專利名稱：具有用于以圖形方式操縱電刺激區(qū)域圖示的界面的程控器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設備，更具體地講，涉及遞送電刺激治療的醫(yī)療設備。
背景技術：
醫(yī)療設備可用于治療多種醫(yī)學病癥。醫(yī)療電刺激設備(例如)可通過植入電極將電刺激治療遞送至患者。電刺激治療可包括刺激患者體內(nèi)的神經(jīng)、肌肉、腦組織、或其他組織。電刺激設備可完全植入到患者體內(nèi)。例如，電刺激設備可包括植入式電刺激發(fā)生器和一根或多根帶有電極的植入式導線。作為另外ー種選擇，電刺激設備可包括無導線刺激器。在一些情況下，植入式電極可通過ー根或多根經(jīng)皮導線或完全植入式導線耦接至外部電刺激發(fā)生器。
醫(yī)療電刺激器可用于將電刺激治療遞送至患者以減輕多種癥狀或病癥，例如慢性痛、顫抖、帕金森氏病、抑郁癥、癲癇、尿失禁或大便失禁、骨盆痛、性功能障礙、肥胖癥、或胃肌輕癱。電刺激器可被構(gòu)造為通過包括電極的導線遞送電刺激治療，所述電極可植入到脊髓、骨盆神經(jīng)、胃腸道器官、外周神經(jīng)附近、或患者的腦內(nèi)。靠近脊髓和腦內(nèi)的刺激通常分別稱為脊髓刺激(SCS)和深部腦刺激(DBS)。臨床醫(yī)生選擇多個可編程刺激參數(shù)的值，以便定義遞送至患者的電刺激治療。例如，臨床醫(yī)生可選擇刺激的電流或電壓幅值、和刺激波形的各種特性。另外，臨床醫(yī)生可指定用于遞送刺激的電極構(gòu)型，包括選擇的電極組合和電極極性。如果以脈沖形式遞送刺激，例如，臨床醫(yī)生可指定電流或電壓的脈沖幅值、脈沖寬度和脈沖頻率?？蓪ⅸ`組參數(shù)值稱為刺激程序。程序組可包括多個程序。可同時地、時間交叉存取地、或重疊地遞送程序組中的多個程序。

發(fā)明內(nèi)容
一般來講，本發(fā)明描述了遞送電刺激治療的醫(yī)療設備的程序設計技術，所述程序設計技術可包括在離散電刺激參數(shù)和表示由所述參數(shù)產(chǎn)生的刺激區(qū)域的電刺激圖示之間建立映射，其中包括當改變參數(shù)或者達到刺激參數(shù)極限或刺激區(qū)域邊界時有關這種系統(tǒng)的動態(tài)特性的細節(jié)。在一些情況下，這種極限或邊界可被定義為約束程序設計選項的刺激聯(lián)鎖。刺激聯(lián)鎖可為互相排斥的參數(shù)的組合，因為設備不能實現(xiàn)這些參數(shù)或者實現(xiàn)這些參數(shù)將為危險的或者說是治療學上不可取的。在一個實例中，本發(fā)明涉及電刺激器的程控器，所述程控器包括用戶界面和處理器，所述用戶界面顯示至少ー個電刺激區(qū)域的圖示并且接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者，所述處理器被構(gòu)造為基于用戶輸入來定義程序以控制由刺激器遞送電刺激治療，其中所述處理器還被構(gòu)造為無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送電刺激治療的至少一部分，以及無需用戶干預地確定至少ー個定義電極對至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及方法，所述方法包括通過電刺激器的程控器接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在程控器上的至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；和基于用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送，其中定義程序包括無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送電刺激治療的至少一部分、以及無需用戶干預地確定至少ー個定義電極對至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及電刺激器的程控器，所述程控器包括用于通過電刺激器的程控器接收用戶輸入的裝置，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在程控器上的至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；和用于基于用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送的裝置，其中用于定義程序的所述裝置包括用于無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送電刺激治療的至少一部分的裝置、以及用于無需用戶干預地確定至少ー個定義電極對至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值的裝置。
在另ー個實例中，本發(fā)明涉及包括指令的計算機可讀介質(zhì)，所述指令在執(zhí)行時致使電刺激器的程控器中的處理器接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在程控器上的至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；以及基于用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送，其中致使處理器定義程序的指令包括這樣的指令，該指令致使處理器無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送電刺激治療的至少一部分、以及無需用戶干預地確定至少ー個定義電極對至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及包括植入式醫(yī)療設備(MD)、用戶界面、和處理器的系統(tǒng)，所述植入式醫(yī)療設備(MD)被構(gòu)造為將電刺激治療遞送至患者，所述用戶界面顯示至少ー個電刺激區(qū)域的圖示并且接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者，所述處理器被構(gòu)造為基于用戶輸入定義程序以來控制由刺激器遞送電刺激治療，其中所述處理器還被構(gòu)造為無需用戶干預地定義至少一根導線上的至少ー個電極以遞送電刺激治療的至少一部分、以及無需用戶干預地確定至少ー個定義電極對至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及植入式電刺激器的程控器。程控器包括接收用戶輸入的用戶界面，所述用戶輸入包括以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域。程控器還包括處理器，所述處理器基于用戶輸入來定義程序以控制由植入式電刺激器元件向患者的至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療，其中所述處理器被構(gòu)造為將至少ー個區(qū)域的解剖圖示和元件的至少ー個圖像進行組合。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及方法，其包括接收以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域的用戶輸入、將至少ー個區(qū)域的解剖圖示與植入式電刺激器元件的至少ー個圖像進行組合、以及基于用戶輸入來定義程序以控制由植入式電刺激器元件向至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及設備，其包括用于接收以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域的用戶輸入的裝置、用于將至少ー個區(qū)域的解剖圖示與植入式電刺激器元件的至少ー個圖像進行組合的裝置、以及用于基于用戶輸入來定義程序以控制由植入式電刺激器元件向至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療的裝置。在另ー個實例中，本發(fā)明涉及包括指令的計算機可讀介質(zhì)，所述指令在執(zhí)行時致使處理器接收以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域的用戶輸入、將至少ー個區(qū)域的解剖圖示與植入式電刺激器元件的至少ー個圖像進行組合、以及基于用戶輸入來定義程序以控制由植入式電刺激器元件向至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療。


圖I為示出包括耦接至刺激導線的植入式刺激器的示例性治療系統(tǒng)的示意圖。圖2為示出包括耦接至刺激導線的植入式刺激器的另ー個示例性治療系統(tǒng)的示意圖。圖3為示出植入式電刺激器的各個示例性部件的框圖。圖4為示出可與電刺激器結(jié)合使用的外部程控器的各個示例性部件的框圖。圖5為示出可用于圖3的植入式電刺激器中的示例性電刺激發(fā)生器的各個部件的 框圖。圖6為示出由圖4的程控器提供的示例性用戶界面的示意圖。圖7A-7C為示出各種導線構(gòu)型的示例性可實現(xiàn)刺激區(qū)域的示意圖。圖8A為示出使用本發(fā)明的技術的示例性電極貢獻值測定的示意圖。圖SB為示出使用本發(fā)明的技術的另一個示例性電極貢獻值測定的示意圖。圖9為示出三根導線的示例性構(gòu)型的示意圖，其中可需要檢驗以確保刺激區(qū)域保持在僅兩根導線之間。圖10A-10C為示出基于選用電極的可實現(xiàn)場形狀的范圍的若干示例性指示的示意圖。圖11為示出用戶已根據(jù)本發(fā)明的技術拉伸的區(qū)域范圍的示例性指示的示意圖。圖12為示出區(qū)域范圍的示例性指示的示意圖,其中完全位于區(qū)域形狀或范圍指示內(nèi)、但仍未被中心(通過其來定義區(qū)域)選用的電極可被系統(tǒng)設為各自具有1.0的貢獻值。圖13為示出根據(jù)本發(fā)明的技術的靶拉伸的示例性指示的示意圖。圖14和15為示出當添加保護區(qū)域時通過改變殼體電極刺激參數(shù)來平衡電刺激電流的實例的不意圖。圖16為示出根據(jù)本發(fā)明的技術的使用基于區(qū)域的程序設計的程控器的示例性操作的流程圖。圖17-20為示出由圖4的程控器提供的示例性用戶界面的示意圖。圖21A-21B為示出示例性槳形導線的頂視圖的示意圖，其中在槳形導線的至少ー個表面上設置有多個電極。
具體實施例方式在基于區(qū)域的程序設計中，用戶可以圖形方式定義ー根或多根導線上或附近的區(qū)域內(nèi)的所需刺激場，并且程控器可產(chǎn)生形成刺激場所需的刺激參數(shù)。本發(fā)明描述了下述技木將ー個或多個用戶輸入定義的刺激區(qū)域轉(zhuǎn)換成ー組用于將電刺激治療遞送至患者的可動態(tài)配置電極、確定各個電極對刺激或屏蔽區(qū)域的可變電刺激貢獻值、以及確定使用基于區(qū)域的程序設計時與電極相關和由電極遞送的電刺激的幅值。另外還描述了下述技術以圖形方式表示刺激區(qū)域并且允許用戶操縱區(qū)域的形狀和位置以覆蓋多個疼痛區(qū)域或皮節(jié)，其中包括移動時和與其他區(qū)域撞擊或違背系統(tǒng)聯(lián)鎖(例如區(qū)域極限或邊界)時的區(qū)域的形式。圖I為示出可用于將刺激治療遞送至患者6的示例性系統(tǒng)2的示意圖?；颊?將通常但并非必須為人。一般來講，治療系統(tǒng)2包括通過ー個或多個植入式電極(未示出)將電刺激遞送至患者6的植入式刺激器4。植入式電極可用于ー根或多根植入式醫(yī)療導線(例如植入式醫(yī)療導線10)上，并且在一些情況下用于罐電極上。電刺激的形式可為受控電流脈沖或電壓脈沖、或者基本上連續(xù)的電流或電壓波形?？赏ㄟ^刺激程序來定義脈沖或波形的各個參數(shù)。脈沖或波形可基本上連續(xù)地、或者以突發(fā)、分段、或圖形方式進行遞送，并且可単獨地或者與通過ー個或多個其他刺激程序定義的脈沖或波形結(jié)合進行遞送。盡管圖I示出了完全植入式刺激器4，但本發(fā)明所述的技術也可適用于具有通過經(jīng)皮植入式導線使用的電極的外部刺激器。在一些示例性具體實施中，電極中的一個或多個可設置在植入式刺激器4的殼體14上，S卩，“罐”或“売”上。另外，在一些情況下，植入式電極可用于無導線刺激器上。
在圖I所示的實例中，植入式刺激器4植入到患者6的鎖骨區(qū)域中的皮下袋內(nèi)。刺激器4產(chǎn)生程控電刺激(如，電流或電壓波形或者電流或電壓脈沖)，并且通過帶有植入式刺激電極11的陣列的植入式醫(yī)療導線10來遞送刺激。一般來講，在本發(fā)明中為了示例性目的，將描述使用受控電流脈沖的電刺激遞送。在一些情況下，可提供多根植入式導線。在圖I的實例中，導線10的遠端分為兩部分并且包括兩個導線區(qū)段12A和12B(統(tǒng)稱為“導線區(qū)段12”)。導線區(qū)段12A和12B各自包括形成電極11的陣列的一部分的ー組電扱。在各個實例中，導線區(qū)段12A和12B可各自帶有四個、八個、或十六個電扱。在圖I中，各個導線區(qū)段12A、12B均帶有四個電極，所述電極被構(gòu)造為位于靠近導線區(qū)段的遠端的不同軸向位置處的環(huán)電極。在本發(fā)明的整個剩余部分中，為簡便起見，本發(fā)明可通常是指攜帶于“導線”上的電極而非攜帶于“導線區(qū)段”上的電極。單極刺激裝置通常是指使用位于殼體上的發(fā)送電流的陽極和位于ー根或多根導線上的吸收電流的一個或多個陰極。雙極刺激裝置通常是指使用位于導線上的發(fā)送電流的陽極和位于同一根導線和/或另ー根導線上的吸收電流的陰極。多極刺激裝置通常是指使用位于導線上的各自發(fā)送電流的不止ー個陽極和位于同一根導線和/或另ー根導線上的吸收電流的ー個或多陰極、或者使用位于導線上的發(fā)送電流的一個陽極和位于同一根導線和/或另ー根導線上的吸收電流的多個陰扱。組合單極和雙極電極關系的混合刺激裝置可稱為全極裝置?？墒褂脝螛O裝置、雙扱/多極裝置、和全極裝置來實施本發(fā)明的技木。圖I還示出了殼體或罐電極13。殼體電極13可與植入式刺激器4(在本發(fā)明中也稱為植入式醫(yī)療設備(MD) 4)的密封殼體14的外表面一體地形成，或者說是耦接至殼體
14。在一個實例中，殼體電極13可被描述為位于IMD的表面上的有源、不可拆卸的電極。在一些實例中，通過MD 4的殼體14的向外表面部分的非絕緣部分來限定殼體電極13。殼體14的絕緣和非絕緣部分之間的其他分隔件可用于限定兩個或更多個殼體電極，所述殼體電極可稱為殼電極或罐電極。在一些實例中，殼體電極13包括殼體14的基本上全部、殼體14的ー個側(cè)面、殼體14的一部分、或殼體14的多個部分。在本發(fā)明的技術的ー個示例性具體實施(如，全極裝置)中，一個或多個電極11可與通過殼體電極13遞送刺激脈沖基本上同時地將刺激脈沖從導線10傳送至組織。在一些實例中，導線10也可帶有ー個或多個感測電極以允許植入式刺激器4感測得自患者6的電信號。刺激電極中的一些可進行耦接以選擇性地充當刺激電極和感測電扱。在其他實例中，植入式刺激器4可耦接至一根或多根導線，所述導線可分為兩部分或可不分為兩部分。在這種實例中，導線可通過共用的導線延伸件或通過單獨的導線延伸件耦接至植入式刺激器4。導線10的近端可直接或間接地通過導線延伸件電耦接和機械耦接至植入式刺激器4的接頭8。導線主體中的導體可將位于導線區(qū)段12上的刺激電極電連接至植入式刺激器4。導線10從植入式刺激器4的植入部位沿患者6的頸部穿越至患者6的顱骨18以觸 及腦16。導線區(qū)段12A和12B分別被植入到右半球和左半球內(nèi)，以便將電刺激遞送至腦16的ー個或多個區(qū)域，這可基于患者病癥或疾病進行選擇。植入式刺激器4可通過導線區(qū)段12攜帯(B卩，設置于其上)的電極將(例如)深部腦刺激(DBS)或皮層刺激(CS)治療遞送至患者6，以治療多種神經(jīng)性障礙或疾病中的任何ー種。示例性的神經(jīng)性障礙可包括抑郁癥、癡呆癥、強迫性障礙和運動障礙(例如帕金森氏病、痙攣、癲癇、和張力障礙)。DBS也可用于治療其他患者病癥，例如偏頭痛和肥胖。然而，本發(fā)明并不限于圖I所示的導線10的構(gòu)型、或者并不限于遞送DBS或CS治療?？赏ㄟ^顱骨18中的相應小孔將導線區(qū)段12A、12B植入到腦16的所需位置內(nèi)。導線區(qū)段12A、12B可設置在腦16內(nèi)的任何位置處以使得位于導線區(qū)段12A、12B上的電極能夠在治療期間將電刺激提供至靶組織。腦26內(nèi)的導線區(qū)段12A、12B的示例性位置可包括腳橋核(PPN)、丘腦、基底核結(jié)構(gòu)(如，蒼白球、黑質(zhì)、底丘腦核)、未定帶、纖維束、豆核束(及其分支)、豆狀核袢、和/或福雷爾區(qū)(丘腦束)。就偏頭痛而言，可植入導線區(qū)段12以將刺激提供至腦16的視覺皮質(zhì)或枕大神經(jīng)，以便減輕或消除使患者6痛苦的偏頭痛。然而，靶治療遞送部位可取決于待治療的患者病癥或疾病。導線區(qū)段12A、12B的電極示為環(huán)電極。環(huán)電極常常用于DBS應用中，因為其易于程控并且能夠?qū)㈦妶鲞f送至導線區(qū)段12A、12B附近的任何組織。