤4为可选步骤)步骤5:其他参数不变,按步长s增加刺激幅度,开始刺激,重复步骤3-步骤5,直至遍历了幅度u的设定范围,进入步骤6;步骤6:变更选定的触点,选择触点2及相邻的触点3,选定幅度a遍历范围内的最低值,开始刺激,重复步骤3-步骤5。直至遍历了所有触点组合,进入步骤7;对于如图1或图2所示的16个触点的电极,遍历顺序优选为1-2+、2-3+…7-8+顺序遍历一列电极,其中测试7-8+后,再补充对7+8-进行测试,然后依此方式遍历另一列电极触点9-16。步骤7:完成患者所有感觉记录后,形成记录报告。本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12当前第1页12
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