CN110062643A - 用于骨盆症状控制的高频神经刺激 - Google Patents

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Abstract

总体上，描述了用于递送高频神经刺激以控制一种或多种骨盆疾病的技术、方法、系统和设备。在一个示例中，一种方法包括通过配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备来标识用于抑制膀胱活动的指示。所述医疗设备响应于标识所述指示而生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率。进一步地，所述医疗设备将所述电刺激治疗递送至从由以下各项组成的组中选择的目标神经：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经。

Description

用于骨盆症状控制的高频神经刺激
技术领域
本公开总体上涉及电刺激治疗。
背景技术
医疗设备可以是外部的或植入的，并且可以用于向患者的不同组织部位递送电刺激治疗以治疗各种症状或状况，诸如慢性疼痛、震颤、帕金森病、癫痫、尿失禁或大便失禁、性功能障碍、肥胖或胃轻瘫。医疗设备可以经由一根或多根包括多个电极的引线来递送电刺激治疗，将这些电极定位于与患者脑部、脊髓、骨盆神经、外周神经、或胃肠道相关的目标位置附近。因此，电刺激可以用于不同的治疗应用，诸如脑深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、或外周神经电场刺激(PNFS)。
临床医生可以选择多个可编程参数的值，以便限定有待通过植入式刺激器向患者递送的电刺激治疗。例如，临床医生可以选择一个或多个电极，每个所选电极的极性、电压或电流振幅、脉冲宽度和脉冲频率作为刺激参数。参数集，诸如包括电极组合、电极极性、振幅、脉冲宽度、脉冲率的集合，从它们限定了有待向患者递送的电刺激治疗的意义上而言可以称为一种程序。
发明内容
一般而言，本公开描述了用于递送高频神经刺激(例如，包括大于或等于约1000赫兹的频率的电刺激)的技术，以控制人类患者的一种或多种骨盆疾病，诸如膀胱功能障碍(包括尿急、失禁或闭尿)、骨盆疼痛、肠道功能障碍或性功能障碍。在本文所公开的技术的一个示例中，一种包括植入式医疗设备(IMD)的医疗系统向人类患者递送高频电刺激以增加膀胱容量并减少尿频和尿失禁。在一些示例中，所述医疗系统将高频信号和低频信号的组合进行交织以控制骨盆功能障碍或针对不同的患者活动提供不同类型的治疗。在又进一步示例中，所述医疗系统基于时间监测和对所述患者的空间监测在特定时间和位置向患者递送高频电刺激。
在一个示例中，本公开描述了一种用于利用配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备来递送电刺激的方法，所述方法包括：由所述医疗设备标识用于抑制膀胱活动的指示；由所述医疗设备响应于标识所述指示而生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及由所述医疗设备将所述电刺激治疗递送至从由以下各项组成的组中选择的目标神经：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经。
在另一示例中，本公开描述了一种包括配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备的医疗系统，所述医疗设备包括：引线，所述引线包括一个或多个电极并且配置为放置在从由以下各项组成的组中选择的目标神经附近：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经；电刺激生成电路系统，所述电刺激生成电路系统配置为生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及处理电路系统，所述处理电路系统配置为：标识用于抑制膀胱活动的指示；并且控制所述电刺激生成电路系统经由所述一个或多个电极将所述电刺激治疗递送至所述目标神经。
在另一示例中，本公开描述了一种配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备，所述医疗设备包括：用于标识用于抑制膀胱活动的指示的装置；用于响应于标识所述指示而生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗的装置，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及用于将所述电刺激治疗递送至从由以下各项组成的组中选择的目标神经的装置：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经。
附图说明
图1是展示示例系统的概念图，所述示例系统包括医疗设备编程器以及配置为向患者递送高频电刺激治疗的植入式医疗设备(IMD)。
图2是图1的示例IMD的框图。
图3是图1的示例外部编程器的框图。
图4是描绘图1的IMD的示例操作的流程图。
图5是描绘图1的IMD的示例操作的流程图。
图6是描绘图1的IMD的示例操作的流程图。
图7A至图7D是描绘图1的IMD递送至患者的示例电刺激治疗的时序图。
图8A至图8B是描绘研究的示例数据的图表，在所述研究中，电刺激设备向多个大鼠测试对象递送电刺激治疗。
图9是描绘图8的研究的示例数据的图表。
图10A至图10C是描绘图8的研究的示例数据的时序图。
图11是描绘在本公开的使用绵羊测试对象的技术的示例研究中作为电刺激频率的函数的膀胱容量的曲线图。
图12是描绘根据本公开的技术的医疗设备的示例操作的流程图。
具体实施方式
先前的动物研究已经调查了用于控制动物受试者体内的一种或多种骨盆疾病而递送的高频电刺激(例如，包括约1000赫兹频率的电刺激)的可行性。这类研究证明，高频电刺激在麻醉动物受试者体内诱导了显著的副作用，诸如麻醉猫科动物体内的腿部屈曲和继发膀胱收缩。这些动物研究提出，这种高频电刺激在为所述一种或多种骨盆疾病提供治疗方面不仅比传统的低频电刺激(例如，包括频率等于或小于50赫兹的电刺激)效果差，而且另外提出这种高频电刺激对于人类患者而言将不是可行的治疗方法，例如，由于相对于更低频率刺激的显著副作用和降低的功效。
与这些动物研究的结果相反，已经发现，当控制人类患者的所述一种或多种骨盆疾病的症状时，相对于常规的低频电刺激，递送包括等于或大于1000赫兹的频率的高频电刺激可以提供治疗优势，例如，改善排泄抑制以及使得膀胱容量增加。而且，已经发现，这种高频电刺激不会诱导在先前动物研究中观察到的严重副作用。鉴于动物研究证明类似的高频电刺激效果较差并且在动物患者体内诱导不良副作用，高频电刺激已经改善了治疗效果且不会诱导严重的副作用的发现是出乎意料且令人惊讶的。不受理论的限制，认为至少一些令人惊讶的结果可以归因于使用麻醉的先前研究，并且在至少一个实例中归因于受试动物的脊髓损伤。新数据表明，完全清醒的动物以及因此潜在的人类患者可能无法证明先前研究在患有脊髓损伤的动物体内已观察到的副作用。
进一步的出乎意料且令人惊讶的结果是这样的发现：一定频率范围的高频电刺激(在约1000赫兹至5000赫兹的范围内)相对于所述频率范围之外的频率提供了改善的治疗结果。因此，本文公开了利用这些出乎意料且令人惊讶的结果的技术以便向人类患者递送高频电刺激，从而提供对人类患者的一种或多种骨盆疾病的治疗控制。在一些示例中，将高频电刺激递送至患者的骶神经、阴茎背神经、阴蒂背神经或阴部神经中的至少一者。
图1是示例电刺激系统100的示意性透视图，所述电刺激系统配置成为患者112的骨盆症状或盆底疾病提供治疗。电刺激系统100配置为将电刺激递送至目标组织，诸如盆底中的一条或多条神经。在一些示例中，系统100可以响应于感知信号或在预定时间生成刺激。在其他示例中，系统100可以接收来自用户(例如，患者112)的输入，所述输入指示患者112正在尝试收缩一块或多块盆底肌肉并基于所述输入向患者112的神经附近的目标组织部位递送电刺激。例如，所述电刺激可以配置为诱导或抑制盆底肌肉的收缩。所述神经可以是影响患者112的盆底肌肉行为的神经，诸如骶神经、阴部神经、骨盆神经、胫神经、阴茎背神经、阴蒂背神经、或者骶神经、阴部神经或骨盆神经的其他分支。尽管贯穿本公开主要涉及骶神经和阴部神经，但是在其他示例中，治疗系统100以及其他系统可以包括将刺激递送至除了或代替骶神经或阴部神经之外的其他神经附近的组织部位。而且，涉及的骶神经和阴部神经可以包括骶神经和阴部神经的也可能影响患者112的盆底肌肉行为的分支。在进一步示例中，治疗系统100包括将刺激递送至腰椎神经或胸椎神经或其分支附近的组织部位，诸如链神经节、交感神经节或副交感神经节(S1-S5)、骨盆神经、阴蒂背神经或阴茎背神经、下直肠神经、腓神经、坐骨神经、胫神经或其他神经靶。已经认识到，骶神经、胫神经、阴茎背神经、阴蒂背神经或阴部神经中的每一个之间的电刺激治疗效果存在许多相似性。因此，本文所讨论的各种电刺激适用于施加到每条这种神经的刺激。为了便于讨论，结合在骶神经和阴部神经中的一者或两者附近施加的刺激来讨论各种实施例。应当理解，在这些实施例中讨论的概念也可以应用于胫神经、阴茎背神经或阴蒂背神经。
尽管系统100可以递送电刺激以便(诸如通过调节运动神经元)调节肌肉活动，从而治疗失禁和/或膀胱过度活动症(例如，使括约肌收缩或舒张或者抑制膀胱收缩)，但系统100还可以递送配置为(诸如通过调节感觉神经纤维或传入神经纤维的活动)治疗疼痛或其他症状的刺激。在一些示例中，系统100可以配置为向支配膀胱、直肠或性器官的神经递送刺激，以便治疗各种症状。在其他示例中，系统100可以配置为提供脊髓刺激、外周神经刺激、枕神经刺激、胃刺激、或配置为调节器官或肌肉活动和/或治疗疼痛的任何其他治疗。
电刺激系统100包括植入式医疗设备(IMD)102，所述植入式医疗设备耦合至引线116，用于将电刺激递送至患者112的目标组织部位118。此外，电刺激系统100包括临床医生编程器104A和患者编程器104B(统称为“编程器104”)，用于分别将临床医生和患者112集成到电刺激系统100中。在一些示例中，可以仅使用单个外部编程器来与IMD 102进行通信。
IMD 102可以通过生成可编程电刺激信号(例如，以电脉冲、信号或波形的形式)并经由引线116将电刺激信号递送至患者112的目标组织部位118来向目标组织部位118提供电刺激治疗。在一些示例中，IMD 102位于患者112的骶神经、胫神经、阴茎背神经、阴蒂背神经或阴部神经附近。在一些示例中，引线116包括一个或多个刺激电极，所述一个或多个刺激电极布置在引线116的远端116A上并且植入在目标组织部位118附近，使得经由刺激电极将电刺激从IMD 102递送至目标组织部位118。
在本文所描述的一些示例中，目标组织部位118包括患者112的骶神经、患者112的阴部神经(或在骶神经或阴部神经附近的组织部位，其中，向组织部位递送电刺激来夺获神经)、或患者112的骨盆神经中的至少一者。患者112的骶神经和阴部神经可以参与诱导或抑制患者112盆底的一块或多块肌肉的收缩。因此，对患者112的骶神经和/或阴部神经的电刺激在治疗患者112的盆底疾病方面可能是有用的。
通常，骶神经包括从骶骨双侧显现的五条骶神经。在一些示例中，骶椎(S1-S5)可以用于对骶神经进行编号。骶神经有助于骶丛(支配大腿后部、小腿的一部分、足部和骨盆的一部分并将感觉信息传输从这些区域传输至中枢神经系统的交叉神经网络)和尾丛(尾椎骨(例如，尾骨)附近的支配尾椎骨的皮肤和肛门周围的皮肤的交叉神经网络)。通常，阴部神经是骨盆区域中作为骶丛的较大分支的躯体神经。阴部神经支配外生殖器、尿道括约肌和肛门括约肌。
如图1所展示的，引线116的远端116A植入在目标组织部位118附近(例如，目标神经附近)。在图1所示的示例中，目标组织部位118靠近患者112的S3骶神经。在这个示例中，为了将引线116的远端116A植入到S3骶神经附近，可以将引线116引入到骶骨126的S3骶前孔124中以进入S3骶神经。对于某些患者，刺激S3骶神经可能在治疗患者的盆底疾病方面是有效的。在其他示例中，远端116A可以植入不同的目标组织部位(诸如患者112的不同骶神经或者阴部或骨盆神经附近的目标组织部位)附近，以治疗患者112的盆底疾病。
虽然图1展示了一根引线116，但是在一些示例中，IMD 102可以耦合至例如两根或更多根引线，以便促进双侧或多侧刺激。在一些示例中，除了由引线116承载的所述一个或多个刺激电极之外，引线116还可以承载一个或多个感测电极，经由所述一个或多个感测电极，IMD 102可以感测患者112的一个或多个生理参数(例如，神经信号、EMG等)。在一些示例中，引线116包括引线体，并且引线116的近端116B可以经由一个或多个导体电耦合至IMD102，所述一个或多个导体在由引线116承载的所述一个或多个刺激电极与IMD 102之间基本上延伸穿过所述引线体。
在图1所示的示例中，引线116为圆柱形。引线116的一个或多个电极可以是环形电极、分段电极、或部分环形电极。分段电极和部分环形电极各自围绕引线116的外周边沿小于360度(例如，90-120度)的圆弧延伸。在一些示例中，分段电极可以用于靶向相同或不同神经的不同纤维以产生不同的生理效应。引线116的电极可以用于递送相对较高频率的刺激(例如，大于约100赫兹)和相对较低频率的刺激(例如，小于约50赫兹)以便诱导或抑制患者112的骨盆肌肉或神经中的反应。在一些示例中，引线116可以至少部分地是桨状形状(例如，“桨状”引线)。