在其他具體實施中，導線區(qū)段12A、12B的電極可具有不同的構(gòu)型。例如，導線區(qū)段12A、12B的電極可具有能夠產(chǎn)生定制電場的復雜的電極陣列幾何形狀。復雜的電極陣列幾何形狀可包括各個導線區(qū)段12A、12B周邊周圍的多個電極(如，局部環(huán)形或分段的電極)，而非ー個環(huán)電扱。這樣，可從導線區(qū)段12沿特定方向引導電刺激以提高治療功效和降低因刺激大體積的組織產(chǎn)生的可能不良副作用。在可供選擇的實例中，導線區(qū)段12可具有不同于圖I所示的細長圓柱體的形狀。例如，導線區(qū)段12可具有槳形導線、球形導線、可彎曲導線、或有效治療患者6的任何其他類型的形狀。治療系統(tǒng)2還可包括臨床醫(yī)生程控器20和/或患者程控器22。臨床醫(yī)生程控器20可為手持計算設備，其允許臨床醫(yī)生通過用戶界面(如，使用輸入鍵和顯示器)來程控用于患者6的刺激治療。例如，臨床醫(yī)生可使用臨床醫(yī)生程控器20指定刺激參數(shù)，即，產(chǎn)生用于遞送刺激治療的程序。臨床醫(yī)生程控器20可支持與植入式刺激器4的遙測傳導(如，射頻(RF)遙測傳導)以下載程序和任選地上傳植入式刺激器4存儲的操作或生理數(shù)據(jù)。這樣，臨床醫(yī)生可周期性地查詢植入式刺激器4以評價功效并且(如果需要)修改程序或產(chǎn)生新程序。在一些實例中，臨床醫(yī)生程控器20將程序傳輸至除植入式刺激器4之外的患者程控器22或者僅傳輸至患者程控器22。如同臨床醫(yī)生程控器20，患者程控器22可為手持計算設備?；颊叱炭仄?2還可包括顯示器和輸入鍵以允許患者6與患者程控器22和植入式刺激器4交互。這樣，患者程控器22為患者6提供用戶界面以控制由植入式刺激器4遞送的刺激治療。例如，患者6可使用患者程控器22來啟動、停止或調(diào)整電刺激治療。具體地講，患者程控器22可允許患者6調(diào)整程序的刺激參數(shù)，例如持續(xù)時間、電流或電壓幅值、脈沖寬度、脈沖形狀、和脈沖頻率?；颊?也可(如)從多個存儲程序中選擇程序作為當前程序來控制由植入式刺激器4遞送刺激。根據(jù)本發(fā)明所述的技木，臨床醫(yī)生程控器20和/或患者程控器22可用于以圖形方式定義ー根或多根導線上或附近的區(qū)域內(nèi)的所需刺激場，以及產(chǎn)生 形成由區(qū)域表示的刺激場所需的刺激參數(shù)。具體地講，臨床醫(yī)生程控器20和/或患者程控器22可用于將ー個或多個用戶輸入刺激區(qū)域轉(zhuǎn)換成用于將電刺激治療遞送至患者的一組電極、確定各個電極對區(qū)域的可變電刺激貢獻值、和確定在使用基于區(qū)域的程序設計時由各個電極遞送的電刺激的幅值。臨床醫(yī)生程控器20和/或患者程控器22還可用于以圖形方式表示刺激區(qū)域和接收操縱區(qū)域的形狀和位置的用戶輸入。響應形狀和/或位置的這種操縱，程控器可自動地調(diào)整電極的刺激幅值貢獻值，所述電極遞送定義區(qū)域的刺激。例如，當區(qū)域形狀改變時可重新分配區(qū)域中的電極之間的全電流，以使得全電流均一地保持在整個區(qū)域上。在ー些實例中，可通過區(qū)域中的所有電極的貢獻值來確定全電流，并且可根據(jù)所有電極的總貢獻值放大或縮小全電流。在一些實例中，植入式刺激器4在給定時間處根據(jù)ー組程序來遞送刺激。此程序組的各個程序可包括多個治療參數(shù)中的每ー個的相應值，例如電流或電壓幅值、脈沖寬度、脈沖形狀、脈沖頻率和電極構(gòu)型(如，電極組合和極性)中的每ー個的相應值。植入式刺激器4可根據(jù)程序組的不同程序來插入脈沖或其他信號，如，循環(huán)整個程序以同時治療不同的癥狀或不同的身體部位、或提供組合療效。在這種實例中，臨床醫(yī)生程控器20可用于產(chǎn)生程序以及將程序匯集成程序組。患者程控器22可用于調(diào)整程序組中的一個或多個程序的刺激參數(shù)、以及(如)從多個存儲程序組中選擇程序組作為當前程序組來控制由植入式刺激器4遞送刺激。植入式刺激器4、臨床醫(yī)生程控器20、和患者程控器22可通過電纜或無線通信進行通信，如圖I所示。臨床醫(yī)生程控器20和患者程控器22可(例如)通過無線通信(使用本領域已知的RF遙測傳導技術)與植入式刺激器4通信。臨床醫(yī)生程控器20和患者程控器22彼此也可使用多種局域無線通信技術(例如根據(jù)802. 11或藍牙規(guī)范集的RF通信、或者(如)根據(jù)IrDA標準或其他標準或?qū)Ｓ羞b測協(xié)議的紅外通信)中的任何一種進行通信。臨床醫(yī)生程控器20和患者程控器22中的每ー個均可包括收發(fā)器以允許與植入式刺激器4的雙向通信。一般來講，系統(tǒng)2將刺激治療以受控電流或電壓波形或者受控電流或電壓脈沖的形式遞送至患者6。脈沖的形狀可根據(jù)不同設計目的而改變，并且可包括斜坡脈沖或梯形脈沖、正弦或其他曲線脈沖、具有2個或更多個離散幅值的階躍脈沖、緊密間隔的脈沖對、以及上述脈沖中的任何一者的雙相(在單個脈沖內(nèi)具有正相和負相)或單相(在單個脈沖內(nèi)僅具有正相或僅具有負相)變型。就基于電流的刺激而言，植入式刺激器4調(diào)節(jié)由ー個或多個電極(稱為調(diào)節(jié)電極)發(fā)送或吸收的電流。在一些實例中，電極中的一者可為未調(diào)節(jié)的。在這種構(gòu)型中，殼體電極或?qū)Ь€電極可為未調(diào)節(jié)電極。拉電流可指流出電極的正電流，如從調(diào)節(jié)電流源通過調(diào)節(jié)電流路徑到達外圍組織的正電流、或從參考電壓通過未調(diào)節(jié)電流路徑的正電流。拉電流可示為“ + ”符號。灌電流可指流入電極的負電流，如得自外圍組織并且被調(diào)節(jié)電流吸收器通過調(diào)節(jié)電流路徑吸收或由參考電壓通過未調(diào)節(jié)電流路徑吸收的負電流。灌電流可示為“_”符號。調(diào)節(jié)的拉電流可加和以產(chǎn)生較大的總拉電流。調(diào)節(jié)的灌電流可加和以產(chǎn)生較大的總灌電流。調(diào)節(jié)的拉電流和調(diào)節(jié)的灌電流可彼此部分地或完全地抵消，以產(chǎn)生凈拉電流或灌電流的凈差(就部分抵消情況而言)。在一些實例中，未調(diào)節(jié)電流路徑可發(fā)送或吸收大致等于此凈差的電流。在其他實例中，調(diào)節(jié)的拉電流和灌電流可為基本上平衡的。如上所述，在一些示例性具體實施(如，全極裝置)中，一個或多個電極11可與通過殼體電極13遞送刺激脈沖基本上同時地將刺激脈沖從導線10傳送至組織。例如，殼體 電極13和一個或多個電極11可被構(gòu)造為充當陽極并且發(fā)送電流?；旧贤瑫r地通過殼體陽極和一根或多根導線陽極遞送刺激可允許用戶通過以比較方式控制殼體陽極和導線陽極之間的電流路徑來獲得不同的電場形狀。在其他示例性具體實施(如，雙扱/多極裝置)中，一個或多個電極11可被構(gòu)造為充當陽極并發(fā)送電流，而ー個或多個不同電極11可被構(gòu)造為充當陰極并吸收電流。在另ー個示例性具體實施(如，單極裝置)中，殼體電極13可被構(gòu)造為充當陽極并發(fā)送電流，而ー根或多根導線上的一個或多個電極11可被構(gòu)造為充當陰極并吸收電流。可使用單極裝置、雙扱/多極裝置、和全極裝置來實施本發(fā)明的技木。圖2為示出將刺激治療遞送至患者36的脊髄38的系統(tǒng)30的示意圖。可構(gòu)造其他電刺激系統(tǒng)以將電刺激遞送至胃腸道器官、骨盆神經(jīng)或肌肉、外周神經(jīng)、或其他刺激部位。在圖2的實例中，系統(tǒng)30通過植入式醫(yī)療導線32A和32B(統(tǒng)稱為“導線32”)攜帯(即，設置于其上的)的一個或多個電極(未不出)以及植入式刺激器34的殼體(如，殼體電極37)來將刺激治療從植入式刺激器34遞送至脊髓38。系統(tǒng)30并且更具體地講植入式刺激器34可以類似于植入式刺激器4(圖I)的方式進行工作。即，在基于電流的實例中，植入式刺激器34通過ー個或多個調(diào)節(jié)刺激電極將受控電流刺激脈沖或波形遞送至患者36。作為另外一種選擇，植入式刺激器34可被構(gòu)造為遞送受控電壓脈沖。作為其他對照方式，植入式刺激器34可被構(gòu)造為遞送恒定功率脈沖或者具有受控總電荷移動量(単位為庫倫)的脈沖。如上所述，在一些實例中，電極中的一個可為未調(diào)節(jié)的。在圖2的實例中，導線32的遠端帶有電極，所述電極設置在脊髄38的靶組織附近。導線32的近端可直接或間接地通過導線延伸件和接頭而電耦接和機械耦接至植入式刺激器4。作為另外一種選擇，在一些實例中，導線32可(如)通過經(jīng)皮端ロ植入并且耦接至外部刺激器。在其他示例性具體實施中，刺激器34可為無導線刺激器，其中電極的ー個或多個陣列設置在電刺激器的殼體上而非從殼體延伸的導線上。在本發(fā)明中為了示例性目的，將參照具有環(huán)電極的植入式刺激器34和植入式導線32來描述某些技術的應用。然而，可使用其他類型的電極。可將刺激器34植入到患者36內(nèi)最不易被患者注意的位置處。對于SCS，刺激器34可設置在下腹部、腰部、或固定刺激器的其他位置內(nèi)。導線32從刺激器34穿透組織而到達鄰近脊髄38的靶組織以用于刺激遞送。在全極裝置中，例如，一個或多個電極(未示出)位于導線32的遠端，所述電極與通過殼體電極(如，電極37)遞送刺激脈沖基本上同時地將刺激脈沖從導線傳送至組織。電極中的一些可為位于槳形導線上的電極墊、圍繞導線32的主體的圓形(即，環(huán))電極、適形電極、C形電極、分段電極、或者能夠形成單極、雙極或多極電極構(gòu)型的任何其他類型的電極。如在本發(fā)明的技術的ー個示例性具體實施(如，全極裝置)中所用，基本上同時地遞送刺激(電流或電壓或功率或電荷)是指電刺激脈沖或波形的部分或完全時間同步。完全時間同步可指殼體電極(如，陽極)遞送刺激與一根或多根導線電極(如，陽極)遞送刺激同時進行。例如，完全時間同步可包括由殼體電極(如，陽極)遞送的刺激脈沖或波形的上升沿與由一根或多根導線電極(如，陽極)遞送的刺激脈沖或波形的上升沿基本上一致，并且由殼體電極(如，陽極)遞送的刺激脈沖或波形的下降沿與由一根或多根導線電極(如，陽極)遞送的刺激脈沖或波形的下降沿一致。完全時間同步還可包括，由(例如)殼體陽極遞送的脈沖是在由(例如)導線陽極遞送的脈沖的脈沖寬度內(nèi)遞送的。部分時間同步可指殼體電極(如，陽極)遞送ー個電刺激脈沖或波形同時至少ー根導線電極(如，陽極)遞送另ー個電刺激脈沖或波形，以使得一個脈沖或波形的上升沿或下降沿中的一者的至少一部分與至少ー個其他脈沖或波形的上升沿或下降沿中的一者的至少一部分在時間 上重疊。植入式刺激器34將刺激遞送至脊髄38以減輕患者36感受到的痛苦程度。然而如上所述，刺激器可與多種不同治療結(jié)合使用，例如外周神經(jīng)刺激(PNS)、外周神經(jīng)野刺激(PNFS)、深部腦刺激(DBS)、皮層刺激(CS)、骨盆底刺激、外周神經(jīng)刺激、胃刺激等等。由植入式刺激器34遞送的刺激可呈現(xiàn)刺激脈沖或連續(xù)刺激波形的形式，并且可表征為受控電流或電壓水平、以及程控脈沖寬度和脈沖頻率(就刺激電流脈沖而言)。可通過位于導線32和殼體中的一者或兩者上的電極的選定組合來遞送刺激。刺激脊髄38可(例如)避免疼痛信號通過脊髓傳送并傳送至患者的腦部?；颊?4將疼痛信號的中斷感受為疼痛減輕并因此感受為有效治療。參照圖2，用戶(例如臨床醫(yī)生或患者36)可與外部程控器40的用戶界面進行交互以程控刺激器34。刺激器34的程序設計通?？芍府a(chǎn)生和傳送命令、程序、或其他信息以控制刺激器的操作。例如，程控器40可傳輸程序、參數(shù)調(diào)整、程序選擇、組選擇、或其他信息以通過(如)無線遙測技術來控制刺激器34的操作。根據(jù)本發(fā)明所述的某些技術，刺激器34的程序設計還可包括以圖形方式定義ー根或多根導線上或附近的區(qū)域內(nèi)的所需刺激場，以及通過程控器產(chǎn)生形成刺激場所需的電流刺激。刺激器34的程序設計還可包括將ー個或多個用戶輸入刺激區(qū)域轉(zhuǎn)換成用于將電刺激治療遞送至患者的一組電極、確定各個電極對區(qū)域的可變電刺激貢獻值、以及確定在使用根據(jù)本發(fā)明的基于區(qū)域的程序設計時由各個電極遞送的電刺激的幅值。程控還可包括操縱區(qū)域的形狀和位置(包括移動時并且與其他區(qū)域沖突或違背系統(tǒng)聯(lián)鎖(例如區(qū)域極限或邊界或者電荷平衡約束)時的區(qū)域特性)。示例性聯(lián)鎖可為陰極區(qū)域的拉伸，這需要的陰極電流高于現(xiàn)有陽極區(qū)域(包括罐)可產(chǎn)生的陰極電流。在這種情況下，系統(tǒng)可阻止進ー步的拉伸并且提示用戶對構(gòu)型添加陽極。作為另外一種選擇，系統(tǒng)可自動地將陽極添加至“遠離”拉伸陰極的位置，如導線的另一端、或距至少若干電極的距離。或者，在ー些具體實施中，可對每個電極電荷密度設置極限值或閾值。這種極限值可阻止給定表面積的電極的電流輸出。當系統(tǒng)達到此極限值時，系統(tǒng)可(例如)阻止進ー步的電流增加。在其他實例中，系統(tǒng)可為用戶提供電流已持續(xù)増加至達到極限值的指示。在一些情況下，如果外部程控器40主要g在由內(nèi)科醫(yī)生或臨床醫(yī)生使用，則其可表征為內(nèi)科醫(yī)生或臨床醫(yī)生程控器(例如臨床醫(yī)生程控器20 (圖I))。在其他情況下，如果外部程控器40主要g在由患者使用，則其可表征為患者程控器(例如患者程控器22(圖I))。一般來講，內(nèi)科醫(yī)生或臨床醫(yī)生程控器可支持使用刺激器34的臨床醫(yī)生選擇和產(chǎn)生程序，而患者程控器可支持患者在平常使用期間對這種程序的調(diào)整和選擇。無論程控器40被構(gòu)造為臨床醫(yī)生使 用還是患者使用，程控器40均可通過無線通信與植入式刺激器4或任何其他計算設備進行通信。程控器40 (例如)可通過無線通信(使用本領域已知的RF遙測傳導技術)與植入式刺激器4進行通信。程控器40也可通過使用多種局域無線通信技術中的任何ー種(例如根據(jù)802. 11或藍牙規(guī)范集的RF通信、根據(jù)IRDA規(guī)范集或其他標準或?qū)Ｓ羞b測協(xié)議的紅外通信)的有線或無線連接與另ー個程控器或計算設備進行通信。程控器40也可通過交換可移動介質(zhì)(例如磁盤或光盤、或者存儲卡或記憶棒)來與另ー個程控或計算設備進行通信。此外，程控器40可通過本領域已知的遠程遙測技術與植入式刺激器4和其他程控設備進行通信，例如，通過局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、或移動電話網(wǎng)進行通信。圖3為示出示例性植入式刺激器34的各個部件的框圖。盡管圖3所示的部件是參照植入式刺激器34進行描述的，但這些部件也可包括在圖I所示的植入式刺激器4內(nèi)并且可用于系統(tǒng)2內(nèi)。在圖3的實例中，植入式刺激器34包括處理器50、存儲器52、電源54、遙測模塊56、天線57、和刺激發(fā)生器60。圖3中還示出了耦接至電極48A-Q(統(tǒng)稱為“電極48”)的植入式刺激器34。電極48A-48P為植入式的并且可用于ー個或多個植入式導線上。參照圖1，導線區(qū)段12A和12B可分別攜帶電極48A-H和電極48I-P。在一些情況下，可將一個或多個附加電極設置在植入式刺激器34的殼體上或內(nèi)部(如)以提供共用或接地電極或者殼體陽極。參照圖2，導線32A和32B可分別攜帶電極48A-H和電極48I-P。在圖I和2的實例中，導線或?qū)Ь€區(qū)段攜帯八個電極以提供2x8電極構(gòu)型(兩根導線各自具有8個電極)，從而得到共計十六個不同電極。導線可為從與植入式刺激器34相關的殼體可拆卸的、或者可固定至這種殼體。在其他實例中，可提供包括單根導線、兩根導線、三根導線、或更多根導線的不同電極構(gòu)型。另外導線與導線之間，導線上的電極數(shù)量可以改變且可為相同的或不同的。其他構(gòu)型的實例包括一根具有八個電極的導線(1x8)、一根具有12個電極的導線(1x12)、一根具有16個電極的導線(1x16)、兩根各自具有四個電極的導線(2x4)、三根各自具有四個電極的導線(3x4)、三根各自具有八個電極的導線(3x8)、三根各自具有四個、八個、和四個電極的導線(4-8-4)、兩根具有12個或16個電極的導線(2xl2、2xl6)、兩根或更多根具有11個或13個電極的導線、或者其他構(gòu)型。選擇不同的電極以形成電極組合。為選擇的電極指定極性以形成電極構(gòu)型。電極48Q表不可承載于植入式刺激器4的殼體(即，罐)上的一個或多個電極。電極48Q也可為從殼體或從攜帶電極48A-48P的導線中的一者的近端部分延伸的專用短導線。近端部分可毗鄰殼體，如位于導線耦接至殼體的點處或附近，例如鄰近殼體的導線接頭8。電極48Q可被構(gòu)造為用于下述電極構(gòu)型中的調(diào)節(jié)或未調(diào)節(jié)電極，所述電極構(gòu)型在可位于一根或多根導線的導線主體上的電極48A-48P之中具有選定的調(diào)節(jié)和/或未調(diào)節(jié)電扱，如上文所述。