CN111905259B - 基于生物电脑部信号的一个或多个频谱特性的患者状态确定 - Google Patents

Abstract

在一些示例中，处理器基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动来确定患者状态。例如，处理器可基于频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的功率电平，或基于频带中的生物电脑部信号的频谱图(诸如在子带之间的功率分布的移动、在一个或多个子带内的峰值频率的变化、在一个或多个频率子带上的功率分布的图案、或展示相对高或低的活动水平的一个或多个子带的宽度或变化性)来确定患者状态。

Description

基于生物电脑部信号的一个或多个频谱特性的患者状态确定

本申请是国际申请日为2014-04-09，国际申请号为PCT/US2014/033462，进入中国国家阶段的申请号为201480044057.X，题为“基于生物电脑部信号的一个或多个频谱特性的患者状态确定”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及利用医疗设备的患者监测。

背景技术

医疗设备(诸如电刺激器或治疗剂递送设备)可用于不同的治疗应用中，这些治疗应用诸如深脑部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、末梢神经刺激、功能性电刺激或药物制剂、胰岛素、止痛剂或抗炎剂到患者内的目标组织部位的递送。医疗设备可被配置成向患者递送治疗以治疗各种症状或患者病情，诸如慢性疼痛、震颤、帕金森氏病、其他类型的运动障碍、癫痫发作(例如，癫痫)、小便或大便失禁、性功能障碍、肥胖症、情绪障碍、胃轻瘫或糖尿病。在一些治疗系统中，电刺激器(在一些实例中该电刺激器可以是可植入的)借助于一个或多个电极向患者体内的目标组织部位递送电治疗，该一个或多个电极可通过医疗引线进行部署，可位于电刺激器的外壳上或这两种情况。除了电刺激治疗之外或代替电刺激治疗，医疗设备(在一些实例中该医疗设备可以是可植入的)可借助于一个或多个流体递送元件(诸如，导管或治疗剂洗脱贴片(eluting patch))向患者体内的目标组织部位递送治疗剂。

一些医疗设备被配置成感测患者参数，诸如生物电脑部信号。所感测的患者参数可被用于各种目的，诸如用于控制由医疗设备进行的治疗递送。

发明内容

本公开描述了用于基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动来确定患者状态的示例系统、设备、和方法。可通过例如频率子带中的信号强度(在本文中也被称为“功率”、“功率电平”或“频谱振幅”)来指示特定频率子带中的生物电脑部信号的活动。在本文中所描述的一些示例中，基于频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的功率电平来确定患者状态。患者状态可以是，例如，患者疾病状态、其中观察到患者病情的症状的状态、或指示由医疗设备递送的治疗的疗效或药物的疗效的患者状态。

此外或替代，在一些示例中，基于感兴趣的频带中的生物电脑部信号的频谱图来确定患者状态，诸如在频带的子带之间的功率分布的移动(例如，其中观察到生物电脑部信号的峰值功率电平或感兴趣的频带内的峰值功率的频率子带的随时间的变化)、在一个或多个频率子带内的峰值功率电平的变化、在一个或多个频率子带上的所感测的生物电脑部信号的功率分布的图案(例如，功率电平对频率的标绘图是否示出了窄峰、宽峰、单峰的峰、或双峰的峰)、或展示相对高或低的活动水平的一个或多个频率子带的宽度或(例如，宽度的)变化性。

生物电脑部信号的不同频带可与患者的不同脑部活动相关联。脑部活动可以，例如，与患者发起的状态(例如，运动状态、言语状态、或睡眠状态)、患者病情(例如，疾病状态)、或患者病情的具体症状的发生相关联。示例频带包括δ带、α带、β带、γ带和高γ带。频带可包括多个频率子带，多个频率子带中的每一个具有比频带窄的宽度。可由多个频率子带定义频带。与较宽的频带本身中的活动相反，一个或多个特定频率子带内的脑部活动可指示特定患者状态。可由频率子带内的功率电平(或振幅)指示频率子带内的活动。

在一些示例中，处理器基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动来确定患者状态并生成所确定的患者状态的指示。处理器可基于所确定的患者状态控制向患者的治疗递送，基于所确定的患者状态监测患者病情，基于所确定的患者状态生成患者诊断(例如，确定患者病情子类型)，或它们的任意组合。

在一些示例中，本公开描述了用于基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动来确定患者是否具有帕金森氏病或另一患者病情的示例系统、设备、和方法。在一些情况中，不患有帕金森氏病的患者的生物电脑部信号可能不展示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的特定活动，然而患有帕金森氏病的患者的生物电脑部信号可展示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的特定活动。因此，感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的该活动可指示帕金森氏病的存在，并且可因此在一些示例中被用于诊断帕金森氏病。

在一个示例中，本公开针对一种方法，该方法包括：利用一个或多个处理器接收表示患者的生物电脑部信号的信息；利用该一个或多个处理器基于生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的活动来确定患者状态，以及利用该一个或多个处理器生成所确定的患者状态的指示。

在另一示例中，本公开针对一种系统，该系统包括：感测模块，被配置成感测患者的生物电脑部信号；以及一个或多个处理器，被配置成基于生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的活动来确定患者状态，并生成所确定的患者状态的指示。

在另一示例中，本公开针对一种系统，该系统包括：用于感测患者的生物电脑部信号的装置；以及用于基于生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的活动来确定患者状态的装置。

在另一方面，本公开针对一种计算机可读介质，该计算机可读介质包含指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器：接收表示患者的生物电脑部信号的信息；以及基于生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的活动来确定患者状态。

在一个示例中，本公开针对一种方法，该方法包括：利用一个或多个处理器接收表示患者的生物电脑部信号的信息；以及利用该一个或多个处理确定指示患者状态的生物标记，其中确定生物标记包括确定指示患者状态的生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的特性。

在另一示例中，本公开针对一种系统，该系统包括：感测模块，被配置成感测患者的生物电脑部信号；以及一个或多个处理器，被配置成通过至少确定指示患者状态的生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的特性来确定指示患者状态的生物标记。

在另一示例中，本公开针对一种系统，该系统包括：用于感测患者的生物电脑部信号的装置；以及用于确定指示患者状态的生物标记的装置，其中生物标记包括指示患者状态的生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内的生物电脑部信号的特性。

在另一方面，本公开针对一种计算机可读介质，该计算机可读介质包含指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，使该一个或多个处理器：接收表示患者的生物电脑部信号的信息，并确定指示患者状态的生物标记，其中该生物标记包括指示患者状态的生物电脑部信号的频带的一个或多个频率子带内生物电脑部信号的特性。

在另一方面，本公开针对一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是制品。该计算机可读存储介质包括用于由一个或多个处理器执行的计算机可读指令。这些指令使一个或多个处理器执行本文中所描述的技术的任何部分。这些指令可以是例如软件指令，诸如被用于定义软件或计算机程序的那些软件指令。

一个或多个示例的细节在以下附图和描述中进行阐述。根据描述和附图以及权利要求书，其他特征、目的以及优点将是显而易见的。

附图说明

图1是示出了配置成感测生物电脑部信号并且向患者的脑部内的组织部位递送电刺激治疗的示例深脑部刺激(DBS)系统的概念图。

图2是示出了示例医疗设备的部件的功能框图。

图3是示出了示例医疗设备编程器的部件的功能框图。

图4是示出了用于基于所感测的生物电脑部信号确定患者状态的示例技术的流程图。

图5是在人类受试者的脑部内所感测的生物电脑部信号的示例频谱图。

图6A和6B是在人类受试者的脑部内所感测的生物电脑部信号的示例频谱图，并且示出了药物对生物电脑部信号的活动的影响。

图7A-7D示出了从植入在被诊断患有帕金森氏病的人类受试者的脑部中的电极所记录的局部场电位(LFP)的功率谱。

图8A是示出了在大约24小时时间周期上在人类患者的脑部的基底神经节内所感测的LFP的β带活动的特性，并且具体而言，示出了β带活动的峰值频谱振幅以及发生该峰值频谱振幅的对应频率的曲线图。

图8B示出了图8A中所示的对应于峰值频谱振幅的β带频率的直方图。

图9是示出了用于确定指示特定患者状态的一个或多个生物标记的示例技术的流程图。

图10示出了每一个曲线图指示在人类受试者的脑部内所感测的LFP的β带活动的多个曲线图。

具体实施方式

本公开描述了用于基于患者的生物电脑部信号的一个或多个频域特性，且尤其基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的活动来确定患者状态的示例系统、设备和方法。可由例如频率子带中的信号强度(在本文中也被称为“功率”、“功率电平”或“频谱振幅”)指示特定频率子带中的生物电脑部信号的活动。因此，频带内的峰值功率电平可以是，例如，该频带中的最大信号强度。在一些示例中，所感测的生物电脑部信号的峰值功率电平也可被称为“振荡峰值”。

可指示患者状态的感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动包括，例如，生物电脑部信号的频谱图、频带的一个或多个频率子带(例如，两个或两个以上频率子带)中的生物电脑部信号的功率电平、或以上两者。患者状态可以是，例如，患者疾病状态、其中观察到患者病情的症状的状态、或指示由医疗设备进行的治疗递送的疗效或药物的疗效的患者状态。

生物电脑部信号的不同频带与患者的不同脑部活动相关联。在以下表格1中示出了频带的一个示例：

表1

然而，在其他示例中，频带可具有不同的频率范围。频带可包括多个频率子带(例如，可由多个频率子带组成)，每一个频率子带具有比频带窄的宽度。频带的频率子带可具有基本上相同(例如，相同或几乎相同)的宽度或不同的宽度。

所感测的生物电脑部信号的特定频带内的活动可因变于一个或多个患者状态而变化。例如，所感测的生物电脑部信号的特定频带内的活动可指示患者发起的状态(例如，运动状态、言语状态、或睡眠状态)、或指示与患者病情相关联的一个或多个患者症状的发生的患者状态。由特定频带内的活动指示的患者状态可以是或可以不是凭意志的患者活动的结果。

频带(例如，以上所指示的频带中的每一个)包括多个频率子带，该多个频率子带各自由比频带窄的频带定义。相信，与较宽的频带本身中的活动相对，一个或多个特定频率子带内的活动可比较宽的频带中的功率电平更好地指示具体患者状态。这些具体患者状态可例如，提供对患者病情的进展(例如，患者病理)、特定治疗(例如，电刺激治疗或制药药物)的治疗效果、患者病情的症状的存在、患者病情的存在或不存在、或它们的任意组合的更好的指示。

虽然特定频带中的生物电脑部信号的功率电平可对确定患者状态(例如，运动状态、睡眠状态、言语状态、或疾病状态)有用，但在一些情况下，基于一个或多个频率子带中的功率电平的患者状态确定可提供患者状态的更好的特异性和患者状态确定的更好的粒度(granularity)。例如，不仅可通过生物电脑部信号的β带活动的振幅的变化，还可通过运动期间β带活动的峰值频率的变化(例如，增加的移动或减小的移动)来指示运动状态。这可通过例如其中观察到整体β带内的峰值功率电平的β带的频率子带指示。

与感兴趣的频带中的总的功率电平相比，感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的生物电脑部信号的功率电平可具有与具体患者状态更好的关联性。以这种方式，相比单独的频带中的功率电平，生物电脑部信号的频带中的活动的频率分量可指示对患者病情的更全面的了解。频率分量包括，例如，频带的一个或多个频率子带中的生物电脑部信号的功率电平。

基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的功率电平所作出的更具体的患者状态确定可对监测患者病情(例如，患者疾病状态的进展)，生成患者诊断(例如，确定患者病情的存在或不存在或确定患者病情子类型，诸如，特定类型的患者病情或特定患者病情的严重度)、控制治疗递送、或它们的任意组合有用。