在一些示例中，引线116的一个或多个电极可以是配置为至少部分地围绕神经延伸(例如，围绕神经的外表面轴向延伸)的卡肤电极。在一些情况下，在一些示例中，经由一个或多个卡肤电极和/或分段电极递送刺激可以帮助实现相对于神经的更均匀的电场或激活场分布，这可以帮助使由递送电刺激对患者112造成的不适最小化。电场表示患者解剖区域的在向患者112体内的组织递送电刺激期间被电场覆盖的多个区域。电场可以限定当引线116的电极被激活时受影响的组织体积。激活场表示在所激活电极附近的神经组织中将由电场激活的神经元。
引线116和由引线116承载的电极的所展示数量和配置仅是一个示例。不同的配置(例如，不同的引线和电极数量和/或位置)是可能的。例如，在其他示例中，IMD 102可以耦合至附加引线或引线段，所述附加引线或引线段具有定位在患者112的骨盆区域中的不同位置处的一个或多个电极。
IMD 102可以在患者112体内的任何合适位置处以手术方式植入患者112体内，诸如患者112的腹部内。在一些示例中，植入部位可以是下腹部侧面或者下背部或上臀部侧面的皮下位置。IMD 102具有可以由钛、不锈钢、液晶高分子等形成的生物相容性外壳。在一些示例中，布置在引线116的引线体内的电导体将电极电连接至IMD 102内的电刺激递送电路系统。在其他示例中，治疗系统100可以包括无引线电刺激器，诸如微刺激器(例如，胶囊形状的微刺激器)，其中所述无引线电刺激器将电刺激递送至目标组织部位118，并且在一些示例中经由电刺激器壳体的外表面上的电极并在不借助从电刺激器壳体延伸的引线的电极的情况下感测患者112的一个或多个生理参数。
IMD 102可以递送电刺激以管理患者112的骨盆症状(例如，针对排泄障碍或尿失禁的功能性电刺激)。在这些示例中，IMD 102可以递送配置为收缩肌肉(例如，尿道括约肌)的电刺激以帮助抑制或防止无意识的排泄事件，从而管理例如患者112的尿失禁或大便失禁。另外或替代性地，IMD 102可以递送配置为使患者112的膀胱舒张(例如，抑制膀胱收缩)的电刺激以帮助防止尿急。在其他示例中，可以提供电刺激以训练和/或加强盆底肌肉。在仍进一步示例中，IMD 102可以递送配置为控制骨盆功能障碍(诸如膀胱过度活动(OAB)疾病、骨盆疼痛、性功能障碍、和其他内脏或骨盆疾病)的电刺激。
在图1所展示的示例中，系统100包括临床医生编程器104A和患者编程器104B。在一些示例中，一个或两个编程器104A和104B可以是集成到钥匙坠或腕表中的可穿戴通信设备。在其他示例中，一个或两个编程器104A和104B可以是手持式计算设备、计算机工作站、或联网计算设备。编程器104可以包括接收来自用户(例如，分别是临床医生或患者112)的输入的对应用户界面。用户界面可以包括用于与用户交互的部件，诸如键盘和显示器。在一些示例中，显示器可以是阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器，并且键盘可以采用字母数字键盘的形式或与特定功能相关联的减少键组的形式。另外或替代性地，编程器104可以包括外围指点设备(例如，鼠标)，经由所述外围指点设备，用户可以与用户界面进行交互。在一些示例中，显示器可以包括触屏显示器，并且用户可以经由显示器的触摸屏与编程器104进行交互。在一些示例中，用户还可以经由联网计算设备远程地与编程器104和/或IMD 102进行交互。
临床医生编程器104A促进临床医生与系统100的一个或多个部件的交互。在一些示例中，临床医生(诸如内科医生、技术员、外科医生、电生理学家、或其他临床医生)可以与临床医生编程器104A进行交互以便与IMD 102通信。例如，临床医生可以经由临床医生编程器104A从IMD 102检索生理信息或诊断信息。作为另一示例，临床医生可以与编程器104A进行交互以便对IMD 102进行编程，例如，选择限定由IMD 102生成和递送的电刺激的对应刺激参数的值、选择IMD 102的其他操作参数等。作为另一示例，临床医生可以使用编程器104A以便从IMD 102检索关于IMD 102或系统100的其他部件(诸如引线116或IMD 102的电源)的性能或完整性的信息。在一些示例中，如果检测到可能影响治疗功效的系统状况，则可以将此信息作为警报呈现给临床医生。
在一些示例中，临床医生可以使用临床医生编程器104A来创建用于神经的配置为诱导或抑制患者的一块或多块盆底肌肉收缩的电刺激(由IMD 102生成和递送)的刺激程序。刺激程序可以描述多个不同的电刺激参数集，用于向患者112递送电刺激治疗。在一些示例中，电刺激参数集可以指定一个或多个刺激脉冲的数量或持续时间、在特定时间段(例如，每天)内递送电刺激的次数、递送电刺激的一天中的特定时间、以及与向患者112递送刺激有关的其他参数。在一些示例中，临床医生编程器104A将刺激程序传输至IMD 102以存储在IMD 102的存储器中。
患者编程器104B促进患者112与系统100的一个或多个部件的交互。在一些示例中，患者112可以与患者编程器104B进行交互，以便控制IMD 102递送电刺激、手动中止IMD102递送电刺激、或者抑制IMD 102递送电刺激。例如，患者112可以使用编程器104B的键盘或触摸屏以便使IMD 102递送电刺激，例如，用于激活一个或多个刺激程序。
IMD 102、临床医生编程器104A和患者编程器104B可以使用本领域已知的任何技术经由无线通信进行通信。通信技术的示例可以包括例如低频或射频(RF)遥测术。也可设想其他技术。在一些示例中，编程器104A和/或编程器104B可以包括可以邻近患者的身体靠近IMD 102植入部位放置的编程头，以便改善IMD 102与编程器104之间的通信质量或安全性。
根据本公开的技术，IMD 102将电刺激治疗递送至患者112的目标组织部位，以便为患者112的一种或多种骨盆症状提供治疗。IMD 102递送根据至少一个治疗程序的电刺激。在一些示例中，IMD 102递送根据包括高频率(例如，大于约100赫兹的频率)的电刺激治疗程序的电刺激。在一些示例中，高频率大于约1000赫兹且小于约5000赫兹。在其他示例中，高频率约为1000赫兹。这种电刺激治疗可以抑制患者112的骨盆症状中的一种或多种症状，同时减少或防止电刺激治疗的副作用，诸如感觉异常。进一步地，在这种频率范围下递送的电刺激治疗可能比在低于1000赫兹或大于5000赫兹的频率下递送的电刺激治疗具有更大的功效。如前面所讨论的，本公开的某些技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于递送的根据包括低频率的常规电刺激治疗程序的电刺激，递送的根据包括高频率的电刺激治疗程序的电刺激不会在患者体内诱导严重的副作用并且可以提供对患者治疗结果的改善。
在一些示例中，以高频率递送电刺激治疗可以抑制骨盆症状中的一种或多种症状，而不会在患者112体内诱导严重的副作用。如本文所描述的，严重副作用的一些示例包括患者112对感觉异常或疼痛的感知、或患者112中可观察到的肌肉反应(例如，肌肉抽搐)。通过使用本公开的技术，IMD 102可以抑制骨盆症状中的所述一种或多种症状，而不会在患者112体内诱导这种严重的副作用。
在其他示例中，IMD 102将具有高频率的第一电刺激治疗程序与具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗程序进行交织，并且向患者112递送根据所交织的第一电刺激治疗程序和第二电刺激治疗程序的电刺激。这种组合式电刺激治疗可以抑制患者112的骨盆症状中的一种或多种症状，同时减少或防止电刺激治疗的副作用，诸如感觉异常。
在一些示例中，将高频(例如，大于100赫兹)的神经调节递送至患者的阴部神经。对阴部神经的高频刺激可以阻止尿道收缩并抑制猫的排泄。可以使用这种高频刺激为患有膀胱括约肌协同失调的患者提供治疗。这种高频刺激可以增强降低患者感觉(诸如尿急、疼痛和排尿)的有效性，从而促进膀胱容量的增加或者以其他方式有助于尿液的储存。进一步地，这种高频刺激可能需要比更低频刺激更低的刺激振幅来实现治疗效果，并且可能减少与刺激相关联的不想要的感觉，诸如感觉异常或者不想要的和/或令人不悦的刺激。
在本文的技术的一些示例中，系统100包括一个或多个传感器106，所述一个或多个传感器通常配置为检测与患者112的疾病或患者112的状态有关的一个或多个参数。在一些示例中，传感器106可以是加速计、磁力计、压力传感器、弯曲传感器、配置为检测患者姿势的传感器、或配置为检测患者的呼吸功能的传感器。在进一步示例中，传感器106可以配置为检测患者112的组织(诸如患者112的神经组织或肌肉组织)的诱发复合动作电位(ECAP)。例如，传感器106可以配置为检测患者112的至少一种类型的泌尿活动(诸如膀胱排泄事件或膀胱收缩事件)的存在或不存在。在进一步示例中，传感器106配置为检测患者112的一个或多个环境参数。例如，传感器106可以配置为检测一天中的时间、患者112的空间定位、或患者112的姿势。这种传感器106可以包括加速计、磁力计、计时器、计步器、GPS传感器等。在又进一步示例中，传感器106配置为检测患者112的一个或多个生物标记。这种传感器106可以是化学传感器或生物化学传感器、或配置为感测患者112的组织或血液内的特定成分(诸如细胞、分子、基因、基因产物、酶、激素、染色体或细胞)的传感器。
使用来自传感器106的这种信息，系统100可以更准确地预测患者112的泌尿活动，并且因此提供比其他设备更精确地配置以用于患者112的动态需求的电刺激治疗。作为一个示例，IMD 102向患者112递送电刺激。在检测到患者112已经例如进入他的浴室时、在检测到时间是在傍晚或夜间时、在检测到患者112正在站立时、在检测到患者112已经开始排泄事件时、或者前述各项中的一项或多项的任何组合，IMD 102可以确定患者112需要调整电刺激治疗以帮助患者112进行泌尿活动(例如，当需要排泄时停止膀胱闭尿治疗)的概率提高。响应于确定患者112需要调整电刺激治疗以帮助患者112进行泌尿活动的概率提高，IMD 102调整限定电刺激治疗的一个或多个参数以便向患者112提供情境感知电刺激治疗。
在一些示例中，系统100经由IMD 102的电极确定递送至患者112的电刺激治疗的有效性。例如，电极可以感测患者112的组织的ECAP，并且基于感知的ECAP来确定电刺激的功效。在一些示例中，感测ECAP的电极是与向患者112递送电刺激的电极相同的电极，而在一些示例中，感测ECAP的电极是刺激引线116上的其他电极、与刺激引线116分开的引线上的电极、或单独的感测设备的电极。
在一些示例中，IMD 102在正常操作期间连续递送根据具有高频率(例如，大于约100赫兹的频率)的电刺激治疗程序的电刺激治疗，以便向患者112提供膀胱控制治疗。在一些示例中，高频率大于约1000赫兹且小于约5000赫兹。这种电刺激治疗可以抑制患者112的骨盆症状中的一种或多种症状，同时减少或防止电刺激治疗的副作用，诸如感觉异常。进一步地，在这种频率范围下递送的电刺激治疗可能比在低于1000赫兹或大于5000赫兹的频率下递送的电刺激治疗具有更大的功效。如前面所讨论的，本公开的技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于递送的根据包括低频率的常规电刺激治疗程序的电刺激，递送的根据包括高频率的电刺激治疗程序的电刺激不会在患者体内诱导严重的副作用并且可以提供对患者治疗结果的改善。
在其他示例中，IMD 102将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗以便向患者112提供膀胱控制治疗。在一些示例中，IMD 102递送根据具有与电刺激脉冲未递送周期交织的电刺激脉冲递送周期的占空比的电刺激治疗。在其他示例中，IMD 102递送包括主要频率分量的连续电刺激治疗。
在一些示例中，响应于外部输入，IMD 102可以调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。这种外部输入可以包括来自传感器106的信号，所述信号指示泌尿活动、一天中的时间、患者112的姿势、患者112的运动、或患者112的空间定位。例如，响应于外部输入，IMD102可以暂停根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗的递送。在其他示例中，IMD102在泌尿活动开始之前略微调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。在仍进一步示例中，IMD 102在泌尿活动开始之后略微调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。