電極48Q可與承載電極并且容納植入式刺激器4的部件(例如刺激發(fā)生器60、處理器50、存儲器52、遙測模塊56、和電源54)的殼體一起形成。在單極裝置中，殼體電極48Q可被構(gòu)造為用作陽極以便發(fā)送電流，且基本上同時的是，被構(gòu)造為用作陰極的一個或多個電極48A-48P吸收電流。在全極裝置中，殼體電極48Q可被構(gòu)造為用作陽極以便發(fā)送電流，且基本上同時的是，被構(gòu)造為用作陽極的另ー個電極48A-48P發(fā)送電流。作為具體實例，電極48A、48B、和殼體電極48Q可各自被構(gòu)造為用作陽極。電極48A、48B可遞送電刺激電流，且基本上同時的是，通過殼體電極48Q遞送電刺激電流。在此圖示中，一個或多個陰極可與導線上的其他電極(如，電極48C-48P中的任何一個)一起形成以吸收陽極48A、48B、和48Q發(fā)送的電流。存儲器52可存儲由處理器50執(zhí)行的指令、刺激治療數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、和/或與治療患者6有關的其他信息。處理器50可控制刺激發(fā)生器60以根據(jù)存儲于存儲器52中 的多個程序或程序組中的選定ー者或多者來遞送刺激。存儲器52可包括任何電子數(shù)據(jù)存 儲介質(zhì)，例如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、閃速存儲器等等。存儲器52可存儲程序指令，當處理器50執(zhí)行所述程序指令時引起該處理器執(zhí)行歸于本發(fā)明中的處理器50和植入式刺激器4的各種功能。處理器50可包括ー個或多個微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、場可編程門陣列(FPGA)、或其他數(shù)字邏輯電路。處理器50控制植入式刺激器4的操作，如，根據(jù)取自存儲器52的選定程序或程序組控制刺激發(fā)生器60以遞送刺激治療。例如，處理器50可控制刺激發(fā)生器60遞送電信號以作為(如)刺激脈沖或連續(xù)波形，所述刺激脈沖或連續(xù)波形具有通過ー個或多個刺激程序指定的電流幅值、脈沖寬度(如果適用)、和頻率。處理器50還可控制刺激發(fā)生器60來通過電極48的子集選擇性地遞送刺激，所述電極48的子集也稱為電極組合并且具有通過ー個或多個程序指定的極性。在選定具體程序組時，處理器50可根據(jù)組中的程序來控制刺激發(fā)生器60以(如)同時地或時間交叉存取地遞送刺激。組可包括單個程序或多個程序。如此前所述，各個程序均可指定ー組刺激參數(shù)，例如幅值、脈沖寬度和脈沖頻率(如果適用)。對于連續(xù)波形而言，參數(shù)可包括幅值和頻率。另外，各個程序可指定用于遞送刺激的具體電極組合、和電極構(gòu)型(形式為極性和電極的調(diào)節(jié)/未調(diào)節(jié)狀態(tài))。電極組合可指定單個陣列或多個陣列中的、以及單根導線上的或多根導線中的具體電極。電極組合可包括位于MD的殼體上的至少ー個陽極(如電極48Q)、導線上的至少ー個陽極(電極48A)、和導線上的至少ー個陰極。如果提供不止ー根導線時，則導線負載的陽極和陰極可位于同一導線上或不同導線上?？芍苯油ㄟ^選擇參數(shù)和電極、或者通過基于區(qū)域的程序設計(其中程控器響應刺激區(qū)域的操作或定位來自動地確定參數(shù)和電極)來定義程序。在其中電極48A-P攜帶于(設置干)導線上的具體實施中，刺激發(fā)生器60通過相應導線(例如圖I中的導線12或圖2中的導線32)的導體電耦接至電極48A-P。刺激發(fā)生器60可通過設置在植入式刺激器4(圖I)或植入式刺激器34(圖3)的殼體內(nèi)的電導體電耦接至一個或多個殼體(“罐”)電極48Q。殼體電極48Q可被構(gòu)造為調(diào)節(jié)或未調(diào)節(jié)電極以便與設置在頂D的導線上的電極48A-48P中的一個或多個結(jié)合來形成電極構(gòu)型。殼體電極48Q可被構(gòu)造為用作陽極以便與位于ー根或多根導線上的被構(gòu)造為用作陽極的ー個或多個電極(如，電極48A-48P中的任何一者)基本上同時地發(fā)送電流。刺激發(fā)生器60可包括產(chǎn)生刺激脈沖或波形的刺激產(chǎn)生電路以及(如)響應處理器50的控制來轉(zhuǎn)換所有不同電極組合上的刺激的電路。刺激發(fā)生器60基于得自處理器50的控制信號來產(chǎn)生電刺激信號。例如，刺激發(fā)生器60可包括充電電路，所述充電電路將得自電源54的能量選擇性地施加至電容器模塊以用于產(chǎn)生和遞送形成刺激信號的供給電壓。除了電容器之外，電容器模塊還可包括開關。這樣，電容器模塊可被構(gòu)造為(如)基于得自處理器50的信號來存儲遞送下述刺激的所需電壓，所述刺激具有由程序指定的電壓或電流幅值。對于刺激脈沖的遞送，電容器模塊內(nèi)的開關可基于得自處理器50的信號來控制脈沖的寬度。在一個示例性具體實施(如，全極裝置)中，刺激發(fā)生器60可被構(gòu)造為使用作為刺激電極(如陽極)的電極48A-P中的一個或多個來遞送刺激且基本上同時地使用作為刺 激電極(如陽極)的殼體電極48Q來遞送刺激。導線和殼體上的陽極可與導線上的ー個或多個陰極相結(jié)合來用于遞送刺激。作為ー個舉例說明，選用于遞送刺激電流的電極組合可包括位于MD殼體上的陽極、位于導線上的陽極、和位于同一導線或不同導線上的陰極。在其他實例中，電極組合可包括位于ー根或多根導線上的多個陽極和/或多個陰扱、以及位于MD殼體上的至少ー個陽極。在一些實例中，電極組合可包括位于ー根或多根導線上的一個或多個陽極、和位于同一導線或不同導線上的一個或多個陰極，如雙扱/多極裝置。在其他實例中，電極組合可包括位于殼體上的陽極、和位于ー根或多根導線上的ー個或多個陰極，如全極裝置。在另ー個實例中，電極組合可包括位于殼體上的陰極、和位于ー根或多根導線上的ー個或多個附加陰極、以及也位于導線上的一個或多個陽極，如，全極裝置的變型。遙測模塊56可包括射頻(RF)收發(fā)器以允許植入式刺激器4與臨床醫(yī)生程控器20和患者程控器22中的每ー個之間的雙向通信。遙測模塊56可包括可呈現(xiàn)多種形式的天線57。例如，天線57可由嵌入在與醫(yī)療設備4相關的殼體中的導電線圈或線材形成。作為另外一種選擇，天線57可安裝在承載植入式刺激器4的其它部件的電路板上或者呈現(xiàn)為電路板上的電路電跡形式。這樣，遙測模塊56可允許與圖I中的臨床醫(yī)生程控器20和患者程控器22或者圖2中的外部程控器40進行通信以接收(例如)新程序或程序組或者程序或程序組的調(diào)整。電源54可為不可再充電的一次電池或者可再充電電池并且可耦接至電カ線路。然而，本發(fā)明并不限于其中電源為電池的實施例。在另ー個實施例中，作為實例，電源54可包括超級電容器。在一些實施例中，電源54可通過感應或超聲能量傳輸進行再充電，并且包括適當電路以用于恢復經(jīng)皮接收的能量。例如，電源54可耦接至次級線圈和整流器電路以用于傳送感應能量。在其他實施例中，電源54可包括小型可再充電電路和產(chǎn)生操作功率的發(fā)電電路?？赏ㄟ^外部充電器和刺激器4內(nèi)的感應充電線圈之間的近端感應相互作用來實現(xiàn)再充電。在一些實施例中，功率要求可為足夠小的，從而允許刺激器4至少部分地利用患者運動和執(zhí)行動能收集設備以涓流充電可再充電電池。電壓調(diào)節(jié)器可使用電池電源產(chǎn)生一個或多個調(diào)節(jié)電壓。圖4為示出植入式刺激器14的外部程控器40的各個部件的功能框圖。盡管圖4所示的部件是參照外部程控器40進行描述的，但這些部件也可包括在圖I所示的臨床醫(yī)生程控器20或患者程控器22內(nèi)。如圖4所示，外部程控器40包括處理器53、存儲器55、遙測模塊58、用戶界面59、和電源61。一般來講，處理器53控制用戶界面59、將數(shù)據(jù)存儲至存儲器5和從存儲器5取出數(shù)據(jù)、以及通過遙測模塊58來控制利用植入式刺激器34的數(shù)據(jù)傳輸。處理器53可呈現(xiàn)ー個或多個微處理器、控制器、DSP、ASICS、FPGA、或者等效離散或集成邏輯電路的形式。歸于本文中的處理器53的功能可實施為軟件、固件、硬件或它們的任何組合。、存儲器55可存儲指令，所述指令使得處理器53提供歸于本文的外部程控器40的功能的各個方面。存儲器55可包括任何固定的或可移動的磁性、光學、或電子介質(zhì)，例如RAM、ROM、CD-ROM、磁盤、EEPROM等等。存儲器55還可包括可用于提供存儲器更新或增加存儲器容量的可移動存儲器部分?？梢苿哟鎯ζ鬟€可允許在程控器40用于程序設計另ー個患者的治療之前將患者數(shù)據(jù)容易地傳送至另ー個計算設備或者移除。存儲器55還可存儲控制植入式刺激器4的操作的信息，例如治療遞送值。臨床醫(yī)生或患者36與用戶界面59進行交互以便(例如)手動地選擇、改動或修改程序、調(diào)整電壓或電流幅值、提供功效反饋、或觀察刺激數(shù)據(jù)。用戶界面59可包括屏幕和ー個或多個輸入按鈕，所述輸出按鈕允許外部程控器40從用戶接收輸入。屏幕可為液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器、點矩陣顯示器、或觸摸屏。輸入按鈕可包括觸摸墊、增大和減小按鈕、緊急關閉按鈕、和控制刺激治療所需的其他輸入介質(zhì)。使用本發(fā)明的某些技木，臨床醫(yī)生或患者36可通過界面59以圖形方式定義ー根或多根導線上或附近的區(qū)域內(nèi)的所需刺激場。具體地講，用戶界面59可用于以圖形方式表示刺激區(qū)域并且從用戶接收操縱區(qū)域的形狀和位置的輸入，如將在下文中更詳細所述。遙測模塊58允許與刺激器34相互傳送數(shù)據(jù)。在預定時間時或者當遙測模塊檢測到附近的刺激器時，遙測模塊58可與刺激器34自動地通信。作為另外一種選擇，遙測模塊58可在用戶通過用戶界面59發(fā)出信號時與刺激器34通信。為了支持RF通信，遙測模塊44可包括適當?shù)碾娮釉?，例如放大器、濾波器、混頻器、編碼器、譯碼器等等。程控器40可使用(例如)RF通信或近端感應相互作用與植入式刺激器34無線通信。通過使用可耦接至內(nèi)部天線或外部天線的遙測模塊44可實現(xiàn)無線通信。遙測模塊44可類似于植入式刺激器34的遙測模塊58。程控器40也可被構(gòu)造為通過無線通信技術或使用有線(如網(wǎng)絡)連接的直接通信來與另ー個計算設備通信。可用于促進程控器24和另ー個計算設備之間的通信的局域無線通信技術的實例包括基于802. 11或藍牙規(guī)范集的RF通信、(如)基于IrDA標準的紅外通信。電源46將操作功率遞送至程控器40的部件。電源46可為可再充電的電池，例如鋰離子或鎳金屬氫化物電池。也可使用其他可再充電的或常規(guī)的電池。在一些情況下，夕卜部程控器40可在直接或通過AC/DC適配器耦接至交流電(AC)插座(即，AC線電源)時進行使用。電源61可包括用于監(jiān)測電池內(nèi)剰余的功率的電路。這樣，用戶界面59可提供當前電池電量指示燈或低電池電量指示燈，以指示電池何時需要更換或再充電。在一些情況下，電源61可能夠估計出使用當前電池進行工作的剰余時間。圖5為示出示例性刺激發(fā)生器60A的各個部件的框圖。刺激發(fā)生器60A可與植入式刺激器結(jié)合使用(如)以執(zhí)行如參照圖1-3所述的刺激發(fā)生器60的功能。盡管參照植入式刺激器4進行描述，但刺激發(fā)生器60A也可用于植入式刺激器34或其他類型的刺激器。在圖5的實例中，刺激發(fā)生器60A被選擇性地構(gòu)造為，(如)基于得自處理器50(圖3)的信號將受控電流刺激脈沖通過各種電極組合遞送至患者6。然而，本發(fā)明并不限于其中遞送調(diào)節(jié)電流脈沖的實例。在其他實例中，刺激發(fā)生器60A可提供連續(xù)的、調(diào)節(jié)電流波形而非調(diào)節(jié)電流脈沖。在其他實例中，刺激發(fā)生器60A可遞送連續(xù)波形和脈沖的組合、或者選擇性地遞送連續(xù)波形或脈沖。刺激發(fā)生器60A可產(chǎn)生形式為脈沖或連續(xù)波形的受控基于電流的或受控基于電壓的刺激。其也被控制為提供恒定功率(電流-電壓乘積)或受控電荷刺激脈沖。另外，其也可被構(gòu)造為遞送具有各種脈沖形狀(梯形或斜坡、正弦形或者說是彎曲的、或階躍的)的這些多樣受控脈沖幅值中的任何ー種。在圖5所示的實例中，刺激發(fā)生器60A包括刺激控制模塊62、參考電壓源64、開關陣列66、和電流調(diào)節(jié)器陣列68。參考電壓源64可為電流調(diào)節(jié)器陣列68提供操作功率，并且可包括設定參考電壓水平的調(diào)節(jié)電壓。如圖5所示，可耦接參考電壓源64以提供用于電流調(diào)節(jié)器陣列68的操作功率和提供用于連接至電極48A-48Q的參考電壓以用于電極操作的未調(diào)節(jié)模式。然而在其他實例中，參考電壓的電壓水平和提供至調(diào)節(jié)電流源陣列68的操作電壓水平可為不同的。刺激控制模塊62形成刺激控制器，所述刺激控制器控制開關陣列66和電流調(diào)節(jié)器陣列68以通過電極48A-48Q遞送刺激。刺激控制模塊62可包括ー個或多個微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、場可編程門陣列(FPGA)、或其他集成或分立的邏輯電路。在操作中，刺激控制模塊62可根據(jù)ー個或多個程序來控制電刺激的遞送，所述ー個或多個程序可指定刺激參數(shù)，例如電極組合、電極極性、刺激電流幅值、脈沖頻率、和/或脈沖寬度以及殼體陽極和一根或多根導線上的一根或多根導線陽極中分布或貢獻的拉電流的百分比、和一個或多個陰極吸收的灌電流的百分比。用戶可通過外部控制器來定義程序并將其下載至植入式刺激器4或34以供刺激控制模塊62使用。電流調(diào)節(jié)器陣列68包括多個調(diào)節(jié)電流源或阱。此外，電流調(diào)節(jié)器可充當電流源或阱、或者可被選擇性地構(gòu)造為用作源或阱。然而為方便起見，術語“電流調(diào)節(jié)器”在ー些情況下可用于指源或阱。因此，電流調(diào)節(jié)器陣列68中的每ー個電流調(diào)節(jié)器均可用作通過電極48A-Q中的相應ー者遞送刺激的調(diào)節(jié)電流源、或者從電極48A-Q中的相應ー者接收電流的調(diào)節(jié)電流阱，其中電極48A-48Q可提供于導線上、刺激器殼體上、無導線刺激器上、或其他裝置中。通常,為簡潔起見，可在下文中將電極48A-48Q稱為電極48。開關陣列66中的每ー個開關將電極48中的相應ー者耦接至電流調(diào)節(jié)器陣列68 的相應雙向電流調(diào)節(jié)器或參考電壓源64。在一些實例中，刺激控制模塊62選擇性地打開和關閉開關陣列66中的開關,使得殼體電極(如，電極48Q)和一根或多根導線上的電極48A-48P中的一個或多個通過連接至電流調(diào)節(jié)器陣列68中的調(diào)節(jié)電流源或阱而構(gòu)造為調(diào)節(jié)電扱。在其他實例中，刺激控制模塊62可選擇性地打開和關閉開關陣列66中的開關，使得殼體電極(如，電極48Q)或者導線上的電極通過連接至參考電壓源64而構(gòu)造為未調(diào)節(jié)電極。另外，刺激控制模塊62可選擇性地控制電流調(diào)節(jié)器陣列68中的各個調(diào)節(jié)電流源或阱以將刺激電流脈沖遞送至所選電扱。參考電壓64可為由調(diào)節(jié)電源提供的高電壓或低電壓，這取決于電極被程序設計成調(diào)節(jié)源(高電壓導軌)還是非調(diào)節(jié)阱(低電壓導軌)。因此，參考電壓源64可根據(jù)需要為所選電極構(gòu)型產(chǎn)生高和低參考電壓以用于選擇性地耦接至未調(diào)節(jié)的、參考電扱。調(diào)節(jié)電源可產(chǎn)生ー個或多個調(diào)節(jié)電壓水平以用作參考電壓源64和用作電流調(diào)節(jié)器陣列68的電源導軌。此外，盡管在圖5中，同一參考電壓源64耦接至電流調(diào)節(jié)器陣列68，但不同的電壓水平可用于耦接至開關陣列66的參考電壓和提供至調(diào)節(jié)電流源陣列的操作電壓水平。調(diào)節(jié)電源可從電源54(圖3)(例如電池)提供的電壓產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓。刺激控制模塊62控制開關陣列66的操作以產(chǎn)生由不同刺激程序定義的電極構(gòu)型。在一些情況下，開關陣列66中的開關可為金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或用于切換電信號的其他電路部件。開關陣列66中的開關可被設計為傳送一定量的未調(diào)節(jié)電流，所述未調(diào)節(jié)電流可通過與參考電壓源64相關的未調(diào)節(jié)電流路徑耦接至相應電扱。如此前所述，在一些實例中，可有意地程序設計兩個或更多個調(diào)節(jié)的刺激電極48以遞送不同量的電流，以使得調(diào)節(jié)電極產(chǎn)生不平衡電流分布。在其他實例中，調(diào)節(jié)的拉電流和灌電流可為平衡的，以使得基本上所有的電流均可通過相應的調(diào)節(jié)電流源和阱進行傳送和吸收。

