用于對神經刺激脈沖模式進行編程的圖形用戶界面的制作方法

在一示例中，神經刺激能量以電神經刺激脈沖的形式被遞送。使用指定神經刺激脈沖的模式的空間(哪里要刺激)、時間(何時要刺激)、和信息(指引神經系統(tǒng)如期望那樣響應的脈沖模式)方面的刺激參數來控制遞送。許多當前神經刺激系統(tǒng)被編程為利用一個或幾個均勻波形來持續(xù)地或突發(fā)地遞送周期脈沖。然而，人類神經系統(tǒng)使用具有更復雜的模式的神經信號來通信各種類型的信息，包括疼痛、壓力、溫度等的感覺。神經系統(tǒng)可以將具有簡單刺激模式的人工刺激解釋為非自然現象，并且用意外的和非期望的感覺和/或移動來響應。例如，引起非目標組織或器官的感覺異常和/或振動的一些神經刺激治療是已知的。

最近研究已經表明可以改進某些神經刺激治療的有效性和效力，并且通過使用仿真人體中觀察到的自然模式的神經信號的神經刺激脈沖模式來降低它們的副作用。雖然，現代電子學可以滿足生成這樣的復雜的脈沖模式的需要，但是神經刺激系統(tǒng)的能力取決于其在很大程度上的后制造可編程性。例如，復雜的脈沖模式在當其為患者定制時或許僅獲益該患者，以及在制造時預定的波形模式可以大體上限制定制的可能性。在各個應用中，定制可以要求逐脈沖的可編程性并且進行完整脈沖模式的編程是挑戰(zhàn)性任務。在患者在臨床設置的情況下，由于這樣的任務至少部分可以由用戶(比如醫(yī)師或者其他照看者)來執(zhí)行，因此存在一種針對用于對神經刺激脈沖模式進行編程的直覺、使用親和的方法和系統(tǒng)的需要。

技術實現要素：

一種用于通過多個電極來遞送神經刺激脈沖的系統(tǒng)的示例(例如，“示例1”)可以包括：存儲裝置、編程控制電路和圖形用戶界面(GUI)。存儲裝置可以被配置為存儲多個單獨可限定的波形。編程控制電路可以被配置為根據神經刺激脈沖的模式來生成控制神經刺激脈沖的遞送的多個刺激參數。GUI耦接到存儲裝置和控制電路，并且可以被配置為使用選自多個單獨可限定的波形中的一個或多個波形來限定神經刺激脈沖的模式。GUI可以進一步被配置為顯示每一個可選擇用于對多個單獨可限定的波形中的波形進行訪問的波形標記，并且響應于多個波形標記中的波形標記的選擇來顯示波形生成器。波形生成器可以被配置為呈現訪問的波形的圖形表示并且允許通過在GUI上編輯訪問的波形的圖形表示來調整訪問的波形。

在示例2中，示例1的主題可以可選擇地被配置使得波形標記包括每一個可選擇用于將新波形添加至多個單獨可限定的波形的一個或多個波形附加標記，并且響應于一個或多個波形附加標記中的波形附加標記的選擇而顯示的波形生成器允許新波形的圖形表示在GUI上的創(chuàng)建和編輯。

在示例3中，示例1和2的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得GUI被配置為通過視覺上指示限定訪問的波形的參數來顯示訪問的波形的圖形表示并且允許用戶對限定訪問的波形的視覺上指示出的參數中的一個或多個參數的修改。

在示例4中，示例1-3中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得GUI包括觸摸屏并且被配置為在觸摸屏上顯示訪問的波形的圖形表示并且允許通過在觸摸屏上編輯圖形表示來調整訪問的波形。

在示例5中，示例1-3中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得GUI被配置為將存儲的多個單獨可限定的波形組織成包括多個等級的分層結構，并且允許多個等級中的每一個等級的每一個波形包括一個或多個更低等級的一個或多個波形。

在示例6中，示例5中的主題可以可選擇地被配置使得GUI被配置為將存儲的多個單獨可限定的波形組織成嵌套分層結構，嵌套分層結構包括：第一等級，其包括一個或多個基礎波形；第二等級，其包括每一個包括了選自第一等級的一個或多個基礎波形的一個或多個波形組；以及第三等級，其包括每一個包括了選自第二等級的一個或多個波形組的一個或多個波形組群組。

在示例7中，主題示例6可以可選擇地被配置使得一個或多個基礎波形包括神經刺激脈沖中的一個或多個脈沖，該一個或多個脈沖每一個由脈沖參數集合來限定。

在示例8中，示例6和7中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得存儲裝置進一步被配置為存儲多個單獨可限定的字段，每一個由通過其遞送一個或多個基礎波形中的基礎波形的脈沖的多個電極中的一個或多個電極來限定。GUI進一步被配置為顯示字段標記，每一個可選擇用于對多個單獨可限定的字段中的字段進行訪問，并且響應于多個字段標記中的字段標記的選擇來顯示字段生成器。字段生成器被配置為呈現訪問的字段的圖形表示，并且允許通過在GUI上編輯訪問的字段的圖形表示來調整訪問的字段。字段標記包括每一個可選擇用于將新字段添加到多個單獨可限定的波形的一個或多個字段附加標記。響應于一個或多個字段附加標記中的字段附加標記的選擇而顯示的字段生成器允許新字段的圖形表示在GUI上的創(chuàng)建和編輯。

在示例9中，示例7和8中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得一個或多個波形組包括一個或多個脈沖組(PG)，每一個由指定選自存儲的一個或多個脈沖中的一個或多個脈沖以及指定的一個或多個脈沖中的每一個脈沖的時序的PG參數集合來限定。

在示例10中，示例9的主題可以可選擇地被配置使得一個或多個波形組群組包括一組或多個脈沖組群組(PGP)，每一個由指定選自存儲的一個或多個PG中的一個或多個PG以及指定的一個或多個PG中的每一個PG的時序的GPG參數集合來限定。