作为另一示例，IMD 102在正常操作期间连续递送根据具有高频率(例如，大于约100赫兹的频率)的电刺激治疗程序的电刺激治疗。在一些示例中，IMD 102递送根据具有与电刺激脉冲未递送周期交织的电刺激脉冲递送周期的占空比的电刺激治疗。在其他示例中，IMD 102递送包括主要频率分量的连续电刺激治疗。响应于外部输入，IMD 102可以调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。这种外部输入可以包括来自传感器106的信号，所述信号指示泌尿活动、一天中的时间、患者112的姿势、患者112的运动、或患者112的空间定位。例如，响应于外部输入，IMD 102可以暂停根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗的递送，并且开始根据具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的电刺激治疗程序的电刺激治疗的递送。在其他示例中，响应于外部输入，IMD 102将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗。在又进一步示例中，响应于外部输入，IMD 102将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率和逐渐增加的振幅(例如，电压振幅或电流振幅)的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗。在其他示例中，IMD 102在泌尿活动开始之前略微调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。在仍进一步示例中，IMD 102在泌尿活动开始之后略微调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。
在一些示例中，响应于检测到泌尿活动已经停止，IMD 102中断根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗并且恢复正常的电刺激治疗(例如，根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗)。在其他示例中，IMD 102在预定时间量之后中断根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。这种预定时间量可以允许患者在恢复正常电刺激治疗之前完成膀胱排泄事件或粪便排泄事件。
在附加示例中，IMD 102可以基于从患者112接收的反馈来控制电刺激治疗的递送。例如，患者112可以经由外部编程器104B提供指示患者112的泌尿活动已经开始或即将开始的反馈。响应于这种患者反馈，IMD 102可以以上述方式调整电刺激治疗的一个或多个参数。例如，响应于患者反馈，IMD 102可以在预定时间量内中断根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激。在另一示例中，响应于患者反馈，IMD 102可以在预定时间量内开始根据与具有低频率的电刺激治疗程序交织的具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激。在另一示例中，响应于患者反馈，IMD 102可以暂停根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激，并且开始根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激。作为另一示例，响应于患者反馈，IMD 102将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激。
在附加示例中，IMD 102可以基于从一个或多个传感器106接收的信号来控制对电刺激治疗的递送。例如，IMD 102可以经由传感器106检测患者112的一个或多个生物标记的水平。基于所述一个或多个生物标记的水平，IMD 102可以以上述方式调整电刺激治疗的一个或多个参数。例如，患者112的生物标记的量值可以与患者112的由电刺激治疗诱发的一种或多种副作用的量值相关。响应于检测到生物标记的预定量值，IMD 102可以对限定电刺激治疗的一个或多个参数(例如，频率、脉冲宽度、脉冲振幅)进行滴定，以便减小生物标记的量值，并且从而减小患者112的所述一种或多种副作用的量值。
在另一示例中，患者112的生物标记的量值可以与电刺激治疗的功效相关。在检测到生物标记的预定量值时，IMD 102可以确定电刺激治疗正在对患者112的所述一种或多种症状提供超过阈值水平的控制，并且可以减少限定电刺激治疗的一个或多个参数以延长IMD 102的电池寿命，同时仍然提供对患者112的所述一种或多种症状的充分控制。因此，响应于检测到生物标记的预定量值，IMD 102可以对限定电刺激治疗的一个或多个参数(例如，频率、脉冲宽度、脉冲振幅)进行滴定，以便降低IMD 102的功耗，同时仍然提供对患者112的所述一种或多种症状的充分控制。
出于示例性目的仅示出了图1中所展示的电刺激系统100的架构。本公开所阐述的技术可以在图1的示例系统100、以及未在本文具体描述的其他类型的电刺激系统中实施。例如，IMD 102、临床医生编程器104A、或患者编程器104B中的任何一个都可以感测来自患者的神经纤维的信号，所述信号是响应于所递送的电刺激而生成的。在其他示例中，从肌肉生成(例如，作为电描记图被检测)的生理信号可以用于确定所递送的电刺激的功效。进一步地，IMD 102、临床医生编程器104A、或患者编程器104B中的任何一个都可以确定主要电刺激参数集并且指示IMD 102递送根据所确定的主要电刺激参数集的未来电刺激。另外，前述示例描述了用于递送电刺激治疗的技术。然而，本公开的技术设想了其他类型的能量来驱动神经刺激。例如，IMD 102可以替代性地配置为递送光学(例如，激光、红外光或紫外光)刺激治疗或超声刺激治疗来治疗患者112的骨盆症状，而不是递送电刺激治疗。
图2是图1的示例IMD 102的框图。在图2所示的示例中，IMD 102包括处理电路系统210、存储器211、刺激发生器202、感测电路系统204、遥测电路系统208、传感器212和电源220。这些电路系统块中的每一个都可以是或包括配置为执行归属于每个对应电路系统块的功能的电路系统。例如，处理电路系统210可以包括一个或多个处理器，刺激发生器202可以包括开关电路系统，感测电路系统204可以包括感测电路系统，并且遥测电路系统208可以包括遥测电路系统。存储器211可以包括任何易失性或非易失性介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存等。存储器211可以存储计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理电路系统210执行时使IMD 102执行各种功能。存储器211可以是存储设备或其他非暂态介质。
在图2所示的示例中，存储器211将治疗程序214和感测电极组合以及相关联的刺激电极组合218存储在存储器211内的单独存储器或存储器211内的单独区域中。每个所存储的治疗程序214限定一组特定的电刺激参数(例如，治疗参数集)，诸如刺激电极组合、电极极性、电流振幅或电压振幅、脉冲宽度和脉冲速率。在一些示例中，电刺激参数限定电刺激的波形，诸如矩形或非矩形、上升指数、下降指数或正弦曲线。不同的波形可以不同地调节轴突群，并且可以被选择以调整患者112的接收电刺激的组织区域。在一些示例中，可以将各个治疗程序存储为治疗群，所述治疗群限定可以利用其生成刺激的一组治疗程序。由治疗群中的治疗程序限定的刺激信号包括可以在重叠或非重叠(例如，时间交织)的基础上一起递送的刺激脉冲。
在一些示例中，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202经由引线16的电极114、115的多个电极组合以高频率(诸如选自大于或等于约100赫兹且小于或等于约50000赫兹的范围的频率)向患者12递送根据所述一个或多个电刺激治疗程序的电刺激治疗。在其他示例中，IMD 102的处理电路系统210经由引线16的电极114、115的多个电极组合并且在时间交织的基础上向患者12递送根据多个低频电刺激治疗程序的电刺激治疗，以便有效地将组合的更高频率的电刺激递送至目标组织部位。用于将这种组合的更高频率的电刺激递送至目标组织部位的技术在授予南森·托格森(Nathan Torgerson)的并于2017年6月14日提交的标题为“DELIVERY OF INDEPENDENT INTERLEAVED PROGRAMS TO PRODUCEHIGHER-FREQUENCY ELECTRICAL STIMULATION THERAPY(用于产生更高频率电刺激治疗的独立交织程序的递送)”的美国专利申请号15/623,141中进行了详细描述。
因此，在一些示例中，刺激发生器202根据上文指出的电刺激参数生成电刺激信号。其他范围的治疗参数值也可以是有用的，并且可以取决于患者112体内的目标刺激部位。虽然描述了刺激脉冲，但是刺激信号可以具有任何形式，诸如连续时间信号(例如，正弦波)等。
可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑电路系统、或配置为提供归属于处理电路系统210的功能的任何其他处理电路系统中的任何一个或多个的处理电路系统210在本文中可以实施为固件、硬件、软件或其任何组合。处理电路系统210根据存储在存储器211中的治疗程序214来控制刺激发生器202，以便应用由一个或多个程序指定的特定刺激参数值，诸如振幅、脉冲宽度和脉冲速率。
在图2所示的示例中，电极114的集合包括电极114A、114B、114C和114D，并且电极115的集合包括电极115A、115B、115C和115D。处理电路系统210还控制刺激发生器202生成刺激信号并将所述刺激信号应用于电极114、115的所选组合。在一些示例中，刺激发生器202包括开关电路系统，所述开关电路系统将刺激信号耦合至引线16内的所选导体，所述导体进而在所选电极114、115两端递送刺激信号。这种开关电路系统可以是开关阵列、开关矩阵、多路复用器、或者配置为将刺激能量选择性地耦合至所选电极114、115并利用所选电极114、115选择性地感测脊柱20的生物电神经信号的任何其他类型的切换电路系统。
然而，在其他示例中，刺激发生器202不包括开关电路系统。在这些示例中，刺激发生器202包括连接至电极114、115中的每一个上的多对电压源、电流源、电压吸收器或电流吸收器，使得每对电极具有唯一的信号发生器。换句话说，在这些示例中，与在电极114、115之间切换信号相反，电极114、115中的每一个经由其自己的信号发生器(例如，经由经调节的电压源和电压吸收器或经调节的电流源和电流吸收器的组合)而被独立地控制。
刺激发生器202可以是单通道或多通道刺激发生器。具体地，刺激发生器202可以能够在给定时间处经由单个电极组合递送单个刺激脉冲或多个刺激脉冲，或者在给定时间处经由多个电极组合递送多个刺激脉冲。然而，在一些示例中，刺激发生器202可以配置为在时间交织的基础上递送多个通道。例如，刺激发生器202的开关电路系统可以用于在不同时间处跨不同电极组合对刺激发生器202的输出进行时分以便向患者112递送多个程序或多个通道的刺激能量。在另一示例中，刺激发生器202可以在时间交织的基础上控制独立的源或吸收器。在一些示例中，刺激发生器202以块的形式循环通过不同的刺激参数。在其他示例中，刺激发生器202将不同的刺激参数彼此交织以产生复合的电刺激程序。在又进一步示例中，刺激发生器202在递送电刺激的时间段与未递送电刺激的时间段之间循环。在一些示例中，刺激发生器202包括配置为提供主动或被动电荷平衡的电路系统，以便平衡由电刺激的递送诱导的电荷。
对应引线16上的电极114、115可以由各种不同的设计构成。例如，引线16中的一根或两根可以包括在沿着引线长度的每个纵向位置处的两个或更多个电极，诸如在围绕引线周边的不同周边位置处、在位置A、B、C和D中的每个位置处的多个电极。在一个示例中，电极可以经由对应的导线电耦合至刺激发生器202，所述导线在引线的壳体内是笔直的或盘绕的并且延伸到引线近端处的连接器。在另一示例中，引线的每个电极可以是沉积在薄膜上的电极。薄膜可以包括用于每个电极的导电迹线，所述导电迹线沿着薄膜的长度延伸到近端连接器。然后，可以将薄膜围绕内部构件缠绕(例如，螺旋缠绕)以形成引线16。这些和其他结构可以用于产生具有复杂电极几何形状的引线。
尽管在图2中感测电路系统204与刺激发生器202和处理电路系统210一起并入到公共壳体中，但是在其他示例中，感测电路系统204可以处于与IMD 102分开的壳体中并且可以经由有线或无线通信技术与处理电路系统210进行通信。示例生物电信号包括但不限于从脊柱20的一个或多个区域内的局部场电位生成的信号。
传感器212可以包括感测对应患者参数的值的一个或多个感测元件。例如，传感器212可以包括一个或多个加速计、光学传感器、化学传感器、温度传感器、压力传感器、或任何其他类型的传感器。传感器212可以输出可以用作反馈的患者参数值以控制治疗的递送。IMD 102可以包括位于IMD 102的壳体内和/或经由引线16中的一个或其他引线耦合的附加传感器。此外，例如，IMD 102可以经由遥测电路系统208从远程传感器无线地接收传感器信号。在一些示例中，这些远程传感器中的一个或多个可以处于患者外部(例如，携带在皮肤的外表面上、附接到衣服上、或以其他方式定位在患者外部)。
遥测电路系统208在处理电路系统210的控制下支持IMD 102与外部编程器104或另一计算设备之间的无线通信。IMD 102的处理电路系统210可以经由遥测电路系统208从编程器104接收各种刺激参数(诸如振幅和电极组合)的值作为程序的更新。治疗程序的更新可以存储在存储器211的治疗程序214部分内。IMD 102中的遥测电路系统208以及本文所描述的其他设备和系统(诸如编程器104)中的遥测电路系统可以通过射频(RF)通信技术完成通信。此外，遥测电路系统208可以利用编程器104经由IMD 102的近端感应交互与外部医疗设备编程器104进行通信。因此，遥测电路系统208可以连续地、以周期性间隔或者根据来自IMD 102或编程器104的请求向外部编程器104发送信息。