為了單獨控制作為調(diào)節(jié)電極或未調(diào)節(jié)的參考電極的電極48，刺激控制模塊62控制開關陣列66和電流調(diào)節(jié)器陣列68的操作。當將刺激(例如電流刺激)遞送至患者6吋，刺激控制模塊62控制開關陣列66以根據(jù)需要將所需電極組合的所選刺激電極耦接至電流調(diào)節(jié)器陣列68的相應電流調(diào)節(jié)器或參考電壓源64。刺激控制模塊62控制耦接至調(diào)節(jié)電極的電流調(diào)節(jié)器陣列68的調(diào)節(jié)雙向電流源以發(fā)送或吸收指定量的電流。例如，刺激控制模塊62可逐脈沖式地控制所選電流源或阱以將電流脈沖遞送至相應電極。刺激控制模塊62還可停用連接至非激活電極(即，在給定電極構(gòu)型中未激活作為調(diào)節(jié)電極的電扱)的電流調(diào)節(jié)器陣列68的調(diào)節(jié)雙向電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器陣列68的各個調(diào)節(jié)雙向電流調(diào)節(jié)器可包括由刺激控制模塊62控制的內(nèi)部啟動開關，所述內(nèi)部啟動開關可在相應電極未用作遞送刺激的調(diào)節(jié)電極時將調(diào)節(jié)電源64與電流調(diào)節(jié)器斷開或者說是停用電流源。根據(jù)本發(fā)明，描述了下述技術將ー個或多個用戶輸入刺激區(qū)域轉(zhuǎn)換成一組將電刺激治療遞送至患者的電極、確定各個電極對區(qū)域的可變電刺激貢獻值、以及確定在使用基于區(qū)域的程序設計時通過與區(qū)域相關的各個電極遞送的電刺激的幅值。在基于區(qū)域的程序設計中，用戶可以圖形方式定義ー根或多根導線上或附近的區(qū)域內(nèi)的所需刺激場，并且程控器可產(chǎn)生形成刺激場所需的電流刺激。若干定義提供如下可實現(xiàn)刺激區(qū)域(ASR)為程控器顯示器的下述屏幕區(qū)域，其中所有刺激必定出現(xiàn)。用戶使用ASR來驗證刺激區(qū)域的拉伸或移動的位置和范圍。用戶可使用各種輸入介質(zhì)來設計尺寸(如，通過拉伸或收縮)、設計形狀、或移動區(qū)域。ASR可為包封所有導線的電極的凸包。其也可受限于距電極的距離閾值，以使得寬間距導線之間的間隙未被示為ASR的一部分，因此為不“可實現(xiàn)的”。刺激區(qū)域為由電極集合、其貢獻值、和強度定義的刺激面積。刺激區(qū)域可為陰極的(如，指示通過與該區(qū)域相關的ー個或多個陰極遞送的刺激)或陽極的(如，指示通過與該區(qū)域相關的ー個或多個陽極支持的防護/屏蔽)。在操作中，陽極和陰極區(qū)域中的電極可一起工作以定義通過植入患者內(nèi)的導線遞送的整體電刺激。例如程控器的顯示器可指示為陰極或陽極的區(qū)域。可指示的區(qū)域的非限制性實例包括顔色、灰度陰影(對于黒白圖像而言)、圖案(如，影線圖案)等等。作為ー個非限制性實例，陰極區(qū)域可以圖形方式表示為第一顔色(如，紅色)，并且陽極區(qū)域可以圖形方式表示為第二顔色(如，藍色)。然而，如上指出，可使用其他顔色、以及不同的陰影、圖案等等來表示各個區(qū)域。場形狀為單個程序內(nèi)單次時間下的ー個或多個區(qū)域的集合。區(qū)域形狀、或區(qū)域范圍指示為用于顯示刺激區(qū)域所選用的電極及其對該區(qū)域的相對貢獻值的圖形指示。這可為大致多邊形的形式、一組由樣條曲線或貝濟埃曲線形成的曲線邊界、或通過找到下述范圍計算出的較復雜形狀，所述范圍為通過給定的刺激設置組合產(chǎn)生的電磁場大于設定閾值的范圍。選用電極為下述電極，其為給定區(qū)域的一部分。
電極貢獻值為給定電極對其區(qū)域所需強度的遞送程度。電極貢獻值可具有O. O和
I.O之間的值。圖6示出了用戶界面，其中示出使用基于區(qū)域的程序設計產(chǎn)生的單極刺激裝置。在基于區(qū)域的程序設計中，用戶可以圖形方式定義ー根或多根導線上或附近的區(qū)域內(nèi)的所需刺激場，并且程控器40的處理器53可產(chǎn)生形成刺激場所需的電流刺激。圖6示出了由程控器40提供的用戶界面59。用戶界面59包括可用于產(chǎn)生所需刺激場的刺激圖標550、屏蔽圖標552、和移除圖標554，如將在下文中更詳細所述。用戶界面59包括顯示屏500。顯示屏500可為觸摸屏，以使得可使用觸筆或其他指點介質(zhì)在屏幕500上直接進行選擇。作為另外一種選擇或除此之外，可在程控器40上提供獨立于顯示器500的按鍵、按鈕、滾輪和其他輸入設備?？赏ㄟ^下述方式將第一導線502添加至窗ロ 504 :首先從下拉菜單506選擇導線的所需類型并且隨后通過圖標508選擇“添加導線I”。相似地，可通過下述方式將第二導線510添加至窗ロ 504 :首先從下拉菜單512選擇導線的類型并且隨后通過圖標514選擇“添加導線2”?？赏ㄟ^(例如)使用觸筆并且觸摸窗口中用于設置導線的位置來將導線添加至窗ロ 504。另外，用戶可將設置在窗ロ 504中的導線拖動至所需位置。圖標516、518允許用戶從窗ロ 504移除導線。在一些實例中，520處所不的殼體電極、或“殼”電極可永久性地顯示在窗ロ 504中以結(jié)合單極或全極電極裝置使用。其他界面設計可在單獨屏幕上來設置導線構(gòu)型控制。在圖6中，所示的用戶界面59示出刺激區(qū)域(即刺激區(qū)域560)的圖形表示。為了產(chǎn)生如圖6中的區(qū)域560，用戶可使用(例如)觸筆并且觸摸刺激(“Stim”)圖標550。用戶然后可使用觸筆并且觸摸窗ロ 504內(nèi)的位置或區(qū)域。例如，用戶可觸摸導線502、510中的ー個上的電極、或者電極或?qū)Ь€中的一者附近的位置(如，電極和導線之間)。利用觸筆觸摸電極以將刺激區(qū)域設置在選定區(qū)域上，如電極處的導線上。觸摸導線或電極之間的面積或區(qū)域以將刺激區(qū)域設置在選定區(qū)域上，即導電或電極之間。通過電極相對設置區(qū)域的位置的靠近程度來確定各個電極值，以使得最近電極為完全貢獻者(1.0)并且其他為按比例設定的。在其他實例中，可允許用戶觸摸刺激區(qū)域中的所需位置，而無需借助于首先觸摸圖標；此實例中的后續(xù)觸摸可在區(qū)域選項(如，刺激、屏蔽、移除)中循環(huán)。用戶可通過下述方式圖形化地操縱(如，設計形狀、移動、縮小、和擴展)刺激區(qū)域的圖形表示將(例如)刺激區(qū)域通過觸筆拖動到窗ロ 504中的其他面積或區(qū)域(如，電極處或鄰近電極的區(qū)域)，以便產(chǎn)生刺激區(qū)域560的所需形狀。利用觸筆觸摸移除圖標554將移除刺激區(qū)域。在可供選擇的設計中，刺激區(qū)域可顯示具體控制點以有利于交互作用。這些點可包括用于拉仲的夸大邊界、用于移動的形狀的形心處的控制、或者位于允許重新調(diào)整大小的拐角處的具體邊框或小點。用戶可隨后使用觸筆沿著水平滾動條564來移動指示器562以選擇所需電極強度。在圖6中，選擇的區(qū)域強度為O. 33，其用于標定如下電極的電極貢獻值以產(chǎn)生刺激電流幅值，所述電極為根據(jù)所需強度來產(chǎn)生刺激區(qū)域560而被自動選定的。移動指示器562可修改與設置場或區(qū)域相關的所有電極。另外，刺激區(qū)域的強度以圖形方式示于566處。在此實例中，O. 33的選定區(qū)域強度等于11. 4mA的總電流刺激(如在當前窗ロ 533中所指出的那樣)，但也可將強度以無單位量的形式(例如最大值的百分比或固定比例尺(O至10、0至100等))傳送給用戶。隨著水平滾動條564的指示器562向右移動，以圖形方式示于566處的強度増加，并且隨著水平滾動條564的指示器562向左移動，強度減小。殼電極520的強度以圖形方式示于568處。在一些實例中，可將強度以圖形方式示為各個選用電極上的小刺激面積(與它們的貢獻值成比例)，所述小刺激面積在足夠的強度水平下増大直至其合井。如上所述，殼電極520可用于ー些示例性具體實施(如，單極裝置和全極裝置)中并且不可用于其他具體實施(如，雙扱/多極裝置)中。在選擇所需電極強度時，程控器40 的處理器53產(chǎn)生并且示出與所需區(qū)域560 (如窗ロ 504中所見)相關的電流幅值。在另ー個實例中，用戶可通過分別選擇屏蔽或阱圖標、拖動區(qū)域、并且隨后通過水平滾動條564設定強度來指定殼電極520為陽極還是陰扱。如果用戶已選擇單個刺激區(qū)域，則可將強度變化僅施加至該選擇區(qū)域。如果未選擇區(qū)域，則強度控制可失效。作為另外一種選擇，如果未選擇區(qū)域，則強度變化可以其電流值的固定量或百分比而同時按比例分配至所有區(qū)域。用戶可通過下述方式來設計刺激區(qū)域的形狀利用觸筆將(例如)顯示在用戶界面上的刺激區(qū)域的圖示的邊界拖動至窗ロ 504中的其他區(qū)域。例如，用戶可點住刺激區(qū)域的邊界(即，外周邊)或該邊界附近的區(qū)域，并且將其向內(nèi)或向外拖動以重設刺激區(qū)域的大小。當用戶點住刺激區(qū)域邊界并拖動該邊界時，刺激區(qū)域可(例如)沿用戶拖動刺激區(qū)域的方向擴展。除了通過利用觸筆將(例如)刺激區(qū)域邊界拖動至窗ロ 504中的其他區(qū)域來設計刺激區(qū)域的形狀之外，還可通過拖動(例如)表示刺激區(qū)域的強度的圖標570來移動刺激區(qū)域560的中心。拖動刺激區(qū)域560的中心圖標570可導致整個刺激區(qū)域沿用戶拖動刺激區(qū)域的方向移動。拖動刺激區(qū)域可導致對于由產(chǎn)生刺激560的電極吸收(或發(fā)送)的電流進行調(diào)整。在基于區(qū)域的程序設計中，系統(tǒng)可將導線上的三個電極的貢獻值自動地確定為O. 56,0. 75、和I. 00，這示于陣列572、574中，所述陣列示出兩根導線中的每ー根上的各個區(qū)域?？赏ㄟ^電極相對設置區(qū)域的位置的靠近程度來確定各個電極的值，以使得最近電極為完全貢獻者(1.0)并且其他電極為按比例設定的。系統(tǒng)隨后無需人工干預自動地根據(jù)所需強度來設定貢獻值以產(chǎn)生有待被選用電極遞送的刺激電流幅值。系統(tǒng)隨后默認為單極模式，并且激活殼電極520以平衡所激活的三個電極的總和(4. 92mA+3. 68mA+2. 76mA =
11.35mA，其中具有小的舍入誤差)。系統(tǒng)可允許用戶選擇是否允許將殼默認為可配置選項。如果殼被允許，則其還可被選擇為優(yōu)先使用(使得系統(tǒng)首先使用它直至它達到聯(lián)鎖)或同等使用(使得系統(tǒng)以平衡方式傳播所有激活陽極周圍的陽極電流)。使用默認情況下的殼可為有利的(因為其可需要較少的用戶行為，如，系統(tǒng)自動地配置殼電極)，并且可無需對于后續(xù)強度改變的用戶交互(如，用戶不必平衡刺激以便系統(tǒng)進入有效的、可程序設計的狀態(tài))。系統(tǒng)也可默認為最大能量高效模式，以使得導線陣列中的損耗僅被施加一次，因為返回路徑?jīng)]有第二次橫穿導線陣列線材。如圖6所示，在單極裝置中，殼電極520發(fā)送所需的11.4mA電流而電極5281、528B、528J分別吸收2. 76mA、3. 68mA、和4. 92mA。產(chǎn)生區(qū)域560所需的電流示于窗ロ 504中以及陣列534、536中，所述窗ロ 504以及陣列534、536分別示出兩根導線中的每ー根上的各個電極以及與用戶初始選擇的區(qū)域內(nèi)的電極相關的以毫安為單位的電流。另外，陣列572、574指示用戶初始選擇的區(qū)域內(nèi)的電極的貢獻值。在圖6所示的實例中，吸收(或在其他實例中發(fā)送)最多電流以產(chǎn)生給定區(qū)域的電極具有1.0的第一貢獻值，并且用于產(chǎn)生該具體區(qū)域的剩余區(qū)域的貢獻值為第一貢獻值的百分比。在圖6中，電極528J吸收4. 92mA,該值大于電極528B、528I吸收的電流。由此，電極528J具有I. O的貢獻值，并且電極528B、5281分別具有3. 68mA/4. 92mA或約O. 75和2. 76mA/4. 92mA或約O. 56的貢獻值，如在陣列572、574中所指出的那樣。在類似于圖6中的單極裝置內(nèi)，殼電極568必須吸收所需電流的 全部并且由此其具有I. 0+0. 75+0. 56 = 2. 31的貢獻值，如542處所指出的那樣。圖7A-7C為示出各種導線構(gòu)型的示例性可實現(xiàn)刺激區(qū)域(ASR)的示意圖。圖7A示出了由ASR包圍的2x8電極構(gòu)型(兩根各自具有8個電極的導線)，從而提供出共計十六個不同電極。具體地講，圖7A示出了由ASR 604包圍的導線600、602。圖7B示出了由ASR包圍的與1x8構(gòu)型結(jié)合的2x4電極構(gòu)型(兩根各自具有4個電極的導線與一根具有8個電極的導線相組合)，從而提供出共計十六個不同電極。具體地講，圖7B示出了由ASR 612包圍的導線606、608 (2x4電極組合)和導線610 (1x8構(gòu)型)。類似于圖7A，圖7C示出了由ASR包圍的2x8電極構(gòu)型(兩根各自具有8個電極的導線)，從而提供出共計十六個不同電極。具體地講，圖7C示出了由ASR 618圍繞的導線614、616。然而，與圖7A或圖7B不同，圖7C中的導線614、616彼此基本上不平行。如圖7C所見，在一些實例中，ASR 618可(如)在圖7C的底部并非為縮窄的，其中兩根導線在底部相比于頂部間隔開更大距離。另外，在一些實例中，對于寬間距導線，ASR可不具有間隙。在一個實例中，可通過設置點環(huán)(如，約十二個點，中心位于各根導線的最遠端和最近端上，半徑等于區(qū)域的默認尺寸的O. 4倍)來繪制ASR，由此產(chǎn)生圍繞上述點的凸包(其不含內(nèi)點)。然后可從剩余點產(chǎn)生多邊形或其他形狀。ASR可指定電極和/或?qū)Ь€彼此的最大外部間距。在其他實例中，可在下述情況下調(diào)整ASR，其中導線據(jù)認為相隔太遠而不能使得在它們之間實現(xiàn)刺激。這可被應用為固定閾值、用戶確定距離、或者基于導線幾何形狀和靶解剖結(jié)構(gòu)動態(tài)計算的距離。在這種情況下，可基于這些距離約束來計算第二區(qū)域，并且從正常顯示的ASR中減去第二區(qū)域，由此產(chǎn)生凹型或者說是不規(guī)則的形狀。如上文參照圖6所示和所述，用戶可通過基于區(qū)域的程序設計以圖像方式來定義刺激場。用戶可通過選擇分別示于圖6中的刺激圖標550或屏蔽圖標552來選擇刺激區(qū)域或屏蔽/保護區(qū)域以設置在顯示器(如，顯示屏500)上。在一些實例中，刺激圖標550和屏蔽圖標552可為彩色的(如，分別為紅色和藍色)。在選擇刺激區(qū)域或保護區(qū)域進行設置之后，用戶可將該區(qū)域設置在ASR內(nèi)的任何位置，如，位于導線上且在電極之間、直接在電極上、位于導線之間、和鄰近單根導線。在刺激和/或保護區(qū)域的設置期間，如果ASR仍未示出或者如果其示于背景中，則用戶可接收可實現(xiàn)刺激區(qū)域(ASR)的瞬態(tài)或強化(通過動畫、不透明度的變化、顏色變化、高對比度輪廓、或其他方式)指示以引導有效的設置。在區(qū)域已設置在顯示屏上之后，程控器40并且具體地講處理器53定義或“選用”一組電極(如，至多四個電極)以無需用戶干預地產(chǎn)生所述區(qū)域。在一些實例中，可通過下述方式來選用(即，通過程控器選擇)一個或多個電極，即基于它們與所設置區(qū)域的相對距離并且使它們的貢獻值大于最小閾值。區(qū)域選用的電極可對該區(qū)域的形狀具有O至I. O的獨立貢獻值，這取決于電極與區(qū)域中心的相對距離?？苫诿總€區(qū)域來標定電極貢獻值，以使得最高貢獻電極為I. O并且所有其他的電極小于或等于I. O。在另ー個實例中，可基于標準化距離來選用電極。程控器40并且具體地講處理器53確定區(qū)域設置點和各根導電上的各個電極之間的距離。處理器53(如)使用區(qū)域設置點和電極之間的最短測定距離來標準化上述測定距離。為了確定應被選用來產(chǎn)生所需刺激區(qū)域的一個或多個電極，可將標準化距離與閾值進行比較。作為具體實例，如果仍非刺激區(qū)域的一部分的電極和區(qū)域設置點之間的標準化距離小于I. 4的閾值，則處理器53可選用該電 扱。在其他示例性具體實施中，閾值可高于或低于I. 4。處理器53選用的電極數(shù)量可為ー個電極或不止四個電極，這取決于導線構(gòu)型和導線取向。選用電極的各個貢獻值可對全部電極均設為I. O或者可取決于每個電極的標準化距離測定值。在一些實例中，可通過檢測所選區(qū)域設置點和位于導線設置區(qū)域中的導線的所有電極中心之間的距離來完成電極的電流幅值貢獻值的標定。標定可使用實際電流水平來完成或者標定可為無單位的，如百分比。然后選擇未導致導線與另ー根導線交叉的四個最短距離(即，未導致選用位于距設置點較近的導線的遠側(cè)的導線電扱)以供選用。