在示例11中，示例5-10中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得GUI包括多個顯示模式以及被配置為接收來自多個顯示模式的顯示模式的選擇的顯示模式輸入，顯示模式每一個指定要針對分層結構中的每一個等級而顯示的細節(jié)的等級。

在示例12中，示例1-11中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置為進一步包括編程器和可植入神經刺激器。編程器包括存儲裝置、控制電路和GUI?？芍踩肷窠洿碳て骺梢员慌渲脼楸获罱拥蕉鄠€電極并且被通信地耦接到編程器。可植入神經刺激器包括用于通過選自多個電極的電極集合來產生和遞送神經刺激脈沖中的每一個的刺激輸出電路，以及用于使用指定神經刺激脈沖的模式的多個刺激參數來控制神經刺激脈沖的遞送的刺激控制電路。

在示例13中，示例1-12中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得編程控制電路被配置為相對于安全規(guī)則的約束來檢查多個刺激參數。

在示例14中，示例1-13中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得GUI被配置為允許多個單獨可限定的波形中的波形從系統(tǒng)的導出。

在示例15中，示例1-14中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地被配置使得GUI被配置為允許將波形至系統(tǒng)中的導入以被添加至多個單獨可限定的波形。

還提供了一種用于通過多個電極來遞送神經刺激脈沖的方法的示例(例如，“示例16”)。該方法包括：存儲多個單獨可限定的波形；使用GUI來限定神經刺激脈沖的模式，神經刺激脈沖的模式包括選自存儲的多個單獨可限定的波形中的一個或多個波形；使用GUI來顯示波形標記，波形標記每一個可選擇用于對多個單獨可限定的波形中的波形進行訪問；從用戶接收對顯示的波形標記中的波形標記的選擇，選出的波形標記與訪問的波形相關聯；使用GUI來顯示訪問的波形的圖形表示；并且允許通過用戶在GUI上編輯訪問的波形的圖形表示來調整訪問的波形。

在示例17中，示例16的主題可以可選擇地進一步包括導出多個單獨可限定的波形中的波形以用于與一個或多個其他用戶共享。

在示例18中，示例16和17中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地進一步包括導入來自另一用戶的波形以被添加到多個單獨可限定的波形。

在示例19中，示例16-18中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地進一步包括一個或多個波形附加標記，每一個可選擇用于將新波形添加到多個單獨可限定的波形，并且示例16-18中的任何一個或任何組合的主題可以進一步包括允許用戶在GUI上創(chuàng)建和編輯新波形的圖形表示。

在示例20中，如示例16-19中的任何一個或任何組合中發(fā)現的顯示訪問的波形的圖形表示的主題可以可選擇地進一步包括在GUI的觸摸屏上視覺上指示限定訪問的波形的參數，如示例16-19中的任何一個或任何組合中發(fā)現的允許調整訪問的波形的主題可以可選擇地進一步包括允許用戶使用觸摸屏來對限定訪問的波形的參數中的一個或多個參數的調整。

在示例21中，示例16-20中的任何一個或任何組合的主題可以進一步包括：將存儲的多個單獨可限定的波形組織成包括多個等級的分層結構，并且允許多個等級中的每一個等級的每一個波形包括一個或多個更低等級的一個或多個波形。

在示例22中，如示例21中發(fā)現的存儲多個單獨可限定的波形的主題可以可選擇地包括：存儲神經刺激脈沖中的一個或多個脈沖，一個或多個脈沖每一個由脈沖參數集合來限定；存儲一個或多個脈沖組(PG)，每一個由指定選自存儲的一個或多個脈沖中的一個或多個脈沖以及指定的一個或多個脈沖中的每一個脈沖的時序的PG參數集合來限定；并且存儲一個或多個脈沖組群組(GPG)，每一個由指定選自存儲的一個或多個PG中的一個或多個PG以及指定的一個或多個PG中的每一個PG的時序的GPG參數集合來限定。

在示例23中，示例16-22中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地進一步包括：存儲多個單獨可限定的字段，每一個由選自多個電極的一個或多個電極來限定并且被指派給通過一個或多個電極遞送的存儲的一個或多個脈沖中的脈沖；使用GUI來顯示字段標記，字段標記每一個可選擇用于對單獨可限定的字段中的字段進行訪問；從用戶接收對顯示的字段標記中的字段標記的選擇，選出的字段標記與訪問的字段相關聯；使用GUI來顯示訪問的字段的圖形表示；并且允許通過用戶在GUI上編輯訪問的字段的圖形表示來調整訪問的字段。

在示例24中，示例16-23中的任何一個或任何組合的主題可以可選擇地進一步包括：向可植入神經刺激器發(fā)送多個刺激參數；遞送來自可植入神經刺激器的神經刺激脈沖；并且使用被發(fā)送給可植入神經刺激器的多個刺激參數來控制神經刺激脈沖的遞送。

在示例25中，示例24的主題可以可選擇地進一步包括在向可植入神經刺激器發(fā)送多個刺激參數之前相對于安全規(guī)則的約束來檢查多個刺激參數。

該總結是本申請的教導中的一些的概述，并且并不意圖為本主題的獨有或徹底的治療。關于本主題的進一步細節(jié)在詳細的描述和隨附權利要求中被發(fā)現。在閱讀和理解下面詳細描述以及查看形成其的一部分的附圖時，本公開的其他方面對于本領域的技術人員會是顯而易見的，其他方面中的每一個將不以限制的意義而采納。本公開的范圍由隨附權利要求和其合法等價物來限定。