电源220向IMD 102的各部件递送操作功率。电源220可以包括较小的可再充电或不可再充电电池以及用于产生操作功率的功率生成电路。可以通过外部充电器与IMD 220内的感应充电线圈之间的近端感应交互来完成再充电。在一些示例中，功率要求可以足够小以允许IMD 220利用患者运动并实施动能采集设备以便对可再充电电池进行涓流充电。在其他示例中，可以在有限时间段内使用传统电池。
根据本公开的技术，IMD 102的遥测电路系统208从外部编程器104接收命令。响应于这些命令，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202经由引线16的电极114、115将电刺激治疗程序递送至患者112的脊柱20的目标组织区域。
如前面所讨论的，本公开的技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于常规的低频电刺激，高频电刺激治疗不会在患者体内诱导严重的副作用并且已经示出为提供对某些治疗效果的改善。这可以包括例如对用于抑制膀胱收缩的能力的改进。例如，高频电刺激治疗可以具有(在一些示例中)大于约100赫兹、(在进一步示例中)大于约500赫兹、(在仍进一步示例中)大于约800赫兹、以及(在仍进一步示例中)大于或等于约1000赫兹的频率。另外，高频电刺激治疗可以具有(在一些示例中)小于约50000赫兹、(在进一步示例中)小于约30000赫兹、(在进一步示例中)小于约20000赫兹、(在进一步示例中)小于约5000赫兹、以及(在仍进一步示例中)小于约3000赫兹的频率。在一些示例中，高频电刺激治疗可以具有大于约100赫兹且小于约50000赫兹、(在其他示例中)大于约500赫兹且小于约20000赫兹、(在其他示例中)大于约500赫兹且小于约5000赫兹、(在仍进一步示例中)大于约800赫兹且小于约3000赫兹、或者(在仍进一步示例中)大于或等于约1000赫兹且小于或等于约3000赫兹的频率。在一些示例中，高频率电刺激治疗可以具有大于或等于约1000赫兹且小于或等于约5000赫兹的频率。在一些示例中，高频率电刺激治疗可以具有约1000赫兹的频率。
实验结果表明，使用频率大于100赫兹且小于5000赫兹的电刺激治疗可以实现对膀胱容量的改善。而且，实验结果表明，大约1000赫兹的频率可能表现出膀胱容量改善是在传统(例如，10赫兹)刺激频率下可见改善的若干倍。预期的是，进一步测试可能使得进一步细化最佳刺激频率。例如，进一步测试可以发现在低于1000赫兹且高于100赫兹的频率下膀胱容量的进一步改善。因此，各种实施例设想了使用在此范围内的频率，诸如从约500赫兹至约900赫兹。而且，进一步测试可以发现在高于1000赫兹且低于5000赫兹的频率下膀胱容量的进一步改善。因此，各种实施例设想了使用在此范围内的频率，诸如从约1,100赫兹至约4,000赫兹。
某些实施例认识到，最佳频率可能因患者而异，例如，由于植入位置差异、患者形态差异、或其他因素的差异。因此，某些实施例涉及一种医疗设备，所述医疗设备可以调整递送至患者的刺激频率，从而允许对用于选择刺激频率的有效性进行反馈。例如，患者或临床医生可以提供关于以第一刺激频率进行操作的治疗的有效性的反馈。然后可以使用医疗设备对刺激频率进行向上或向下调整。患者或临床医生可以提供关于在新频率下的有效性的反馈。例如，此过程可以继续，直到调整无法提供进一步改进或者直到已经测试了预定的一组频率。然后，医疗设备可以配置为提供响应于此过程的发现的频率下的刺激。在某些实施方式中，医疗设备可以配置为调整本文所描述的一个或多个范围之间的刺激频率。各种实施例包括医疗设备配置为包括更低频率(例如，低于100赫兹)下的刺激以作为刺激和上述反馈过程的一部分。
在一些示例中，高频电刺激治疗与低频电刺激治疗进行交织或组合。低频电刺激治疗可以具有(在一些示例中)大于约1赫兹、以及(在其他示例中)大于10赫兹的频率。另外，低频电刺激治疗可以具有(在一些示例中)小于约50赫兹、以及(在其他示例中)小于20赫兹的频率。在一些示例中，低频电刺激治疗可以具有大于或等于约1赫兹且小于或等于约50赫兹、(在其他示例中)大于或等于约10赫兹且小于或等于约20赫兹、或者(在仍其他示例中)大于或等于大约10赫兹且小于或等于约15赫兹的频率。
根据本公开的技术，处理电路系统210控制刺激发生器202将电刺激治疗递送至患者112的目标组织部位，以便为患者112的一种或多种骨盆症状提供治疗。处理电路系统210控制刺激发生器202递送根据至少一个治疗程序的电刺激。在一个示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202递送根据具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序的电刺激，以便为患者112的一种或多种骨盆症状提供治疗。在一些示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202递送根据具有与电刺激脉冲未递送周期交织的电刺激脉冲递送周期的占空比的组合式电刺激治疗。在一些示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202递送根据主频率分量的连续电刺激治疗。因此，这种用于递送具有高频率的电刺激的系统可以为患者112的所述一种或多种骨盆症状提供比递送具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的电刺激的其他系统更好的治疗。例如，与其他系统相比，如本文所描述的这种系统可以提供更好的膀胱控制或增强的膀胱排泄辅助。
作为用于提供膀胱控制的系统的示例，处理电路系统210控制刺激发生器202在正常操作期间递送根据具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序的电刺激。在一个示例中，从约1000赫兹至约5000赫兹的频率范围中选择高频率。在感测到患者112的泌尿活动时，处理电路系统210控制刺激发生器202暂停根据具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序的电刺激的递送。因此，这种系统在正常操作期间递送具有高频率的电刺激以辅助患者112进行膀胱控制(例如，抑制骨盆肌肉收缩和膀胱肌肉收缩)。在检测到患者112正在经历或尝试经历排泄事件时，处理电路系统210控制刺激发生器202暂停电刺激的递送，这减少了对膀胱收缩的控制并且辅助患者112完成排泄事件。处理电路系统210可以通过接收以下各项来检测泌尿活动：来自外部编程器104的输入、来自患者112的关于泌尿活动的开始或完成的反馈、或者来自一个或多个传感器106和212的指示患者112的状态变化、姿势变化或活动变化的信号。在确定泌尿活动已经完成时，处理电路系统210控制刺激发生器202恢复具有高频率的电刺激，从而恢复对患者112的骨盆肌肉收缩和膀胱肌肉收缩的抑制。
在替代性示例中，在正常操作期间，递送根据具有高频率的并与具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗程序交织的第一电刺激治疗程序的电刺激。在感测到患者112的泌尿活动时，处理电路系统210控制刺激发生器202暂停电刺激的递送，这减少了对膀胱收缩的控制并且辅助患者112完成排泄事件。处理电路系统210可以通过接收以下各项来检测泌尿活动：来自外部编程器104的输入、来自患者112的关于泌尿活动的开始或完成的反馈、或者来自一个或多个传感器106和212的指示患者112的状态变化、姿势变化或活动变化的信号。在确定泌尿活动已经完成时，处理电路系统210控制刺激发生器202恢复具有高频率的与具有低频率的第二电刺激治疗程序交织的电刺激，从而恢复对患者112的骨盆肌肉收缩和膀胱肌肉收缩的抑制。
在一些示例中，响应于检测到泌尿活动已经停止，处理电路系统210控制刺激发生器202恢复正常的电刺激治疗(例如，根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗)。在这样的示例中，处理电路系统210可以控制刺激发生器202立即恢复具有高频率的电刺激治疗，或者逐渐增加具有高频率的电刺激治疗的电流振幅或电压振幅中的一个。在其他示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202在预定时间量之后恢复或逐渐增加根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。这种预定时间量可以允许患者在处理电路系统210控制刺激发生器202恢复正常电刺激治疗之前完成膀胱排泄事件或粪便排泄事件。
作为用于为膀胱排泄提供膀胱控制和辅助两者的系统的示例，处理电路系统210控制刺激发生器202在正常操作期间递送根据具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序的电刺激。在一个示例中，从约1000赫兹至约5000赫兹的频率范围中选择高频率。在感测到患者112的泌尿活动时，处理电路系统210控制刺激发生器202递送根据具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗程序的电刺激并且暂停根据具有高频率的第一电刺激治疗程序的电刺激的递送。因此，这种系统在正常操作期间递送具有高频率的电刺激以辅助患者112进行膀胱控制(例如，抑制骨盆肌肉收缩和膀胱肌肉收缩)。在检测到患者112正在经历或尝试经历排泄事件时，处理电路系统210控制刺激发生器202递送具有低频率的电刺激，这可以诱发膀胱收缩并辅助患者112完成排泄事件。处理电路系统210可以通过接收以下各项来检测泌尿活动：来自外部编程器104的输入、来自患者112的关于泌尿活动的开始或完成的反馈、或者来自一个或多个传感器106和212的指示患者112的状态变化、姿势变化或活动变化的信号。在确定泌尿活动已经完成时，处理电路系统210控制刺激发生器202中断具有低频率的电刺激并恢复具有高频率的电刺激，从而恢复对患者112的骨盆肌肉收缩和膀胱肌肉收缩的抑制。
虽然在上述示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202在具有高频率的电刺激或具有低频率的电刺激的递送之间交替，但是本公开的技术还设想到递送根据具有高频率的与具有低频率的电刺激程序交织的电刺激程序的电刺激。作为一个示例，处理电路系统210控制刺激发生器202将具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序与具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗程序进行交织，并且控制向患者112递送根据所交织的第一电刺激治疗程序和第二电刺激治疗程序的电刺激。这种组合式电刺激治疗可以以比仅具有低频率的电刺激更有效的方式来抑制患者112的骨盆症状中的一种或多种症状，同时减少或防止电刺激治疗的副作用，诸如感觉异常。
在交织电刺激的又另一示例中，在正常操作期间，处理电路系统210控制刺激发生器202连续递送根据具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的电刺激治疗程序的电刺激治疗。在检测到患者112正在经历或尝试经历泌尿活动时，处理电路系统210调整限定电刺激治疗的一个或多个参数。处理电路系统210可以通过接收以下各项来检测泌尿活动：来自外部编程器104的输入、来自患者112的关于泌尿活动的开始或完成的反馈、或者来自一个或多个传感器106和212的指示患者112的状态变化、姿势变化或活动变化的信号。例如，响应于来自传感器106和212的指示患者112的泌尿活动开始的信号，处理电路系统210控制刺激发生器202将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗。替代性地，响应于来自患者112的指示患者112的泌尿活动已经开始或即将开始的反馈，处理电路系统210控制刺激发生器202将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗。此外，虽然在一些示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202将具有高频率的电刺激治疗程序与具有高频率的电刺激治疗程序进行交织，每个电刺激程序是以最大振幅交织的，但是在其他示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202通过逐渐增加具有低频率的电刺激治疗程序和具有高频率的电刺激治疗程序中的至少一个的振幅(例如，电压振幅或电流振幅之一)来对电刺激治疗程序进行交织。在上述技术的一些示例中，处理电路系统210在泌尿活动开始之前略微调整限定电刺激治疗的所述一个或多个参数。在仍进一步示例中，处理电路系统210在泌尿活动开始之后略微调整限定电刺激治疗的所述一个或多个参数。