通過如下方式來無需用戶干預地測定選用電極對定義刺激區(qū)域的貢獻值分別在X和I維度上獲取從所述點到選用電極的距離與電極間總距離的比率。圖8A為示出使用本發(fā)明的技術的示例性電極貢獻值測定的示意圖。在圖8A中，通過如下方式測定導線620 (左導線)上的電極E3和E4以及導線622 (右導線)上的電極E5和E6的貢獻值分別在X和y維度上獲取距所選區(qū)域設置點(示于624處)的距離與電極間總距離的比率。對于導線620，按如下方式測定可按比例映射成電流幅值貢獻值的電極貢獻值E3= (X1Atot)* (Yob/(Y0tot)E4= (VXtJ* (Y ノ (YOtJ并且對于導線622，按如下方式測定電極貢獻值E5= (X0/Xtot) *(Ylb/Yltot)E6= (X0/Xtot) *(Yla/Yltot)在一些實例中，用于測定電極貢獻值的算法可使用坐標平均值來獲取單個Xtl和X1值。當導線基本上豎直時，這種算法可為尤其可用。在其他實例中，算法可使用所選區(qū)域設置點和各個電極的X坐標之間的實際距離。應當指出的是，因為通過比率來測定電極貢獻值，則距離單位可為像素、毫米、或其他測量單位。在測定選用電極的電極貢獻值之后，則可將所述貢獻值進行“閾值比対”，即與閾值進行比較。閾值比對可避免低電極貢獻值用于遞送刺激，由此制備較高能效的構(gòu)型。即，如果電極貢獻值經(jīng)測定低于閾值，如，低于將對患者具有任何可察覺或治療效果的值，則可關閉該電極以使得不浪費能量。在一些實例中，可通過如下方式來完成閾值比對，即檢查導線上的每ー個選用電極，如，導線上具有兩個電極，則檢查是否一個電極的貢獻值低于閾值而導線上的另ー個電極的貢獻值高于閾值。如果發(fā)現(xiàn)這種情況，則將低于閾值的電極的貢獻值添加至高于閾值的電極的貢獻值并且隨后將第一電極貢獻值(即，具有低于閾值的貢獻值的電極)歸零，即，其將不形成遞送電刺激的程序的一部分。作為另外一種選擇，可將低于閾值的電極的貢獻值簡單地設為零而不將其添加至其他電極的貢獻值。另外，如果兩個電極貢獻值均高于閾值，則保留兩個電極貢獻值并且每個電極均將形成遞送電刺激的程序的一部分。如果兩個電極貢獻值均低于閾值，則將這兩者均歸零。在一個實例中，可使用約O. I至約O. 3的閾值。在一些實例中，閾值可為約O. 2。在其他實例中，閾值可為用戶可配置的或者可為動態(tài)的(基于此具體患者的測定值或者此患者的疾病狀態(tài)或報告癥狀的設定值)。在另ー個實施例中，可應用非線性閾值比對函數(shù)。例如，可將距離比率應用至S型函數(shù)并且可使用返回值來設定貢獻值。在閾值比對電極貢獻值之后，可將電極貢獻值進行標準化。在一個實例中，通過如 下方式來標準化貢獻值確定具有最大貢獻值的電極并且將其標定為I. O。然后參照最大貢獻者來相應地標定其他電極。這可通過算法來完成，即在給定區(qū)域的所有電極貢獻值中進行迭代以找到具有最大貢獻值的電極，然后在所有電極貢獻值中迭代第二次并將各個電極貢獻值除以最大貢獻值。這樣，最大電極貢獻值變?yōu)镮. O(因為其被自身相除)，并且其他電極中的全部得以適當標定。圖8B為示出使用本發(fā)明的技術的另一個電極貢獻值測定的示意圖。與圖8A的導線構(gòu)型相比，圖8B中的導線620、622為成角度的使得各個電極具有稍許不同的水平值X。例如，水平值Xtla稍大于水平值Xc^在圖8B中，通過如下方式測定導線620(左導線)上的電極E3和E4以及導線622 (右導線)上的電極E5和E6的貢獻值分別在x和y維度上獲取距所選區(qū)域設置點(示于624處)的距離與電極間總距離的比率。對于導線620，按如下方式測定可按比例映射成電流幅值貢獻值的電極貢獻值E3= (Xla/X0a+Xla)*(Y0b/(Yotot)E4 = (Xlb/Xob+Xlb) * (Y0ノ (Y0tot)并且對于導線622，按如下方式測定電極貢獻值E5= (X0a/X0a+Xla)*(Ylb/Yltot)E6= (X0b/X0a+Xla)*(Yla/Yltot)圖9為示出三根導線的示例性構(gòu)型的示意圖，其中可需要檢驗以確保刺激區(qū)域保持在僅兩根導線之間。具體地講，圖9示出了三極構(gòu)型。在一些示例性導線構(gòu)型中，如，具有三根或更多根導線的構(gòu)型，可進行檢驗以確保所述區(qū)域保持在僅兩根導線之間。換句話講，可需要檢驗以確保所述區(qū)域不與另一根導線交叉?，F(xiàn)在參見圖9，最右側(cè)導線626靠近中間導線628但遠離最左側(cè)導線630。刺激區(qū)域632示于導線628、630之間。在導線構(gòu)型(例如圖9所示的導線構(gòu)型)中，導線626與導線630相比可實際上具有更靠近所選區(qū)域設置點634的電極，但導線626可對映射無用，因為用戶的意圖顯然為在導線628和導電630之間產(chǎn)生刺激區(qū)域。在一個實例中，程控器(如，程控器40)可以如下方式進行檢驗確定該具體區(qū)域(如區(qū)域632)選用的四個最靠近電極不導致交叉導線。例如，可確定出由最近導線(如，導線628)形成的線條與區(qū)域點634和其上電極被選用的第二導線(如，導線626)之間的線條是否不相交。如果它們相交，則映射為不適當?shù)牟⑶覒臑槭褂玫谌龑Ь€(如，導線630)上的最近電極(即使它們比導線626上的電極更遠)。在圖9中，刺激區(qū)域632正確地映射至最左側(cè)導線(即，導線630)，盡管最右側(cè)導線(即，導線626)上的電極與最左側(cè)導線(即，導線630)上的第三電極相比更靠近刺激區(qū)域點634。當用戶已在顯示器上設置區(qū)域(如，區(qū)域632)之后，程控器可基于區(qū)域已選用的電極為用戶產(chǎn)生和顯示可實現(xiàn)場形狀的范圍指示、或區(qū)域范圍指示。應當指出的是，在用戶已在顯示器上設置區(qū)域之前，程控器通常已計算出ASR。在一個實例中，可實現(xiàn)場形狀的范圍指示可取決于該區(qū)域選用的電極的當前電極貢獻值。可實現(xiàn)場形狀的范圍指示可允許用戶在視覺上辨識所述區(qū)域選用的各個電極的相對貢獻值。在一些 實例中，可通過繪制低不透明度區(qū)域來完成可實現(xiàn)場形狀的范圍指示，其中在電極上以與該電極的貢獻值成比例的半徑繪制出點圓。然后可考慮由該區(qū)域選用的所有電極的所有這種圓構(gòu)成的凸包，并且構(gòu)造和繪制多邊形或其他形狀。在另ー個實例中，可通過如下方式計算可實現(xiàn)場形狀的范圍獲取由區(qū)域選用電極的刺激產(chǎn)生的電磁場并且將閾值應用至該場以確定顯示部分(即，僅顯示高于或低于(對于陽極或陰極)給定閾值的場強)。該場強可被計算為電壓梯度、電流密度、或由刺激電極產(chǎn)生的電場強度。例如，對于電場而言，可使用庫倫定律(E = I/(4*Pi* ε dhQ/r2),其中電荷Q為由姆一個電極的姆個脈沖遞送的總電荷,并且r為從電極至IJ ASR中的點的距離。除了使用電磁場強度之外、或取代使用電磁場強度，場形狀也可表征為由通過刺激產(chǎn)生的電磁場激活的組織體積。在這種情況下，首先計算場強(通過庫倫定律、電流密度、電壓梯度、或者其他)，然后將所述場應用至神經(jīng)元的計算模型。計算模型建議出其中神經(jīng)元將被通過刺激產(chǎn)生的場激活或抑制的區(qū)域，然后可使用所述區(qū)域來定義提供在顯示器上的場形狀以支持進ー步的優(yōu)化。圖10A-10C為示出基于選用電極的可實現(xiàn)場形狀的范圍的若干示例性指示的示意圖。圖IOA示出了同一導線(具體地講導線640 (最右側(cè)導線))上的兩個電極之間的區(qū)域范圍指示。距導線頂部的第二電極(即，電極642B)具有I. O的標定貢獻值，而距導線頂部的第三電極(即，電極642C)具有O. 26的標定貢獻值。這種電極貢獻構(gòu)型導致示于圖IOA中的644處的區(qū)域范圍指示，所述區(qū)域范圍包封具有I. O貢獻值的電極642B、以縮窄方式延伸至大致位于電極642C的中心處的尖點、并且僅部分覆蓋具有O. 26貢獻值的電極642C的頂部。如圖IOA中所見,未從導線646選用電極。圖IOB示出了同一導線(具體地講導線650 (最右側(cè)導線))上的兩個電極之間的區(qū)域范圍指示。距導線頂部的第二電極(即，電極652B)具有I. O的標定貢獻值，而距導線頂部的第三電極(即，電極652C)具有O. 75的標定貢獻值。這種電極貢獻構(gòu)型導致示于圖IOB中的654處的區(qū)域范圍指示，所述區(qū)域范圍包封具有I. O貢獻值的電極652B、以縮窄方式延伸至位于電極652C的底邊緣附近的鈍圓點、并且?guī)缀跬耆采w具有O. 75貢獻值的電極652C。如圖IOB中所見，未選用得自導線656的電極。圖IOC示出了同一導線(具體地講導線660 (最右側(cè)導線))上的兩個電極之間的區(qū)域范圍指示。距導線頂部的第二電極(即，電極662B)具有I. O的標定貢獻值，而距導線頂部的第三電極(即，電極662C)也具有I. O的標定貢獻值。這種電極貢獻構(gòu)型導致示于圖IOC中的664處的區(qū)域范圍指示，所述區(qū)域范圍包封電極662B和電極662C，由此產(chǎn)生該區(qū)域范圍的橢圓形指示(其關于穿過該區(qū)域范圍指示的中心繪制的X軸和y軸基本上對稱)。如圖IOB中所見，未選用得自導線668的電極。在圖10A-10C中，各個區(qū)域范圍指示顯示為兩個小圓。在圖10A-10C中，最頂端圓為用戶初始設置的區(qū)域的錨定點。第二圓指示出用戶可(例如)點擊并拉伸該區(qū)域的位置，如在下文中更詳細所述。根據(jù)本發(fā)明的某些技術，用戶也可“拉伸”區(qū)域，如，改變所設置區(qū)域的形狀。用戶可通過如下方式而具備改變區(qū)域的形狀的能力，即直接在顯示屏上操縱其區(qū)域范圍指示。在一個實例中，可通過(例如)在區(qū)域范圍指示內(nèi)利用鼠標點擊或利用觸筆觸摸井隨后拖動區(qū)域(如，區(qū)域的邊界)來拉伸區(qū)域。在其他實例中，可利用控制點、可選擇輪廓等來拉伸區(qū)域。
圖11為示出用戶已根據(jù)本發(fā)明的技術拉伸的區(qū)域范圍的示例性指示的示意圖。用戶可已(例如)通過如下方式以圖形方式操作(如，拉伸)示于圖IOC中的664處的區(qū)域范圍指示在區(qū)域內(nèi)點擊以選擇該區(qū)域，并且隨后拖動該區(qū)域的邊界以便產(chǎn)生示于圖11中的670處的區(qū)域范圍指示。如圖11中所見，已選用六個電極(位于左導線(即，導線674)上的兩個電極(即，電極672B、672C)和位于右導線(即，導線678)上的四個電極(即，電極676A-676D))以便產(chǎn)生所需的拉伸區(qū)域670。所選用的六個電極中的三個具有I. O的貢獻值，其中一個位于左導線上(即，電極672B)并且兩個位于右導線上(8卩，電極6768、6760。示于圖11中的670處的區(qū)域范圍指示完全包封具有I. O的貢獻值的電極，而該區(qū)域范圍指示僅部分覆蓋具有O. 31和O. 43 (僅位于導線678上)和O. 60 (位于導線674上)的貢獻值的電極。通過用戶拉伸區(qū)域范圍指示(如，區(qū)域范圍指示670)產(chǎn)生的形狀變化可包括形狀的増加和形狀的減小。通過拉伸產(chǎn)生的變化可包括區(qū)域選用的電極的貢獻值變化和/或數(shù)量變化。即，可選用額外的電極以便產(chǎn)生所述區(qū)域，并且/或者先前選用電極的貢獻值可基于用戶對所述區(qū)域的拉伸而増加或降低。在一個示例性算法中，當用戶初始設置區(qū)域吋，將用于計算電極選用數(shù)和電極貢獻值的點存儲在用于該區(qū)域的列表中。當用戶稍后開始拉伸該區(qū)域時，將第二點存儲在該列表中，并且計算第二組電極選用數(shù)和電極貢獻值。可通過如下方式來歸并這兩組的電極選用數(shù)和貢獻值僅添加那些增多或更新第ー組的數(shù)據(jù)。當用戶拖動該區(qū)域時利用此歸并組來繪制所得形狀，并且隨后當用戶完成抱動(如，釋放鼠標)時形成最終形狀。可重復該過程以用于額外的拉伸。對于額外的拉伸，產(chǎn)生且歸并更多的中心以便產(chǎn)生用于區(qū)域的電極選用數(shù)和貢獻值。在一個實例中，可通過程控器來執(zhí)行額外步驟以從列表中剔除多余的中心。在一些示例性具體實施中，用于產(chǎn)生區(qū)域的中心示為圓。例如，圖11示出了用作中心的四個圓，即，圓680A-680D。使用圓可允許對中心進行直接調(diào)整。在其他示例性具體實施中，可通過不同控制點策略或自動操作(其中中心并未實際示出并且當用戶開始拉伸而非產(chǎn)生新區(qū)域時系統(tǒng)自動地拾取用于調(diào)整的“鄰近”中心(如果存在))來取代圓的顯示。在一些實例中，用于產(chǎn)生區(qū)域的中心可由植入式醫(yī)療設備內(nèi)的第一程控器存儲為用于程序的元數(shù)據(jù)。通過將中心存儲為植入式醫(yī)療設備內(nèi)的元數(shù)據(jù)，則在稍后的程序設計交互時可在第二程控器上精確地重新產(chǎn)生所述區(qū)域而無需程控器之間的數(shù)據(jù)傳送。然而，如果需要每個電極的手動編輯能力，則可使用反演算法來產(chǎn)生區(qū)域，如，通過計算重新產(chǎn)生特定電極選用數(shù)和貢獻值方案所需的最小組的中心。在一些示例性具體實施中，可將元數(shù)據(jù)另外或可選擇地存儲在第一程控器內(nèi)，并且如果需要可傳送至第二程控器。作為另外一種選擇，中心可為臨時的、僅在設置或拉伸以根據(jù)距離測定電極貢獻值期間被使用、并且隨后在完成拉伸或設置之后被清除。盡管這可無需使用元數(shù)據(jù)，但程控器可需要僅基于所涉及的電極及其貢獻值來重新產(chǎn)生場形狀的圖形視圖。在一些示例性具體實施中，并非使用圓和中心以便產(chǎn)生用于區(qū)域的電極選用數(shù)和貢獻值，程控器可繪制圍繞所有選用電極的凸包。程控器存儲所有電極的貢獻值并且哪些電極為同一區(qū)域形狀的部分。這樣，程控器可根據(jù)需要重新繪制凸包。應當指出的是，在一個示例性具體實施中，如果區(qū)域被拉伸為使其開始選用已在該場形狀的其他區(qū)域使用的電極，則可阻止拉伸向更遠處延伸。在一些實例中，程控器可(如)通過聲音或者通過程控器的顯示屏上的對話框或其他視覺指示來為用戶產(chǎn)生正在阻止拉伸的提示。 在其他示例性具體實施中，并非阻止拉伸，新選用電極可取代或重寫現(xiàn)有電極。此具體實施可取決于逆映射。即，系統(tǒng)可需要能夠基于一組新電極值重新定義區(qū)域(正在拉伸的區(qū)域正沖撞該區(qū)域)，并因此可需要能夠從這些值反向映射為中心。另外應當指出的是，在一些示例性具體實施中，系統(tǒng)可避免將區(qū)域中心移到ASR外面的拉仲。在一個示例性具體實施中，完全位于區(qū)域形狀或范圍指示內(nèi)、但仍未被中心(通過所述中心來定義區(qū)域)選用的電極可被系統(tǒng)設為各自具有I. O的貢獻值。為了具有最少中心，可能有利的是剔除對保持區(qū)域形狀無用的那些中心。然而，這種剔除可導致在大的區(qū)域形狀上不存在電極的情形。圖12為示出區(qū)域范圍的示例性指示的示意圖,其中完全位于區(qū)域形狀或區(qū)域范圍指示內(nèi)、但仍未被中心(通過其來定義區(qū)域)選用的電極可被系統(tǒng)設為各自具有1.0的貢獻值。在圖12中，所示導線690的一部分上的六個電極(即，692A-692F)完全位于區(qū)域范圍指示694內(nèi)。系統(tǒng)可檢查包括在該特定區(qū)域形狀內(nèi)的所有電極，并且如果所述電極仍未被選用，則將所述電極設為1.0的完全貢獻值。這可通過檢查各個電極的頂部中心和底部中心是否位于定義區(qū)域范圍的形狀內(nèi)來完成。在圖12中，示出了六個電極，即電極692A-692F，其中電極692A位于圖12的頂部并且電極692F位于圖12的底部。如圖12所示，區(qū)域范圍指示694包括全部六個電扱。盡管示為O. 0，但根據(jù)上文所述技木，電極692B至692E也應具有1.0的電極貢獻值，因為這些電極包括在區(qū)域形狀內(nèi)。在一些情況下，系統(tǒng)可允許用戶直接編輯各個電極的值。這可使得系統(tǒng)重新映射中心并且/或者重新計算貢獻值，從而可繪制出反映新編輯電極值的新區(qū)域形狀。在這種情況下，內(nèi)部電極(例如692B-E)的貢獻值可從I. O進行改變直至產(chǎn)生所述區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的技術，用戶設置的區(qū)域也可在設置之后由用戶進行移動。即，用戶可選擇ー個或多個區(qū)域并且將其移至靶位置。在一個示例性具體實施中，系統(tǒng)可阻止用戶將區(qū)域移至位于ASR外面的靶位置。另外，如果靶位置將使得該區(qū)域所選用的電極被移動至重疊其他區(qū)域先前選用的那些電扱，則系統(tǒng)可阻止用戶將區(qū)域移至該靶位置。在一些實例中，可使用如下方法來阻止這種移動，所述方法類似于上文參照沖撞另ー個區(qū)域的區(qū)域拉伸所述的方法。