附圖說明

附圖借由示例總體上示出了本發(fā)明文檔中討論的各個實施例。附圖僅是出于示例性的目的并且可能不會縮放。

圖1示出神經刺激系統(tǒng)的實施例。

圖2示出刺激裝置和引線系統(tǒng)的比如可以在圖1的神經刺激系統(tǒng)中實現的實施例。

圖3示出編程裝置的比如可以在圖1的神經刺激系統(tǒng)中實現的實施例。

圖4示出可植入神經刺激系統(tǒng)和在其中可以使用該系統(tǒng)的環(huán)境的部分。

圖5示出可植入神經刺激系統(tǒng)的比如圖4的可植入系統(tǒng)的可植入刺激器和一個或多個引線的實施例。

圖6示出可植入神經刺激系統(tǒng)的比如圖4的外部系統(tǒng)的外部編程器的實施例。

圖7是在分層結構中組織的神經刺激的波形的實施例的圖示。

圖8示出圖7的波形的更具體的實施例。

圖9示出神經刺激脈沖的實施例。

圖10示出脈沖組(PG)的實施例。

圖11A和11B每一個示出脈沖組群組(PGP)的實施例。

圖12示出刺激脈沖的模式的實施例。

圖13示出用于控制神經刺激脈沖的遞送的方法的實施例。

圖14示出用于波形構建的方法的實施例。

圖15是用于構建字段的圖形用戶界面(GUI)的屏幕的實施例的圖示。

圖16示出用于構建脈沖的屏幕的實施例。

圖17進一步示出用于構建脈沖的屏幕的實施例。

圖18示出用于構建PG的屏幕的實施例。

圖19進一步示出用于構建PG的屏幕的實施例。

圖20示出用于構建GPG的屏幕的實施例。

圖21示出允許對于脈沖、PG和GPG進行訪問的GUI的屏幕的實施例。

圖22示出允許對于脈沖、PG和GPG進行訪問的GUI的屏幕的實施例。

圖23示出允許對于脈沖、PG和GPG進行訪問的GUI的屏幕的實施例。

具體實施方式

在下面詳細描述中，對形成其一部分的附圖進行參考，并且借由圖示來示出可以實踐本發(fā)明的特定實施例。這些實施例足夠詳細被描述以使本領域的技術人員能夠實踐本發(fā)明，并且應當理解實施例可以被組合，或者其他實施例可以被使用以及可以進行結構、邏輯和電子變化，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。對于本公開中的“一”、“一個”、或“各個”實施例的引用對于相同的實施例不是必要的，并且這樣的引用預示多于一個實施例。下面詳細描述提供示例，并且本發(fā)明的范圍通過隨附權利要求和其合法的等價物來限定。

本文檔討論了一種使用圖形用戶界面(GUI)來對神經刺激脈沖模式進行編程的方法和系統(tǒng)。神經科學和神經刺激研究的改進已經導致一種針對各種類型的治療來使用復雜和/或單獨優(yōu)化的神經刺激脈沖模式的需求。治療各種類型的失調的神經刺激系統(tǒng)的能力會由這樣的神經刺激脈沖模式的編程能力來限制。在各個實施例中，本系統(tǒng)允許神經刺激脈沖的模式的定制定義，其包括作為模式的構建塊的波形的定制定義。這樣的定制定義通過使用GUI來實現，該GUI使用戶通過針對每個模式創(chuàng)建和編輯相對簡單單獨構建塊的圖形表示來執(zhí)行神經刺激脈沖的潛在非常復雜模式的定制定義變得可能。在各個實施例中，單獨可限定的波形可以包括：脈沖；脈沖組，每一個包括不同脈沖，其每一個以可控工作周期按序定時；和脈沖組群組，每一個包括不同脈沖組，其每一個以可控工作周期按序定時。在各個實施例中，本系統(tǒng)為神經刺激模式提供不限于在制造時預定的波形，從而適應神經刺激脈沖模式的定制的需要和針對可以例如起因于神經刺激的未來研究的新類型的神經刺激脈沖模式的需要。這或許還促進可以被用戶配置用于通過使用GUI對裝置進行編程來遞送特定類型的神經刺激治療的通用神經刺激裝置的設計。

圖1示出神經刺激系統(tǒng)100的實施例。系統(tǒng)100包括：電極106、刺激裝置104和編程裝置102。電極106被配置為被放置在患者中的一個或多個神經目標之上或在其附近。刺激裝置104被配置為電連接到電極106并且將神經刺激能量、比如以電脈沖的形式通過電極106遞送至一個或多個神經目標。通過使用多個刺激參數、比如指定了電脈沖的模式的刺激參數和通過其遞送每個電脈沖的電極的選擇，來控制神經刺激的遞送。在各個實施例中，多個刺激參數中的至少一些參數由用戶(比如使用系統(tǒng)100來治療病人的醫(yī)師或其他照看者)可編程。編程裝置102提供給用戶對于用戶可編程參數的可訪問性。在各個實施例中，編程裝置102被配置為經由有線或無線鏈路而通信耦接到刺激裝置。

在各個實施例中，編程裝置102包括圖形用戶界面(GUI)，其允許用戶通過創(chuàng)建和/或編輯各個波形的圖形表示來設置和/或調整用戶可編程參數值。這樣的波形可以包括例如待被遞送至患者的神經刺激脈沖的模式的波形以及可被用作神經刺激脈沖的模式的構建塊的單獨波形。這樣的單獨波形的示例包括如下面進一步討論的脈沖、脈沖組和脈沖組群組。用戶還可以被允許限定對于每一個單獨限定的波形特定的電極選擇。

圖2示出刺激裝置204和引線系統(tǒng)208、比如可以在神經刺激系統(tǒng)100中實現的實施例。刺激裝置204表示刺激裝置104的實施例并且包括刺激輸出電路212和刺激控制電路214。刺激輸出電路212產生并且遞送神經刺激脈沖。刺激控制電路214使用指定神經刺激脈沖的模式的多個刺激參數來控制神經刺激脈沖的遞送。引線系統(tǒng)208包括一個或多個引線，每一個被配置為電連接到刺激裝置204和分布在一個或多個引線中的多個電極206。多個電極206包括電極206-1、電極206-2、…電極206-N，每一個單獨電傳導接觸以提供在刺激輸出電路212和患者的組織之間的電接口，其中N≥2。從刺激輸出電路212通過選自電極206的電極集合來遞送神經刺激脈沖每一個。在各個實施例中，神經刺激脈沖可以包括一個或多個單獨限定的脈沖，并且該電極集合可以由用戶單獨可限定以用于單獨限定的脈沖中的每一個。

