[发明专利]在神经刺激波形中对电荷恢复编程的方法和装置

说明书

技术领域

这要求于2015年2月4日提交的美国临时专利申请序列号62/111,715的根据35U.S.C.§119(e)的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文档一般涉及神经刺激，并且更具体地涉及用于在表示神经刺激脉冲的模式的刺激波形中对电荷恢复进行编程的方法和系统。

背景技术

也称作神经调制的神经刺激已经被建议作为针对许多条件的治疗。神经刺激的示例包括脊髓刺激(SCS)、深部脑刺激(DBS)、外周神经刺激(PNS)和功能性电刺激(FES)。可植入神经刺激系统已经被应用于递送这样的治疗。可植入神经刺激系统可以包括还被称作可植入脉冲发生器(IPG)的可植入神经刺激器，以及每个包括一个或多个电极的一个或多个可植入引线。可植入神经刺激器通过被放置在神经系统中的目标位置上或其附近的一个或多个电极来递送神经刺激能量。外部编程装置被用于利用控制神经刺激能量的递送的刺激参数来对可植入神经刺激器进行编程。

在一示例中，神经刺激能量以电神经刺激脉冲的形式被递送。使用指定神经刺激脉冲的模式的空间(哪里要刺激)、时间(何时要刺激)、和信息(指引神经系统如期望那样响应的脉冲模式)方面的刺激参数来控制递送。许多当前神经刺激系统被编程为利用一个或几个均匀波形来持续地或突发地递送时段脉冲。然而，人类神经系统使用具有更复杂的模式的神经信号来传送各种类型的信息，包括疼痛、压力、温度等的感觉。神经系统可以将具有简单刺激模式的人工刺激解释为非自然现象，并且用意外的和非期望的感觉和/或移动来响应。例如，引起非目标组织或器官的感觉异常和/或振动的一些神经刺激治疗是已知的。

最近研究已经表明可以改进某些神经刺激治疗的有效性和效力，并且通过使用仿真人体中观察到的自然模式的神经信号的神经刺激脉冲模式来降低它们的副作用。神经刺激脉冲的模式可以每个包括电荷注入和恢复脉冲，以确保患者安全性和/或被用于递送脉冲的电极的寿命。虽然现代电子学可以满足生成这样的复杂的脉冲模式的需要，但是神经刺激系统的能力取决于其在很大程度上的后制造可编程性。例如，复杂的脉冲模式在当其为患者定制时或许仅获益该患者，以及在制造时预定的波形模式可以大体上限制定制的可能性。在各种应用中，随着每个脉冲注入的电荷的恢复，定制可以要求逐脉冲的可编程性，由此进行完整脉冲模式的编程是挑战性任务。

发明内容

神经刺激系统的示例(例如“示例1”)可以包括存储装置、编程控制电路和波形定义电路。存储装置可以存储表示在刺激时段期间的神经刺激脉冲的模式的刺激波形。编程控制电路可以被配置为根据刺激波形而生成了控制神经刺激脉冲的递送的多个刺激参数。波形定义电路被耦接到存储装置和控制电路，并且可以被配置为创建和调整刺激波形。波形定义电路包括可以包含刺激波形输入、电荷恢复方案输入和波形调节器的电荷恢复模块。刺激波形输入可以被配置为接收具有包括了电荷注入阶段的神经刺激脉冲的模式中的每个神经刺激脉冲的刺激波形。电荷恢复方案输入可以被配置为接收电荷恢复方案。波形调节器可以被配置为识别对在电荷注入阶段期间注入的电荷进行恢复的需要，并且基于识别出的对注入的电荷进行恢复的需要以及接收到的电荷恢复方案而通过将电荷恢复阶段自动地插入接收到的刺激波形中来调整接收到的刺激波形。

在示例2中，示例1的主题可以可选地被配置为使得电荷恢复方案输入被配置为显示与接收到的电荷恢复方案相关联的一个或多个参数，并且接收所显示的一个或多个参数的每个参数的值。

在示例3中，示例1和2的任何一个或组合的主题可以可选地被配置为使得电荷恢复方案输入被配置为显示与接收到的电荷恢复方案相关联的一个或多个问题，并且接收所显示的一个或多个问题的每个问题的答案。

在示例4中，示例1-3的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得电荷恢复方案输入被配置为显示多个预定义的电荷恢复方案，并且通过从所显示的多个预定义的电荷恢复方案接收选择来接收电荷恢复方案。

在示例5中，示例1-4的任何一个或任何组合的主题可以可选地被配置为使得波形调节器被配置为基于识别出的对注入的电荷进行恢复的需要以及多个电荷恢复参数通过自动地调整接收到的刺激波形中的现有电荷恢复阶段来调整接收到的刺激波形。