相信，感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的生物电脑部信号的一个或多个特性可以是具体患者状态的揭示。例如，相信，生物电脑部信号的频谱图可以是具体患者状态的揭示。频谱图可由例如在一感兴趣的频带的一个或多个频率子带上或在多个感兴趣的频带上的信号强度(例如，如由功率电平所指示)的分布所指示。可指示特定患者状态的发生的示例频谱图包括，例如，在频带的子带之间的功率分布随时间的移动(例如，其中观察到所有频带上的信号的峰值功率电平或感兴趣的频带内的峰值功率的频率子带的变化，或在两个或两个以上频率子带之间的功率分布的比率的变化)、在一个或多个频率子带内的峰值功率电平的变化、在一个或多个频率子带上的功率分布的图案(例如，功率电平对频率的标绘图是否示出了窄峰、宽峰、单峰的峰、或双峰的峰，该峰是频带或频率子带内的峰值振幅)、展示相对高或低的活动水平的一个或多个频率子带的宽度或(例如，宽度的)可变性、或在感兴趣的频带的一个或多个频率子带上或在多个感兴趣的频带上的信号强度的分布中观察到的其他特性。

在指示特定患者状态的一个或多个频率子带上的功率分布的图案可在相同频带内或在一个或多个频带上。频谱图可基于所感测的生物电脑部信号的任何合适的变换(诸如，但不限于，快速傅立叶变换)来确定频谱图以及生物电脑部信号的其他频域特性。

虽然生物电脑部信号的短持续时间记录(例如，秒量级)可指示感兴趣的特定频带内的功率电平，但短持续时间记录可能不指示生物电脑部信号的频谱图。因此，短持续时间记录可能不提供对患者的病理活动的进展的全面了解。相反，生物电脑部信号的相对长期的记录(例如，分钟、小时、甚至天的量级)可揭示提供对患者的病理活动的进展的更好了解的频谱图或峰值功率电平随时间的变化。

在本文所公开的一些示例中，设备的处理器(单独或与另一处理器结合)基于频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动确定患者状态。例如，处理器可基于频带的一个或多个特定频率子带中的功率电平、基于生物电脑部信号的频谱图(例如，主导(dominant)功率随时间从一个频率子带向另一个频率子带的移动、其中观察到频带内的峰值功率的频率子带的变化、指示信号强度的分布的标绘图的形状)、或它们的任意组合来确定患者状态。在一些示例中，处理器生成所确定的患者状态的指示，基于所确定的患者状态控制向患者的治疗递送，基于所确定的患者状态监测患者病情，基于所确定的患者状态生成患者诊断(例如，确定患者病情子类型)，或它们的任意组合。

在学习阶段期间，可评估患者的脑部中所感测的生物电脑部信号的振荡谱以确定与一个或多个不同患者状态相关联的生物电脑部信号的频谱特性。示例患者状态包括，但不限于，正常脑功能、异常脑功能、具体患者症状、运动状态、睡眠状态、言语状态、或其中观察到作为患者病情的结果而发生的活动(例如，症状)的状态。示例频谱特性包括，例如，一个或多个频率子带中的功率电平、频谱图案、或它们的任意组合。这些频谱特性可例如作为指示特定患者状态(诸如，正常或病理行为、对药物或包括电治疗的其他治疗、或两者的反应)的生物标记被设备存储。

如本文所使用的，“运动状态”可包括其中患者正打算移动(例如，发起关于移动身体部分(例如，肢体或腿)的想法以发起运动)、正试图发起运动或已经成功发起运动并且当前正在移动的状态。“睡眠状态”可包括其中患者正打算睡觉(例如，发起睡觉的想法)、正试图睡觉或已经发起睡觉并且当前正在睡觉的状态。“言语状态”可包括其中患者正打算讲话、正试图讲话或已经发起言语的状态。

图1是示出了示例治疗系统10的概念图，该示例治疗系统10被配置成向患者12递送治疗以管理(manage)患者12的障碍(disorder)。在一些示例中，治疗系统10可向患者12递送治疗以管理患者12的运动障碍或神经变性损伤。患者12通常将是人类患者。然而，在一些情况中，治疗系统10可被应用于其他哺乳动物或非哺乳动物的非人类患者。运动障碍可由一个或多个症状表征，该一个或多个症状诸如，但不限于，受损的肌肉控制、运动损伤或其他运动问题，诸如，僵硬、运动迟缓、有节奏的运动机能亢进、无节奏的运动机能亢进、肌张力障碍、震颤和运动不能。在一些情况下，运动障碍可以是帕金森病或亨廷顿氏病的症状。然而，运动障碍可归因于其他患者病情。

虽然贯穿本申请的剩余部分主要涉及运动障碍，但在其他示例中，除了运动障碍之外或代替运动障碍，治疗系统10可被配置成递送治疗以管理其他患者病情，诸如，但不限于，癫痫发作(例如，癫痫)、精神障碍、行为障碍、情绪障碍、记忆障碍、心理状态障碍、阿尔茨海默病、或其它神经或精神损伤。精神障碍的示例包括重性抑郁障碍(MDD)、双相障碍、焦虑障碍、创伤后应激障碍、心境恶劣障碍、和强迫症(OCD)。还构想经由向脑部28或患者12内的另一合适的目标治疗递送部位递送治疗的对其他患者障碍的治疗。

在图1所示的示例中，治疗系统10包括医疗设备编程器14、可植入医疗设备(IMD)16、引线延伸部(extension)18、以及具有相应的电极24，26组的一个或多个引线20A和20B(共同称为“引线20”)。IMD 16包括治疗模块，该治疗模块包括刺激发生器，该刺激发生器被配置成生成并分别经由引线20A和20B的电极24，26的子集向患者12的脑部28的一个或多个区域递送电刺激治疗。在图1所示的示例中，治疗系统10可被称为深脑部刺激(DBS)系统，因为IMD 16直接向脑部28内的组织(例如，在脑部28的硬脑膜下面的组织部位或一个或多个分支或结点(node)、或纤维跟踪的汇合(confluence))提供电刺激治疗。在其他示例中，引线20可被定位成向脑部28的表面(例如，脑部28的皮层(cortical)表面)递送治疗。在一些示例中，IMD 16可例如通过向脑部28的皮质(cortex)中的一个或多个组织部位递送电刺激来向患者12提供皮层刺激治疗。在一些示例中，IMD 16可通过向一个或多个迷走神经组织部位递送电刺激来向患者12提供迷走神经刺激(VNS)治疗。

虽然贯穿本申请的剩余部分主要涉及电刺激治疗，但在其他示例中，除了电刺激治疗之外或代替电刺激治疗，治疗系统10可被配置成递送其他类型的治疗，诸如，例如，药物递送治疗。

在图1所示的示例中，可将IMD 16植入在患者12的胸部区域中的皮下袋内。在其他示例中，IMD 16可被植入在患者12的其他区域内，诸如患者12的腹部或臀部中或患者12的颅骨附近的皮下袋。植入的引线延伸部18经由连接器块30(也被称为头部)被耦合至IMD16，该连接器块30可包括例如电耦合至引线延伸部18上的相应的电触头的电触头。电触头将由引线20所携带的电极24、26电耦合至IMD 16。引线延伸部18从患者12的胸腔内的IMD16的植入部位穿过，沿着患者12的颈部并穿过患者12的颅骨以进入脑部28。IMD 16可由抵抗来自体液的腐蚀和降解的生物相容性材料构造。IMD 16可包括用于基本上封围诸如处理器、治疗模块、以及存储器之类的部件的气密外壳34。

在图1所示的示例中，引线20被分别植入在脑部28的右半球和左半球内以便向脑部28的一个或多个区域递送电刺激，该一个或多个区域可基于许多因素(诸如，执行治疗系统10以管理的患者病情的类型)来进行选择。构想引线20和IMD 16的其他植入部位。例如，IMD 16可被植入在颅骨32上或内或引线20可被植入在同一半球内的多个目标组织部位处或IMD 16可被耦合至单个引线，该单个引线被植入在脑部28的一个或两个半球中。

引线20可被定位成向脑部28内的一个或多个目标组织部位递送电刺激以管理与患者12的障碍相关联的患者症状。可通过颅骨32中的相应的孔植入引线20，以将电极24，26定位在脑部28的期望的位置处。可将引线20置于脑部28内的任何位置处，使得电极24，26能够在治疗期间向脑部28内的目标组织部位提供电刺激。不同的神经或精神障碍可与脑部28的区域中的一个或多个中的活动相关联，这可在患者之间不同。例如，脑部28内用于控制患者12的运动障碍的合适的目标治疗递送部位可包括脚桥核(PPN)、丘脑、基底神经节结构(例如，苍白球、黑质或丘脑底核)、未定带、纤维束、豆核束(及其分支)、豆状襻(ansalenticularis)、和/或福雷尔区(丘脑束)中的一个或多个。PPN还可被称为脚桥被盖核。

作为另一示例，在MDD、双相障碍、OCD、或其他焦虑性障碍的情况中，引线20可被植入成向脑部28的内囊的前支递送电刺激，并且仅内囊的前肢的腹侧部分(也被称为VC/VS)、扣带皮层的膝下部件(其可被称为CG25)、前扣带皮层布洛德曼(Brodmann)区域32和24、前额叶皮质的各部分，各部分包括背外侧和内侧前额叶皮质(PFC)(例如，布洛德曼区域9)、腹内侧前额叶皮质(例如，布洛德曼区域10)、外侧和内侧眶额叶皮质(例如，布洛德曼区域11)、内侧或伏隔核、丘脑、板内丘脑核、杏仁核、海马、外侧下丘脑、蓝斑核、中缝背核，腹侧被盖、黑质、丘脑底核、丘脑下脚、丘脑背内侧核、缰核、终纹床核、或它们的任意组合。还构想不位于患者12的脑部28中的目标组织部位。

作为另一示例，在癫痫发作或阿尔茨海默病的情况中，引线20可被植入成向帕佩兹电路(Circuit of Papez)内的区域递送电刺激，这些区域诸如，例如，丘脑前核、内囊、扣带、穹隆、乳头体、乳头丘脑束(乳头丘脑纤维束)、和/或海马。例如，在癫痫发作的情况中，IMD 16可经由所选的电极24、26的子集向脑部28的区域递送治疗，以抑制与癫痫的发生(例如，脑部28的致痫灶)相关联的丘脑前核、海马、或其他脑区域内的皮层活动。相反，在阿尔茨海默病的情况中，IMD 16可经由电极24、26向脑部28的区域递送治疗以增加与阿尔茨海默病相关联的丘脑前核、海马、或其他脑区域内的皮层活动。作为另一示例，在抑郁(例如，MDD)的情况中，IMD16可经由电极24、26向脑部28的区域递送治疗以增加脑部28的一个或多个区域内的皮层活动，以有效地治疗患者障碍。作为另一示例，IMD 16可经由电极24、26向脑部28的区域递送治疗以减少脑部28的一个或多个区域(诸如，例如，额叶皮质)内的皮层活动，以治疗障碍。

虽然引线20在图1中被示为被耦合到共同的引线延伸部18，但在其他示例中，引线20可经由单独的引线延伸部耦合到IMD 16或直接耦合到IMD 16。此外，虽然图1将系统10示为包括经由引线延伸部18耦合至IMD16的两根引线20A和20B，但在一些示例中，系统10可包括一根引线或两根以上引线。

引线20可经由任何合适的技术(诸如，通过患者12的头骨中的相应的钻孔或通过颅骨32中的共同钻孔)被植入在脑部28的期望位置内。可将引线20置于脑部28内的任何位置处，使得引线20的电极24、26能够在治疗期间向目标组织提供电刺激。从IMD 16的治疗模块内的刺激发生器(未示出)生成的电刺激可帮助缓解运动障碍的症状，诸如通过改善患者12进行肌动任务(motor task)的性能，而这以其他方式可能是困难的。这些任务可包括，例如，发起运动、维持运动、抓持和移动物体、改善与窄转相关联的步态和平衡等中的至少一个。可帮助缓解运动障碍的症状(或其他患者病情)的电刺激治疗的精确治疗参数值对于所涉及的特定目标刺激部位(例如，脑部的区域)以及特定患者和患者病情可以是特定的。