在各個實施例中，引線的數量和在每一個引線上的電極的數量取決于例如神經刺激的一個或多個目標的分布和用于控制每一個目標處的電場的分布的需要。在作為用于通過GUI編程的討論的示例的圖15-23中的每個中示出的各個實施例中，引線系統(tǒng)包括2個引線，每一個具有8個電極。

圖3示出編程裝置302、比如可以在神經刺激系統(tǒng)100中實現的實施例。編程裝置302表示編程裝置102的實施例并且包括存儲裝置318、編程控制電路316和GUI 310。存儲裝置318存儲多個單獨可限定的波形。編程控制電路316根據神經刺激脈沖的模式來生成控制神經刺激脈沖的遞送的多個刺激參數。GUI310表示GUI 110的實施例并且允許用戶使用選自多個單獨可限定的波形的一個或多個波形來限定神經刺激脈沖的模式。在各個實施例中，GUI 310被配置為顯示波形標記，每一個可選擇用于對于多個單獨可限定的波形中的波形的訪問，并且被配置為響應于多個波形標記中的波形標記的選擇來顯示波形生成器。波形生成器被配置為表示訪問的波形的圖像表示并且允許訪問的波形通過使用GUI 310來編輯訪問的波形的圖形表示而被調整。

在示出的實施例中，GUI 310包括允許用戶使用手指或探針來編輯訪問的波形的圖形表示的觸摸屏320。在各個實施例中，GUI 310包括任何類型的呈現裝置，比如交互式或非交互式屏幕和允許用戶編輯訪問的波形的圖形表示的任何類型的用戶輸入裝置，比如觸摸屏、鍵盤、按鍵、觸摸板、軌跡球、控制桿和鼠標。在一實施例中，GUI 310通過在觸摸屏320上視覺上指示限定訪問波形的參數而顯示訪問波形的圖形表示，并且允許用戶使用觸摸屏320來修改視覺上指示的參數中的一個或多個參數，比如通過拖拉訪問的波形中的一個或多個段。

在各個實施例中，包括本文檔中討論的其各個實施例的、神經刺激100的電路可以使用硬件和軟件的組合來實現。例如，包括本文檔中討論的其各個實施例的GUI 100的電路、刺激控制電路214和編程控制電路315可以使用被構建為執(zhí)行一個或多個特定功能的專用電路或者被編程以執(zhí)行一個或多個這樣的功能的通用電路而被實現。這樣的通用電路包括但不限于微處理器或其一部分、微控制器或其一部分和可編程邏輯電路或其一部分。

圖4示出可植入的神經刺激系統(tǒng)400和在其中可以使用系統(tǒng)400的環(huán)境的一部分。系統(tǒng)400包括可植入系統(tǒng)422、外部系統(tǒng)402以及在可植入系統(tǒng)422和外部系統(tǒng)402之間提供無線通信的遙測鏈路426。可植入系統(tǒng)422在圖4中被示出為被植入在患者的身體499中。

可植入系統(tǒng)422包括可植入刺激器(還被稱作可植入脈沖生成器、或IPG)、引線系統(tǒng)424和電極406，其分別表示刺激裝置204、引線系統(tǒng)208和電極206的實施例。外部系統(tǒng)402表示編程裝置302的實施例。在各個實施例中，外部系統(tǒng)402包括每一個允許用戶和/或患者與可植入系統(tǒng)422通信的一個或多個外部(非可植入)裝置。在一些實施例中，外部402包括用來使用戶初始化和調整可植入刺激器404的設置的編程裝置和用來供患者使用的遠程控制裝置。例如，遠程控制裝置可以允許患者打開和關閉可植入刺激器404和/或調整多個刺激參數的某些患者可編程的參數。

圖5示出可植入神經刺激系統(tǒng)、比如可植入系統(tǒng)422的可植入刺激器404和一個或多個引線424的實施例?？芍踩氪碳て?04可以包括僅當刺激器具有感測能力時可選擇的和被需要的感測電路530、刺激輸出電路212、刺激控制電路514、植入存儲裝置532、植入遙測電路534和電源536。當被包括和被需要時，感測電路530出于患者監(jiān)視和/或神經刺激的反饋控制的目的來感測一個或多個生理信號。一個或多個生理信號的示例包括神經和其他信號，每一個指示由神經刺激治療的患者的情況和/或患者對于神經刺激的遞送的響應。刺激輸出電路212通過引線424而電連接到電極406，并且通過選自電極406的電極集合來遞送神經刺激脈沖中的每一個。刺激控制電路514表示刺激控制電路214的實施例并且使用指定神經刺激脈沖的模式的多個刺激參數來控制神經刺激脈沖的遞送。在一實施例中，刺激控制電路514使用一個或多個感測到的生理信號來控制神經刺激脈沖的遞送。植入遙測電路534提供具有與另一裝置、比如外部系統(tǒng)402的裝置進行無線通信(包括接收來自外部系統(tǒng)402的多個刺激參數的值)的可植入刺激器404。植入存儲裝置532存儲多個刺激參數的值。電源536為可植入刺激器404提供用于其操作的能量。在一實施例中，電源536包括電池。在一實施例中，電源536包括可充電電池和用于對可充電電池進行充電的電池充電電路。植入遙測電路534還可以起通過感應耦接來接收發(fā)送自外部系統(tǒng)402的功率的功率接收器的作用。

在各個實施例中，感測電路530(如果被包括的話)、刺激輸出電路212、刺激控制電路514、植入遙測電路534、植入存儲裝置532和電源536被封裝在氣密密封的可植入殼體中。在各個實施例中，一個或多個引線424被植入，使得電極406被放置在神經刺激脈沖待被遞送的一個或多個目標上和/或在其周圍，同時可植入刺激器404皮下被植入并且在植入時連接到引線424。

圖6示出可植入神經刺激系統(tǒng)(比如外部系統(tǒng)402)的外部編程器602的實施例。外部編程器602表示編程裝置302的實施例，并且包括外部遙測電路640、外部存儲裝置618、編程控制電路616和GUI 610。

