以用于关于这些组件的充分讨论。
[0068]图6的递送电路60b包括耦合在输出电容器62b和地之间的三端双向可控硅开关174a。二极管176a与三端双向可控硅开关174a并联耦合，并且二极管176b的阴极连接至接地。三端双向可控硅开关174c进一步耦合在输出电容器62a和地之间。二极管176c与三端双向可控硅开关174c并联耦合，并且二极管176c阴极连接至接地。三端双向可控硅开关174a和174c连接至递送控制模块70。
[0069]虽然在说明性实施例中没有这样描绘，但替代实施例可包括在具有或不具有用于将三端双向可控硅开关连接至递送控制模块70的附加保护电路的情况下，三端双向可控硅开关174a，174c的端子的重新配置。这种保护电路可包括具有耦合的FET，这样的耦合类似于三端双向可控硅开关66的耦合。
[0070]在图6的实施例中，仅采用递送刺激治疗的能量的输出电容器中的单独一个发起治疗递送的第一阶段。在该实施例中，在第一阶段期间输出电容器62不被堆叠；也就是说，所有三端双向可控娃开关66a、66b、174a和174c被设置在截止位置。输出电容器62c被親合至电极(未示出)以用于在第一阶段期间释放能量。图6A中描绘了输出电容器62的等效电路。可预先确定能量释放的持续时间，使得在第一间隔期间仅释放存储在输出电容器62c中的电荷的部分。
[0071]在第一间隔期满时，对于治疗递送的第二阶段，输出电容器的第二个(例如，62b)可与第一电容器62c串联地堆叠。在图6B和6C中描绘了遵循输出电容器62b串联耦合至电容器62c的代表性等效替代电路。在第二阶段中，可通过使FET 74b截止并使三端双向可控娃开关66b和174a导通来使电容器62c堆叠在电容器62b的顶部。
[0072]第一预定间隔的持续时间可被设置成对应于在输出电容器62c放电的期间的时间点，以提供刺激波形的台阶状前缘的期望斜坡分布。
[0073]第二预定间隔可被设置成定义其中释放串联耦合的电容器62b和62c中的一些能量的持续时间。可在第二电容器(在该不例中的电容器62b)親合至第一电容器时开始测量第二预定间隔的持续时间。
[0074]在第二预定间隔期满后，第三电容器(在该示例中的电容器62a)串联连接至串联耦合的电容器62b和62c。电容器62a的耦合发起治疗递送的第三阶段。
[0075]结合图7描述了图6的示例性第一、第二、和第三阶段中的在输出电容器62的放电期间生成的治疗刺激波形的模拟。
[0076]在图6的说明性实施例中，可通过使三端双向可控硅开关174a截止，同时使三端双向可控娃开关66a导通和三端双向可控娃开关174c导通来执行电容器62a到串联连接的电容器62c和62b的串联耦合。三端双向可控硅开关66b维持在导通位置。此举实现将输出电容62c和62b的组合堆叠在输出电容器62a的顶部。图6D和6E描绘了遵循电容器62a串联耦合至串联连接的电容器62b和62c的输出电容器的替代等效电路。
[0077]在其他实现中，可在第一阶段中用不同的第一输出电容器(而不是62c)的放电发起治疗的传递。虽然没有示出，但这种替代实现还可包括附加的部件和/或递送控制模块70可被编程成提供不同的控制信号。
[0078]在示例性实施例中，当输出电容器的堆叠被重新配置时，采用控制在治疗刺激能量的递送期间的时间点的第一和第二间隔的持续时间来编程递送控制模块70。在第一和第二间隔上的选择性控制能使由存储在输出电容器62中的能量生成的所得的刺激波形的放电分布能够被操纵，以模仿给定患者的心脏细胞响应时间并由此提供有效的阈值电平以确保捕获。因此，与耦合间隔的控制耦合的输出电容器62的堆叠的动态可配置性有助于可被修改以基于不同患者群体的心脏细胞响应优化治疗的不同分布的刺激波形的生成。
[0079]图5和6的示例性耦合电路包括被动态地控制以按照各种堆叠配置耦合输出电容器的多个开关部件。在说明性实施例中，开关部件有助于它们所连接至的三个输出电容器的耦合以形成如上所讨论的各种堆叠配置。可对开关部件进行分组，使得与每个电容器的堆叠相关联的部件相对于其他电容器被定义为堆叠电路模块组。例如，图5中的第一组可包括三端双向可控硅开关66a、栅极触发FET 72a、和放电FET 74a，而第二组可包括三端双向可控硅开关66b、栅极触发FET 72b、和放电FET 74b。如可从图5和6推导的，堆叠电路模块组的数量是小于递送电路中的电容器的数量的值。
[0080]在替代的实施例中，可提供不同数量的输出电容器62以定义具有不同递送能量、斜率、或斜坡分布的不同刺激波形。在这种实施例中，附加的堆叠电路模块组可被设置，如上所述，可被包括在耦合电路64、164中以在这种附加输出电容器的充电和放电操作期间动态地控制附加电容器的堆叠。
[0081]根据本公开的治疗递送有助于治疗刺激波形的生成，该治疗刺激波形可基于患者对刺激波形的生理响应成形。与由基于输出电容器的行为(即，i =C(dV/dt))的常规治疗递送电路递送的常规波形不同，本公开的刺激波形可根据单个患者的响应动态地成形。如果这样做，则可实现更低的阈值，此举降低了设备的电源消耗，从而促进设备的寿命增加。