在图1所示的示例中，引线20的电极24、26被示为环形电极。环形电极可相对容易编程并且通常能够将电场递送至毗邻引线20的任何组织。在其他示例中，引线20的电极24、26可具有不同的配置。例如，引线20的电极24、26可具有能够产生包括交错刺激的成形的电场的复杂的电极阵列几何结构。复杂的电极阵列几何结构的示例可包括在沿着引线的长度的不同轴向位置处以及在围绕引线的周边(例如，圆周)的不同角度位置处定位的电极的阵列。除了环形电极之外或代替环形电极，复杂的电极阵列几何结构可包括围绕每个引线20的周界的多个电极(例如，部分环形或分段电极)。以此方式，电刺激可从引线20被引导至特定方向以增强治疗效果，并减少来自刺激大量组织的可能的不良副作用。在其中多个引线20被植入在围绕目标的同一半球上的一些示例中，可在两个或两个以上电极之间执行转向(steered)电刺激。

在某些示例中，IMD 16的外壳34可包括一个或多个刺激和/或感测电极。例如，外壳34可包括当IMD 16被植入在患者12内时被暴露至患者12的组织的导电材料，或电极可被附连至外壳34。在其他示例中，引线20可具有与如图1中所示的细长圆柱体不同的形状并且具有有源或无源尖端配置。例如，引线20可以是贴片引线、球状引线、可弯曲引线、或对治疗患者12有效的任何其他类型的形状。

IMD 16可根据一个或多个刺激治疗程序向患者12的脑部28递送电刺激治疗。刺激治疗程序可为由IMD 16的治疗模块生成的并从IMD 16递送至患者12的脑部28的治疗定义一个或多个电刺激参数值。在IMD 16以电脉冲的形式递送电刺激的情况下，例如，电刺激参数可包括振幅模式(在具有或不具有多个独立路径的情况下的恒定电流或恒定电压)、脉冲振幅、脉冲速率、脉冲宽度、波形形状、和循环参数(例如，具有或不具有循环、循环的持续时间等)。此外，如果不同的电极可用于刺激的递送，则可通过电极组合进一步表征治疗程序的治疗参数，该治疗参数可定义所选的电极及它们相应的极性。

在一些示例中，IMD 16被配置成以开环方式向患者12的脑部28递送电刺激治疗，其中IMD 16递送刺激治疗而没有来自用户或传感器的干预。在其他示例中，IMD 16被配置成以闭环方式或以伪闭环方式向患者12的脑部28递送电刺激治疗，其中IMD 16基于用户输入和来自传感器的输入中的一个或多个来控制向脑部28递送电刺激的时序、电刺激的输出参数。传感器可例如，提供可被用于控制从IMD 16输出的电刺激的反馈。

除了被配置成递送治疗以管理患者12的障碍之外，治疗系统10还被配置成感测患者12的生物电脑部信号。例如，IMD 16可包括感测模块，该感测模块被配置成经由电极24、26的子集、另一电极的集合、或以上两者来感测脑部28的一个或多个区域内的生物电脑部信号。因此，在一些示例中，电极24、26可被用于将来自治疗模块的电刺激递送至脑部28内的目标部位以及感测脑部28内的脑部信号。然而，IMD 16还可使用单独的感测电极的集合来感测生物电脑部信号。在图1所示的示例中，由电极24、26生成的信号经由相应的引线20A、20B内的导体被传导至IMD 16内的感测模块。在一些示例中，IMD 16的感测模块可经由电极24、26中的一个或多个感测生物电脑部信号，电极24、26还被用于向脑部28递送电刺激。在其他示例中，电极24、26中的一个或多个可被用于感测生物电脑部信号，而一个或多个不同的电极24、26可被用于递送电刺激。

取决于由IMD 16所使用的特定刺激电极和感测电极，IMD 16可在脑部28的相同区域处或在脑部28的不同区域处监测生物电脑部信号和递送电刺激。在一些示例中，用于感测生物电脑部信号的电极可位于用于递送电刺激的同一引线上，而在其他示例中，用于感测生物电脑部信号的电极可位于与用于递送电刺激的电极不同的引线上。在一些示例中，可利用外部电极(例如，头皮电极)监测患者12的生物电脑部信号。此外，在一些示例中，感测脑部28的生物电脑部信号的感测模块(例如，生成指示脑部28内的活动的电信号的感测模块)在与IMD 16的外壳34物理地间隔开的外壳中。然而，为了易于描述，在图1所示的示例和本文中主要涉及的示例中，IMD 16的感测模块和治疗模块被封围在共同的外壳34内。

由IMD 16所感测的生物电脑部信号可反映由脑组织两端的电势差的总和所产生的电流的变化。示例生物电脑部信号包括，但不限于，脑电图(EEG)信号、皮层脑电图(ECoG)信号、从患者的脑部的一个或多个区域内感测到的LFP、和/或来自患者的脑部内的单个细胞的动作电位。在一些示例中，LFP数据可被同侧或对侧地测量并被认为是平均值(例如，最大值或最小值或它们的启发式组合)或被认为是某个其他值。获得信号的位置可被调节至患者12的身体的疾病发作侧或症状的严重程度或疾病持续时间。可例如，基于所呈现的临床症状及它们的严重程度进行调节，这些调节可被增大或用所记录的LFP数据进行注释。临床医生或IMD 16的处理器还可将启发式权重添加至同侧地和/或对侧地测得的LFP数据以被系统反馈所考虑。

所感测的患者12的生物电脑部信号可被用于确定患者12的患者状态。患者状态可以是，例如，患者疾病状态、其中观察到患者病情的症状的状态、或指示由医疗设备所递送的治疗的疗效或药物的疗效的患者状态。如以下进一步详细讨论的，例如，针对图4，在一些示例中，编程器14、IMD 16、或另一设备的处理器单独地或彼此结合地基于在感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动来确定患者状态。例如，处理器可基于由IMD 16所感测的生物电脑部信号的感兴趣的频带的一个或多个特定频率子带中的功率电平、基于生物电脑部信号的频谱图(例如，峰值功率电平随时间从一个频率子带到另一个频率子带的移动)、或它们的任意组合来确定患者状态。可通过例如接收感测到的生物电脑部信号并检测指示特定患者状态的预定的生物标记来确定患者状态，生物标记包括与特定患者状态相关联的一个或多个频谱特性。

在一些示例中，处理器生成所确定的患者状态的指示，基于所确定的患者状态控制向患者的治疗递送，基于所确定的患者状态监测患者病情，基于所确定的患者状态生成患者诊断(例如，确定患者病情子类型)，或它们的任意组合。例如，处理器可通过例如基于所确定的患者状态修改一个或多个治疗参数值来控制治疗递送。可控制一个或多个治疗参数值以增加或减小治疗递送的强度(例如，通过增加或减小频率、振幅、或其他刺激参数值中的一个或多个)、以通过IMD 16发起向患者12内的目标治疗递送部位的电刺激的递送、或取决于治疗递送的类型以终止向目标治疗递送部位的电刺激的递送。

处理器可利用任何合适的技术来修改由IMD 16所递送的治疗。在一些示例中，处理器通过至少修改至少一个治疗参数值来修改治疗，IMD 16利用该至少一个治疗参数值生成并向患者12递送治疗。该至少一个治疗参数值可以是定义多个治疗参数的值的治疗程序的一部分。作为结果，在一些示例中，处理器可通过至少修改治疗程序(例如，改变治疗程序的至少一个治疗参数的值或选择新的治疗程序)来修改至少一个治疗参数值。

在一些示例中，IMD 16可被配置成以周期的、预定的(也可以是周期的)、或随机的间隔、或响应于患者输入或另一触发来感测生物电脑部信号(例如，通过测量LFP)。在其他示例中，IMD 16连续地感测生物电脑部信号，但处理器仅以预定的周期时间或响应于用户输入(例如，来自患者的输入/触发)来对所感测的生物电脑部信号(例如，最后存储的生物电脑部信号)进行采样并确定样本是否包括生物标记。

外部编程器14被配置成根据需要与IMD 16无线地通信，以提供或取回治疗信息。编程器14是用户(例如，临床医生和/或患者12)可用来与IMD 16通信的外部计算设备。例如，编程器14可以是临床医生用来与IMD 16通信并为IMD 16编程一个或多个治疗程序的临床医生编程器。此外，或替代，编程器14可以是允许患者12选择程序和/或查看并修改治疗参数值的患者编程器。临床医生编程器可比患者编程器包括更多的编程特征。换言之，更复杂或敏感的任务可仅由临床医生编程器允许，以防止未经训练的患者对IMD 16作出不期望的改变。

编程器14可以是具有可由用户查看的显示器和用于向编程器14提供输入的界面(即，用户输入机构)的手持式计算设备。例如，编程器14可包括向用户呈现信息的小显示屏(例如，液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器)。另外，编程器14可包括触摸屏显示器、键区(keypad)、按钮、外围定点设备、或者允许用户通过编程器14的用户界面导航并提供输入的另一个输入机构。如果编程器14包括按钮和键区，则按钮可专用于执行特定功能(即，电源按钮)，按钮和键区可以是取决于用户当前查看的用户界面的截面而改变功能的软键，或它们的任意组合。替代地，编程器14的屏幕(未示出)可以是允许用户将输入直接提供给在显示器上显示的用户界面的触摸屏。用户可使用指示笔或他们的手指来向显示器提供输入。

在其他示例中，编程器14可以是较大的工作站或另一个多功能设备内的单独的应用，而并非专用计算设备。例如，多功能设备可以是笔记本电脑、平板电脑、工作站、蜂窝电话、个人数字助理、或可运行使得计算设备能够作为安全的医疗设备编程器14来操作的应用的另一计算设备。耦合到计算设备的无线适配器可允许计算设备和IMD 16之间的安全通信。

当编程器14被配置成由临床医生使用时，编程器14可被用于向IMD 16传输初始编程信息。该初始信息可包括硬件信息，诸如，引线20的类型、引线20上的电极24、26的排列、引线20在脑部28内的位置、定义治疗参数值的初始程序、和可用于编程到IMD 16中的任何其他信息。编程器14还可能够完成功能测试(例如，测量引线20的电极24，26的阻抗)。

临床医生还可借助于编程器14生成并将治疗程序存储在IMD 16内。在编程会话期间，临床医生可确定一个或多个治疗程序，该一个或多个治疗程序可向患者12提供有效的治疗以解决与运动障碍(或其他患者病情)相关联的症状。例如，临床医生可选择用来向脑部28递送刺激的一个或多个电极组合。在编程会话期间，患者12可向临床医生提供关于正在被评估的具体程序的疗效的反馈，或临床医生可基于患者的一个或多个感测到的或可观察的生理参数(例如，肌肉活动)或基于经由生成指示患者12的运动的信号的一个或多个运动传感器所感测到的运动来评估疗效。编程器14可通过提供用于标识潜在地有益的治疗参数值的方法系统(methodical system)，来协助临床医生创建/标识治疗程序。

编程器14还可被配置成供患者12使用。当配置为患者编程器时，(与临床医生编程器相比)编程器14可具有有限的功能以防止患者12改变IMD 16的关键功能或应用，而这可能对患者12有害。

