[发明专利]用于在存在刺激伪影情况下辅助可植入刺激器设备中的神经感测的电路

说明书

公开了在感测可植入脉冲发生器(IPG)中的神经反应中特别有用的感测放大器电路。IPG包括多个电极，其中一个被选为感测电极，并且另一个被选为参考，以从测量中减去共模电压(例如，刺激伪影)的方式差分地感测神经反应。这些电路包括在其输入端处接收所选电极的差分放大器，以及用于评估每个差分放大器输入以确定其大小是否与差分放大器的输入要求一致的比较器电路。基于这些确定，生成使能信号，其通知差分放大器的输出是否在任何时间点处有效地提供神经反应。此外，钳位电路连接到差分放大器输入端以钳位这些输入的大小，以防止差分放大器损坏。

技术领域

本申请涉及可植入医疗设备(IMD)，并且更具体地涉及用于在可植入刺激器设备中辅助感测神经信号的电路。

背景技术

可植入神经刺激器设备是生成电刺激并向身体神经和组织递送电刺激以治疗各种生物障碍的设备，诸如用于治疗心律失常的起搏器、用于治疗心脏纤颤的除颤器、用于治疗耳聋的耳蜗刺激器、用于治疗失明的视网膜刺激器、用于产生协调的肢体运动的肌肉刺激器、用于治疗慢性疼痛的脊髓刺激器、用于治疗运动和心理障碍的皮质和深部脑刺激器、用于治疗尿失禁、睡眠呼吸暂停、肩关节半脱位等的其他神经刺激器。接下来的描述通常集中于本发明在脊髓刺激(SCS)系统中的使用，诸如美国专利6,516,227中所公开的。然而，本发明可以发现适用于任何可植入神经刺激器设备系统。

SCS系统典型地包括图1中示出的可植入脉冲发生器(IPG)10。IPG 10包括生物相容性设备外壳12，其容纳电路和用于为IPG工作提供功率的电池14。IPG 10经由形成电极阵列17的一个或多个电极引线耦合到组织刺激电极16。例如，可以使用一个或多个经皮引线15，其具有在柔性本体上承载的环形或开口环电极16。在另一示例中，桨状引线19提供定位于其大体上平坦表面之一上的电极16。引线内的引线导线20耦合到电极16和可插入到固定在IPG 10上的头部23中的引线连接器22中的近端触点21，该头部可以包括例如环氧树脂。一旦插入，近端触点21就连接到引线连接器22内的头部触点24，该引线触点24继而由馈通引脚25通过外壳馈通26耦合到外壳12内的刺激电路28。

在示出的IPG 10中，存在32个电极(E1-E32)，在四个经皮引线15之间分开，或包含在单个桨状引线19中，并且因此，头部23可包括八电极引线连接器22的2x2阵列。但是，IPG中引线的类型和数量以及电极的数量是特定于应用的，并且因此可以变化。导电外壳12还可以包括电极(Ec)。在SCS应用中，典型地将一个或多个电极引线植入到患者脊髓中靠近硬脑膜的脊柱中，优选地跨越患者脊柱的左右两侧。近端触点21通过患者组织隧穿到远处位置，诸如IPG外壳12被植入在的臀部，在该点处它们被耦合到引线连接器22。在被设计用于直接植入需要刺激的部位处的其他IPG示例中，IPG可以是无引线的，其电极16替代地出现在IPG 10的主体上以用于接触患者组织。在其他解决方案中一个或多个IPG引线可以与IPG10集成在一起并永久连接。SCS治疗的目的是提供来自电极16的电刺激，以减轻患者的症状，诸如慢性背痛。

IPG 10可以包括天线27a，以允许其与用于编程或监视IPG的一些外部设备进行双向通信，诸如手持式患者控制器或临床医生编程器，如例如在美国专利申请公开2019/0175915中描述的。如示出的天线27a在外壳12内包括导电线圈，尽管线圈天线27a也可以出现在头部23中。当天线27a被配置为线圈时，优选地使用近场磁感应发生与外部设备的通信。IPG 10也可以包括射频(RF)天线27b。在图1中，RF天线27b被示出在头部23内，但是它也可以在外壳12内。RF天线27b可以包括贴片、插槽或导线，并且可以作为单极子或偶极子操作。RF天线27b优选地使用远场电磁波进行通信，并且可以根据诸如蓝牙、Zigbee、WiFi、MICS和诸如此类的任何数量的已知RF通信标准进行操作。