在仍进一步示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202周期性地调整递送至患者112的电刺激治疗。作为一个示例，处理电路系统210控制刺激发生器202周期性地从根据具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的电刺激治疗程序来递送电刺激治疗切换为根据具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的电刺激治疗程序来递送电刺激治疗。在另一示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202连续递送根据具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的电刺激治疗程序的电刺激治疗。在这个示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202周期性地将具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的电刺激治疗程序与具有低频率的电刺激治疗程序进行交织并将所交织的电刺激递送至患者112。然而，在其他示例中，处理电路系统210可以控制刺激发生器202递送根据具有低频率的电刺激治疗程序和具有高频率的电刺激治疗程序中的仅一个的电刺激。在一些示例中，处理电路系统210在预定时间过去之后、根据预定计划、或者在经由电极114、115感测到患者112的状态已经改变(例如，诸如电极114、115的阻抗变化或患者112的组织变化)时进行这种周期性调整。
在一些示例中，响应于检测到泌尿活动已经停止，处理电路系统210控制刺激发生器202中断根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗并且恢复正常的电刺激治疗(例如，根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗)。在这样的示例中，处理电路系统210可以控制刺激发生器202立即中断具有低频率的电刺激治疗，或者逐渐减少具有低频率的电刺激治疗的电流振幅或电压振幅中的一个。在其他示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202在预定时间量之后中断或逐渐减少根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。这种预定时间量可以允许患者在处理电路系统210控制刺激发生器202恢复正常电刺激治疗之前完成膀胱排泄事件或粪便排泄事件。
图2中展示的IMD 102的架构作为示例被示出。本公开所阐述的技术可以在图2的示例IMD 102、以及未在本文具体描述的其他类型的系统中实施。本公开的任何内容都不应视为将本公开的技术局限于图2所展示的示例架构。
图3是图1的示例外部编程器104(比如编程器104A或编程器104B)的框图。虽然编程器104通常可以被描述为手持式设备，但编程器104可以是更大的便携式设备或更固定的设备。此外，在其他示例中，编程器104可以被包括作为外部充电设备的一部分或者包括外部充电设备的功能。如图3所展示的，编程器104可以包括处理电路系统310、存储器311、用户接口302、遥测电路系统308和电源320。存储器311可以存储指令，所述指令当由处理电路系统310执行时使处理电路系统310和外部编程器104在整个本公开中提供归于外部编程器104的功能。这些部件或电路系统中的每一个都可以包括配置为执行本文所描述的一些或所有功能的电路系统。例如，处理电路系统310可以包括配置为执行关于处理电路系统310所讨论的过程的一个或多个处理器。
一般而言，编程器104包括硬件单独或与软件和/或固件组合的任何合适安排，以执行归属于编程器104以及编程器104的处理电路系统310、用户接口302和遥测电路系统308的技术。在各种示例中，编程器104可以包括一个或多个处理器，诸如一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA、或任何其他等效的集成或离散逻辑电路系统、以及这种部件的任何组合。在各种示例中，编程器104还可以包括存储器311，诸如RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、硬盘、CD-ROM，所述存储器包括用于使所述一个或多个处理器执行归属于其的动作的可执行指令。而且，尽管处理电路系统310和遥测电路系统308被描述为单独的电路，但是在一些示例中，处理电路系统310和遥测电路系统308在功能上集成。在一些示例中，处理电路系统310和遥测电路系统308对应于单独的硬件单元，诸如ASIC、DSP、FPGA或其他硬件单元。
存储器311(例如，存储设备)可以存储指令，所述指令当由处理电路系统310执行时使处理电路系统310和编程器104在整个本公开中提供归于编程器104的功能。例如，存储器311可以包括使处理电路系统310从存储器获得参数集、或接收用户输入并向IMD 104发送对应命令的指令，或者包括用于任何其他功能的指令。此外，存储器311可以包括多个程序，其中每个程序包括限定刺激治疗的参数集。
用户接口302可以包括按钮或键盘、灯、用于语音命令的扬声器、显示器(诸如液晶(LCD)、发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED))。在一些示例中，显示器可以是触摸屏。用户接口302可以配置为显示与刺激治疗的递送、所标识的患者行为、感知的患者参数值、患者行为标准或任何其他此类信息有关的任何信息。用户接口302还可以经由用户接口302接收用户输入。输入可以采用例如按压键盘上的按钮或从触摸屏选择图标的形式。输入可以请求开始或停止电刺激，或者输入可以请求对电刺激的递送进行某种其他改变。
遥测电路系统308可以在处理电路系统310的控制下支持IMD 102与编程器104之间的无线通信。遥测电路系统308还可以配置为经由无线通信技术或经由通过有线连接的直接通信来与另一计算设备进行通信。在一些示例中，遥测电路系统308经由RF或近端感应介质提供无线通信。在一些示例中，遥测电路系统308包括天线，所述天线可以采用多种形式，诸如内部天线或外部天线。
可以用于促进编程器104与IMD 102之间的通信的本地无线通信技术的示例包括根据802.11或蓝牙规范集或者其他标准或专有遥测协议的RF通信。以这种方式，其他外部设备可以能够与编程器104进行通信，而不需要建立安全无线连接。如本文所描述的，遥测电路系统308可以配置为将刺激参数值传输到IMD 102以用于递送刺激治疗。
在一些示例中，编程器104可以使用遥测电路系统308来向IMD 102提供对治疗参数或治疗程序的选择。在其他示例中，对治疗参数或治疗程序的选择可以包括患者112必须自己执行或护理人员为患者112执行的药物处理、活动或其他指令。在一些示例中，编程器104可以例如经由用户接口302提供指示存在新指令的视觉通知、听觉通知和/或触觉通知。在一些示例中，编程器104可能需要例如经由用户接口302接收确认指令已经完成的用户输入。
根据本公开的技术，响应于经由用户接口302从临床医生或患者接收到的命令，处理电路系统310可以经由遥测电路系统308传输命令，以使IMD 102将电刺激治疗递送至患者112的目标组织部位，从而为患者112的一种或多种骨盆症状提供治疗。处理电路系统310使IMD 102递送根据至少一个治疗程序的电刺激。如前面所讨论的，本公开的技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于递送的根据包括低频率的常规电刺激治疗程序的电刺激，递送的根据包括高频率的电刺激治疗程序的电刺激不会在患者体内诱导严重的副作用并且已经显示出经改善的治疗功效。例如，处理电路系统310使IMD 102向患者112递送具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序。在一些示例中，高频率是选自大于或等于约1000赫兹并小于或等于约5000赫兹的范围的频率。在进一步示例中，高频率为1000赫兹。这种高频电刺激治疗可以以比具有低频率(例如，小于或等于50赫兹)或者大于或等于5000赫兹的频率的电刺激治疗更有效的方式来抑制患者112的骨盆症状中的一种或多种症状。
在进一步示例中，处理电路系统310使IMD 102将具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗程序与具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗程序进行交织，并且向患者112递送根据所交织的第一电刺激治疗程序和第二电刺激治疗程序的电刺激。这种组合式电刺激治疗可以以比仅具有低频率的电刺激治疗更有效的方式来抑制患者112的骨盆症状中的一种或多种症状。
在用于提供膀胱控制的系统的一个示例中，IMD 102连续递送根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。替代性地，IMD 102可以将具有低频率的电刺激治疗程序与具有高频率的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗。IMD 102可以递送根据具有与电刺激脉冲未递送周期交织的电刺激脉冲递送周期的占空比的电刺激治疗。在一个示例中，处理器从患者112接收指示泌尿活动的反馈。响应于这样的反馈，处理电路系统310经由遥测电路系统308向IMD 102传输命令，以使IMD 102调整电刺激治疗的递送。例如，如上所述，IMD 102可以在预定时间量内暂停根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激的递送。在其他示例中，IMD 102可以调整限定电刺激的一个或多个参数。
在一些示例中，响应于接收到来自患者112的关于泌尿活动已经停止的反馈，处理电路系统310经由遥测电路系统308向IMD 102传输命令，以使IMD 102恢复正常的电刺激治疗(例如，根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗)。在其他示例中，IMD 102在预定时间量之后自动恢复根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。这种预定时间量可以允许患者在IMD 102不依赖于来自外部编程器104的命令而恢复正常电刺激治疗之前完成膀胱排泄事件或粪便排泄事件。
在用于提供膀胱控制和排泄辅助两者的系统的一个示例中，IMD 102连续递送根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。IMD 102可以递送根据具有与电刺激脉冲未递送周期交织的电刺激脉冲递送周期的占空比的电刺激治疗。在一个示例中，处理器从患者112接收指示泌尿活动的反馈。响应于这样的反馈，处理电路系统310经由遥测电路系统308向IMD 102传输命令，以使IMD 102调整电刺激治疗的递送。例如，如上所述，IMD 102可以根据具有低频率的电刺激治疗程序来暂停，并且开始根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗的递送。替代性地，IMD 102可以将具有低频率的电刺激治疗程序与具有高频率的电刺激治疗程序进行交织，并且递送根据所交织的电刺激治疗程序的电刺激治疗。在又进一步示例中，IMD 102可以在将具有高频率的电刺激治疗程序与具有低频率的电刺激治疗程序进行交织时逐渐增加具有高频率的电刺激治疗程序的振幅，以便逐渐增加递送至患者112的具有高频率的电刺激治疗程序的振幅。
在一些示例中，响应于接收到来自患者112的关于泌尿活动已经停止的反馈，处理电路系统310经由遥测电路系统308向IMD 102传输命令，以使IMD 102中断根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗并且恢复正常的电刺激治疗(例如，根据具有低频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗)。在其他示例中，IMD 102在预定时间量之后自动中断根据具有高频率的电刺激治疗程序的电刺激治疗。这种预定时间量可以允许患者在IMD 102不依赖于来自外部编程器104的命令而恢复正常电刺激治疗之前完成膀胱排泄事件或粪便排泄事件。
图3中展示的编程器104的架构作为示例被示出。本公开所阐述的技术可以在图3的示例编程器104、以及未在本文具体描述的其他类型的系统中实施。本公开的任何内容都不应视为将本公开的技术局限于图3所展示的示例架构。
图4是描绘图1的IMD 102的示例操作的图示。为了便于描述，参照图1和图2对图4进行描述。如前面所讨论的，本公开的技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于递送的根据包括低频率的常规电刺激治疗程序的电刺激，递送的根据包括高频率的电刺激治疗程序的电刺激不会在患者体内诱导严重的副作用并且已经显示出对患者的经改善治疗功效。
如图4所描绘的，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202以大于或等于约100赫兹且小于或等于约50000赫兹的第一频率递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(402)。在一个示例中，第一电刺激脉冲具有100微秒的脉冲宽度以及足以诱发患者112体内肌肉收缩的振幅。