在一個實例中，算法可采用整個本發(fā)明中所述的區(qū)域設置邏輯以便允許區(qū)域進行移動。例如，區(qū)域形狀的形心處的灰點可允許區(qū)域形狀的輪廓進行拖動和拖拉。這為用于移動的靶位置。系統(tǒng)可計算位于起始形心(如，定義第一區(qū)域的中心點的形心)和結(jié)束形心之間的移動軌跡向量。系統(tǒng)然后可將該軌跡向量分成多個等大小的步驟。短距離移動因而具有較少步驟，并且長距離移動具有較多步驟。步驟的大小可(例如)取決于患者對試驗刺激的反應，并因而可易于配置。該移動向量及其細分的多個步驟可顯示給用戶以增加對當移動開始時將發(fā)生的情況的理解。系統(tǒng)可將該移動向量約束至基本上平行于導線(縱向移動)或基本上垂直于導線(橫向移動)的方向以較好地配合臨床實踐或者嘗試在移動結(jié)束時仍保留區(qū)域形狀。用戶然后可逐步地向前步進移動。在每個步驟處，將步驟向量應用至以平移方式移動的區(qū)域的各個中心，并且利用新中心重新計算區(qū)域形狀。繼續(xù)該移動(向前或向后)直至到達靶位置、用戶選擇結(jié)束移動、或者用戶將區(qū)域返回至其起始位置。用戶可利用步進順序控制(向前或向后)、利用自動順序控制(播放、暫停)(其應用基于固定時間或可調(diào)節(jié)時間的步驟)、或者通過從列表中選擇所需步驟或通過在細分移動向量上指出所需步驟來控制該移動。在一些實例中，程控器40可將區(qū)域的移動顯示為“攝影軟片”。即，對于每個移動步驟，程控器40可將區(qū)域圖示顯示在“索引圖像”窗口中，由此形成移動的“攝影軟片”。使用本發(fā)明的技術支持單個區(qū)域移動和復合區(qū)域移動(例如，多個區(qū)域或全部區(qū)域同時移動)。在一些示例性具體實施中，可能有利的是應用過渡步驟從而產(chǎn)生最低的區(qū)域間干擾。這可指的是，首先獨立地移動干擾區(qū)域以使其不再干擾，然后移動先前被干擾的區(qū)域。另ー個示例性具體實施通過如下方式連續(xù)進行復合運動在移動的前沿對區(qū)域施加一系列步驟直至該區(qū)域清除足以移動相鄰區(qū)域的電極。如上所述，本發(fā)明的技術允許在顯示器上拉伸或移動區(qū)域范圍指示。在一些實例中可能有利的是控制拉伸和移動的變化速率。在一個實例中，系統(tǒng)可產(chǎn)生靶形狀或位置而非實時地拉伸或移動。然后，系統(tǒng)可允許用戶以可控速率向該靶形狀或位置移動。拉伸或移動的變化速率可從單個步驟、一個或多個適當速率變化到直接跳至靶。應當指出的是，在一些實例中，拉伸區(qū)域可使得在無需立即改變刺激的情況下來產(chǎn)生靶形狀。相似地，移動區(qū)域可使得在無需立即改變刺激的情況下在最終位置處產(chǎn)生靶形狀。相反，用戶可觀察拉伸或移動區(qū)域，隨后獨立地啟動程序按鈕從而導致與該區(qū)域相關的參數(shù)被應用，由此通過刺激器來遞送電刺激。在這種意義上，通過刺激器遞送的刺激的響應可在一些實例中不是即時的或連續(xù)的。在其他實例中，程控器可使得刺激器以基本上即時和/或連續(xù)的方式來響應拉伸或移動。在一些實例中，用戶可接收一旦實現(xiàn)靶形狀或位置時將為有效的刺激范圍指示。例如，可將實際或當前的刺激與將來的靶刺激一起示出。靶刺激的顯示可包括可顯示實際或當前刺激的條件中的ー個或多個，如，電極的貢獻值、區(qū)域的強度等等。圖13為示出根據(jù)本發(fā)明的技術的靶拉伸的示例性指示的示意圖。在圖13中，示出了兩根導線的部分，其中每個部分均具有三個電扱。具體地講，導線700包括電極702A-702C并且導線704包括電極706A-706C。708處所示的當前區(qū)域被示為從導線704上、的電極706B延伸至另ー個電極(即同一導線上的電極706C)。710處的靶拉伸指示被示為從導線704上的電極706B、706C延伸至導線700上的中間電極702B。在一些實例中，系統(tǒng)可指示出在從當前定義區(qū)域變化至所定義靶區(qū)域時將采用的步驟的大小。步驟的大小可為固定的或動態(tài)變化的，這取決于移動的長度、移動的方向、患者的反應、相對生理學的導線位置、導線彼此之間或距解剖結(jié)構(gòu)的距離、或者其他因素。當區(qū)域存在有效靶時，系統(tǒng)可為用戶顯示控制朝靶前進的速率的方式，包括單個步驟、適當速率、或“跳至靶”的可能性。允許用戶控制前進速率可使得用戶在移動順序中向前和向后移動。這在因轉(zhuǎn)變導致不適刺激的情況下可為尤其有利的。允許用戶(例如)在移動順序中向后移動與歸零電極強度或采取其他強カ行為相比更加有利。在一些實例中，用戶可能夠在多個區(qū)域上設置拉伸靶并且隨后控制同時朝它們前迸。例如，用戶可期望同時設置刺激拉伸靶和保護拉伸靶并且隨后向它們一起轉(zhuǎn)變。這可(例如)以多選擇移動而非拉伸來完成。然而，以拉伸而非移動來進行這種轉(zhuǎn)變可提供其他 能力，例如允許刺激旋轉(zhuǎn)、非対稱移動等等。在其他實例中，可將拉伸分解成多個可被用戶隨機訪問或可被用戶按順序訪問(如，類似于章節(jié)選擇)的単獨步驟。根據(jù)本發(fā)明的某些技術，系統(tǒng)也可為用戶提供改變ー個或多個區(qū)域的強度的能力。區(qū)域強度等效于其最強單獨電極的強度。在一個示例性具體實施中，區(qū)域強度的變化可為無單位的(如，以百分比形式)，而在其他具體實施中，所述變化可表示為絕對項(如，電流輸出的毫安數(shù))。一些示例性具體實施可將區(qū)域強度的變化表示為百分比和絕對項。在一些實例中，用戶可具有同時改變所選擇區(qū)域的強度的能力，其中所述選擇包括全部有效區(qū)域。例如，系統(tǒng)可包括“主幅值”或“主強度”控制以允許用戶同時改變所有區(qū)域的強度。在一個實例中，如果用戶正同時改變多個區(qū)域的強度，則可能有利的是使用百分比或其他無單位形式。當用戶改變區(qū)域的強度時，系統(tǒng)可標定與電極貢獻值成比例的獨立電極電流。例如，如果區(qū)域強度設為10. 0mA，并且該區(qū)域具有完全貢獻值(B卩，I. O)的第一電極和0.5貢獻值的第二電極，則系統(tǒng)可將第一電極設為IOmA作為所需輸出電流并且將第二電極設為O. 5*10mA = 5. OmA的所需電流。在一個實例中，系統(tǒng)可以圖形方式來顯示區(qū)域的電流強度。區(qū)域強度的顯示可反映該區(qū)域內(nèi)的相對電極貢獻值。在一些示例性具體實施中，可(例如)通過繪制區(qū)域貢獻值指示的較高不透明度、標定版本(如，使用在X和y維度上距形狀的形心的標準化強度(當前強度/最大強度)的標定轉(zhuǎn)換)來完成區(qū)域的電流強度的圖形顯示。另外，在一些實例中，系統(tǒng)可提供使用實際電流水平的強度的文本指示或者其可為無單位的(如，百分比)。在另ー個實例中，系統(tǒng)可繪制起始于各個電極上、與貢獻值成比例的強度，并且隨后當強度增加地足夠大以使得在電極或?qū)Ь€之間產(chǎn)生刺激時各個電極的強度圖示漸變到彼此內(nèi)部。這在ー些示例性具體實施中可通過如下方式完成將小強度繪制為各個電極上的基本上対稱的圓形形狀，但隨后當強度向最大值增加時朝其他貢獻電極成比例地拉伸各個圓形形狀。當各個拉伸形狀開始交疊時，程控器將合并它們并且隨后繼續(xù)朝任何剰余的未合并電極形狀來拉伸所述合并形狀。在使用電磁場的設計中，對于繪制場范圍指示實現(xiàn)這種效果的可供選擇方式將為對計算場應用第二閾值，由此繪制出低強度下的較小形狀(場輪廓的峰值)、第二閾值隨強度增加向第一閾值轉(zhuǎn)變，直至強度達到最大值、閾值達到同一值、并且實際強度形狀匹配刺激的可實現(xiàn)范圍。其他方法包括使用不透明度、飽和度、或貢獻值指示的ー些其他特征來顯示強度變化?？稍O置刺激發(fā)生器(如，刺激發(fā)生器60A)的主幅值或主強度，以使得最高強度有效區(qū)域的最高貢獻電極的輸出被設為完全輸出(如，64/64ths，對于分辨率為1/64的示例性具體實施)。換句話講，在其中可使用64個平行電流調(diào)節(jié)器分支中的ー個或多個來實現(xiàn)各個電流調(diào)節(jié)器(即，分辨率為1/64)的示例性構(gòu)型中，刺激發(fā)生器60A可被設置為使得對于最高強度有效區(qū)域的最高貢獻電極中的每ー個而言，全部64個平行電流調(diào)節(jié)器分支均被使用。然后可標定所有其他有效電極以便盡可能接近地匹配其所需輸出幅值(如，區(qū)域強度*貢獻值)。應當指出的是，ー個區(qū)域的強度的變化可改變所有其他有效區(qū)域的設置。如果主幅值改變，則系統(tǒng)可需要重新計算所有其他有效電極的貢獻比率(基于其所需值)。由于在ー些示例性具體實施中具有1/64的分辨率極限和潛在大動態(tài)范圍的輸出電流(如，O. ImA至35mA)，則在ー些構(gòu)型中可難于實現(xiàn)給定電極的所需幅值。在一個實例中，可通過如下方式來完成重新計算所有其他有效電極(包括可用于 平衡其他刺激的殼體電扱)的貢獻比率(基于其所需值)在此場形狀中的整個所有有效刺激或保護區(qū)域上獲取最大所需幅值。然后可將主幅值設為該值。對于其中分辨率為1/64的具體實施而言，各個電極則具有(如)64ths中的比率，所述比率是從各個電極的所需幅值和所設的主幅值計算出的?？赡苡欣氖?，分析最壞情況(即，其中所有有效電極的設置均改變)并且為用戶提供所需幅值和可實現(xiàn)幅值之間的差值的指示。在一些示例性具體實施中，當遞送的實際幅值將與所需幅值相差多于某個百分比時，系統(tǒng)可為用戶提供提示，如，對話框或其他視覺指示。根據(jù)本發(fā)明的某些技術，當刺激區(qū)域的強度改變時，系統(tǒng)也可嘗試利用殼體電極的改變來平衡刺激。例如，如果在不存在有效的保護(陽極)區(qū)域時添加刺激區(qū)域，則系統(tǒng)可將殼體電極設為有效保護區(qū)域，即單極構(gòu)型。作為具體實例，假定單個刺激區(qū)域存在貢獻值為I. O和O. 5的兩個選用電極。如果區(qū)域強度從O增加至10mA，則系統(tǒng)可啟動殼體電極作為陽極并且將其強度從O増加至15mA以使得刺激區(qū)域強度和電極貢獻值的乘積的總和等于殼的強度，如，(I. 0*10mA) + (0. 5*10mA) = 15mA。圖14和15為示出當添加保護區(qū)域時通過改變殼體電極刺激參數(shù)來平衡電刺激電流的實例的示意圖。在圖14中，示出了兩根導線(即導線720、722)的一部分以及殼體電極(“殼”)724。導線720、722被ASR 725包圍。三個導線電極為有效的，具體地講，導線720上的電極726B以及導線722上的電極728A、728B。這三個有效電極可用于產(chǎn)生刺激區(qū)域730，其具有以圖形方式示于732處的強度。導線電極電流(此處，陰極電流)的總和等于殼體電極電流(8. 47mA+ll. 30mA+15. 13mA = 34. 91mA，具有ー些舍入誤差)。如果當設備處于單極模式時將保護區(qū)域添加在刺激區(qū)域中，則系統(tǒng)可使用本發(fā)明的技術來平衡刺激，即自動地降低殼體電極區(qū)域的強度以使其加上其他有效保護區(qū)域的輸出等于刺激區(qū)域的電流輸出。圖15示出了圖14所示的構(gòu)型，其中添加了設置在導線720上的電極726C與導線722上的電極728C之間的具有以圖形方式示于742處的強度的保護區(qū)域740。當導線上的新添加保護區(qū)域740的強度742增加時，殼體電極區(qū)域的強度(以圖形方式示于744處)可從其在圖14中的值34. 91mA下降至約10.45mA 的值以便保持平衡(8. 47mA+ll. 30mA+15. 13mA = 9. 87mA+14. 58mA+10. 45mA)。因此，在一些示例性具體實施中，當刺激區(qū)域的形狀改變時，系統(tǒng)可嘗試通過改變殼體電極來平衡刺激。導致整個區(qū)域上的總貢獻值的凈差值的刺激區(qū)域的任何形狀變化(如，大多數(shù)拉伸)也可需要重新計算平衡。應當指出的是，在一個實例中，如果刺激區(qū)域強度的増加將導致殼體電極超過其最大輸出，則可阻止任何進ー步的増加。另外，如果保護區(qū)域強度的增加將導致殼體電極強度達到零，則可阻止任何進ー步的増加。在一些實例中，如果降低了刺激區(qū)域強度，則系統(tǒng)可向下標定全部有效保護區(qū)域以便保持平衡。在另ー個實例中，可優(yōu)先地降低殼體電極直至其為零，并且隨后可向下標定其他保護區(qū)域以使得保持平衡。這樣，在降低時，系統(tǒng)可從全極構(gòu)型轉(zhuǎn)變成雙極構(gòu)型。在另一個實例中，可優(yōu)先地降低殼體電極直至其為零，并且隨后可阻止其他降低。在這種實例中，程控器可為用戶產(chǎn)生指示系統(tǒng)已阻止其他降低并且任何其他降低必須由用戶手動來 執(zhí)行而非通過自動標定。在另ー個實例中，系統(tǒng)可自動地添加或移除將可能具有亞治療效果的導線位置處或刺激水平下的區(qū)域，以便在用戶驅(qū)動調(diào)整期間來保持平衡。非治療位置的實例可為將陽極添加到距最近有效電極至少若干電極距離遠的導線上的某個位置處。亞治療刺激水平的實例可為當前有效的最低區(qū)域強度的低于10%或20%。在一些示例性具體實施中，系統(tǒng)可為用戶提供如下提示，即選用于強度變化的區(qū)域在平衡和最大輸出的約束條件下的可實現(xiàn)刺激強度。在一個實例中，用于刺激強度變化的控制可動態(tài)地顯示這種聯(lián)鎖。作為另外ー種選擇，系統(tǒng)可告知用戶所需變化不可能實現(xiàn)并且隨后為用戶提供如何繼續(xù)進行的指導。例如，如果因達到電極極限值而阻止強度變化，則系統(tǒng)可告知用戶這種情況并且提供提示性指令。圖16為示出根據(jù)本發(fā)明的技術的使用基于區(qū)域的程序設計的程控器的示例性操作的流程圖。在圖16中，程控器(如，程控器40)并且具體地講處理器53接收以圖形方式操縱顯示在程控器上的ー個或多個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者的用戶輸入(700)。用戶可使用鼠標或觸筆(例如)在程控器40的顯示器(如，顯示屏500)上設置刺激區(qū)域或保護區(qū)域。用戶可在已設置區(qū)域之后(如)通過移動、縮小、或擴展該區(qū)域來以圖形方式操縱該區(qū)域的圖示的尺寸和/或形狀，操縱方式為(如)使用觸筆觸摸刺激區(qū)域的邊界(即，外周邊)或邊界附近的區(qū)域并且將其向內(nèi)或向外拖動以重設刺激區(qū)域的大小。另外，用戶可使用程控器(如，使用觸筆來調(diào)整程控器上的滑桿或箭頭按鍵)來調(diào)整區(qū)域的強度。處理器53可速率控制任何區(qū)域拉伸或區(qū)域移動?；谟脩糨斎耄炭仄?0，具體地講處理器53，可定義將電刺激治療控制遞送至患者的程序(705)。例如，為了定義程序，處理器可無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送電刺激治療的至少一部分并且無需用戶干預地測定至少ー個定義電極對至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。圖17-20為示出由圖4的程控器提供的示例性用戶界面的示意圖。如下文詳細所述，圖17-20以圖形方式示出了用戶輸入的順序，其中用戶產(chǎn)生區(qū)域(如，刺激區(qū)域)、沿第一方向拉伸區(qū)域、沿第二方向拉伸第一區(qū)域、并且隨后沿第三方向拉伸區(qū)域。各次拉伸均可產(chǎn)生定義區(qū)域的新中心，并且新中心隨后可選用更多電極。圖17示出了由程控器(如，程控器40)提供的在用戶已設置區(qū)域之后的用戶界面59。換句話講，所示的用戶界面59顯示了刺激區(qū)域(即刺激區(qū)域800)的圖示。如在上文參照圖6所述，用戶界面59包括可用于產(chǎn)生所需刺激區(qū)域的刺激圖標550、屏蔽圖標552、和移除圖標554，這將在下文中進行更詳細的描述。用戶界面59包括顯示屏500。如在上文參照圖6所述，用戶已將第一導線502和第二導線510添加至窗ロ 504。如圖17所示，各個導線502、510均具有1x8構(gòu)型，并且用戶已利用中心802在位于ASR 505內(nèi)的導線510的電極528K上產(chǎn)生第一區(qū)域800。因此，程控器(如，程控器40)通過用戶界面(如，用戶界面59)顯示刺激區(qū)域800的圖示?；谌缤ㄟ^水平滾動條564的指示器562設定的選擇區(qū)域強度，區(qū)域800的刺激電流幅值為-8. 02mA，如在窗ロ 504中的電極528K附近以及在陣列536中所指出的那樣。此外，所選區(qū)域強度用于標定如下電極的電極貢獻值以產(chǎn)生刺激電流幅值，所述電極為(例如)根據(jù)所需強度來產(chǎn)生刺激區(qū)域800而被自動選定的。圖17還示出了殼電極520，其發(fā)送8. 02mA由此平衡電極528K吸收的刺激電流。在一些實例中，窗ロ 504還可包括具有指示器806的水平滾動條804，所述指示器806可允許用戶放大和縮小窗ロ 504中的導線以修改導線的分辨率。修改導線的分辨率可有利于通過手指、觸筆、或其他指點介質(zhì)來觸及導線。在一些示例性具體實施中，程控器40允許用戶控制殼電極520。例如，程控器40 包括選項以允許用戶控制是否完全不使用殼電極520。換句話講，用戶可阻止殼電極被用于發(fā)送或吸收電流。在另ー個實例中，程控器40允許用戶將殼電極520設為優(yōu)先電極。