[发明专利]用于使用可变频率刺激来检测神经肌肉响应阈值的系统

说明书

一种用于确定神经监测装置的一组通路中的最低刺激阈值电流电平的方法。该方法包括以电流电平的预定范围的电流电平按照频率输送的脉冲序列来刺激组织。该刺激包括将脉冲序列中的每个脉冲的电流电平从紧接的前一个脉冲增加第一电流增量。该方法包括确定来自脉冲序列的第一激发脉冲激发第一肌肉响应。该方法包括使用来自脉冲序列的第二激发脉冲刺激组织以激发第二肌肉响应。该刺激包括降低脉冲序列中的每个脉冲的输送频率和将脉冲序列中的每个脉冲的电流电平从紧接的前一个脉冲增加第二电流增量。该方法包括确定来自脉冲序列的第二激发脉冲激发第二肌肉响应。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月16日提交的美国临时申请No.62/521,268和于2017年11月29日提交的美国临时申请No.62/592,275的优先权，将其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本技术总体上涉及临床神经生理学领域。更具体地，它总体上涉及用于刺激器控制的系统、装置、方法、规则、操作、计算和/或步骤，该系统、装置、方法、规则、操作、计算和/或步骤能够例如在开发手术通路(surgical corridor，手术通道)的同时更准确地发现刺激阈值，以估计神经健康、相邻结构的完整性或神经接近度。

背景技术

在医疗手术期间使用各种类型的术中监测(IOM)。这种IOM包括监测以评估神经系统的各方面或神经系统的相邻组件的结构的完整性。一种类型的IOM涉及确定刺激阈值电平，这通常涉及识别引起肌肉激活所需的最小刺激。本文所描述的实施方式总体上涉及用于检测神经肌肉响应的刺激阈值的改进的系统、装置以及方法。

发明内容

通过使用分级电刺激，可以在手术期间测量运动神经的阈值刺激强度。例如，在自动触发的肌电图系统中，可能期望确定与满足某些预定标准的复合肌肉动作电位(CMAP)或部分复合运动动作电位(PCMAP)相关联的刺激电流阈值。CMAP或PCMAP由具有不同刺激阈值的多个运动单元(MU)组成。通过将刺激强度从阈值以下逐渐增加到最大值，可以激活肌肉或肌节中的一些或全部MU。从被激发的第一个MU到被激发的MU的95％的刺激中值阈值范围可能是7.6mA(5.4至11.5)。阈值用于响应于刺激或相邻神经的解剖特征的完整性来估计神经对模拟器的接近度以及神经的健康。多种类型的方法(包括计算机实现的方法)用于发现刺激阈值，其主要目的是阈值发现的准确性、阈值发现的速度或在多个肌肉或肌节上查找阈值，以三角测量刺激器相对于所讨论的一个神经(nerve)或多个神经(nerves)的位置。

尽管许多方法使用有用的算法，但是它们存在几个问题。很多时候，手术团队对确定多个肌节的阈值或三角测量刺激器的放置不感兴趣。他们对定位最近的神经或具有最低阈值的神经更感兴趣，因为这是最有风险的。另外，这些方法并不总是考虑任何特定MU对单个刺激强度的响应的可能性的变化，这在激活PCMAP时可以引起阈值电平的变化。

另外，在手术期间，经常给出肌肉阻滞。尽管可以使用一些方法来确定当前存在的阻滞程度，例如最流行的测量肌肉阻滞程度的方法是四连串(train of four)(TOF)，但是该技术的准确性有限，并且经常被忽视。因此，阈值测试可能是不准确的，因为肌肉阻滞削弱了肌肉对刺激的响应。

尽管即使存在部分肌肉阻滞，对神经和附着肌肉的高频刺激(10至20Hz)也将会调节神经-肌肉连接以引起响应，但是以那些频率持续刺激可能会导致肌肉抽搐和混淆结果。以较低频率(例如1至5Hz)刺激可能无法提供足够的调节，并且因此无法提供肌肉的准确响应。同样，在尝试将阈值“归零”(例如在二等分算法中使用的)时，因为接近阈值强度发生的刺激较少，剧烈变化的刺激强度可能不能为准确的响应提供足够的调节。这些系统也没有考虑到当从较高或较低的刺激强度接近阈值时可能发生的PCMAP响应的变化。