外部遙測電路640提供與另一裝置(比如可植入刺激器404)經由遙測鏈路426進行無線通信(包括向可植入刺激器404發(fā)送多個刺激參數)的外部編程器602。在一實施例中，外部遙測電路640還通過導電性耦接將功率發(fā)送給可植入刺激器404。

外部存儲裝置618存儲每一個可選擇用作神經刺激脈沖的模式的一部分的多個單獨可限定的波形。在各個實施例中，多個單獨可限定的波形中的每一個波形包括神經刺激脈沖中的一個或多個脈沖，并且可以包括多個單獨可限定的波形中的一個或多個其他波形。下面參考圖7和8來討論波形的示例。外部存儲裝置618還存儲多個單獨可限定的字段。多個單獨可限定的波形中的每一個波形與多個單獨可限定的字段中的一個或多個字段相關聯。多個單獨可限定的字段中的每一個字段由通過其來遞送神經刺激脈沖中的脈沖的多個電極中的一個或多個電極和在一個或多個電極上的脈沖的電流分布來限定。

編程控制電路616表示編程控制電路316的實施例，并且基于神經刺激脈沖的模式而生成多個刺激參數，其被發(fā)送給可植入刺激器404。使用選自存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形的一個或多個波形來限定模式。在各個實施例中，編程控制電路616相對于安全規(guī)則檢查多個刺激參數的值以將這些值限制在安全規(guī)則的約束內。在一實施例中，安全規(guī)則是啟發(fā)式規(guī)則。

GUI 610表示GUI 310的實施例并且允許用戶使用選自存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形的一個或多個波形來限定神經刺激脈沖的模式，將新的波形添加到存儲的多個單獨可限定的波形，并且修改存儲的多個單獨可限定的波形中的波形。在示出的實施例中，GUI 610包括用于允許用戶在屏幕上編輯神經刺激脈沖的模式和波形的圖形表示的觸摸屏620。在各個實施例中，GUI 610包括任何類型的呈現和適合于供用戶使用以限定和修改神經刺激脈沖和波形的模式的用戶輸入裝置。

在各個實施例中，GUI 610顯示波形標記，每一個可選擇用于將新波形添加到存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形或者用于調整存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形中的波形。波形標記每一個可以被呈現為按鈕、選項卡或識別波形的另一符號。響應于被選擇的多個波形標記中的波形標記，GUI 610顯示波形生成器。波形生成器包括通過編輯圖形表示可調整的波形的圖形表示?？烧{整的波形是待被添加的新波形或者待被調整的存儲的波形。編輯可以包括例如例如修改、刪除、復制和重復圖形表示的部分。在各個實施例中，GUI 610允許用戶使用文本和/或圖形命令來編輯波形的圖形表示。在各個實施例中，GUI 610允許用戶通過比如在觸摸屏620上直接操縱圖形表示來編輯波形的圖形表示。在各個實施例中，波形的圖形表示視覺上指示限定波形的參數，包括振幅和時序參數。在一實施例中，限定波形的所有參數可以由用戶使用GUI 610來調整。在各個實施例中，限定波形的參數包括指定被指派給波形的字段的字段參數。字段參數指定一個或多個電極和在一個或多個電極上的電流分布。

在各個實施例中，GUI 610顯示字段標記，每一個可選擇用于將新字段添加到存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的字段或者調整多個存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的字段中的字段。字段標記每一個可以被呈現為按鈕、選項卡或者識別字段的其他符號。響應于被選擇的波形標記的字段標記，GUI 610顯示字段生成器。字段生成器包括通過編輯圖形表示可調整的字段的圖形表示。可調整的字段由選自多個電極406的一個或多個電極和在選出的一個或多個電極上的電路分布而被呈現?？烧{整的字段是待被添加的新字段或者待被調整的存儲的字段。電流分布可以由與選出的一個或多個電極中的每一個電極相關聯的百分比而被指定。在各個實施例中，存儲的多個單獨可限定的字段中的每一個字段可以被指派給存儲的多個單獨可限定的波形中的波形或者該波形的一部分。在各個實施例中，視覺標記、比如各個顏色和/或文本被應用以將字段與波形或者字段被指派的一部分波形相關聯。

在各個實施例中，GUI 610允許存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形中的波形從外部編程器602的導出。在各個實施例中，GUI 610允許波形至外部編程器602中的導入以被添加至存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形。在各個實施例中，GUI 610允許存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的字段中的字段從外部編程器602的導出。在各個實施例中，GUI 610允許字段至外部編程器602中的導入以被添加到存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的字段。在一實施例中，這樣的導入和導出經由互聯網或者云而在用于共享波形的論壇中被執(zhí)行。這樣的導入和導出使用戶能夠與使用相同的或相似的神經刺激系統(tǒng)來治療患者的用戶社區(qū)中的其他用戶共享波形和/或字段。

圖7是在層次結構中組織的神經刺激的波形的實施例的圖示。波形可以包括例如待被遞送至患者的神經刺激脈沖的模式的波形和被用作神經刺激脈沖的模式的構建塊的單獨波形。在一實施例中，存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形中的波形被組織到這樣的層次結構中，其包括多個等級(層)。每一個等級的波形包括一個或多個更低等級的一個或多個波形。

在示出的實施例中，存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形中的波形被組織到具有N個等級的嵌套分層結構中，其中N≥2。等級1包括一個或多個波形(波形1-1、波形1-2、…波形1-J，其中J≥1)。等級2包括一個或多個波形(波形2-1、波形2-2、…波形2-K，其中K≥1)，每一個包括選自等級1的波形中的一個或多個。等級3包括一個或多個波形(波形3-1、波形3-2、…波形3-L，其中L≥1)，每一個包括選自等級2的波形中的一個或多個?？傊燃塏包括一個或多個波形(波形N-1、波形N-2、…波形2-M，其中M≥1)，每一個包括選自等級N-1的波形中的一個或多個。等級N-1的一個或多個波形可以被選擇多次以被包含在等級N的波形中。