无论编程器14被配置用于临床医生还是患者使用，编程器14被配置成经由无线通信与IMD 16以及任选地另一计算设备通信。例如，编程器14可利用本领域公知的射频(RF)遥测技术经由无线通信与IMD 16通信。编程器14也可利用各种局部无线通信技术中的任一种经由有线或无线连接与另一编程器或计算设备通信，局部无线通信技术诸如根据802.11或蓝牙规范集的RF通信、根据IRDA规范集的红外(IR)通信、或其他标准的或专有的遥测协议。编程器14还可经由交换可移除介质(诸如，磁盘或光盘、存储卡、或者存储棒)来与其他编程或计算设备进行通信。进一步，编程器14可经由本领域已知的远程遥测技术与IMD 16和另一个编程器通信，这些远程遥测技术经由例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、公用交换电话网(PSTN)或蜂窝电话网络通信。

治疗系统10可被实现为在几个月或几年的过程内向患者12提供慢性刺激治疗。然而，也可在完全植入之前试验性地采用系统10，以评估治疗。如果被临时地实现，则系统10的某些部件可不被植入在患者12体内。例如，可给患者12装配外部医疗设备，诸如试验刺激器，而不是IMD 16。外部医疗设备可被耦合至经皮引线或经由经皮延伸部被耦合至植入的引线。如果试验刺激器指示DBS系统10向患者12提供有效的治疗，则临床医生可将慢性刺激器植入在患者12体内，以用于相对长期的治疗。

图1中所示的系统10仅仅是治疗系统的一个示例，该治疗系统被配置成基于频带的一个或多个频率子带中的患者12的生物电脑部信号的活动来确定患者状态。具有引线、电极、和传感器的其他配置的系统是可能的。例如，在其他实现中，IMD 16可被耦合至具有被定位于不同目标组织部位处的一个或多个电极的附加的引线或引线段，该不同目标组织部位可位于脑部28内或位于脑部外(例如，接近于患者12的脊髓、患者12的外周神经、患者12的肌肉、或任何其它合适的治疗递送部位)。这些附加的引线可被用于向患者12内的相应的刺激部位递送不同的刺激治疗或用于监测患者12的至少一个生理参数。

此外，在其他示例中，系统可包括一个以上IMD。例如，系统可包括耦合至相应的一个或多个引线的两个IMD。在一些示例中，每个IMD可向患者12的相应侧面递送刺激。

作为另一个示例配置，治疗系统可包括一个或多个无引线电刺激器(例如，具有比IMD 16小的形状因子并且可不耦合至任何单独的引线的微刺激器)。无引线电刺激器可被配置成经由电刺激器的外壳上的一个或多个电极生成并向患者12递送电刺激治疗。在包括多个无引线电刺激器的示例中，这些无引线电刺激器可被植入在患者12内的不同的目标组织部位处。一个电刺激器可充当“主”模块，该“主”模块协调经由该多个电刺激器向患者12的刺激的递送。

在一些示例中，IMD 16不被配置成向患者12的脑部递送电刺激治疗，而是仅被配置成感测患者12的一个或多个生理参数，包括患者12的生物电脑部信号。此类型的IMD 16可以是患者监测设备，该患者监测设备对诊断患者12、监测患者病情12、或用于训练IMD 16或用于治疗递送的另一IMD有用。例如，在学习阶段期间，IMD 16的处理器或另一处理器可基于由IMD 16所感测的生物电脑部信号的振荡频谱来确定指示一个或多个具体患者状态(例如，正常脑功能、异常脑功能、具体患者症状、患者、运动状态、睡眠状态、言语状态等)的生物电脑部信号的频谱特性。示例频谱特性包括，例如，在一个或多个频率子带中的功率电平、频谱图(例如，一个或多个频率子带中的活动随时间的图案)、或它们的任意组合。这些频谱特性可例如作为指示特定患者状态(诸如，正常或病理行为)的生物标记、对药物或包括电治疗的其他治疗的响应、或以上两者被编程器14、IMD 16、或另一设备所存储。

图2是示出了示例IMD 16的部件的功能框图。在图2所示的示例中，IMD 16包括处理器60、存储器62、刺激发生器64、感测模块66、开关模块68、遥测模块70、和电源72。存储器62以及本文中所描述的其他存储器可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)、闪速存储器等。存储器62可存储计算机可读指令，当由处理器60执行时，这些指令使IMD 16执行本文中所描述的各种功能。

在图2中所示的示例中，存储器62例如在存储器62内的单独的存储器中或者在存储器62内的单独的区域中存储治疗程序74、生物标记信息76、以及操作指令78。每个所存储的治疗程序74依据电刺激参数(诸如刺激电极组合、电极极性、电流或电压振幅)的相应的值定义特定治疗程序，并且如果刺激发生器64生成并递送刺激脉冲，则治疗程序可定义刺激信号的脉冲宽度和脉冲速率的值。每个所存储的治疗程序74还可被称为一组治疗参数值。在某些示例中，这些治疗程序可被存储为治疗组，该治疗组定义可用来生成刺激的一组治疗程序。由治疗组的治疗程序所定义的刺激信号可在重叠或不重叠的(例如，时间交错的)基础上一起递送。

由存储器62所存储的生物标记信息76包括指示特定患者状态的一个或多个频谱特性。在一些示例中，每个生物标记与一患者状态相关联。多个患者状态中的每个患者状态可与一个或多个相应的生物标记相关联。在其他示例中，多个患者状态中的每个患者状态与一个相应的生物标记相关联。所存储的生物标记包括指示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动的生物标记。例如，生物标记信息76可存储指示感兴趣的频带中的生物电脑部信号的频谱图(诸如，频带的子带之间的功率分布随时间的图案)的一个或多个生物标记。可作为生物标记存储的功率分布的示例图案包括在频带的子带之间的功率分布(例如，峰值功率或最高的相对平均功率)随时间的移动诸如峰值功率从约15Hz的频率到约20Hz的频率的移动，其中15Hz和20Hz处于不同的频率子带，或频率子带的平均峰值功率从第一频率子带(例如，约19Hz至约21Hz)到第二频率子带(例如，约13Hz至约18Hz)的移动。可作为生物标记存储的功率分布的其他示例图案包括其中观察到感兴趣的频带内的峰值功率的频率子带、或其中观察到生物电脑部信号的整体峰值功率电平的峰值功率的频率子带。可在由IMD 16进行任何自动的患者状态检测之前预先定义频率子带。

此外，或替代，由生物标记信息76存储作为特定患者状态的生物标记的生物电脑部信号的频谱图可包括具有峰值频率或主导活动的子带的变化，诸如从一个特定频率子带到另一个频率子带的移动。由生物标记信息76存储作为特定患者状态的生物标记的生物电脑部信号的频谱图可包括在一个或多个频率子带上的功率分布的图案(例如，窄峰、宽峰、单峰的峰、或双峰的峰)、或展示相对高或低的活动水平(例如，相对于这种活动的预定阈值)的一个或多个频率子带的宽度或(例如，宽度的)变化性。频谱图的任何组合可作为生物标记信息76被存储。

展示相对高的活动的频率子带可以是，例如，具有感兴趣的频带中的主导活动或具有大于或等于阈值的活动水平的频率子带。展示相对低的活动的频率子带可以是，例如，具有感兴趣的频带中的最低量的活动或具有小于或等于阈值的活动水平的频率子带。相信，在一些情况下，展示相对高的活动的频率子带可指示患者病情的子类型，诸如，帕金森氏病的子类型。例如，相比β带的相对高的频率子带中的主导量的β带活动，β带的相对低的频率子带中的主导量的β带活动可指示不同类型的帕金森氏病。

相信，在一些情况中，信号强度的分布的特性(在本文中也被称为“功率分布”)可指示患者病情的子类型(诸如帕金森氏病的子类型)、或另一个患者状态。可例如由设备的处理器基于生物电脑部信号的频域特性的功率电平对频率的标绘图来确定信号强度分布。在一些示例中，指示患者状态的生物电脑部信号的频带内的信号强度的分布的预定特性可包括标绘图的峰的形状。例如，相比相对宽的峰(例如，具有大于阈值、或大于或等于阈值的宽度的峰)，相对尖的峰(例如，具有小于阈值、或小于或等于阈值的宽度的峰)可与不同类型的帕金森氏病相关联。生物电脑部信号的频域标绘图的峰的宽度可以赫兹为单位进行测量(例如，指示该峰的频率跨度)，并且可被确定为从峰值功率的特定百分比(例如，峰值功率的约90％)处的一个点到峰值功率的该特定百分比处的另一点的宽度(如由频率跨度所指示)。例如，峰的宽度可以是从为峰值功率的90％的一点到为峰值功率的90％(并且在不同频率处)的下一点的宽度。

作为另一示例，相比双峰的峰，单峰的峰可与不同类型的帕金森氏病相关联。因此，生物标记信息76可存储指示患者病情的这些不同子类型并且与这些不同子类型相关联的一个或多个生物标记。对特定生物标记的检测可因此但对诊断患者有用。

处理器60(或诸如编程器14之类的另一设备的处理器)可基于从功率电平对频率的标绘图生成的波形来确定指示生物电脑部信号的功率分布的生物标记。生物标记可以是，例如，指示功率分布中的具体图案的任何参数。例如，生物标记可以是由存储器62所存储的模板信号。处理器60可通过例如使所感测到的生物电脑部信号与模板信号相关联并且响应于确定在所感测到的生物电脑部信号和模板信号之间存在显著关联(例如，约80％、约90％、或约95％或以上)而检测生物标记来检测所感测到的生物电脑部信号中的这种生物标记。

作为另一示例，生物标记可以是功率分布相对于基线生物电脑部信号的差别。在一些示例中，基线生物电脑部信号可以是，例如，指示其中没有观察到治疗的疗效的患者状态(例如，病理状态)或其中没有观察到患者症状的状态的信号。在任一情况中，基线生物电脑部信号可以是患者特有的或可对多个患者是更一般的。

作为另一示例，生物标记信息76可存储一个或多个生物标记，该一个或多个生物标记指示频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的功率电平或与患者状态相关联的阈值功率电平。例如，特定频率子带中大于或等于阈值的功率电平可与特定患者状态相关联。作为另一示例，特定频率子带中小于或等于阈值的功率电平可与特定患者状态相关联。

在这些示例中的任一个中，生物标记的特定特性可在患者之间变化，以及可取决于其中植入用于感测生物电脑部信号的电极24,26的脑部28的区域而变化，这可取决于电极24,26在脑部28中的深度。

在一些示例中，存储器62还可存储由感测模块66经由电极24,26中的至少一个，以及在一些情况中，IMD 16的外壳34的至少一部分、IMD 16的外壳34上的电极或另一参考(reference)所生成的脑部信号数据。此外，在一些示例中，处理器60可将时间和日期戳附加至存储器62中的脑部信号数据。操作指令78在处理器60的控制下引导IMD 16的一般操作，并且可包括用于经由电极24,26监测一个或多个脑部区域内的脑部信号以及向患者12递送电刺激治疗的指令。

在处理器60的控制下，刺激发生器64生成用于经由所选的电极24、26的组合向患者12递送的刺激信号。在一些示例中，刺激发生器64基于一个或多个所存储的治疗程序74经由电极24,26的选择组合生成并向脑部28(图1)的一个或多个目标区域递送刺激信号。用于刺激信号或其他类型的治疗的脑部28内的目标组织部位和刺激参数值可取决于治疗系统10被执行来管理的患者病情。虽然描述了刺激脉冲，但刺激信号可具有任何形式，诸如连续时间信号(例如，正弦波)等。

本公开中所描述的处理器(包括处理器60)可包括一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、场可编程逻辑阵列(FPGA)、或其它等效的集成或分立逻辑电路、或它们的组合。归属于本文所描述的处理器的功能可通过硬件设备提供并体现为软件、固件、硬件、或其任意组合。处理器60被配置成根据由存储器62存储的治疗程序74来控制刺激发生器64，以应用由一个或多个程序所指定的特定刺激参数值，诸如振幅、脉冲宽度，以及脉冲速率。