如果被選作優(yōu)先電極，則系統(tǒng)可嘗試通過如下方式來平衡任何刺激變化首先修改由殼電極發(fā)送或吸收的電流，而后嘗試修改一根或多根導線上的任何電極(如，陽極)。在另ー個實例中，程控器40允許用戶設置殼電極520發(fā)送或吸收的最大極限值以便阻止(例如)醫(yī)療設備的植入部位處的刺激。圖18示出了由程控器(如，程控器40)提供的在用戶已以圖形方式操縱初始設置在圖17中的區(qū)域的圖示之后的用戶界面59。在圖18中，用戶已以圖形方式操縱圖17的刺激區(qū)域800的圖示，操縱方式為橫向拉伸區(qū)域800，由此產(chǎn)生ASR 505內(nèi)的新刺激區(qū)域810。此拉伸已產(chǎn)生新中心812使得區(qū)域810目前由兩個中心(即中心802和812)來定義。新產(chǎn)生的中心812已選用ー個其他電極(即，得自導線502的電極528C)來產(chǎn)生刺激區(qū)域810。如在陣列572中所見，新選用電極528C具有O. 63的電極貢獻值，并且當通過8. 02的刺激電流幅值進行標定時導致-5. 08mA的電流幅值，如在窗ロ 504中的電極528C附近以及在陣列534中指出的那樣。為了產(chǎn)生用于區(qū)域的電極貢獻值(如，圖18中的電極528C、528K的O. 63和I. 00)，如上文參照圖8A和SB所述單獨測定各個中心的貢獻值并且隨后進行歸井。對于在所產(chǎn)生的第一中心之后產(chǎn)生的各個中心，如，對于圖18中的中心812，可通過(例如)如下方式來完成歸并測定新中心貢獻值是否用于新電極(即，未被所產(chǎn)生的第一中心選用的那些電扱)或者是否高于由所產(chǎn)生的第一中心生成的那些。在這些情況中的任ー情況下，將貢獻值添加至該區(qū)域的貢獻值列表。對每個中心重復該過程以產(chǎn)生用于該區(qū)域的貢獻值的總列表。為了實現(xiàn)該刺激電流并且保持平衡，系統(tǒng)自動地(即，無需用戶干預地)配置殼(即，殼體電極)以發(fā)送13. IOmA的電流(-5. 08mA+-8. 02mA = -13. IOmA)。因此，系統(tǒng)的主幅值增加至13. 10mA，如在電流窗ロ 533中所示。對于圖17-20所示的示例性具體實施，系統(tǒng)具有1/64的分辨率。由此，電極528C具有5. 08mA/13. IOmA或24/64的貢獻值，并且電極528K具有8. 02mA/13. IOmA或39/64的貢獻值。電極分辨率示于陣列814、816中。圖19示出了由程控器(如，程控器40)提供的在用戶已以圖形方式操縱圖18所示的區(qū)域的圖示之后的用戶界面59。在圖19中，用戶已以圖形方式操縱圖18的刺激區(qū)域812的圖示，操縱方式為橫向但也以縱向分量來拉伸區(qū)域812，由此產(chǎn)生新刺激區(qū)域820。此拉伸已產(chǎn)生位于導線502的電極528D頂部的新中心822，使得區(qū)域820目前由ASR 505內(nèi)的三個中心(即中心802、812、和822)來定義。新產(chǎn)生的中心822已選用ー個其他電極(即，得自導線502的電極528D)來產(chǎn)生刺激區(qū)域820。如在陣列572中所見，新選用電極528D具有I. 00的電極貢獻值，并且當通過8. 02的刺激電流幅值進行標定時導致-8. 02mA的電流幅值，如在窗ロ 504中的電極528D附近以及在陣列534中指出的那樣。為了實現(xiàn)該刺激電流并且保持平衡，系統(tǒng)自動地(即，無需用戶干預地)配置殼(即，殼體電極)以發(fā)送 21. 12mA 的電流(-5. 08mA+-8. 02mA+-8. 02mA = -21. 12mA)。因此，系統(tǒng)的主幅值增加至21. 12mA。由此，電極528D具有8. 02mA/21. 12mA或24/64的貢獻值，這與電極528K相同。電極528C具有5. 08mA/21. 12mA或15/64的貢獻值。電極分辨率示于陣列814,816中?！D20示出了由程控器(如，程控器40)提供的在用戶已以圖形方式操縱圖19所示的區(qū)域的圖示之后的用戶界面59。在圖20中，用戶已以圖形方式操縱圖19的刺激區(qū)域820的圖示，操縱方式為縱向拉伸區(qū)域820，由此產(chǎn)生ASR 505內(nèi)的新刺激區(qū)域830。此拉伸已產(chǎn)生位于導線502的電極528C和528D之間的新中心832，使得區(qū)域830目前由四個中心(即中心802、812、822、和832)來定義。新產(chǎn)生的中心832已選用ー個其他電極(即，得自導線502的電極528E)來產(chǎn)生刺激區(qū)域830。如在陣列572中所見，新選用電極528E具有
O.52的電極貢獻值，并且當通過8. 02的刺激電流幅值進行標定時導致-4. 17mA的電流幅值，如在窗ロ 504中的電極528E附近以及在陣列534中指出的那樣。為了實現(xiàn)該刺激電流并且保持平衡，系統(tǒng)自動地(即，無需用戶干預地)配置殼(即，殼體電極)以發(fā)送25. 28mA 的電流(-5. 08mA+_8· 02mA+_8· 02mA+_4· 17mA =-25. 28mA,具有ー些舍入誤差)。因此，系統(tǒng)的主幅值增加至25. 28mA。由此，電極528E具有
4.17mA/25. 28mA 或 10/64 的貢獻值。電極 528C 具有 5. 08mA/25. 28mA 或 13/64 的貢獻值。電極528D和528K各自具有8. 02mA/25. 28mA、或20/64的貢獻值。電極分辨率示于陣列814,816 中。在使用本發(fā)明的技術的示例性具體實施中，可使用用戶程控器40來定義ー個或多個可通過植入式刺激器34施加刺激的治療區(qū)域。可使用先前定義的導線位置或通過定義導線位置來施加刺激?？赏ㄟ^用戶定義多個區(qū)域，并且對于每個區(qū)域可使用一根或多根導線來遞送刺激治療。在一個實例中，可使用導線將刺激治療提供至ー個或多個區(qū)域。用戶可使用用戶界面59以圖形方式定義ー個或多個所需刺激區(qū)域。用戶界面59可允許用戶觀察可植入導線的區(qū)域的合并解剖圖示(如，圖像)和表示導線位置的圖層。區(qū)域的解剖圖示可從植入式刺激器34(其中已在先前階段存儲所述解剖圖示)取出或者可在當前階段由圖像采集設備進行采集。圖像采集設備可用于采集每個治療區(qū)域的電極設置圖像。圖像采集設備可為構(gòu)建到程控器40內(nèi)的相機并且可通過用戶界面59進行控制或者可具有其自身的控制面板。作為另外一種選擇，圖像采集設備可為通過接ロ(例如，通用串行總線(USB)接ロ網(wǎng)絡連接、或エ業(yè)標準接ロ(例如醫(yī)學數(shù)字成像和通信(DICOM)標準接ロ))連接至程控器40的相機?？赏ㄟ^諸如(例如)在圖像上放大、旋轉(zhuǎn)、平移、剪切、和設置注釋之類的功能來操作所采集圖像?？蓧嚎s圖像并且可例如使用諸如剪切和轉(zhuǎn)換成灰度之類的其他功能來進ー步地減小圖像的大小。另外可將元數(shù)據(jù)與圖像相關聯(lián)以允許后續(xù)用戶取出有關區(qū)域、所施加治療有關的信息、以及涉及患者和所接收治療的其他信息。圖像隨后可用于為當前階段定義治療，或者可存儲在刺激器34中以用于將來治療的后續(xù)檢索。當圖像出現(xiàn)在用戶界面59上時，用戶可例如通過在用戶界面59上進行選擇以采集圖像的屏幕截圖，從而來獲得該圖像。另外用戶也可使用可連接至程控器40的圖像采集設備來采集圖像，采集方式為獲得遠離屏幕的數(shù)字圖像或者得自成像器械(如熒光鏡器械)的屏幕的打印件。所采集圖像可為(例如)由熒光成像設備產(chǎn)生的圖像，并且可為靜止圖像或移動圖像。所采集圖像也可得自直接顯示神經(jīng)組織的成像模式，例如MRI或fMRI。在這種情況下，刺激的所關注結(jié)構(gòu)(脊髄、背根等)可直接進行觀察而非僅從骨質(zhì)結(jié)構(gòu)進行推斷(如在熒光鏡透視檢查中)。另外，諸如這些設備之類的成像模式將允許用戶在3維空 間內(nèi)旋轉(zhuǎn)觀察平面以更好地觀察導線的背腹位置、刺激深度、或在ニ維空間內(nèi)不可見的其 他方面。然后可由用戶操作采集圖像以用于施加治療。用戶可在采集圖像中定義多個區(qū)域和導線位置。對于每個區(qū)域，用戶可定義ー組導線以用于向該區(qū)域施加治療。用戶可標定、拉伸、移動、或旋轉(zhuǎn)導線圖像以匹配治療圖像中的導線位置。另外，用戶可執(zhí)行其他功能，例如(如)在圖像內(nèi)放大、平移、和移動、以及添加注釋。在一個示例性具體實施中，可通過指定電極組合并且指定與導線和/或電極相關的參數(shù)來定義治療。在另一個實例中，可使用上述基于區(qū)域的程序設計來定義治療，其中用戶可以圖形方式定義所需刺激場并且還可定義所需治療強度?；诙x的刺激場和治療強度，可自動測定該區(qū)域內(nèi)所用的各個電極的貢獻值。如上所述，也可使用槳形導線來實現(xiàn)本發(fā)明的各種技木。示例性的槳形導線示于圖 21A-21B 中。圖21A-21B為示出示例性槳形導線的頂視圖的示意圖，在槳形導線的至少ー個表面上設置有多個電扱。在圖21A中，槳形導線900具有細長導線主體902，所述細長導線主體902在其頂部表面上帶有電極904A-904P(統(tǒng)稱為“電極904” )的ニ維陣列。ニ維陣列通常是指電極以(如)行和列沿至少兩個不同線的排序。電極904因其2列、8行布局而被設置成“2x8”構(gòu)型。程控器40并且具體地講處理器53具有產(chǎn)生刺激區(qū)域906的選用電極904B、904C、904J、和904K。另外，處理器53具有產(chǎn)生陽極或屏蔽區(qū)域908的選用電極904G和9040。在圖21B中，槳形導線910具有細長導線主體912，所述細長導線主體912在其頂部表面上帶有電極914A-914P(統(tǒng)稱為“電極914”)的ニ維陣列。電極914因其3列中每一列的電極數(shù)量而被設置成“ 5x6x5 ”構(gòu)型。程控器40并且具體地講處理器53具有產(chǎn)生刺激區(qū)域916的選用電極914A、914G、和914M。另外，處理器53具有產(chǎn)生陽極或屏蔽區(qū)域918的選用電極914D和9141。本發(fā)明所述的技術可至少部分地在硬件、軟件、固件或它們的任何組合中實現(xiàn)。例如，所述技術的各個方面可在ー個或多個微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、場可編程門陣列(FPGA)、或任何其他等效的集成或分立邏輯電路、以及實施于程控器中的這些部件(例如，臨床醫(yī)生或患者程控器、刺激器、或其他設備)的任何組合內(nèi)來實現(xiàn)。術語“處理器”、“處理電路”、“控制器”或“控制模塊”通?？芍釜毩⒂诨蚪Y(jié)合其他邏輯電路的上述邏輯電路中的任何ー個、或者獨立于或結(jié)合其他數(shù)字或模擬電路的任何其他等效電路。對于在軟件中實現(xiàn)的方面而言，歸于本發(fā)明所述的系統(tǒng)和設備的功能中的至少ー些可被實施為計算機可讀存儲介質(zhì)(例如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、非易失隨機存取存儲器(NVRAM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM) ,FLASH存儲器、磁性介質(zhì)、 光學介質(zhì)等等)上的指令。可執(zhí)行所述指令以支持本發(fā)明所述的功能的ー個或多個方面。
權(quán)利要求
1.ー種用于植入式電刺激器的程控器，所述程控器包括 用戶界面，顯示至少ー個電刺激區(qū)域的圖示并且接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；以及 處理器，被構(gòu)造為基于所述用戶輸入來定義程序以控制由刺激器遞送電刺激治療，其中所述處理器還被構(gòu)造為 無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送所述電刺激治療的至少一部分；以及 無需用戶干預地確定至少ー個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的程控器，其中所述用戶輸入包括拉伸所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的程控器，其中所述用戶輸入還包括將所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示從顯示器上的第一位置移動到所述顯示器上的第二位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的程控器，其中所述用戶界面還接收定義所述至少ー個電刺激區(qū)域的強度的用戶輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的程控器，其中所述處理器被構(gòu)造為控制所述至少ー個刺激區(qū)域的拉伸變化速率和所述至少ー個刺激區(qū)域的移動變化速率中的至少ー者。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的程控器，其中所述處理器被構(gòu)造為 基于所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值和定義的強度無需用戶干預地產(chǎn)生將由所述至少一個定義電極遞送的電刺激幅值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的程控器，其中所述處理器還被構(gòu)造為 基于所述至少ー個定義電極產(chǎn)生的所述電刺激幅值無需用戶干預地產(chǎn)生將由植入式醫(yī)療設備(MD)的殼體攜帯的電極遞送的電刺激幅值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的程控器，其中所述處理器還被構(gòu)造為 響應如下方式無需用戶干預地修改將由所述MD的所述殼體攜帯的所述電極遞送的所述電刺激幅值，所述方式為所述用戶界面接收以圖形方式定義另ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入、所述至少ー個電刺激區(qū)域移動、和所述至少ー個電刺激區(qū)域拉伸中的至少ー者。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的程控器，其中所述處理器還被構(gòu)造為 將所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值與閾值進行比較；以及 基于所述比較來確定所述至少ー個定義電極是否將用于遞送所述電刺激治療的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的程控器，其中所述處理器還被構(gòu)造為 為用戶產(chǎn)生和顯示基于所述至少ー個定義電極的區(qū)域范圍指示。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的程控器，其中顯示給所述用戶的所述區(qū)域范圍指示提供所述至少一個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的相對電刺激貢獻值的視覺指示。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的程控器，其中所述用戶界面還接收移動所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入和拉伸所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入中的至少ー者。