在一示例中，存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形中的波形被組織到具有三個等級(N＝3)的嵌套分層結構中。等級1包括一個或多個基礎波形。等級2包括一個或多個波形組，每一個包括選自等級1的一個或多個基礎波形。等級3包括一個或多個波形組群組，每一個包括選自等級2的一個或多個波形組。在一實施例中，神經刺激脈沖的模式包括選自等級3的一個或多個波形組群組的一個或多個波形。在各個實施例中，神經刺激脈沖的模式可以包括如由用戶確定出的來自任何一個、兩個、或者三個等級的波形的任何組合。

圖8示出圖7的波形的更多的特定的實施例。在示出的實施例中，存儲在外部存儲裝置618中的多個單獨可限定的波形中的波形被組織到具有三個等級(N＝3)的嵌套分層結構中。

等級1包括一個或多個脈沖(P1、P2、…PJ，其中J≥1)，每一個由脈沖參數集合獨立地限定。該脈沖參數集合指定存儲的多個單獨可限定的字段中的字段，一個或多個脈沖中的每一個脈沖的振幅、形狀和時序。圖9示出具有振幅(A)和脈沖寬度(PW)的單相脈沖的神經刺激脈沖的實施例。單相脈沖被用于更高等級的波形的簡單圖示，同時等級1的一個或多個脈沖每一個可以包括適合于神經刺激的任何脈沖波形。在各個實施例中，神經刺激脈沖每一個可以具有正方形、矩形或者包括如由用戶限定的具有任意形狀的那些的其他波形。

等級2包括一個或多個脈沖組(PG1、PG2、…PGK，其中K≥1)，每一個由PG參數集合獨立限定。一個或多個PG每一個包括選自等級1中的一個或多個脈沖的一個或多個脈沖。該PG參數集合指定一個或多個脈沖和一個或多個脈沖中的每一個脈沖的時序。圖10示出PG的實施例。在示出的實施例中，使用脈沖間間隔(IPI)來指定每一個脈沖的時序，所述脈沖間間隔是兩個相鄰脈沖之間的時間間隔。

等級3包括一個或多個脈沖組群組(GPG1、GPG2、…GPGL，其中L≥1)，每一個由GPG參數集合來獨立限定。一個或多個GPG每一個包括選自等級2的一個或多個PG的一個或多個PG。該GPG參數集合指定一個或多個PG以及一個或多個PG中的每一個PG的時序。圖11A和11B每一個示出GPG的實施例。使用偏移來指定每一個PG的時序，該偏移是該GP的起點和GPG的起點(或者GPG中的第一個PG的起點)之間的時間間隔。在圖11A中示出的實施例中，PG從一個或多個刺激輸出通道連續(xù)被遞送，具有被設置以避免脈沖在時間上的重疊的偏移。在圖11B中示出的實施例中，PG可以從多個刺激輸出通道中平行地被遞送，并且偏移可以被設置為短至零以用于PG的同時遞送。

在一實施例中，神經刺激脈沖的模式包括選自等級3的一個或多個GPG的一個或多個波形。即，神經刺激脈沖的模式包括選自存儲的一個或多個GPG的一個或多個GPG，存儲的一個或多個GPS每一個包括選自存儲的一個或多個PG的一個或多個PG，并且存儲的一個或多個PG每一個包括選自存儲的一個或多個脈沖的一個或多個脈沖。圖12示出刺激脈沖的模式的實施例，其包括具有OFF周期的周期性重復的GPG，在該OFF周期期間沒有神經刺激脈沖被遞送。在各個實施例中，神經刺激脈沖的模式可以包括如由用戶確定出的脈沖、PG和GPG的任何組合。

在各個實施例中，GUI 610可以以多個顯示模式來操作，每一個模式指定待被顯示的多個單獨可限定的波形中的一個或多個波形。在一實施例中，GUI 610可以顯示接收來自用戶的顯示模式的選擇的模式輸入。例如，僅由用戶選出的波形根據顯示模式中的一個而詳細被顯示，并且由用戶選出的、分層結構中的等級的一個或多個波形可以根據顯示模式中的另一個而詳細被顯示。

在各個實施例中，GUI 610可以被配置為允許縮放PG的振幅和時間維度(其中在PG內的所有脈沖被縮放)。振幅的縮放可以遞增地被進行，使得用戶可以以遞增增加的方式來體驗它。時間的縮放還可以遞增地被進行。在一實施例中，時間的縮放可以被進行同時保留脈沖形狀常量(即，僅增加/減少脈沖間間隔)。

在各個實施例中，GUI 610可以被配置為允許保存、加載、導出和導入PG和GPG。這允許與用戶社區(qū)中的其他用戶共享神經刺激的有用波形和模式。

在各個實施例中，GUI 610可以被配置為允許針對分層結構中的每一個等級來對工作周期進行編程。在各個實施例中，GUI 610可以被配置為允許以“補充(tonic)”模式的給定脈沖設計的測試，該模式允許用戶調整振幅并且另外特征化脈沖。同樣地，GUI 610可以被配置為支持以補充模式的PG或GPG的測試。在各個實施例中，在沒有OFF周期的情況下，脈沖、PG或GPG可以持續(xù)地被遞送。

圖13示出用于通過多個電極來控制神經刺激脈沖的遞送的方法1300的實施例。在一實施例中，使用系統(tǒng)100來執(zhí)行方法1300，包括如本文檔中討論的其元件的各個實施例。在各個實施例中，編程裝置102、編程裝置302、和外部編程器602每一個可以被編程以執(zhí)行方法1300。

