[发明专利]用于神经刺激器的功率或极性选择的远程控制

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求享有2011年7月29日提交的美国临时专利申请61/513,397以及2012年1月27日提交的PCT申请PCT/US2012/023029的权益，在此通过引用将其两者都全文并入。

技术领域

本说明书涉及植入的神经刺激器。

背景技术

通过电刺激对身体中的神经组织进行神经调制已经变成用于慢性疾病状况的重要类型，例如慢性疼痛、运动开始和控制的问题、不自主运动、张力障碍、大小便失禁、性障碍、血管功能不全、心律失常等。对脊柱和脱离脊髓的神经束进行电刺激是首先经过批准的神经调制治疗，并且从二十世纪七十年代起就进入商用。使用植入的电极来传递可控的频率、脉冲宽度和幅度的脉动电流。两个或更多电极与神经元接触，主要与轴突接触，并且能够选择性地激活轴突的变化的直径，具有积极的治效。多种治疗性体内电刺激技术用于处理神经性状况，其利用脊柱或周围区域中的植入的神经刺激器，包括背角、背根神经节、背根、背柱纤维和脱离背柱或大脑的周围神经束，诸如迷走神经、枕神经、三叉神经、舌下神经、骶神经和尾神经。

发明内容

在一个方面中，一种可植入神经刺激器包括一个或多个电极、至少一个天线以及被连接到所述至少一个天线的一个或多个电路。一个或多个电极被配置为向可激励组织施加一个或多个电脉冲。天线被配置为接收包含极性分配信息和电能的一个或多个输入信号，所述极性分配信息为每个电极指定极性。一个或多个电路被配置为控制电极接口，使得所述电极具有由所述极性分配信息指定的极性；使用输入信号中包含的电能创建一个或多个电脉冲；以及，通过所述电极接口向所述一个或多个电极供应所述一个或多个电脉冲，使得根据由所述极性分配信息指定的极性，所述一个或多个电极向所述可刺激组织施加所述一个或多个电脉冲。

这个和其他方面的实施方式可以包括以下特征。由所述极性分配信息指定的极性可以包括负极性、正极性或中性极性。所述电脉冲包括阴极部分和阳极部分。电极接口可以包括极性路由切换网络。所述极性路由切换网络可以包括接收电脉冲的阴极部分的第一输入部以及接收电脉冲的阳极部分的第二输入部。极性路由切换网络可以被配置为将阴极部分路由到具有负极性的电极、将阳极部分路由到具有正极性的电极并且将具有中性极性的电极与电脉冲断开连接。

所述一个或多个电路可以包括寄存器，所述寄存器具有被耦合到所述极性路由切换网络的选择输入部的输出部。所述寄存器可以被配置为存储所述极性分配信息，并且将存储的极性分配信息从所述寄存器输出部发送到所述极性路由切换网络的选择输入部，以控制所述极性路由切换网络将所述阴极部分路由到具有负极性的电极、将所述阳极部分路由到具有正极性的电极并且将具有中性极性的电极与所述电脉冲断开连接。

一个或多个电路包括上电复位电路和电容器，其中，所述电容器可以使用包含在一个或多个输入信号中的所述电能的一部分来存储电荷，并且其中，所述电容器可以被配置为给所述上电复位电路通电，以在植入的神经刺激器消耗功率时将寄存器内容复位。

所述至少一个天线可以被配置为通过电辐射耦合向独立天线发射一个或多个刺激反馈信号。所述一个或多个电路可以被配置为生成刺激反馈信号。刺激反馈信号可以指示与由一个或多个电极施加到可刺激组织的一个或多个电脉冲相关联的一个或多个参数。所述参数可以包括被递送到所述组织的功率和所述组织处的阻抗。

所述一个或多个电路可以包括电流传感器和电压传感器，所述电流传感器被配置为感测被递送到所述组织的电流的量，并且所述电压传感器被配置为感测被递送到所述组织的电压。电流传感器可以包括与极性路由切换网络的阳极分支串联放置的电阻器，并且可以通过阳极分支输送电脉冲的阳极部分。所述电流传感器和所述电压传感器被耦合到模拟控制的载波调制器，所述调制器被配置为将感测到的电流和电压传送至独立天线。

所述至少一个天线可以包括第一天线和第二天线。所述第一天线可以被配置为接收包含电能的输入信号。所述第二天线可以被配置为通过电辐射耦合向独立天线发射刺激反馈信号。所述第二天线可以进一步被配置为接收包含极性分配信息的输入信号。所述第二天线的发射频率可以高于所述第一天线的共振频率。所述第二天线的发射频率可以是所述第一天线的共振频率的二次谐波。所述发射频率和所述共振频率在大约300MHz到大约6GHz的范围中。至少一个天线的长度可以在约0.1mm和约7cm之间，宽度可以在约0.1mm到约3mm之间。所述至少一个天线可以为偶极天线。