在图2中所示的示例中，引线20A的电极24的集合包括电极24A、24B、24C和24D，并且引线20B的电极26的集合包括电极26A、26B、26C和26D。处理器60可控制开关模块68以将由刺激发生器64所生成的刺激信号施加到所选的电极24，26的组合。具体地，开关模块68可将刺激信号耦合到引线20内的所选的导体，而所选的导体又在所选的电极24，26两端递送所述刺激信号。开关模块68可以是开关阵列、开关矩阵、多路复用器、或被配置成选择性地将刺激能量耦合到所选电极24，26以及利用所选的电极24，26来选择性地感测生物电脑部信号的任何其他类型的开关模块。因此，刺激发生器64经由开关模块68和引线20内的导体耦合到电极24，26。然而，在一些示例中，IMD 16不包括开关模块68。

刺激发生器64可以是单通道或多通道刺激发生器。具体而言，刺激发生器64可能够经由单个电极组合在给定时间递送单个刺激脉冲、多个刺激脉冲或连续信号，或经由多个电极组合在给定时间递送多个刺激脉冲。然而，在一些示例中，刺激发生器64和开关模块68可被配置成在时间交错的基础上递送多个通道。例如，开关模块68可用于在不同的时间在不同的电极组合两端对刺激发生器64的输出进行时间分割，从而向患者12递送多个程序或多个通道的刺激能量。

在处理器60的控制下，感测模块66被配置成经由所选的电极24,26的子集或利用一个或多个电极24,26和IMD 16的导电外壳34的至少一部分、IMD 16的外壳上的电极或另一参考来感测患者12的生物电脑部信号。处理器60可控制开关模块68以将感测模块66电连接至所选的电极24,26。以这种方式，感测模块66可利用电极24,26的不同组合(和/或不同于电极24,26的参考)选择性地感测生物电脑部信号。如先前所描述的，处理器60可经由所感测的生物电脑部信号来监测由IMD 16进行的治疗递送的疗效并且确定治疗递送的疗效是否已改变，并且响应于此生成(例如，向患者12或患者看护者)通知。

在一些示例中，感测模块66包括提取感测到的患者参数信号的一个或多个所选的频带和子带内的能量级的选频感测电路，感测到的患者参数信号可以是例如生物电脑部信号。选频感测电路可包括斩波稳定的超外差仪器放大器以及信号分析单元，并且可利用外差的斩波稳定的放大器体系结构来将生理信号(诸如生物电脑部信号)的所选频带(或频率子带)转换成基带以供分析。可在一个或多个所选频带中分析生理信号以确定如本文中所描述的一个或多个特征。在一些示例中，感测模块66包括提取指示一个或多个患者参数的一个或多个信号的相同或不同频带(或子带)的多个通道。

可适合或适应本公开的技术、电路和设备的各种附加的斩波放大器电路的示例在2008年1月10日授权且题为“CHOPPER STABILIZED INSTRUMENTATION AMPLIFIER(斩波稳定的仪器放大器)”的Denison的美国专利No.7,385,443中进行了描述。可利用外差的斩波稳定的放大器体系结构的选频监测器的示例在题为“FREQUENCY SELECTIVE MONITORING OFPHYSIOLOGICAL SIGNALS(对生理信号的选频监测)”且2007年9月26日提交的Denison等人的美国临时申请No.60/975,372、2008年2月1日提交且题为“FREQUENCY SELECTIVEMONITORING OF PHYSIOLOGICAL SIGNALS(对生理信号的选频监测)”的Denison等人的共同转让的美国临时申请No.61/025,503、题为“FREQUENCY SELECTIVE EEG SENSINGCIRCUITRY(选频EEG感测电路)”且2008年7月24日提交的共同转让的美国临时申请No.61/083,381中进行了描述。斩波放大器电路的其他示例还在2008年9月25日提交且题为“FREQUENCY SELECTIVE MONITORING OF PHYSIOLOGICAL SIGNALS(对生理信号的选频监测)”的Denison等人的共同转让的美国专利申请公开No.2009/0082691中更详细地描述。

直接提取生物电脑部信号的关键频带中的能量的感测模块66可被用于利用灵活、稳健且相对低噪声的体系结构来提取关键生理频率处的带功率。斩波稳定是用于利用优秀的处理免疫力(process immunity)放大微功率应用(例如，植入的设备)中的低频生理信号的噪声和功率有效的体系结构。斩波稳定的放大器可被适配成提供宽的动态范围、高Q的滤波器。包括斩波稳定的放大器的感测模块66可使斩波放大器内的时钟略微移位，以便以与在通信系统中所使用的超外差接收器类似的方式使能量的目标带重新居中到直流电流(DC)。在一些示例中，提取所选频带内的带功率需要在功率提取阶段内组合的两个平行信号路径(同相和正交)。可对功率输出信号进行低通滤波，这产生表示频带中的频谱功率波动的输出。

如先前所指示的，生物电脑部信号可包括EEG、ECoG、单细胞记录、或LFP。在患者12的脑部28(图1)内所感测的LFP中的带功率波动可以是比它们被编码的频率慢的数量级，因此在执行模数转换之前使用有效的模拟预处理可大大降低实现完整的混合信号系统的整体能量需求。因此，包括直接提取生物电脑部信号的关键频带(或子带)中的能量的电路体系结构的感测模块66可对跟踪所选的频带内的相对慢的功率波动并基于该生物电脑部信号确定患者状态有用。

虽然在图2中感测模块66被并入与刺激发生器64和处理器60共同的外壳34中，但在其他示例中，感测模块66是在与IMD 16的外壳34分开的外壳中并且经由有线或无线通信技术与处理器60通信。

在一些示例中，处理器60(或系统10的另一处理器)可被配置成响应于检测到由感测模块66所感测的生物电脑部信号中的生物标记而修改由IMD 16所递送的治疗。以这种方式，由感测模块66所感测的生物电脑部信号可被用于对由IMD 16进行的电刺激递送的闭环控制。

遥测模块70被配置成在处理器60的控制下支持IMD 16和外部编程器14或另一计算设备之间的无线通信。IMD 16的处理器60可经由遥测模块70从编程器14接收各种刺激参数(诸如振幅和电极组合)的值作为对程序的更新。对治疗程序的更新可被存储在存储器62的治疗程序74部分内。IMD 16中的遥测模块70，以及诸如编程器14之类的本文中所描述的其他设备和系统中的遥测模块，可通过RF通信技术来实现通信。另外，遥测模块70可经由IMD 16与编程器14的近侧感应交互来与外部医疗设备编程器14进行通信。因此，遥测模块70可连续地、以周期间隔、或一经来自IMD 16或编程器14的请求，将信息发送到外部编程器14。例如，处理器60可经由遥测模块70将脑部状态信息76传输至编程器14。

电源72向IMD 16的各种部件递送操作功率。电源72可包括小的可再充电的或非可再充电的电池以及发电电路以产生操作功率。可通过外部充电器和IMD 16内的感应充电线圈之间的近侧感应交互来完成再充电。在某些示例中，功率要求可足够小以允许IMD 16利用患者运动并实现动力学能量采集设备，以对可再充电电池进行涓流充电。在其他示例中，传统的电池可被用于有限的时间段。

图3是示出了示例医疗设备编程器14(图1)的各部件的功能框图。编程器14包括处理器80、存储器82、遥测模块84、用户界面86、和电源88。处理器80控制用户界面86和遥测模块84，并且将信息和指令存储至存储器82和从存储器82检索信息和指令。编程器14可被配置用作临床医生编程器或患者编程器。处理器80可包括一个或多个处理器的任意组合，该一个或多个处理器包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或其他等效的集成或分立逻辑电路。因此，处理器80可包括任何合适的结构，无论处于硬件、软件、固件，或其任意组合，以执行本文中归于处理器80的功能。

诸如临床医生或患者12之类的用户可通过用户界面86与编程器14进行交互。用户界面86包括显示器(未示出)，诸如LCD或LED显示器或其他类型的屏幕，处理器80可利用该显示器呈现与治疗有关的信息、由编程器14或IMD 16基于所感测的生物电脑部信号的频域特性所检测到的患者病情、或经由多个感测电极组合所感测的电信号。另外，用户界面86可包括用于从用户那里接收输入的输入机构。输入机构可包括，例如，按钮、键区(例如，字母数字键区)、外围定点设备或允许用户通过由编程器14的处理器80所呈现的用户界面导航并提供输入的其他输入机构。

如果编程器14包括按钮和键区，则这些按钮可专用于执行特定功能(即，电源按钮)，或者这些按钮和该键区可以是取决于用户当前查看的用户界面的截面而改变功能的软键。此外或替代地，编程器14的屏幕(未示出)可以是允许用户将输入直接提供给在显示器上示出的用户界面的触摸屏。用户可使用指示笔或他们的手指来向显示器提供输入。在其他示例中，用户界面86还包括用于向患者12提供可听的通知、指令或其他声音，从患者12接收语音命令的音频电路，该音频电路在患者12具有有限的运动功能的情况下可以是有用的。患者12、临床医生、或另一个用户还可与编程器14交互，以手动选择治疗程序、生成新的治疗程序、通过单独调整或全局调整来修改治疗程序、以及将新的程序传输至IMD 16。

在某些示例中，可通过编程器14的处理器80来执行对由IMD 16进行的治疗递送的控制中的至少一些。例如，在一些示例中，处理器80可从IMD 16或从与IMD 16分开的感测模块接收所感测到的脑部信号信息。单独的感测模块可以，但是不必一定植入在患者12体内。脑部信号信息可包括，例如，原始生物电脑部信号、参数化的生物电脑部信号、或指示由感测模块66所感测的生物电脑部信号的任何其它合适的信息。处理器80可例如使用本文所描述的技术中的任一技术基于所接收的脑部信号信息来确定患者状态。此外，在一些示例中，处理器80可生成所确定的患者状态的指示，基于所确定的患者状态控制由IMD 16进行的向患者12的治疗递送，基于所确定的患者状态监测患者病情，基于所确定的患者状态生成患者诊断(例如，确定患者病情子类型)，或它们的任意组合。

存储器82可包括用于操作用户界面86和遥测模块84、以及用于管理电源88的指令。在一些示例中，存储器82还可存储在治疗的过程期间从IMD 16检索的任何治疗数据、生物标记信息、所感测的生物电脑部信号等。在一些实例中，临床医生可使用该治疗数据来确定患者病情的进展以便规划未来对患者12的运动障碍(或其他患者病情)的治疗。存储器82可包括任何易失性或非易失性存储器，诸如RAM、ROM、EEPROM或闪存存储器。存储器82还可包括可被用于提供存储器更新或存储器容量的增加的可移除的存储器部分。可移除的存储器还可允许在编程器14被不同的患者使用之前移除敏感的患者数据。

编程器14中的无线遥测可通过RF通信或外部编程器14与IMD 16的近侧感应交互来实现。此无线通信通过使用遥测模块84而是可能的。因此，遥测模块84可类似于IMD 16内包含的遥测模块。在其他示例中，编程器14可能够进行红外通信或通过有线连接进行直接通信。以此方式，其他外部设备可能够与编程器14进行通信而无需建立安全的无线连接。

电源88被配置成向编程器14的部件递送操作功率。电源88可包括电池和用于产生操作功率的发电电路。在一些示例中，电池可以是可再充电的，以允许延长的操作。可通过将电源88电耦合到连接至交流电(AC)插座的支架(cradle)或插头来实现再充电。另外，可通过外部充电器和编程器14内的感应充电线圈之间的近侧感应交互来实现再充电。在其他示例中，可使用传统的电池(例如，镉-镍或锂离子电池)。另外，编程器14可直接耦合到交流电插座来操作。