在1302處，存儲多個單獨可限定的波形。在各個實施例中，存儲的多個單獨可限定的波形被組織到包括多個等級的分層結構中。多個等級中的每一個等級的每一個波形可以包括一個或多個更低等級的一個或多個波形。在各個實施例中，存儲的多個單獨可限定的波形可以包括神經刺激脈沖中的一個或多個脈沖、一個或多個脈沖組(PG)和一個或多個脈沖組群組(GPG)。一個或多個脈沖每一個由脈沖參數集合來限定。一個或多個PG每一個由指定選自存儲的一個或多個脈沖的一個或多個脈沖和指定的一個或多個脈沖的每一個脈沖的時序的PG參數集合來限定。一個或多個GPG每一個由指定選自存儲的一個或多個PG的一個或多個PG和指定的一個或多個PG的每一個PG的時序的GPG參數集合來限定。在各個實施例中，還可以存儲多個單獨可限定的字段。字段每一個由選自多個電極的一個或多個電極和在選出的一個或多個電極上的電流分布來限定，并且被指派給待通過選出的一個或多個電極被遞送的存儲的一個或多個脈沖中的脈沖。

在1304處，使用GUI來顯示波形標記。波形標記每一個可選擇用于對于多個單獨可限定的波形中的波形的訪問。在1306處，從用戶(比如醫(yī)師或其他照看者)接收來自顯示的波形標記的波形標記的選擇。選出的波形標記與訪問的波形相關聯。在1308處，使用GUI來顯示訪問的波形的圖形表示。在1310處，用戶被允許通過使用GUI來編輯訪問的波形的圖形表示而調整訪問的波形。

在各個實施例中，波形標記包括每一個可選擇用于將新波形添加至多個單獨可限定的波形的一個或多個波形附加標記。通過選擇波形附加標記，用戶被允許用戶在GUI上創(chuàng)建和編輯新波形的圖形表示。在各個實施例中，使用GUI(比如GUI的觸摸屏上)顯示訪問的波形的圖形表示，其中限定訪問的波形的參數視覺上被指示出。用戶被允許比如通過使用觸摸屏來調整限定訪問的波形的參數中的一個或多個參數。

在各個實施例中，使用GUI來顯示字段標記。字段標記是每一個可選擇用于對于多個單獨可限定的字段中的字段的訪問。從用戶接收顯示的字段標記的字段標記的選擇。選出的字段標記與訪問的字段相關聯。使用GUI來顯示訪問的字段的圖形表示。用戶可以通過在GUI上編輯訪問的字段的圖形表示來調整訪問的字段。

在1312處，通過使用GUI來限定神經刺激脈沖的模式。神經刺激脈沖的模式包括選自存儲的多個單獨可限定的波形的一個或多個波形。在1314處，根據神經刺激脈沖的模式來生成控制神經刺激脈沖的遞送的多個刺激參數。多個刺激參數被發(fā)送到刺激裝置，比如用于控制來自刺激裝置的神經刺激脈沖的遞送的可植入刺激器。在各個實施例中，在多個刺激參數被發(fā)送到刺激裝置之前，相對于安全規(guī)則的約束來檢查多個刺激參數的值。

圖14示出用于波形構建的方法1400的實施例。在一實施例中，使用系統(tǒng)100來執(zhí)行方法1400，包括本文檔中討論的其元件的各個實施例。在各個實施例中，編程裝置102、編程裝置302和外部編程器602每一個可以被編程以執(zhí)行方法1400。圖15-23示出被配置用于執(zhí)行方法1400的GUI的屏幕、比如觸摸屏的示例。GUI的示例包括本文檔中討論的任何GUI，包括GUI 110、GUI 310和GUI 610。出于圖示的目的，第一引線1524A包括電極E1-E8，第二引線1524B包括電極E9-E16，并且殼體1507被示出為使用GUI來編程的可植入系統(tǒng)的一部分。殼體1507包括被用作電極的可植入殼體的至少一部分。電極E2被選作被分配給100％的陰極電流的陰極。電極E1被選作被分配給25％的陽極電流的陽極。電極E3被選作被分配給75％的陽極電流的另一陽極。電極E15被選擇以允許用戶隨后向其分配極性和細分化電流。出于示出本文檔中討論的GUI的功能的目的，特定的數字、GUI的特征和被編程的系統(tǒng)借由示例而非限制的方式在15-23中被示出。

在1402處，限定一個或多個字段。一個或多個字段中的每一個字段由通過其遞送神經刺激脈沖中的脈沖的一個或多個電極和在一個或多個電極上的脈沖的電流分布來限定。圖15是用于構建字段的屏幕的實施例的圖示。屏幕顯示指示出5個字段被存儲的字段標記F1-F5以及允許用戶限定新字段并將其添加到存儲的字段的新字段標記“+”。在如示出的示例中，響應于被選出的字段標記F2，GUI顯示包括字段F2的圖形表示的字段生成器。用戶被允許修改電極選擇以及將電流分配給選出的電極。GUI提供命令菜單，其給用戶提供字段編輯選項。如圖15中示出的，命令的示例包括“復制”(例如，其允許用戶復制限定的字段并且將其粘貼到另一字段而作為模板)、“反轉”(其允許用戶改變波形的極性，即交換一個或多個陽極和一個或多個陰極)和“刪除”(其允許用戶刪除限定的字段，即從存儲的字段中將其移除)。

在1404處，限定一個或多個脈沖。圖16和圖17示出用于構建脈沖的屏幕的實施例。屏幕顯示指示出3個脈沖被存儲的脈沖標記P1-P3以及允許用戶限定新脈沖并且將其添加到存儲的脈沖的新脈沖標記“+”。在圖16和圖17示出的示例中，響應于選擇脈沖標記P1，如圖16中示出的，GUI顯示被指派給脈沖P1的字段(F2)和脈沖P1的脈沖寬度(PW)。用戶可以選擇字段和/或脈沖寬度以進行一個或多個修改和/或選擇高級脈沖編輯(“高級脈沖”)選項。響應于被選擇的高級脈沖編輯選項，如圖17中示出的，GUI顯示脈沖P1的圖形表示。用戶然后被允許通過編輯圖形表示、比如通過拖拽顯示出的波形的水平段來改變與該段相關聯的振幅和/或顯示出的波形的垂直段來改變與該段相關聯的時序來修改脈沖P1。在高級脈沖編輯選項下，GUI提供命令菜案，其提供給用戶脈沖編輯選項。如圖17中示出的命令的示例包括“打開”(例如，其允許用戶打開另一存儲的波形以用作模板)和“保存”(其允許用戶保存新限定的或者修改的脈沖)。