13.—種方法,包括通過電刺激器的程控器接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在所述程控器上的至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；以及 基于所述用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送，其中定義所述程序包括 無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送所述電刺激治療的至少一部分；以及 無需用戶干預地確定所述至少一個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述用戶輸入包括拉伸所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述用戶輸入還包括將所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示從顯示器上的第一位置移動到所述顯示器上的第二位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 通過所述程控器接收定義所述至少ー個電刺激區(qū)域的強度的用戶輸入。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 控制所述至少ー個刺激區(qū)域的拉伸變化速率和所述至少ー個刺激區(qū)域的移動變化速率中的至少ー者。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 基于所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值和定義的強度無需用戶干預地產(chǎn)生將由所述至少一個定義電極遞送的電刺激幅值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括 基于所述至少ー個定義電極產(chǎn)生的所述電刺激幅值無需用戶干預地產(chǎn)生將由植入式醫(yī)療設備(MD)的殼體攜帯的電極遞送的電刺激幅值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括 響應如下方式無需用戶干預地修改將由所述MD的所述殼體攜帯的所述電極遞送的所述電刺激幅值，所述方式為所述用戶界面接收以圖形方式定義另ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入、所述至少ー個電刺激區(qū)域移動、和所述至少ー個電刺激區(qū)域拉伸中的至少ー者。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括 將所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值與閾值進行比較；以及基于所述比較來確定所述至少ー個定義電極是否將用于遞送所述電刺激治療的至少一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括 為用戶產(chǎn)生和顯示基于所述至少ー個定義電極的區(qū)域范圍指示。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中顯示給所述用戶的所述區(qū)域范圍指示提供所述至少ー個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的相對電刺激貢獻值的視覺指示。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在所述程控器中接收移動所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入和拉伸所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入中的至少ー者。
25.ー種用于電刺激器的程控器，所述程控器包括用于通過電刺激器的程控器接收用戶輸入的裝置，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在所述程控器上的至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；以及 用于基于所述用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送的裝置，其中用于定義所述程序的所述裝置包括 用于無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送所述電刺激治療的至少一部分的裝置；以及 用于無需用戶干預地確定所述至少一個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程控器，其中所述用戶輸入包括拉伸所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程控器，其中所述用戶輸入還包括將所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示從顯示器上的第一位置移動到所述顯示器上的第二位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程控器，還包括 用于通過所述程控器接收用戶輸入的裝置，所述用戶輸入定義所述至少ー個電刺激區(qū)域的強度。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程控器，還包括 裝置，用于控制所述至少ー個刺激區(qū)域的拉伸變化速率和所述至少ー個刺激區(qū)域的移動變化速率中的至少ー者。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程控器，還包括 裝置，用于基于所述至少一個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值和定義的強度無需用戶干預地產(chǎn)生將由所述至少一個定義電極遞送的電刺激幅值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的程控器，還包括 裝置，用于基于所述至少一個定義電極產(chǎn)生的所述電刺激幅值無需用戶干預地產(chǎn)生將由植入式醫(yī)療設備(IMD)的殼體攜帯的電極遞送的電刺激幅值。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的程控器，還包括 裝置，用于響應如下方式無需用戶干預地修改將由所述MD的所述殼體攜帯的所述電極遞送的所述電刺激幅值，所述方式為所述用戶界面接收以圖形方式定義另ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入、所述至少ー個電刺激區(qū)域移動、和所述至少ー個電刺激區(qū)域拉伸中的至少ー者。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的程控器，還包括 用于將所述至少一個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值與閾值進行比較的裝置；以及 用于基于所述比較來確定所述至少一個定義電極是否將用于遞送所述電刺激治療的至少一部分的裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的程控器，還包括 用于為用戶產(chǎn)生和顯示基于所述至少ー個定義電極的區(qū)域范圍指示的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的程控器，其中顯示給所述用戶的所述區(qū)域范圍指示提供所述至少一個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的相對電刺激貢獻值的視覺指示。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程控器，其中所述用戶輸入包括接收移動所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入的所述用戶界面和接收拉伸所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入的所述用戶界面中的至少ー者。
37.一種計算機可讀介質(zhì)，包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使電刺激器的程控器中的處理器 接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在所述程控器上的所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；以及 基于所述用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送，其中致使所述處理器定義所述程序的指令包括這樣的指令，該指令致使處理器 無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送所述電刺激治療的至少一部分；以及無需用戶干預地確定所述至少一個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述用戶輸入包括拉伸所述至少一個定義刺激區(qū)域的圖示。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述用戶輸入還包括將所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示從顯示器上的第一位置移動到所述顯示器上的第二位置。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使所述處理器 接收定義所述至少ー個電刺激區(qū)域的強度的用戶輸入。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使所述處理器 控制所述至少ー個刺激區(qū)域的拉伸變化速率和所述至少ー個刺激區(qū)域的移動變化速率中的至少ー者。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使所述處理器 基于所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值和定義的強度無需用戶干預地產(chǎn)生將由所述至少一個定義電極遞送的電刺激幅值。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使所述處理器 基于所述至少ー個定義電極產(chǎn)生的所述電刺激幅值無需用戶干預地產(chǎn)生將由植入式醫(yī)療設備(MD)的殼體攜帯的電極遞送的電刺激幅值。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使所述處理器 響應如下方式無需用戶干預地修改將由所述MD的所述殼體攜帯的所述電極遞送的所述電刺激幅值，所述方式為所述用戶界面接收以圖形方式定義另ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入、所述至少ー個電刺激區(qū)域移動、和所述至少ー個電刺激區(qū)域拉伸中的至少ー者。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使所述處理器接收移動所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入和拉伸所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入中的至少ー者。
46.一種系統(tǒng),包括 植入式醫(yī)療設備(IMD)，被構(gòu)造為將電刺激治療遞送至患者； 用戶界面，顯示至少ー個電刺激區(qū)域的圖示并且接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱所述至少ー個電刺激區(qū)域的圖示的尺寸和形狀中的至少ー者；以及 處理器，被構(gòu)造為基于所述用戶輸入來定義程序以控制由刺激器遞送電刺激治療，其中所述處理器還被構(gòu)造為 無需用戶干預地定義至少ー根導線上的至少ー個電極以遞送所述電刺激治療的至少一部分；以及 無需用戶干預地確定所述至少一個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的電刺激貢獻值。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，還包括程控器，所述程控器用于程序設計包括所述用戶界面和所述處理器的所述MD。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述用戶輸入包括拉伸所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示和將所述至少ー個刺激區(qū)域的圖示從顯示器上的第一位置移動到所述顯示器上的第二位置中的至少ー者。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述用戶界面還接收定義所述至少ー個電刺激區(qū)域的強度的用戶輸入。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被構(gòu)造為控制所述至少ー個刺激區(qū)域的拉伸變化速率和所述至少ー個刺激區(qū)域的移動變化速率中的至少ー者。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被構(gòu)造為 基于所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值和定義的強度無需用戶干預地產(chǎn)生將由所述至少一個定義電極遞送的電刺激幅值。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還被構(gòu)造為 基于所述至少ー個定義電極產(chǎn)生的所述電刺激幅值無需用戶干預地產(chǎn)生將由植入式醫(yī)療設備(MD)的殼體攜帯的電極遞送的電刺激幅值。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還被構(gòu)造為 響應如下方式無需用戶干預地修改將由所述MD的所述殼體攜帯的所述電極遞送的所述電刺激幅值，所述方式為所述用戶界面接收以圖形方式定義另ー個電刺激區(qū)域的圖示的用戶輸入、所述至少ー個電刺激區(qū)域移動、和所述至少ー個電刺激區(qū)域拉伸中的至少ー者。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還被構(gòu)造為 將所述至少ー個定義電極的確定的所述電刺激貢獻值與閾值進行比較；以及 基于所述比較來確定所述至少ー個定義電極是否將用于遞送所述電刺激治療的至少一部分。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還被構(gòu)造為 為用戶產(chǎn)生和顯示基于所述至少ー個定義電極的區(qū)域范圍指示。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其中顯示給所述用戶的所述區(qū)域范圍指示提供所述至少ー個定義電極對所述至少ー個刺激區(qū)域的相對電刺激貢獻值的視覺指示。
57.ー種用于植入式電刺激器的程控器，所述程控器包括 用戶界面，接收用戶輸入，所述用戶輸入包括以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域；以及 處理器，基于所述用戶輸入來定義程序以控制由所述植入式電刺激器元件向患者的至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療， 其中所述處理器被構(gòu)造為將所述至少ー個區(qū)域的解剖圖示與所述元件的至少ー個圖像進行組合。
58.ー種方法，包括 接收以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域的用戶輸入； 將所述至少ー個區(qū)域的解剖圖示與植入式電刺激器元件的至少ー個圖像進行組合；以及 基于所述用戶輸入來定義程序以控制由所述植入式電刺激器元件向所述至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療。
59.一種設備，包括 用于接收以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域的用戶輸入的裝置； 用于將所述至少ー個區(qū)域的解剖圖示與植入式電刺激器元件的至少ー個圖像進行組合的裝置；以及 用于基于所述用戶輸入來定義程序以控制由所述植入式電刺激器元件向所述至少一個區(qū)域遞送電刺激治療的裝置。
60.一種計算機可讀介質(zhì)，包括指令，所述指令在執(zhí)行時致使處理器 接收以圖形方式為患者的至少ー個區(qū)域定義至少ー個電刺激區(qū)域的用戶輸入； 將所述至少ー個區(qū)域的解剖圖示與植入式電刺激器元件的至少ー個圖像進行組合；以及 基于所述用戶輸入來定義程序以控制由所述植入式電刺激器元件向所述至少ー個區(qū)域遞送電刺激治療。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于遞送電刺激治療的醫(yī)療設備的各種程序設計技術，所述程序設計技術可包括在離散電刺激參數(shù)和表示由所述參數(shù)產(chǎn)生的刺激區(qū)域的所述電刺激圖示之間建立映射。在一個實例中，本發(fā)明描述了下述方法，其包括通過電刺激器的程控器接收用戶輸入，所述用戶輸入以圖形方式操縱顯示在所述程控器上的至少一個電刺激區(qū)域的圖示(830)的尺寸和形狀中的至少一者；以及基于所述用戶輸入來定義程序以控制電刺激治療的遞送。
文檔編號A61N1/372GK102725023SQ201080044985
公開日2012年10月10日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者A·西格納爾, B·A·胡赫塔, J·P·戴維斯, N·A·托格森, R·M·薩哈斯拉布德, S·M·格茨, S·格卡達斯 申請人:麥德托尼克公司