接下来，处理电路系统210检测到事件已经发生(404)。这种事件的示例包括泌尿活动、患者112的活动变化、患者112的移动、患者112的姿势变化、一天中的时间、来自传感器106或212的信号、来自患者112的反馈、来自外部编程器104的命令、或治疗递送计划的变化等。作为一个示例，处理电路系统210从传感器106或212接收指示患者112正在经历膀胱排泄事件、膀胱充盈事件或膀胱收缩的信号。在其他示例中，处理电路系统210可以从传感器106或212接收指示关于患者112的空间信息、位置信息或时间信息的信号。在另一示例中，处理电路系统210从患者112接收指示患者112的泌尿活动已经开始或完成的反馈。在仍进一步示例中，治疗递送计划从递送第一种类型的电刺激变为递送第二种类型的电刺激。
响应于所检测的事件，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202调整电刺激治疗的一个或多个参数(406)。例如，在检测到患者112正在经历泌尿活动时，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202调整第一电刺激脉冲的电流振幅或电压振幅中的一个。在其他示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202调整第一电刺激脉冲的频率(例如，暂停以1000赫兹递送电刺激脉冲、或者开始以1000赫兹递送电刺激脉冲，而不是100赫兹)。在进一步示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202调整第一电刺激脉冲的脉冲宽度。在又进一步示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202将第一电脉冲的递送与大于约1赫兹且小于约50赫兹的第二频率下的第二电脉冲进行交织。在又进一步示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202将第一电脉冲的递送与没有电刺激的周期进行交织。在进一步示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202暂停第一电脉冲的递送并开始以大于约1赫兹且小于约50赫兹的第二频率对第二电脉冲的递送。在进一步示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202暂停第一电脉冲的递送并且在预定时间量内不递送电刺激治疗。
图5是描绘图1的IMD 102的示例操作的图示。为了便于描述，参照图1和图2对图5进行描述。如前面所讨论的，本公开的技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于递送的根据包括低频率的常规电刺激治疗程序的电刺激，递送的根据包括高频率的电刺激治疗程序的电刺激不会在患者体内诱导严重的副作用并且已经显示出对患者的经改善治疗功效。
如图5所描绘的，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202以大于或等于约100赫兹且小于约50000赫兹的第一频率递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(502)。在一些示例中，第一频率大于或等于约1000赫兹且小于或等于约5000赫兹。在其他示例中，第一频率为1000赫兹。处理电路系统210经由遥测电路系统208接收指示患者112的泌尿活动的信号(404)，如上文关于图4所描述的。在替代性示例中，处理电路系统210可以从传感器106接收指示关于患者112的空间信息、位置信息或时间信息的信号，而不是检测患者的泌尿活动。在仍进一步示例中，处理电路系统210可以从患者112接收指示泌尿活动开始的反馈，而不是检测患者的泌尿活动。
响应于所检测的泌尿活动，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗并以大于约1赫兹且小于约50赫兹的第二频率递送包括第二电刺激脉冲的电刺激治疗(506)。在一些示例中，IMD102的处理电路系统210逐渐增加第二电刺激脉冲的电压振幅或电流振幅中的一个，以防止由于电刺激治疗的快速变化而对患者112造成的不适或副作用。进一步地，在一些示例中，IMD 102的处理电路系统210逐渐减少第一电刺激脉冲的电压振幅或电流振幅中的一个，以防止由于电刺激治疗的快速变化而对患者112造成的不适或副作用。
响应于检测到泌尿活动已经停止(508)，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送包括第二电刺激脉冲的电刺激治疗，而是递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(502)。在替代性示例中，IMD 102的处理电路系统210在预定时间内继续递送包括第二电刺激脉冲的电刺激治疗。在预定时间到期时，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送包括第二电刺激脉冲的电刺激治疗，而是递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(502)。如上所述，在一些示例中，IMD 102的处理电路系统210逐渐减少第二电刺激脉冲的电压振幅或电流振幅中的一个和/或逐渐增加第一电刺激脉冲的电压振幅或电流振幅中的一个，以防止由于电刺激治疗的快速变化而对患者112造成的不适或副作用。
图6是描绘图1的IMD 102的示例操作的图示。为了便于描述，参照图1和图2对图6进行描述。如前面所讨论的，本公开的技术利用出乎意料且令人惊讶的发现：相对于递送的根据包括低频率的常规电刺激治疗程序的电刺激，递送的根据包括高频率的电刺激治疗程序的电刺激不会在患者体内诱导严重的副作用并且已经显示出对患者的经改善治疗功效。
如图6的示例所描绘的，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202以大于约100赫兹且小于约20000赫兹的第一频率递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(502)，如上文关于图5所描述的。在一些示例中，第一频率大于或等于约1000赫兹且小于或等于约5000赫兹。在其他示例中，第一频率为1000赫兹。处理电路系统210经由遥测电路系统208接收指示患者112的泌尿活动的信号(404)，如上文关于图4所描述的。在替代性示例中，处理电路系统210可以从传感器106接收指示关于患者112的空间信息、位置信息或时间信息的信号，而不是检测患者的泌尿活动。在仍进一步示例中，处理电路系统210可以从患者112接收指示泌尿活动开始的反馈，而不是检测患者的泌尿活动。
响应于所检测的泌尿活动，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202将大于或等于约100赫兹且小于或等于约20000赫兹的第一频率下的第一电刺激脉冲与大于或等于约1赫兹且小于或等于约50赫兹的第二频率下的第二电刺激脉冲进行交织(606)。IMD102的处理电路系统210进一步控制刺激发生器202向患者112递送根据所交织的第一电刺激脉冲和第二电刺激脉冲的电刺激。在一些示例中，IMD 102的处理电路系统210逐渐增加第二电刺激脉冲的电压振幅或电流振幅中的一个，以防止由于电刺激治疗的快速变化而对患者112造成的不适或副作用。
如上文关于图5所描述的，响应于检测到泌尿活动已经停止(508)，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送包括第二电刺激脉冲的电刺激治疗，但继续递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(502)。在一些示例中，IMD 102的处理电路系统210逐渐减少第二电刺激脉冲的电压振幅或电流振幅中的一个，以防止由于电刺激治疗的快速变化而对患者112造成的不适或副作用。在替代性示例中，IMD 102的处理电路系统210在预定时间内继续递送包括所交织的第一电刺激脉冲和第二电刺激脉冲的电刺激治疗。在预定时间到期时，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送包括第二电刺激脉冲的电刺激治疗，而是递送包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗(502)。
图7A至图7D是描绘图1的IMD递送至患者的示例电刺激治疗的时序图。为了便于描述，关于图1和图2来描述图7A至图7D。图7A至图7D描绘了IMD 102递送至患者112的电刺激治疗。图7A至图7D的x轴表示时间，而图7A至图7D的y轴表示电刺激治疗的频率。
关于图7A，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202向患者112递送具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激脉冲750，并将这种第一电刺激脉冲与没有电刺激的周期进行交织。在一些示例中，高频率大于或等于约1000赫兹且小于或等于5000赫兹。在这样做时，IMD 102可以向患者112递送具有高频率的电刺激，以便为患者11的一种或多种骨盆症状提供治疗。
关于图7B，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202将具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激脉冲750与具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗脉冲752进行交织，并将所交织的第一电刺激脉冲和第二电刺激脉冲递送至患者112。在这样做时，IMD 102可以为患者112的一种或多种骨盆症状提供治疗。
关于图7C，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202向患者112连续递送具有高频率(例如，大于或等于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗脉冲752。在时间T2处，系统100的一个或多个传感器106检测患者112的泌尿活动(例如，排泄事件)的开始754。响应于检测到泌尿活动的开始754，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送第一电刺激治疗脉冲752并开始向患者112递送具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的第二电刺激脉冲750。在时间T5处，系统100的一个或多个传感器106检测患者112的泌尿活动的停止756。响应于检测到泌尿活动的停止756，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送第二电刺激治疗脉冲750并恢复向患者112递送第一电刺激脉冲752。
具有高频率的第一电刺激脉冲可以促进膀胱容量增加，或者以其他方式辅助尿液储存在患者112体内，但是具有低频率的第二电刺激脉冲可以促进患者112体内的膀胱排泄。因此，IMD 102可以递送具有高频率的第一电刺激脉冲以促进对患者112的膀胱控制。进一步地，在检测到患者112正在经历泌尿活动时，IMD 102可以切换到递送具有低频率的第二电刺激脉冲以辅助患者112进行膀胱排泄。特别地，已经显示改变低频刺激的频率会改变刺激是抑制膀胱收缩还是激活膀胱以促进排尿。作为非限制性示例，显示阴茎背神经的刺激在5赫兹至10赫兹下抑制并在20赫兹至40赫兹下激活。
关于图7D，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202向患者112连续递送具有高频率(例如，大于约100赫兹的频率)的第一电刺激治疗脉冲752。在时间T2处，系统100的一个或多个传感器106检测患者112的泌尿活动(例如，排泄事件)的开始754。响应于检测到泌尿活动的开始754，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202将具有高频率的第一电刺激脉冲750与具有低频率(例如，小于或等于约50赫兹的频率)的第二电刺激治疗脉冲752进行交织并向患者112递送所交织的第一电刺激脉冲和第二电刺激脉冲。在一些示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202在从递送第一电刺激脉冲而不是第二电刺激脉冲转变为递送所交织的第一电刺激脉冲和第二电刺激脉冲时逐渐增加第二电刺激脉冲的电流振幅或电压振幅中的一个。在时间T5处，系统100的一个或多个传感器106检测患者112的泌尿活动的停止756。响应于检测到泌尿活动的停止756，IMD 102的处理电路系统210控制刺激发生器202停止递送第二电刺激治疗脉冲750并且仅恢复向患者112递送第一电刺激脉冲752。在一些示例中，处理电路系统210控制刺激发生器202在从递送所交织的第一电刺激脉冲和第二电刺激脉冲转变为仅递送第一电刺激脉冲而不递送第二电刺激脉冲时逐渐减少第二电刺激脉冲的电流振幅或电压振幅中的一个。
