用ECAP信号确定估计的神经阈值制造技术

描述了用于分析诱发复合动作电位(ECAP)信号以确定患者的估计的神经阈值的系统、装置和技术。在一个示例中，一种方法包括由处理电路系统控制向患者递送多个刺激脉冲，其中该多个刺激脉冲中的每个刺激脉冲至少部分地由刺激参数的不同的相应值来定义；由该处理电路系统接收ECAP信号信息，其中该ECAP信号信息包括由感测电路系统感测并由该多个刺激脉冲引发的ECAP信号；由该处理电路系统并基于该ECAP信号信息来确定由该多个刺激脉冲引发的这些ECAP信号中的每个ECAP信号的ECAP特性值；以及由该处理电路系统并基于该ECAP特性值来确定该患者的估计的神经阈值。该患者的估计的神经阈值。该患者的估计的神经阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用ECAP信号确定估计的神经阈值
[0001]本申请要求于2021年1月8日提交的美国临时申请序列号63/135,342的优先权，该美国临时申请的全部内容以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及感测生理参数，并且更具体地涉及对指示生理参数的感测到的信号的分析。

技术介绍

[0003]医疗装置可以是外部的或植入的，并且可以用于将电刺激疗法经由各种组织部位递送至患者，以治疗多种症状或病症，诸如慢性疼痛、震颤、帕金森氏病、癫痫、尿失禁或大便失禁、性功能障碍、肥胖症或胃轻瘫。医疗装置可经由一条或多条引线递送电刺激疗法，该一条或多条引线包括位于与患者的脑、脊髓、骨盆神经、周围神经或胃肠道相关联的目标位置附近的电极。靠近脊髓、靠近骶神经、脑内和靠近外周神经的刺激通常分别被称为脊髓刺激(SCS)、骶神经调节(SNM)、深部脑刺激(DBS)和外周神经刺激(PNS)。
[0004]电刺激可以由医疗装置以电脉冲序列的形式递送至患者，并且电脉冲的参数可以包括频率、振幅、脉冲宽度和脉冲形状。诱发复合动作电位(ECAP)是神经元群体的同步激发，其响应于由医疗装置施加的刺激(在一些情况下包括电刺激)而发生。ECAP可作为与刺激本身分开的事件而被检测到，并且ECAP可揭示刺激对神经纤维的影响的特征。