[0082]图7描绘了示出了在存储在多个输出电容器中的能量的释放期间治疗刺激能量的幅度的示例性曲线图200。曲线图200的水平(X)轴表示以秒为单位的时间以及垂直(Y)轴表示以伏特为单位的刺激幅度。刺激幅度是在将治疗递送至患者期间从输出电容器释放的能量。
[0083]显示为实线的第一迹线202表示由常规递送电路600生成的治疗刺激波形，其中从治疗的递送开始，三个电容器通常串联硬连接耦合直到刺激脉冲按照预期被递送用于给定治疗。迹线202将治疗刺激波形示出为截断指数波形，该截断指数波形具有从零伏特到最大幅度(在这种情况下1400伏特)的几乎瞬时倾斜的前缘，并且在约4ms的周期上逐渐衰减。该迹线202表示常规治疗刺激波形的分布并且基于输出电容器的行为(即，I =C(dV/dt))，其中“i”是穿过电容器的瞬时电流，“C”是以法拉第为单位的电容器的电容，且dV/dt是以伏特每秒为单位的电压变化的瞬时速率。
[0084]显示为虚线的迹线204是可通过根据本发明的多个方面描述的治疗递送电路生成的示例性治疗刺激波形。特定地，波形对应于在结合图6的电路所描述的三个阶段期间的输出电容器62中的能量的释放。迹线204被视为具有台阶状或斜坡状前缘的刺激治疗波形。与迹线202的截断指数波形不同，已观察到，由迹线204表示的波形的斜坡状前缘更接近地模仿心脏细胞响应时间的分布。在心脏细胞的情况下，例如，细胞响应刺激能量的能力随着导致捕获的时间的周期逐渐增加。由此，最佳治疗刺激波形是随时间的周期逐渐增大的波形，并且刺激能量从零增加至实现捕获的最大幅度(在这种情况下，1200伏特)。其中减少了给定时间周期上的刺激能量，因此该波形204比常规波形202更有效。
[0085]示例性迹线204被描绘为具有第一台阶206a和第二台阶206b以定义三段“A”、“B”和“C”。第一段A与在治疗递送的第一阶段期间的三个输出电容器的第一个的放电一致。在第二段B中，三个输出电容器的第二个串联耦合至第一电容器。因此，第二段与在治疗递送的第二阶段期间串联耦合的第一和第二电容器的放电一致。在第三段C中，第三电容器串联耦合至串联耦合的第一和第二电容器，使得所有三个电容器串联耦合。第三段与在第三阶段中的输出电容器的放电一致。
[0086]在说明性实施例中，沿着X轴描绘了第二电容器与第一电容器的串联耦合以及第三电容器与串联连接的第一和第二电容器的串联耦合之间的时间间隔。如曲线图200所示的，第一和第二间隔确定迹线204的台阶状前缘的段A、B、和C的每一个的幅度。还可基于第一和第二间隔的持续时间操纵迹线204的斜率。
[0087]可通过确定在迹线202的曲线下的面积来计算由常规电路传递至患者的能量的量，而可通过确定在迹线204下的面积来计算根据本公开的各方面传递至患者的能量的量。如曲线图200所示的，在迹线202的曲线下的面积大于在迹线204的曲线下的面积。该图示显示了与在通过本公开的递送电路递送时实现捕获所需的刺激能量(204)相比，在通过常规电路递送治疗时实现捕获所需的刺激能量(202)相对更大。
[0088]发明人已理论推导，最大幅度的减小的根本原因中的一个是生成模仿细胞响应分布的刺激波形的能力。由于刺激波形适应于在最佳时间期间刺激细胞，因此不必提供过量的能量来补偿延时的细胞响应。
[0089]因此，本公开的递送电路呈现了通过患者的组织递送的刺激能量的减少。除以上讨论的显著降低的幅度之外，与常规递送电路相比，减少的刺激能量还有助于患者的组织创伤的减少。此外，由于减少的刺激能量还意味着与常规递送电路相比，电容器可被更快地充电至全电源，因此相对更少的能量被消耗用于通过本公开的递送电路递送治疗。降低的消耗促进了对需要刺激治疗的心脏状况的响应时间的增加。用于递送刺激治疗的能量要求的降低还促进设备寿命的增加。
[0090]图8是描绘了根据本公开的实施例的治疗递送任务的流程图。为了说明的目的，对图8中的过程的以下描述可参考以上结合图3至图7中所提及的元件。实际上，可通过所述系统的不同元件(例如，植入传感器、IMD、或外部监测设备)来执行过程的各部分。
[0091]图8中的流程图描述了治疗方案(诸如，可采取来自存储在输出电容器中的能量的激脉冲、连续波形等形式的起搏、除颤、或复律刺激)的递送。如果当前不启用治疗，则可由临床医生、患者、或设备发起治疗(220) ο最终，设备可基于经编程的日间时或由于传感器信号自动地发起治疗，该传感器信号包括电描记图、血液动力学、活动传感器信号、和其他生理传感器信号。特定地，可评估由设备传感器感测到的信号以确定是否发起治疗递送。
[0092]在任务222处，监测被配置成保持用于递送治疗的电荷的输出电容器以确定是否有足够的能量可用于递送治疗。如果确定电容器没有被充电至合适的电平，则对充电电路进行操作以提供将电容器充电至合适的电平所需的功率(224)。
[0093]一经确认电容器被充电至期望的电平，递送电路就根据经编程的参数发起输出电容器的放电。在示例性实施例中，第一输出电容器被耦合至递送桥以通过所选择的电极发起治疗刺激递送的第一阶段(226)。递送控制电路可被编程成确定第一输出电容器被放电的持续时间。递送电路通过递送桥使给定的输出电容器放电达经编程的持续时间，以递送治疗刺激的给定阶段(228)。
[0094]在第一阶段中治疗递送之前或期间，递送控制电路确定对于