图4是示出了用于基于所感测的生物电脑部信号来确定患者状态并响应于所确定的患者状态而采取响应动作的示例技术的流程图。虽然关于IMD 16的处理器60描述了图4中所示的技术以及许多其他技术，但在其他示例中，另一设备的处理器(诸如，编程器14的处理器80(图3))可单独地或与另一设备结合地执行本文中所描述的技术的任何部分。

根据图4所示的技术，IMD 16的处理器60接收由感测模块66感测的生物电脑部信号(100)。例如，处理器60可控制感测模块66来例如经由引线20上的电极24,26中的一个或多个来感测患者12的生物电脑部信号，并且感测模块66可将所感测的生物电脑部信号传输至处理器60。处理器60可在任何合适的时间接收生物电脑部信号。在一些示例中，处理器60在随机地或伪随机地选择的时间或以预定的间隔接收由感测模块66感测的生物电脑部信号，而在其他示例中，处理器60基本上连续地接收由感测模块66感测的生物电脑部信号。在一些示例中，可由临床医生选择处理器60用来接收由感测模块66感测的生物电脑部信号的频率。

虽然本公开的一些部分一般涉及处理器60(或另一处理器)接收生物电脑部信号，但这可指示处理器60(或另一处理器)接收表示生物电脑部信号的信息。表示生物电脑部信号的信息可以是，例如，由IMD 16的感测模块66(或另一感测模块)所感测的原始生物电脑部信号、由感测模块66所生成的参数化的生物电脑部信号或基于原始生物电脑部信号所生成的数据，诸如从所感测的生物电脑部信号提取的一个或多个信号特性。

除了从传感器66自动接收所感测的生物电脑部信号之外或代替从传感器66自动接收所感测的生物电脑部信号，在一些示例中，处理器60被配置成响应于发起生物电脑部信号感测的用户输入而接收由感测模块66所感测的生物电脑部信号。处理器60可例如经由IMD 16或经由编程器14接收用户输入。

在图4所示的技术中，IMD 16的处理器60确定所感测的生物电脑部信号是否包括生物标记(102)。以上关于图2描述了示例生物标记。如上所讨论的，生物标记可指示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的且与患者状态相关联的患者12的生物电脑部信号的具体活动，诸如一个或多个频率子带中的功率电平或感兴趣的频带中的生物电脑部信号的频谱图。

处理器60可采用一种或多种合适的信号处理技术来确定所感测的生物电脑部信号是否具有指示由IMD 16所递送的电刺激治疗的疗效的变化的生物标记。在一些示例中，为了确定所感测的生物电脑部信号是否包括生物标记，处理器60确定所感测的生物电脑部信号的一个或多个频带(频谱)特性并且响应于确定该一个或多个频带特性满足与生物标记相关联的特定标准集合(例如，特定频谱图)而确定所感测的生物电脑部信号包括生物标记。

在一些示例中，处理器60基本上连续地接收(例如，连续地接收或几乎连续地接收)由感测模块66感测的生物电脑部信号，但仅以预定的间隔、随机(伪随机)间隔、响应于用户输入、或它们的任意组合(例如，如以上关于接收生物电脑部信号所描述的)对生物电脑部信号进行采样并确定所采样的生物电脑部信号是否包括生物标记(102)。在一些示例中，可由临床医生选择处理器60用来对所感测的生物电脑部信号进行采样或确定所感测的生物电脑部信号是否包括生物标记的频率。

响应于确定所感测的生物电脑部信号包括生物标记，处理器60可检测患者状态并采取响应动作(104)。在一些示例中，响应动作包括生成所确定的患者状态的指示。处理器60可将该指示存储在IMD 16的存储器62、编程器14的存储器82、或另一设备的存储器中。在一些示例中，处理器60通过至少例如经由编程器14的用户界面86(图3)将通知传输至用户(诸如，患者12或患者看护者)来生成指示。

处理器60可被配置成利用任何合适的技术来提供通知。在一些示例中，处理器60可被配置成控制编程器14以经由用户界面86显示可见消息，发出可听的警报信号或提供体感警报(例如，通过使编程器14的外壳以特定模式振动或连续振动达一段时间)，以便提供通知或上述类型的通知的任意组合。除了经由编程器14提供的通知之外或代替经由编程器14提供的通知，可经由另一外部设备或经由IMD 16提供通知。例如，处理器60可使IMD 16的外壳34(图1)提供体感警报(例如，通过使IMD 16的外壳34以特定模式振动或仅连续振动达一段时间)，以便提供通知。

在其他示例中，处理器60可被配置成通过经由遥测模块70将信号发送至远程设备来提供通知，临床医生或另一用户可从该远程设备接收该通知。远程设备可利用任何合适的系统被通信地链接至IMD 16(或编程器14)。合适的系统的示例包括可从明尼苏达州明尼阿波利斯的美敦力公司(Medtronic,Inc.of Minneapolis,Minnesota)购买的CareLink网络，该CareLink网络可包括外部设备(诸如服务器)以及经由网络耦合至IMD 16和编程器14的一个或多个计算设备。

处理器60响应于确定生物电脑部信号包括与特定患者状态相关联的生物标记而可采取的响应动作的另一示例包括基于所确定的患者状态控制向患者的治疗递送。在一些示例中，如果患者状态指示患者症状或其中期望治疗递送的另一状态的发生，则处理器60控制刺激发生器64(图2)以响应于确定生物电脑部信号包括生物标记，并且因此响应于检测患者状态而发起向患者12的电刺激治疗的递送。除了电刺激治疗之外或代替电刺激治疗，还构想其他类型的治疗。

在另一示例中，如果患者状态指示患者症状或其中期望治疗递送的另一状态的发生，则处理器60可修改一个或多个刺激参数值(或在除了电刺激治疗的治疗的情况下的其他治疗参数)，刺激发生器64(图2)响应于确定生物电脑部信号包括生物标记，并且因此响应于检测患者状态而利用该一个或多个刺激参数值来生成电刺激治疗。例如，处理器60可确定对患者状态的检测指示由刺激发生器64所实施的当前治疗参数值不是有效的或在管理患者的病情方面可以是更有效的。

在一些示例中，生物标记与运动状态相关联。如果患者12受到运动障碍或其它神经退行性损伤的折磨，则治疗递送，诸如电刺激治疗的递送、流体递送治疗(例如，药物制剂的递送)、流体悬浮递送、或外部提示(cue)的递送可改善由患者12进行的肌动任务的性能，而这以其他方式可能是困难的。这些任务可包括发起运动、维持运动、抓持和移动物体、改善与窄转相关联的步态等等中的至少一个。通过例如使用图4中所示的技术来确定患者12何时处于运动状态，治疗系统10可提供“按需(on demand)”治疗以帮助管理患者的运动障碍的症状。

在一些示例中，生物标记与睡眠状态相关联。在一些情况下，患者病情(诸如帕金森氏病)可影响患者的睡眠质量。例如，当患者12试图睡觉时，患者12可成功地发起睡眠，但可能不能维持特定睡眠状态(例如，非快速眼动(NREM)睡眠状态)。作为另一示例，当患者12试图睡觉时，患者12可能不能发起睡眠或可能不能发起特定睡眠状态。例如，神经障碍可使患者12难以入睡和/或可干扰患者的睡眠，例如，使患者12周期性地醒来。进一步，神经障碍可使患者难以实现较深的睡眠状态，诸如，NREM睡眠状态中的一个或多个。

还受到运作障碍折磨的一些患者遭受睡眠障碍，诸如，白天嗜睡、失眠、快速眼动(REM)睡眠障碍。例如，癫痫是可影响睡眠质量的神经障碍的示例。可负面地影响患者睡眠质量的其他神经障碍包括运动障碍，诸如，震颤、帕金森氏病、多发性硬化症、或痉挛。与这样的运动障碍相关联的不受控制的运动可使患者难以入睡，干扰患者的睡眠，或使患者难以实现较深的睡眠状态。进一步，在一些情况中，不良的睡眠质量可增加患者12由于神经障碍所经历的症状的频率或强度。例如，已经将不良的睡眠质量与运动障碍患者的增加的运动障碍症状联系起来。

响应于通过至少检测与睡眠状态相关联的生物标记来检测睡眠状态而自动地向患者12递送治疗可帮助减轻至少一些睡眠障碍。例如，在一些示例中，治疗系统10可在睡眠状态期间向脑部28(图1)的特定区域(诸如，蓝斑、中缝背核、下丘脑后部、网状脑桥嘴核(reticularis pontis oralis nucleus)、脑桥尾侧网状核、或基底前脑)递送刺激，以便帮助患者12入睡，维持睡眠状态或维持较深的睡眠状态(例如，REM睡眠)。除了电刺激治疗之外或代替电刺激治疗，合适的药物制剂，诸如乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、血清素、去甲肾上腺素抑制剂或用于影响睡眠障碍的任何药剂或它们的组合，可被递送至患者12的脑部28。通过缓解患者的睡眠障碍，患者12可感觉更精神，并且，作为结果，治疗系统10可帮助改善患者的生活质量。

在一些示例中，生物标记与言语状态相关联。还受到运动障碍折磨的一些患者遭受言语障碍，诸如，受损的喉功能或发音功能障碍。类似地，在言语状态中，患者12可成功地发起讲话，但是可能不能维持言语流畅，例如，可能会无意地停止说话，或可能说话有困难。作为另一示例，在言语状态中，患者12可试图发起讲话而没有成功。例如，患有帕金森氏病的患者可受到运动减少性构音障碍(hypokinetic dysarthria)的折磨，运动减少性构音障碍是一般的说话困难。相信，运动减少性构音障碍由苍白球皮质和/或丘脑皮层电路(circuitry)中的功能障碍所引起，这可导致呼吸、发声、和/或发音肌肉组织的硬度和运动障碍。响应于检测言语状态而发起或以其他方式调节向患者12的治疗递送可帮助缓解言语障碍的至少一些症状。例如，在一些示例中，IMD 16可向脑部28的特定区域递送刺激，诸如，丘脑底核和苍白球的双侧刺激。除了电刺激治疗之外或代替电刺激治疗，合适的药物制剂可被递送至患者12的脑部28以帮助管理言语障碍。

在一些示例中，如果生物标记与不期望治疗递送的患者状态相关联，则处理器60可响应于确定生物电脑部信号包括该生物标记来控制刺激发生器64(图2)来终止向患者12的电刺激治疗的递送。如果例如处理器60控制刺激发生器64来向患者12递送治疗直到其中实现没有症状或否则积极的患者状态的患者状态，则可采取此响应动作。

除了以上所讨论的响应动作之外或代替以上所讨论的响应动作，处理器60可基于所确定的患者状态来生成患者诊断。例如，如果患者12已被诊断具有患者病情并且处理器60检测与患者病情的子类型相关联的特定患者状态，则处理器60可响应于确定生物电脑部信号包括生物标记而生成患者病情子类型的指示。在一些示例中，处理器60可通过例如经由相应的遥测模块70,84将信号传输至编程器14来提供患者诊断的指示，并且编程器14的处理器80可控制用户界面86的显示以显示患者诊断。

响应于确定所感测的生物电脑部信号不包括生物标记(框102的“否”分支)，处理器60可继续针对生物标记监测所感测的生物电脑部信号。例如，处理器60可继续接收生物电脑部信号(例如，表示生物电脑部信号的信息)(100)并确定该生物电脑部信号是否包括生物标记(102)。处理器60可以任何合适的频率(其可以是规则的或不规则的)或基于(例如，由患者、患者看护者、或临床医生输入发起的)用户输入来继续接收生物电脑部信号(100)。