图8A至图8B、图9以及图10A至图10C描绘了来自示例研究的数据，在所述示例研究中，电刺激设备向多个大鼠测试对象递送电刺激治疗。电刺激设备以基本类似于图1的IMD102的方式来递送电刺激。其他系统为骨盆疾病递送低赫兹范围内的骶神经调节。然而，几乎没有对高频刺激影响的研究。在与图9中描绘的数据相对应的研究中，测试了1000赫兹刺激对麻醉大鼠的节律性膀胱收缩(RBC)模型的影响。结果证明，高频刺激(诸如1000赫兹刺激)显著地抑制RBC频率，但是可看到不同大鼠的多种反应模式。总之，此数据表明高频刺激可能在改变膀胱功能方面是有效的。此外，已经确定，包括大于5000赫兹的频率的电刺激在抑制膀胱收缩方面可能不太有效并且比包括在约1000赫兹至5000赫兹范围内的频率的电刺激消耗更多的功率。因此，此数据表明包括在约1000赫兹至约5000赫兹范围内的频率的电刺激与常规低频电刺激或包括大于5000赫兹的频率的电刺激电刺激相比提供多种益处。
通常，其他系统递送低赫兹范围(例如，10赫兹至25赫兹)内的骶神经调节，因为其他系统理解一系列低频率最有效。例如，患者对不同频率的电刺激的响应性可以被可视化为U形曲线。通常，患者的肌肉对约1赫兹至50赫兹频率下的电刺激显示响应性，对约50赫兹至100赫兹频率下的电刺激显示有限的响应性，并且对大于约100赫兹频率下的电刺激显示增加的响应性。然而，关于千赫兹范围内的非常高的频率(例如，U形曲线的右端)却知之甚少。本研究检查了1000赫兹(1千赫兹)对麻醉大鼠的节律性膀胱收缩(RBC)模型的影响。结果表明，1千赫兹确实对RBC具有抑制效果。与较低频率的刺激相类似，这种效果在很大程度上抑制了RBC频率而非振幅。有趣的是，抑制效果并未出现在所有测试对象中，并且在一些动物中，在10分钟的刺激期之后是延长的抑制。总之，这些结果表明，与常规低频电刺激相比，在千赫兹频率范围内的刺激提供了增加的治疗功效以减少OAB症状。此外，已经确定，相对于更高频率下的刺激，在约1000赫兹至5000赫兹范围内的频率下的电刺激可以提供一种或多种治疗优势以及增加高能效。
在本研究中，16只体重为200克至300克的雌性Sprague-Dawley大鼠接受了麻醉(例如，以4分钟为间隔注射两次氨基甲酸乙酯，总剂量为每千克1.2克)并在手术期间根据需要利用异氟烷维持。加热垫使大鼠的温度保持在37℃。在实验程序完成之后，通过CO2窒息使大鼠安乐死。Medtronic的动物护理和使用委员会和Medtronic非临床研究委员会(美国明尼苏达州明尼阿波利斯市)批准了本研究的实验协议。16只大鼠中的9只用作对照组，而16只大鼠中的7只接受了以1000赫兹对脊神经(SN)的电刺激。
插管(PE50)经由尿道插入每只大鼠的膀胱中，并且利用缝合线对尿道进行结扎，以实现对大鼠膀胱收缩的记录。尿道插管经由T型连接器连接至数据采集系统(AD仪器MLT0380D，科罗拉多泉市，科罗拉多州，美国)的低容量压力变换器，并且通过数据采集系统对信号进行放大和记录(Spike2；Cambridge Electronic Design(剑桥电子设计))。DC放大器(AD仪器，ML119)处理指示膀胱内压的接收信号。注射泵连接至T型连接器的第三输出端。
每只大鼠的脊柱暴露在L6水平，即大多数膀胱传入神经进入脊髓的脊神经。在左右L6脊神经(SN)周围双侧地放置不锈钢导线电极并利用硅酮粘合剂对其进行固定。在尾部的底部放置两个针电极以用作阳极。
将背骶区和胸区周围的皮肤剃毛并从约SN L3至S2进行背中线切口以暴露L6/S1后突。移除S1后突，并将L6神经干定位于骶髂关节的尾侧和内侧。在将导线电极放置在每个神经下面之后，施加硅酮粘合剂(Kwik-Cast，世界精密仪器公司，佛罗里达州，美国)以覆盖神经周围的线，并且缝合皮肤切口。电极经由刺激隔离单元(SIU-BI，Grass医疗仪器)连接至电刺激发生器。尾部皮下的针电极充当地。电刺激发生器连续地向每只大鼠的两个神经递送电刺激脉冲。
电刺激发生器(例如，Grass S88刺激器)经由导线电极向大鼠递送电刺激。将双相脉冲设置为1千赫兹的频率、100微秒的脉冲宽度、以及10赫兹的运动阈值(骨盆收缩或脚趾收缩的第一征兆)的振幅。在两种情况下，直接比较10赫兹的运动阈值与1千赫兹的运动阈值，并且这两个运动阈值跨两个频率均在0.05毫安内。在诱导RBC之后，基线期为15分钟，然后是刺激10分钟以及刺激后20分钟。动物最多接受两次刺激试验。
使用经由连接至灌注泵的注射器输注盐水(每分钟50微升或10微升)以诱导排尿反射(这里定义为量值>10mmHg的膀胱收缩)。然后将输注速率降至每分钟10微升并持续直到出现3至5次连续收缩。此时，在盐水输注终止后，继续膀胱反射收缩(BRC)。在15分钟的控制期之后，电刺激发生器向SN递送15分钟的电刺激，并且在电刺激后记录20分钟的BRC。
将RBC频率标准化为收缩次数/秒(收缩总次数/时间段)并进行比较。数据被表示为均值±SEM，并利用学生t检验(西格玛图标)对其进行分析。p值<0.05被认为在统计上是显著的。
SN的电刺激诱发后足抽搐和/或盆底肌肉收缩。阈值电流(T运动)被定义为诱发第一个几乎不可辨别的骨骼肌收缩的最低强度。振幅为T运动、脉冲宽度为0.1毫秒的双相脉冲以1000赫兹的频率刺激SN。
图8A至图8B是描绘研究的示例结果的图表。如图8A中所描绘的，以5分钟的间隔监测BRC的频率。第一组间隔800A包括三个控制周期。第二组间隔800B包括刺激期间的三个周期。第三组间隔800C包括刺激之后的四个周期。在刺激前的最后5分钟期间将所有数据与均值响应进行比较。将所有数据表示为均值±SEM。通过棱镜4(GraphPad Software公司，圣地亚哥，加利福尼亚)利用学生t检验对结果进行分析。p值<0.05被认为在统计上是显著的。
本研究确定，如果未施加电刺激(例如，针对对照组)，则在50分钟时段期间BRC未发生显著变化。进一步地，本研究确定，对SN进行1000赫兹、脉冲宽度为0.1毫秒且振幅为T运动的电刺激使膀胱收缩的频率衰减。图8A描绘了运动阈值下的SN刺激对接受电刺激的大鼠和对照组(未接受SN刺激)的BRC频率的影响。BRC反应表示为对照的百分比(％对照)，其中，每只大鼠在接受电刺激之前的基线反应被定义为100％。在图8A中，电刺激具有1000赫兹的频率以及0.1微秒的脉冲宽度。
图8B描绘了对照组与接受电刺激的大鼠的刺激前、刺激期间和刺激后的15分钟均值反应的比较。对于本研究，确定p小于0.05。学生t检验分析表明，以1000赫兹进行的SN刺激显著地抑制了BRC频率。
图9是描绘研究的示例结果的图表。如图9所描绘的，高频刺激显著地抑制了正在进行的节律性膀胱收缩。在图9中，基线是刺激前15分钟时段内每秒的收缩，并且“1kHz刺激”是10分钟刺激期内每秒的收缩。确定误差(p)小于0.05，并且测试组中有7只大鼠。
图10A至图10C是描绘研究的示例结果的图表。具体而言，图10A至图10C展示了对1千赫兹刺激的响应模式的多样性。图10A示出了展示在对测试大鼠之一进行刺激期间的抑制的跟踪图。七只测试大鼠中的两只在接受电刺激的同时显示出BRC的这种急性抑制(n＝2)。在这个示例中，测试对象接受频率为1千赫兹、振幅为T运动且脉冲宽度为210微秒的电刺激长达10分钟，这急剧地抑制了RBC。上面板1002A描绘了测试大鼠的膀胱压力(mmHg)，而下面板1004A描绘了电刺激的时序图。图10A的x轴以秒为时间单位。
图10B显示了对RBC没有刺激作用的试验。两只测试大鼠在接受电刺激时未对RBC显示出影响(n＝2)。在这个示例中，测试对象接受频率为1千赫兹、振幅为T运动且脉冲宽度为210微秒的电刺激长达10分钟，并且未对RBC显示出影响。上面板1002B描绘了测试大鼠的膀胱压力(mmHg)，而下面板1004B描绘了电刺激的时序图。图10B的x轴以秒为时间单位。
图10C描绘了即使在电刺激终止后BRC的延长抑制的示例。三只测试大鼠在接受电刺激的同时显示出对BRC的这种延长抑制(n＝3)。在这个示例中，测试对象接受频率为1千赫兹、振幅为T运动且脉冲宽度为210微秒的电刺激长达10分钟，这即使在移除电刺激之后仍诱发了对RBC的延长抑制。上面板1002C描绘了测试大鼠的膀胱压力(mmHg)，而下面板1004C描绘了电刺激的时序图。图10C的x轴以秒为时间单位。
对于一组7只大鼠中的5只，与基线收缩频率相比，在10分钟的刺激期期间显著地抑制了膀胱收缩(p＝0.033)。一般而言，收缩的振幅没有改变，但是在个别情况下，刺激期间或之后的偶然收缩显示出振幅减小(例如，如图10C所描绘的)。
本研究的结果表明，高频(千赫兹范围)刺激可以是抑制膀胱收缩的有效参数范围。在一系列无效参数(例如，大于约50赫兹至100赫兹且小于约1千赫兹)之后，在极高频率下存在对RBC的“双重”抑制表明在以低赫兹(5赫兹至30赫兹)和高(赫兹)频率进行刺激的作用机制不同。
图11是描绘在本公开的使用完全有意识的绵羊测试对象的技术的示例研究中作为电刺激频率的函数的膀胱容量的曲线图。在图11的示例中，以10赫兹、100赫兹、1000赫兹和5000赫兹的频率将电刺激递送至多只测试绵羊，并确定所得的膀胱容量增加百分比。如图11所描绘的，以10赫兹的频率递送的电刺激诱发膀胱容量比测试对象的基线膀胱容量增加大约20％。进一步地，以100赫兹的频率递送的电刺激诱发膀胱容量比测试对象的基线膀胱容量增加大约30％。进一步地，以1000赫兹(例如，相对较高的频率)递送的电刺激诱发膀胱容量比测试对象的基线膀胱容量增加大约70％，这是基线膀胱容量相对于在其他临床设备中使用的低频电刺激(例如，约10赫兹)而言显著改善了3.5倍。因此，与具有低频率(例如，小于约50赫兹的频率)的电刺激相比，具有高频率(例如，大于100赫兹)的电刺激可以提供更大的膀胱容量增加。1000赫兹刺激对增加膀胱容量的影响大小是令人惊讶的结果。不受理论的限制，认为在先前研究中对动物受试者进行麻醉可能在先前未能标识出这种令人惊讶的结果中起作用。进一步地，以5000赫兹的频率递送的电刺激诱发膀胱容量比测试对象的基线膀胱容量增加大约35％。值得注意的是，以5000赫兹的频率递送的电刺激与以1000赫兹的频率递送的电刺激相比不太有效。基于这些结果，预期的是，随着电刺激的频率增加超过5000赫兹，电刺激的功效可能会降低。因此，已显示，对于具有大于或等于100赫兹且小于或等于5000赫兹的频率的电刺激，膀胱容量增加，所述电刺激与10赫兹下的电刺激相比出乎意料地提供了更大的膀胱容量增加。但是5000赫兹的相对容量表明5000赫兹以上的频率不太可能比10赫兹下的电刺激表现出有意义的(如果有的话)改进。
图12是描绘根据本公开的技术的医疗设备的示例操作的流程图。在一个示例中，医疗设备是图1的IMD 102，并且根据本公开的技术配置为治疗人类患者112的一种或多种骨盆疾病。在这个示例中，IMD 102设计用于(至少部分地)植入，使得一个或多个电极116、118放置在与骨盆疾病的治疗相关的神经(诸如骶神经、阴茎背神经、阴蒂背神经、或阴部神经中的至少一个)附近。在其他示例中，医疗设备是具有一根或多根植入式引线的外部刺激器设备。如本文所讨论的，神经可以包括患者112的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经中的任何一个。例如，医疗设备可以包括具有长度、电极配置或其他因素的刺激引线，所述刺激引线设计用于与一个或多个上述所标识神经一起使用。而且，医疗设备可以包括刺激电路系统，所述刺激电路系统配置为提供与一种或多种骨盆疾病的治疗性治疗一致的刺激。例如，刺激电路系统可以包括刺激发生器电路，所述刺激发生器电路设计为生成本文所讨论的频率下的、具有足以治疗所述一种或多种骨盆疾病的(电流或电压)振幅的电刺激脉冲。而且，医疗设备的处理电路系统可以配置为控制与电刺激的递送相关的定时和其他参数。
在关于图1的IMD 102的一个示例中，IMD 102的处理电路系统配置为标识关于骨盆刺激将开始的指示(1202)。在一些示例中，所述指示表明抑制膀胱活动的开始。在一些示例中，IMD 102的处理电路系统从外部编程器104接收指示。在外部编程器104为患者编程器的一个示例中，患者编程器可以包括用于患者112启用和禁用刺激的选项(例如，手动地使膀胱排泄)。在外部编程器104为临床医生编程器的一个示例中，临床医生可以使用临床医生编程器向IMD 102提供定义何时开始或结束骨盆刺激的刺激计划。IMD 102的处理电路系统可以从刺激计划中标识指示以控制电刺激的开始和结束。作为另一示例，IMD 102的处理电路系统可以从一个或多个传感器接收数据并使用所述数据来标识指示何时开始抑制膀胱活动的事件，诸如泌尿活动的开始或结束。
响应于标识所述指示，IMD 102的处理电路系统开始生成电刺激脉冲(1204)。根据本公开的技术，IMD 102可以通过使用超过100赫兹的频率来生成电刺激脉冲以提供改善的膀胱容量。在一个示例中，IMD 102以大于或等于500赫兹且小于或等于5000赫兹的频率或在本文所讨论的其他频率范围内生成电刺激脉冲。IMD 102将所生成的刺激脉冲递送至靶神经(1206)。在图1的示例中，IMD 102使用放置在靶神经附近的电极116、118来递送所生成的刺激脉冲。
在一些示例中，IMD 102配置为根据所标识事件的类型以不同的频率来递送电刺激。作为一个示例，关于框1202执行的标识标识出膀胱将被刺激以诱导排尿。IMD 102可以在按照框1206递送在框1204中生成的电刺激之前相应地调整所述电刺激(例如，调整到大约30赫兹)。
以下示例展示了本文所述的方法、设备和系统。