在1406處，限定一個或多個PG。圖18和圖19示出用于構建PG的屏幕的實施例。屏幕顯示指示3個PG被存儲的PG標記PG1-PG3和允許用戶限定新PG并且將其添加到存儲的PG的新PG標記“+”。在如圖18和圖19中示出的示例中，響應于被選擇的標記PG3，如圖18中示出的，GUI顯示被指派給PG1的速率(遞送頻率)。用戶可以選擇速率來改變PG遞送的頻率和/或選擇高級PG編輯(“高級脈沖組”)選項。響應于被選擇的高級PG編輯選項，如圖19中示出的，GUI顯示PG3的圖形表示。用戶然后被允許通過編輯其圖形表示來修改脈沖組PG3。在示出的實施例中，PG通過指定可被重復的脈沖和相鄰脈沖之間的脈沖間間隔而被限定。例如，如圖19中示出的，被調整的PG包括：在4.5秒的偏移之后開始的第一脈沖P1(被指派了字段F1)、在400毫秒的脈沖間間隔(其在第一脈沖P1的結束處開始)之后開始的第二脈沖P3(被指派了字段F2)、在640毫秒的脈沖間間隔(其在第一脈沖P1的結束處開始)之后開始的第三脈沖P2(被指派了字段F1)，并且然后為脈沖P4(被指派了字段F3)的10個脈沖在930毫秒的脈沖間間隔(其在第三脈沖P2的結束處開始)之后重復10次。在10個重復的脈沖P4的結束處，“(+)”符號允許用戶將更多的脈沖和脈沖間間隔添加到脈沖組PG3?！把h(huán)ON”和“循環(huán)OFF”允許用戶指定時段，在該時段期間來自PG的脈沖的遞送分別被打開(并且當必要時重復)和被關閉。在高級PG編輯選項下，GUI提供命令菜單，其提供給用戶PG編輯選項。如圖17中示出的，命令的示例包括“打開”(例如，其允許用戶打開另一存儲的波形以用作模板)和“保存”(其允許用戶保存新限定的或修改的脈沖)。

在1408處，限定了一個或多個GPG。圖20示出用于構建GPG的屏幕的實施例。屏幕顯示指示出2個PG被存儲的GPG標記GPG1和GPG2以及允許用戶限定新的GPG并將其添加到存儲的GPG的新GPG標記“+”。在圖20中示出的示例中，響應于被選擇的標記GPG1，GUI顯示被包括在GPG1中的PG(示出了PG1和PG3被包括作為示例)以及在該處GPG1待被遞送的工作循環(huán)。用戶可以修改PG的選擇以及工作循環(huán)的ON和OFF持續(xù)時間。

在1410處，限定了神經刺激脈沖的模式。在一實施例中，模式包括GPG1，其包括PG1和PG3并且以60分鐘的ON時段隨后是360分鐘的OFF時段而重復地被遞送。換句話說，神經刺激包括在7小時周期的基礎上的重復一個小時的GPG1的遞送。在各個實施例中，神經刺激脈沖的模式可以以存儲的GPG、GPG間時序參數和治療會話時序參數的任何組合而被限定。在各個其他實施例中，神經刺激脈沖的模式可以以存儲的脈沖、PG、GPG和控制了所選脈沖、PG和/或GPG的相關時序及治療會話的時序的各個時序參數的任何組合而被限定。

圖21-圖23示出允許對脈沖、PG和GPG訪問的GUI的屏幕的各個實施例。屏幕組合圖15-圖20中示出的屏幕的編程功能但是允許用戶訪問存儲的脈沖、PG和GPG中的任一個，并且允許用戶在單個屏幕上添加新的脈沖、PG和GPG。

圖21示出允許對脈沖、PG和GPG訪問的屏幕的實施例。在示出的實施例中，波形標記(包括脈沖標記P1-P7和新脈沖標記“(+)”、PG標記PG1和新PG標記“(+)”、和GPG標記GPG1-GPG4和新的GPG標記“(+)”)每一個被顯示為用于打開至對應波形生成器中的文件夾的選項卡。利用脈沖生成器顯示的“加載”命令允許用戶打開另一存儲的脈沖以例如用作脈沖模板，并且利用脈沖生成器顯示的“保存”命令允許用戶保存新限定的或修改的脈沖。利用PG生成器顯示的“加載”命令允許用戶打開另一存儲的PG以供例如脈沖模板使用，并且利用PG生成器顯示的“保存”允許用戶保存新限定的或修改的PG。

圖22和圖23每一個示出允許對脈沖、PG和GPG訪問的屏幕的另一實施例。圖22和圖23中的屏幕每一個包括圖15-圖21中示出的所有功能和視覺特征，其中差別在于特征的布局的設計。在各個實施例中，特征的布局可以被設計用于基于用戶的視覺偏好進行選擇。幾個附加命令按鈕在圖22和圖23中被示出以作為可以在GUI中提供的用戶命令的進一步示例。“保存為”命令允許用戶修改脈沖或PG并且分別保存(添加到存儲的波形)為新脈沖或PG。“應用”按鈕利用工作循環(huán)參數將選出的GPG應用為神經刺激脈沖的模式以用于對刺激裝置進行編程。“測試”按鈕允許刺激裝置出于測試的目的僅以“補充”模式來遞送訪問的波形(比如選出的脈沖或PG)。

在示出的實施例中，脈沖生成器允許用戶通過視覺上編輯其圖形表示來修改脈沖波形。在脈沖波形上的箭頭指示出如何通過拖拽來修改每一段。在一實施例中，整個脈沖波形可以被選擇用于縮放。

應理解，上述詳細描述意圖是示例性而非限制性的。在閱讀和理解上面的描述時，其他實施例對于本領域的技術人員將是顯而易見的。因此，應參考隨附權利要求以及這些權利要求賦予的等價物的全部范圍來確定本發(fā)明的范圍。

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