在一些示例中，在图4中所示的技术中，处理器60选择感兴趣的频带、感兴趣的频带的一个或多个子带、或以上两者。处理器60可，例如，选择感兴趣的频带并基于由存储器62(图2)存储的生物标记信息76来确定揭示患者状态的感兴趣的频带的一个或多个频率子带。

如以上所讨论的，生物电脑部信号的不同频带与患者的不同脑部活动相关联。例如，β带或从植入在被诊断患有帕金森氏病的患者的基底神经节中的电极所记录的LFP的其他频带中的病理同步可以是帕金森氏病的生物标记。例如，γ带(例如，约35Hz至约100Hz)中的活动可指示患者的运动状态或患者的睡眠-觉醒状态。作为另一示例，如由图5中所示的频谱图所示，在被诊断患有帕金森氏病的患者中的β频带(例如，约13Hz至约35Hz)中的活动可因变于患者的给药(medicated)状态而改变。例如，当患者处于药物的影响下时，β带中的功率电平可降低。

图5是在人类受试者的脑部内所感测的生物电脑部信号的示例频谱图。具体而言，该生物电脑部信号是从植入在被诊断患有帕金森氏病的患者的脑部中的电极所记录的LFP。图5中所示的曲线图示出了在约24个小时上的LFP的功率谱并且示出了所感测的生物电脑部信号中的多少位于一定范围的频率上的每个给定频带内。图5中所示的LFP记录的长度允许观察由人类受试者用药所服用的药物的治疗效果。频谱图的y轴指示生物电脑部信号的频率，x轴指示时间，并且基本上垂直于图5的图像的平面延伸的(如由频谱图的颜色所指示的)z轴指示生物电脑部信号的功率电平。频谱图提供生物电脑部信号的频率内容的信号强度在它随着时间变化时的三维标绘图。

图5中所示的频谱图指示在β频带(例如，在图5中所示的示例中，约13Hz至约35Hz)中观察到高能量活动，该高能量活动具有取决于患者的用药状态(例如，服药或断药)的变化的振幅(如由在频谱图的最右侧上所示的颜色键所指示的)。图5描绘了指示β频带的频率子带(例如，约18Hz至约28Hz)中的LFP的振幅的波动的线图110。图5中所示的频谱图指示β频带的至少一个频率子带(例如，约18Hz至约28Hz)中的振幅(在本文中也被称为“功率电平”或“活动”)可因变于患者的用药状态而波动。作为结果，在β频带的特定β频率子带中的LFP的一个或多个频谱特性(例如，频谱图)可指示其中观察到药物的治疗效果的患者状态。

图6A和6B是在人类受试者的脑部内所感测的生物电脑部信号的示例频谱图并且示出了药物对在被诊断患有帕金森氏病的人类受试者中的β频带(例如，约13Hz至约35Hz)中的活动的影响。所感测的生物电脑部信号是从植入在被诊断患有帕金森氏病的患者的脑部中的电极所记录的LFP。正如图5中所示的频谱图，图6A和6B中所示的频谱图的y轴指示生物电脑部信号的频带，x轴指示时间，并且基本上垂直于相应的图像的平面延伸的(如由频谱图的颜色所指示的)z轴指示生物电脑部信号的功率电平。

在图6A中，在第一时间周期112期间，人类受试者处于病理状态并且不在用于缓解运动障碍的影响的治疗的影响下。如图6A所示，在第一时间周期112中，在β频带(例如，约13Hz至约35Hz)的第一频率子带(例如，约13Hz至约20Hz)中的人类受试者的生物电脑部信号的功率电平是相对高的，如由图6A中的相对强烈的颜色113所指示的。具体而言，在时间周期112期间，β带中的峰值活动在第一频率子带中发生。在第二时间周期114中，人类受试者处于用于缓解运动障碍的影响的药物(例如，药物制剂)的影响下。如图6A中所示，与第一时间周期112相比，第一频率子带中的β带活动在其中人类受试者正在接收运动障碍治疗的第二时间周期114期间减少，并且β带的第二频率子带(例如，约20Hz至约30Hz)中的β带活动增加。具体而言，在时间周期114期间，β带中的峰值活动115在与第一频率子带不同并且不与第一频率子带重叠的第二频率子带中发生。

图6A中所示的频谱图证实了即使整体β带(例如，约13Hz至约35Hz)中的功率电平在药物的影响开始之前和之后可能没有显著地变化或根本没有变化(if at all)，然而在β带的不同子带之间的功率分布可响应于用于管理运动障碍症状的治疗的接收而移动。如果仅观察β带中的活动，则可能观察不到频率子带中的活动水平的该变化。

图6A中所示的测试结果指示β带内的峰值功率在β带的第一和第二频率子带之间的的移动可以是对药物的积极响应的生物标记。相信，代替其中观察到对药物的积极响应的状态(诸如，但不限于，运动状态、睡眠状态、言语状态、其中观察到患者病情的一个或多个症状的状态等等)或除了该状态之外，感兴趣的频带的峰值功率在该感兴趣的频带的两个或两个以上子带之间的移动可以是其他患者状态的生物标记。

在图6B中，在第一时间周期116期间，人类受试者处于病理状态并且不在用于缓解运动障碍的影响的治疗的影响下。如图6B中所示，在第一时间周期116中，β频带(例如，约13Hz至约35Hz)的第一频率子带(例如，约13Hz至约20Hz)中的主导β带活动是相对高的，如由图6B中的相对强烈的颜色117所指示的。具体而言，在时间周期116期间，β带中的峰值活动在第一频率子带中发生。在第二时间周期118中，人类受试者处于用于缓解运动障碍的影响的药物(例如，药物制剂)的影响下。如图6B中所示，与第一时间周期116相比，主导β带活动在其中人类受试者正在接收运动障碍治疗的第二时间周期118期间处于较宽的频率子带中。具体而言，在时间周期118期间，β带中的主导活动119在从约13Hz跨度到约35Hz的第二频率子带中发生，该第二频率子带与第一频率子带不同但与第一频率子带重叠。

图6B中所示的频谱图证实了即使β带中的功率电平在药物的影响开始之前和之后可能没有显著变化或根本没有变化(if at all)，然而展示相对最高水平的活动的β带的子带的宽度可响应于用于管理运动障碍症状的治疗的接收而变化。再次，如果观察仅整体β带中的活动，则可能观察不到频率子带中的活动水平的该变化。

图6B中所示的测试结果指示包括相对最高水平的活动的β带的频率子带的宽度的变化可以是对药物积极响应的生物标记。相信，代替其中观察到对药物的积极响应的状态(诸如，但不限于，运动状态、睡眠状态、言语状态、其中观察到患者病情的一个或多个症状的状态等等)或除了该状态之外，包括相对最高水平的活动的β带的频率子带的宽度的变化可以是其他患者状态的生物标记。

图6A和6B中所示的测试结果指示峰值功率在β带的第一和第二频率子带之间的移动可以是对药物的积极响应的生物标记。可由一个频率处的功率电平或多个频率(例如，频率子带)的平均功率电平指示峰值功率。相信，代替其中观察到对药物的积极响应的状态(例如，运动状态、睡眠状态、言语状态、其中观察到患者病情的一个或多个症状的状态等等)或除了该状态之外，峰值功率在感兴趣的频带的两个或两个以上子带之间的移动可以是其他患者状态的生物标记。

相信，对于一些患者，其中观察到峰值功率电平(在本文中也被称为峰值振幅)的频率子带或生物电脑部信号的频谱图(也被称为振荡活动)中的一个或多个可指示特定患者状态。频谱图可以是，例如，功率电平对频率的标绘图的形态(例如，标绘图的峰的特性，诸如峰的宽度或峰的模式的数量)、或频带的子带之间的功率分布移动所利用的另一图案。

图7A-7D示出了可指示特定患者状态(例如，相同患者状态或不同患者状态，取决于患者病情和患者)的振荡活动中的不同(频谱)图案。具体而言，图7A-7D示出了从植入在被诊断患有帕金森氏病的人类受试者的脑部中的电极所记录的LFP的功率谱。图7A-7D中所示的功率谱中的每一个的x轴指示生物电脑部信号的频率，并且每个功率谱的y轴指示频谱振幅(以微伏(μv ms)为单位)。特定频率(如由x轴值所指示的)处的生物电脑部信号的功率(如由y轴值所指示的)可以微伏平方(μv²)为单位，或如图7中所示，可以微伏平方值的均方根(在图7A–7D中被称为μv ms)为单位。

图7A–7D示出了具有不同信号强度分布的所感测的生物电脑部信号的频域曲线图。图7A示出了展示β带中的单个信号峰值振幅(也被称为“单峰的”峰)的LFP，其中峰值功率电平在β带的特定频率子带中发生。图7B示出了展示β带中的多个信号峰值振幅(也被称为“双峰的”或“多峰的”峰)的LFP，其中峰值功率电平处于β带的不同频率子带中。在其他示例中，指示特定患者状态的双峰的峰可包括在功率谱中的不同频带内的两个不同峰值功率电平。图7C示出了展示在β带的频率子带中的升高的平台(elevated plateau)而没有清楚的峰的LFP。可通过例如功率电平保持基本平坦或代替指数地下降，至少没有展示特定频率子带内、横跨感兴趣的频带的两个或两个以上子带、或甚至横跨两个或两个以上感兴趣的频带的非指数的下降来指示升高的平台。图7D示出了展示γ带中的峰值功率电平的LFP。

相信，在一些情况中，图7A–7D中所示的不同形态可与不同患者状态相关联。可由信号强度分布的预定的特性(诸如，但不限于，小于或等于第一阈值的峰宽度、大于或等于第二阈值的峰宽度、单峰的峰、或双峰的峰中的一个或多个)来表征不同形态。此外，在一些示例中，指示患者状态并且作为生物标记被IMD 16存储的特定形态可以是形态相对于基线生物电脑部信号的特定差别(例如，功率电平的差)。

LFP的短期记录可能未提供足够的数据来比较β带(或γ带或另一感兴趣的频带，这可取决于患者病情而变化)内的不同频率子带的活动以确定LFP(或其他生物电脑部信号)的这些不同频谱图如何可指示特定患者状态。

基于LFP的较长持续时间记录(例如，小时或甚至天的数量级，诸如24小时)，相信，不仅指示患者状态的所感测的生物电脑部信号的特定频带(例如，β带或γ带)中的功率电平，而且其他频谱特性(例如，指示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动)可指示患者状态，并且在一些情况中比较宽的频带中的功率电平指示更具体的患者状态。较长的持续时间记录可，例如，在患者经历具有或不具有药物或其他治疗的症状测试时提供对LFP信号的频谱特性和时间特性的更好的理解。可指示患者状态的其他频谱特性包括，例如，频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的功率电平、在频带的子带之间的功率分布(例如，峰值功率或在特定范围的频率上的平均功率)的移动、在一个或多个频率子带内的峰值频率的变化、频带内的信号强度的分布的特性(例如，窄峰、宽峰、单峰的峰、或双峰的峰)、或展示相对高或低的活动水平的一个或多个频率子带的宽度或(例如，宽度的)变化性。

图8A和8B示出了在大约24个小时的时间周期上在人类患者的脑部的基底神经节内所感测的LFP的β活动的特性。图8A和8B中所示的测试结果指示除了LFP振幅(功率电平)的变化之外，LFP频谱图也可因变于患者状态而变化。具体而言，图8A示出了β带活动的峰值振幅(如由沿着底部标绘图的圆圈所表示的)以及发生峰值振幅的对应频率(如由沿着顶部标绘图的十字架所表示的)。图8B示出了对应于这些峰的β带频率的直方图。该直方图指示存在对应于所感测的LFP的峰值振幅的β带频率的双峰分布。在图8B中覆盖了两个正态分布的概率密度函数，使得可标识两个不同的β频带。