技术实现思路

[0005]通常，描述了用于分析诱发复合动作电位(ECAP)信号和用于使用所分析的ECAP信号来估计患者的神经阈值以评估所递送的电刺激信号的效果的系统、装置和技术。系统可以使用所估计的神经阈值和/或ECAP信号的一个或多个特性来控制递送至患者的后续电刺激。
[0006]本文所述的装置和系统可以分析ECAP信号，这可以包括在确定ECAP信号的一个或多个特性之前从ECAP信号中去除刺激伪影分量。以这种方式，与刺激相关联的背景噪声或其他伪影可以对ECAP信号的特性的测量结果具有减小的影响。IMD或编程器可以基于ECAP信号特性确定估计的神经阈值，并且基于所估计的神经阈值和/或ECAP特性值调整定义后续电刺激的一个或多个参数值。
[0007]在一些示例中，可以基于可以与神经激活的所估计的阈值(本文中也称为“神经阈值”)相关联或类似的患者感觉阈值编程用于疗法(诸如用于SCS刺激)的一个或多个参数。在一些示例中，SCS刺激的编程和/或闭环控制可以基于所估计的神经阈值。在一个或多个示例中，所估计的神经阈值的确定可以由系统和/或在用户(例如，患者)的协助下执行。例如，编程器可以在递送刺激和记录相应ECAP信号期间发信号通知患者停留在特定位置。然后，编程器可以使用本文中的技术和处理电路系统来确定一个或多个生长曲线并确定估计的神经阈值。
[0008]在一个示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括：由处理电路系统控制向患者递送多个刺激脉冲，其中该多个刺激脉冲中的每个刺激脉冲至少部分地由刺激参数的不同的相应值来定义；由该处理电路系统接收ECAP信号信息，其中该ECAP信号信息包括由感测电路系统感测并由该多个刺激脉冲引发的ECAP信号；由该处理电路系统并基于该ECAP信号信息确定由该多个刺激脉冲引发的这些ECAP信号中的每个ECAP信号的ECAP特性值；以及由该处理电路系统并基于这些ECAP特性值确定该患者的估计的神经阈值。
[0009]在另一个示例中，本公开描述了一种系统，该系统包括处理电路系统，该处理电路系统被配置为：由处理电路系统控制向患者递送多个刺激脉冲，其中该多个刺激脉冲中的每个刺激脉冲至少部分地由刺激参数的不同的相应值来定义；由该处理电路系统接收ECAP信号信息，其中该ECAP信号信息包括由感测电路系统感测并由该多个刺激脉冲引发的ECAP信号；由该处理电路系统并基于该ECAP信号信息确定由该多个刺激脉冲引发的这些ECAP信号中的每个ECAP信号的ECAP特性值；以及由该处理电路系统并基于这些ECAP特性值确定该患者的估计的神经阈值。
[0010]在另一个示例中，本公开描述了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，这些指令在被执行时使处理电路系统：向患者递送多个刺激脉冲，其中该多个刺激脉冲中的每个刺激脉冲至少部分地由刺激参数的不同的相应值来定义；由该处理电路系统接收ECAP信号信息，其中该ECAP信号信息包括由感测电路系统感测并由该多个刺激脉冲引发的ECAP信号；由该处理电路系统并基于该ECAP信号信息确定由该多个刺激脉冲引发的这些ECAP信号中的每个ECAP信号的ECAP特性值；以及由该处理电路系统并基于这些ECAP特性值确定该患者的估计的神经阈值。
[0011]本
技术实现思路
旨在提供对本公开中所描述的主题的概述。本
技术实现思路
并不旨在提供对以下附图和说明书内详细描述的系统、装置和方法的排他性或详尽解释。在附图和以下具体实施方式中阐述了本公开的一个或多个示例的进一步细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征、目标和优点将是显而易见的。
附图说明
[0012]图1是示出示例性系统的概念图，该示例性系统包括被配置为递送脊髓刺激(SCS)疗法的植入式医疗装置(IMD)和外部编程器。
[0013]图2是示出图1的IMD的部件的示例性配置的框图。
[0014]图3是示出示例性外部编程器的部件的示例性配置的框图。
[0015]图4A是针对相应刺激脉冲感测到的示例性诱发复合动作电位(ECAP)的图。
[0016]图4B是多个样本的示例性权重阵列W的图。
[0017]图5A是感测到的ECAP的特性值的示例性生长曲线。
[0018]图5B是感知阈值和估计的神经阈值的数据的图。
[0019]图6A是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性标准方法的波形V
i
(t)的图。
[0020]图6B是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性伪影方法的波形V
i
(t)的图。
[0021]234669 1PWCN
[0022]图6C是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性高通滤波器方法的波形V
i
(t)的图。
[0023]图6D是使用用于确定ECAP特性值的四种不同方法的ECAP特性值的示例性生长曲线。
[0024]图7A是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性标准方法的波形V
i
(t)的图。
[0025]图7B是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性伪影方法的波形V
i
(t)的图。
[0026]图7C是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性高通滤波器方法的波形V
i
(t)的图。
[0027]图7D是使用用于确定ECAP特性值的四种不同方法的ECAP特性值的示例性生长曲线。
[0028]图8A是确定从人类受试者记录的示例性响应的ECAP特性值的示例性标准方法的波形V...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，所述系统包括：处理电路系统，所述处理电路系统被配置为：控制向患者递送多个刺激脉冲，其中所述多个刺激脉冲中的每个刺激脉冲至少部分地由刺激参数的不同的相应值来定义；接收诱发复合动作电位(ECAP)信号信息，其中所述ECAP信号信息包括由感测电路系统感测并由所述多个刺激脉冲引发的ECAP信号；基于所述ECAP信号信息来确定由所述多个刺激脉冲引发的所述ECAP信号中的每个ECAP信号的ECAP特性值；以及基于所述ECAP特性值来确定所述患者的估计的神经阈值。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路系统被进一步配置为控制刺激电路系统，以基于所述估计的神经阈值生成并递送刺激疗法。3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其中所述处理电路系统被进一步配置为增加多个刺激参数的值，直到确定所述估计的神经阈值。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述多个刺激参数包括脉冲振幅、脉冲宽度、脉冲速率或占空比。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述处理电路系统被进一步配置为将数据存储在存储装置上，所述数据定义相关曲线，所述相关曲线定义ECAP特性值与刺激振幅之间的关系，其中所述相关曲线包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中振幅的变化部分地由残余伪影定义，在所述第二区域中振幅的变化部分地由患者神经响应定义，其中所述第一区域在所述估计的神经阈值之前并且所述第二区域在所述神经阈值之后。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理电路系统被配置为至少部分地基于所述曲线的拐点区域的曲率来确定所述估计的神经阈值。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述关系由以下定义：E(I)＝R(I,I
thr
,σ)
·
S
Resp
+I
·
S
art
+N；其中：E(I)包括在给定刺激电流I下的估计的神经响应；I
thr
包括神经激活的估计的阈值；σ包括定义数据的线性区域与数据的弯曲区域之间的过渡速率的参数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：