示例1：一种用于利用配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备来递送电刺激的方法，所述方法包括：由所述医疗设备标识用于抑制膀胱活动的指示；由所述医疗设备响应于标识所述指示而生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及由所述医疗设备将所述电刺激治疗递送至从由以下各项组成的组中选择的目标神经：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经。
示例2：如示例1所述的方法，其中，所述第一频率大于或等于约1000赫兹且小于或等于约5000赫兹。
示例3：如示例1至2中任一项所述的方法，其中，所述电刺激治疗进一步包括第二电刺激脉冲，所述第二电刺激脉冲包括大于或等于约1赫兹且小于或等于约50赫兹的第二频率，其中，所述第二电刺激脉冲与所述第一电刺激脉冲交织。
示例4：如示例3所述的方法，其中，标识所述指示包括经由一个或多个传感器检测所述患者的泌尿活动。
示例5：如示例4所述的方法，进一步包括：响应于检测到所述患者的泌尿活动不存在，递送所述第一电刺激脉冲；以及响应于检测到所述患者的泌尿活动而递送所述第二电刺激脉冲。
示例6：如示例5所述的方法，进一步包括：当从递送所述第一电刺激脉冲转变为递送所述第二电刺激脉冲时逐渐增加所述第二电刺激脉冲的电流振幅或电压振幅中的一个。
示例7：如示例5至6中任一项所述的方法，其中，所述患者的所述泌尿活动包括以下各项中的一项或多项：所述患者的膀胱排泄事件；所述患者的膀胱收缩；或者从所述患者接收的反馈。
示例8：如示例3至7中任一项所述的方法，进一步包括：由所述医疗设备递送所述第一电刺激脉冲而不递送所述第二电刺激脉冲；由所述医疗设备从外部编程器接收来自所述患者的反馈；以及响应于所述反馈由所述医疗设备递送所述第二电刺激脉冲而不递送所述第一电刺激脉冲。
示例9：如示例1至8中任一项所述的方法，进一步包括响应于来自所述患者的反馈而调整所述第一频率。
示例10：如示例1至9中任一项所述的方法，进一步包括：通过包括所述医疗设备的医疗系统的感测电路系统来检测所述患者的空间位置；以及基于所检测的所述患者的空间位置来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
示例11：如示例1至10中任一项所述的方法，进一步包括：通过包括所述医疗设备的医疗系统的感测电路系统来检测所述患者的姿势；以及基于所检测的所述患者的姿势来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
示例12：如示例1至11中任一项所述的方法，进一步包括：通过包括所述医疗设备的医疗系统的感测电路系统来检测一天中的时间；以及基于所检测的一天中的时间来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
示例13：如示例1至12中任一项所述的方法，进一步包括：通过包括所述医疗设备的医疗系统的感测电路系统来检测所述患者的组织的电活动；以及基于所检测的所述患者的所述组织的电活动来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
示例14：如示例1至13中任一项所述的方法，进一步包括：通过包括所述医疗设备的医疗系统的感测电路系统来检测所述患者的生物标记，所述生物标记指示递送包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的副作用或递送包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的治疗效果的功效中的至少一者；以及基于所检测的所述患者的生物标记来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
示例15：如示例1至14中任一项所述的方法，其中，所述目标神经为所述患者的骶神经。
示例16：一种医疗系统，包括配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备，所述医疗设备包括：引线，所述引线包括一个或多个电极并且配置为放置在从由以下各项组成的组中选择的目标神经附近：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经；电刺激生成电路系统，所述电刺激生成电路系统配置为生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及处理电路系统，所述处理电路系统配置为：标识用于抑制膀胱活动的指示；并且控制所述电刺激生成电路系统经由所述一个或多个电极将所述电刺激治疗递送至所述目标神经。
示例17：如示例16所述的医疗系统，其中，所述第一频率大于或等于约1000赫兹且小于或等于约5000赫兹。
示例18：如示例16至17中任一项所述的医疗系统，其中，所述电刺激治疗进一步包括第二电刺激脉冲，所述第二电刺激脉冲包括大于或等于约1赫兹且小于或等于约50赫兹的第二频率，其中，所述第二电刺激脉冲与所述第一电刺激脉冲交织。
示例19：如示例18所述的医疗系统，进一步包括一个或多个传感器，并且其中，为了标识所述指示，所述处理电路系统进一步配置为经由所述一个或多个传感器来检测所述患者的泌尿活动。
示例20：如示例19所述的医疗系统，其中，所述处理电路系统进一步配置为：响应于检测到所述患者的泌尿活动不存在，控制所述电刺激生成电路系统递送所述第一电刺激脉冲；并且响应于检测到所述患者的泌尿活动，递送、控制所述电刺激生成电路系统递送所述第二电刺激脉冲。
示例21：如示例20所述的医疗系统，其中，所述处理电路系统进一步配置为控制所述电刺激生成电路系统在从递送所述第一电刺激脉冲转变为递送所述第二电刺激脉冲时逐渐增加所述第二电刺激脉冲的电流振幅或电压振幅中的一个。
示例22：一种配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备，所述医疗设备包括：用于标识用于抑制膀胱活动的指示的装置；用于响应于标识所述指示而生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗的装置，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及用于将所述电刺激治疗递送至从由以下各项组成的组中选择的目标神经的装置：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经。
在本公开中所描述的这些技术可以至少部分地在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。例如，所描述的技术的各方面可以在一个或多个处理器中实施，包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或任何其他等效的集成或分立逻辑电路系统、以及这类部件的任何组合。术语“处理器(processor)”或“处理电路系统(processing circuitry)”通常可以指代前述逻辑电路系统中的任何电路系统(单独地或与其他逻辑电路系统组合)、或者任何其他等效电路系统。包括硬件的控制单元也可以执行本公开的一项或多项技术。
此类硬件、软件、和固件可以在同一设备或单独设备内实施以便支持本公开中所描述的各种操作和功能。此外，所描述的单元、电路系统、模块或部件中的任一项可以一起实施或者单独地作为分立但彼此协作的逻辑设备来实施。作为电路系统、模块或单元的不同特征的描绘旨在强调不同的功能方面，并且并不一定暗示此类电路系统、模块或单元必须通过单独的硬件或软件部件来实施。相反，与一个或多个电路、模块或单元相关联的功能可以通过分开的硬件或软件部件来执行、或者集成在共同的或分开的硬件或软件部件内。
在本公开中所描述的这些技术还可以被嵌入或被编码至计算机可读介质中，诸如包含多条指令的计算机可读存储介质。嵌入或编码至计算机可读存储介质中的指令可以使可编程处理器或其他处理器例如在执行指令时执行所述方法。计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、硬盘、CD-ROM、软盘、磁带盒、磁介质、光介质或其他计算机可读介质。

Claims (15)

1.一种医疗系统，包括配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备，所述医疗设备包括：
引线，所述引线包括一个或多个电极并且配置用于放置在从由以下各项组成的组中选择的目标神经附近：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经；
电刺激生成电路系统，所述电刺激生成电路系统配置为生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及
处理电路系统，所述处理电路系统配置为：
标识用于抑制膀胱活动的指示；并且
控制所述电刺激生成电路系统经由所述一个或多个电极将所述电刺激治疗递送至所述目标神经。
2.如权利要求1所述的医疗系统，其中，所述第一频率大于或等于约1000赫兹且小于或等于约5000赫兹。
3.如权利要求1或2中任一项所述的医疗系统，其中，所述电刺激治疗进一步包括第二电刺激脉冲，所述第二电刺激脉冲包括大于或等于约1赫兹且小于或等于约50赫兹的第二频率，其中，所述第二电刺激脉冲与所述第一电刺激脉冲交织。
4.如权利要求3所述的医疗系统，进一步包括：一个或多个传感器；并且
其中，为了标识所述指示，所述处理电路系统被进一步配置为经由所述一个或多个传感器来检测所述患者的泌尿活动。
5.如权利要求4所述的医疗系统，其中，所述处理电路系统被进一步配置为：
响应于检测到所述患者的泌尿活动不存在，控制所述电刺激生成电路系统递送所述第一电刺激脉冲；并且
响应于检测到所述患者的泌尿活动，递送、控制所述电刺激生成电路系统递送所述第二电刺激脉冲。
6.如权利要求5所述的医疗系统，其中，所述处理电路系统被进一步配置为控制所述电刺激生成电路系统在从递送所述第一电刺激脉冲转变为递送所述第二电刺激脉冲时逐渐增加所述第二电刺激脉冲的电流振幅或电压振幅中的一个。
7.如权利要求4至6中任一项所述的医疗系统，其中，所述患者的所述泌尿活动包括以下各项中的一项或多项：
所述患者的膀胱排泄事件；
所述患者的膀胱收缩；或者
从所述患者接收的反馈。
8.如权利要求3至7中任一项所述的医疗系统，其中，所述处理电路系统被进一步配置为：
控制所述电刺激生成电路系统递送所述第一电刺激脉冲而不递送所述第二电刺激脉冲；
从外部编程器接收来自所述患者的反馈；并且
响应于所述反馈，控制所述电刺激生成电路系统递送所述第二电刺激脉冲而不递送所述第一电刺激脉冲。
9.如权利要求1至8中任一项所述的医疗系统，其中，所述处理电路系统被进一步配置为响应于来自所述患者的反馈而调整所述第一频率。
10.如权利要求1至9中任一项所述的医疗系统，
其中，所述医疗系统进一步包括配置为检测所述患者的空间位置的感测电路系统；并且
其中，所述处理电路系统被进一步配置为基于所检测的所述患者的空间位置来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
11.如权利要求1至10中任一项所述的医疗系统，
其中，所述医疗系统进一步包括配置为检测所述患者的姿势的感测电路系统；并且
其中，所述处理电路系统被进一步配置为基于所检测的所述患者的姿势来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
12.如权利要求1至11中任一项所述的医疗系统，进一步包括：
其中，所述医疗系统进一步包括配置为检测一天中的时间的感测电路系统；并且
其中，所述处理电路系统被进一步配置为基于所检测的一天中的时间来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
13.如权利要求1至12中任一项所述的医疗系统，进一步包括：
其中，所述医疗系统进一步包括配置为检测所述患者的组织的电活动的感测电路系统；并且
其中，所述处理电路系统被进一步配置为基于所检测的所述患者的所述组织的电活动来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
14.如权利要求1至13中任一项所述的医疗系统，进一步包括：
其中，所述医疗系统进一步包括配置为检测所述患者的生物标记的感测电路系统，所述生物标记指示递送包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的副作用或递送包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的治疗效果的功效中的至少一者；并且
其中，所述处理电路系统被进一步配置为基于所检测的所述患者的生物标记来调整包括所述第一电刺激脉冲的所述电刺激治疗的生成。
15.一种配置为至少部分地植入患者体内的医疗设备，所述医疗设备包括：
用于标识用于抑制膀胱活动的指示的装置；
用于响应于标识所述指示而生成包括第一电刺激脉冲的电刺激治疗的装置，所述第一电刺激脉冲包括大于或等于约500赫兹且小于或等于约5000赫兹的第一频率；以及
用于将所述电刺激治疗递送至从由以下各项组成的组中选择的目标神经的装置：所述患者的骶神经、骨盆神经、胫神经和阴部神经。
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