图8A和8B中示出的数据分析指示，β带的不同频率子带(例如，具有约13Hz至约20Hz的频率范围的低β子带和具有约20Hz至约30Hz的频率范围的高β子带)中的β频带活动可与帕金森氏病症状的不同成份(component)相关联。这指示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动，而不是较宽的频带本身中的活动，可被用于确定患者状态。可基于来自患者的相对长期的生物电脑部信号来确定感兴趣的频率子带(例如，对应于正常和病理脑部行为的子带、指示对药物或其他治疗的患者响应的子带)、特定频率子带中的功率电平、或指示特定患者状态的生物电脑部信号的另一频谱特性。

图8A和8B中所示的数据分析还指示，在双峰的峰的情况中的高β和低β可对脑部状态以及治疗作出不同响应，使得双峰的峰的一个或多个特性可指示患者状态。双峰的峰的特性可包括，例如，其中观察到高β活动的频率子带和其中观察到低β活动的频率子带、在这些子带之间的频率差、高β活动的功率电平、低β活动的功率电平、高β活动和低β活动的功率电平的比率、高β活动和低β活动的功率电平之差等等。

如上所指示的，在患者12的脑部28的特定结构内所感测的并且指示特定患者状态的生物电脑部信号的一个或多个频谱特性可作为指示特定患者状态的生物标记被存储。在一些示例中，可在学习阶段期间确定生物标记图9中示出了可在学习阶段期间被执行以确定指示特定患者状态的一个或多个生物标记的一个示例技术。虽然关于编程器14的处理器80描述了图9中所示的技术以及一些其他图，但在其他示例中，另一设备的处理器(诸如，IMD 16的处理器60(图2))可单独地或与另一设备结合地执行本文中所描述的技术的任何部分。

根据图9中所示的技术，编程器14的处理器80接收长期的生物电脑部信号记录，该记录指示由IMD 16的感测模块66(图2)所记录的生物电脑部信号(120)。生物电脑部信号记录的长度被选择成使得在至少两个不同的患者状态期间由感测模块66所感测的生物电信号被记录。处理器80可从IMD 16或从另一设备(诸如，存储设备)接收该长期的生物电脑部信号记录(120)。

此外，处理器80接收指示特定患者状态的发生的患者状态指示(122)。患者状态指示在时间上与生物电脑部信号记录关联，使得处理器80接收在观察到患者状态时的感测的生物电脑部信号和患者状态的指示两者。处理器80可经由任何合适的技术，诸如基于来自患者12、患者看护者、或另一人的输入，或基于来自另一传感器(例如，加速度计或可指示运动状态的另一类型的运动传感器)的输入来接收患者状态的指示。在一些示例中，患者12(或另一用户)可与编程器14的用户界面86(图3)交互以提供输入。在其他示例中，患者12(或另一用户)可通过与IMD 16直接交互来提供输入。例如，集成到IMD 16的外壳34中或上的运动传感器(例如，加速度计、压力换能器、陀螺仪、或压电晶体)可被配置成生成指示患者穿过皮肤轻敲(tapping)IMD 14的信号。轻敲(tap)的数量、速率、或模式可与不同患者状态相关联，并且处理器80可标识由患者12进行的轻敲以确定何时接收患者输入以及由患者输入指示什么类型的患者状态。

在图9中所示的技术中，处理器80生成生物电脑部信号的频谱图(124)并确定指示一个或多个患者状态的一个或多个频谱特性(126)。例如，处理器80可确定(例如，选择)感兴趣的频带的一个或多个频率子带，并且自动地或借助于临床医生确定与患者状态指示关联的生物电脑部信号的频域的频率子带的一个或多个频谱特性。频率子带的特性可以是，例如，展示在患者状态指示之前或之后的特定时间范围(例如，小于约5秒)内的变化的特性。在图9中所示的示例中，由处理器80所确定的一个或多个频谱特性作为指示相关联的患者状态的生物标记被存储在存储器82(或诸如IMD 16或远程服务器之类的另一设备的存储器)中(128)。

处理器80可使用任何合适的技术来确定感兴趣的一个或多个频率子带和一个或多个频带。例如，处理器80可确定展示在相对于患者状态指示的时间的特定时间范围的时间内的活动变化的频带和这些频带的子带(在一些示例中，其可被称为“功能带”)。作为另一示例，处理器80可基于经由用户界面86接收的用户输入来确定感兴趣的一个或多个频率子带和一个或多个频带。

在一些示例中，在标识感兴趣的具体频率子带之后，处理器80可基于功率谱生成直方图(例如，作为功率谱分析的一部分)以分析频率子带中的功率的相对频率分布并基于该频率分布确定患者状态生物标记。此外，在一些示例中，处理器80可执行相干分析以交叉比较不同生物标记，并执行相关分析以确定这些生物标记和一个或多个患者状态之间的关系。以这种方式，处理器80可使用统计测量来自动确定生物电脑部信号的一个或多个频谱特性，可利用该一个或多个频谱特性自动检测患者状态。

通过在相对长的时间周期(例如，小时或甚至天的数量级)上跟踪患者12的生物电脑部信号，可观察到指示一个或多个患者状态的一个或多个频率子带的特性。使用图9中所示的技术，处理器80可执行对所感测的生物电脑部信号的功率谱分析以确定指示一个或多个患者状态的一个或多个生物标记(例如，频率子带分量)。

该一个或多个生物标记可促进关于患者病情的临床决策(例如，以访问患者病情子类型)，治疗的递送(诸如，治疗类型的选择(例如，药物递送或电刺激治疗))，或一个或多个有效的治疗递送参数值的选择。例如，单独地或借助于临床医生，处理器80可通过比较信号峰的位置、振幅、和宽度相对于基线状态(例如，其中没有观察到治疗的疗效)的移动来确定特定类型的治疗(诸如，由患者12服用的一种类型的药物、电刺激治疗、药物递送治疗、或它们的任意组合)对在患者12的脑部28中感测的生物电脑部信号的频谱带的影响。

此外或替代，单独地或借助于临床医生，IMD 16的处理器60、编程器14的处理器80或另一处理器可使用该一个或多个生物标记来控制治疗以维持一个或多个特定频率子带中的活动的阈值水平，或取决于患者病情，以维持一个或多个频率子带中的活动的缺乏，或以实现一个或多个频率子带中的活动的特定变化。以这种方式，生物标记可被IMD 16的处理器60或另一设备用来控制闭环治疗。

在图9中所示的技术的其他示例中，处理器80可经由用户界面86的显示呈现有关所感测的生物电脑部信号的频谱分量(例如，感兴趣的频率子带、频谱图、或两者)的信息，并且用户(例如，临床医生)可基于所呈现的信息来选择一个或多个生物标记。

图10示出了多个曲线图，每个曲线图指示在被诊断患有帕金森氏病的人类受试者的脑部内所感测的LFP的β带活动。图10中示出了对应于五个人类受试者中的一个的曲线图。图10中所示的每个曲线图的x轴指示在人类受试者的脑部内所感测的LFP的频率并且y轴指示以微伏平方(μν²)为单位的沿着x轴的特定频率中的活动的的频谱振幅(在本文中也被称为“功率电平”)。图10中的曲线图的每一行指示在人类受试者的脑部的一个半球中所感测的LFP，其中每个曲线图指示不同深度的电极。在每一行中，从左到右的曲线图指示随着引线在深度方向中以大约两毫米(mm)增量移动的受试者的脑部内的较深的位置。对于每个受试者，随着植入携带电极的引线以向患者的脑部中的丘脑底核递送电刺激，利用植入的电极感测LFP达约60秒至约90秒的持续时间。

图10中所示的数据指示患者的脑部中的LFP活动随时间的频谱图可取决于感测LFP所利用的感测电极在脑部内的深度。此外，图10中的曲线图指示不同患者展示β带的频率子带内的不同β带活动，如由不同的频谱图(例如，不同的峰形状)所指示的。这可指示，例如帕金森氏病的不同子类型与β子带活动的不同特性(诸如不同的频谱图)相关联。

在一些示例中，编程器14或另一设备(诸如，IMD 16)被配置成基于感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动来确定患者是否具有特定患者病情(例如，帕金森氏病)。生物电脑部信号的一个或多个频域特性(诸如感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的患者的生物电脑部信号的活动)可以是特定患者病情存在或不存在的标记。例如，不患有特定患者病情的患者的生物电脑部信号可能不展示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的特定活动，然而患有患者病情的患者的生物电脑部信号可展示感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的特定活动。作为示例，不患有帕金森氏病的患者的生物电脑部信号可能不展示在感兴趣的频带的两个或两个以上频率子带之间的功率电平的特定移动，然而患有帕金森氏病的至少一些患者可展示这些移动。因此，感兴趣的频带的一个或多个频率子带中的活动可指示患者病情的存在，并且可因此在一些示例中被用于诊断患者病情。

可经由植入的电极或经由外部(例如，头皮)电极来感测被感测用于诊断患者病情或以其他方式确定患者状态的生物电脑部信号。

虽然以上所描述的技术主要被描述为由IMD 16的处理器60或编程器14的处理器80执行，但在其他示例中，一个或多个其他处理器可单独地或除了处理器60或处理器80之外执行本文中所描述的技术的任何部分。因此，对“处理器”的引用可指的是“一个或多个处理器”。同样地，“一个或多个处理器”在不同示例中可指的是单个处理器或多个处理器。

可至少部分地在硬件、软件、固件或它们的任意组合中实现本公开中所描述的技术，包括归属于IMD 16、编程器14、或各种组成部件的那些技术。例如，这些技术的各方面可在一个或多个处理器内实现，所述一个或多个处理器包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA、或任何其他等效的集成或分立逻辑电路，以及具体化在编程器(诸如，医生编程器或患者编程器、医疗设备、或其他设备)中的此类部件的任意组合。

在一个或多个示例中，本公开中所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果以软件实现，则这些功能可作为一个或多个指令或代码被存储在计算机可读介质上并且由基于硬件的处理单元所执行。计算机可读介质可包括形成有形的非瞬态介质的计算机可读存储介质。指令可由一个或多个处理器(诸如，一个或多个DSP、ASIC、FPGA、通用微处理器、或其他等效的集成或分立逻辑电路)执行。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指的是上述结构或适合于实现本文中所描述的技术的任何其他结构的任何中的一个或多个。

另外，在一些方面，可在专用的硬件和/或软件模块内提供本文中所描述的功能。将不同的特征描绘为模块或单元旨在突出不同的功能方面，而不一定暗示此类模块或单元必须通过单独的硬件或软件部件来实现。相反，与一个或多个模块或单元相关联的功能可由单独的硬件或软件部件来执行，或可集成在共同或单独的硬件或软件部件之内。而且，这些技术可在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。本公开的技术可在各种设备或装置中实现，包括IMD、外部编程器、IMD和外部编程器的组合、集成电路(IC)或IC组、和/或驻留在IMD和/或外部编程器中的分立电路。

已描述了各种示例。这些以及其他示例在以下权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种系统，包括：

存储生物标记信息的存储器；以及

一个或多个处理器，其被配置为用于：

从多个预定频带中选择生物电脑部信号的感兴趣的频带，其中所述感兴趣的频带基于患者病情，并且其中所述预定频带包括δ带、θ带、α带、β带、γ带或高γ带中的两个或更多个；

在选择所述感兴趣的频带之后，从被选择的所述感兴趣的频带的多个频率子带中选择两个或更多个频率子带；

基于所存储的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括指示患者状态的生物标记，其中所存储的生物标记信息包括：被选择的感兴趣的频带中的两个或更多个被选择的频率子带的一种或多种频谱特性；以及

基于确定所述生物电脑部信号包括指示患者状态的生物标记，控制医疗设备向患者递送治疗。

2.如权利要求1所述的系统，还包括：

所述医疗设备，所述医疗设备包括植入式医疗设备；以及

感测模块，其被配置为用于感测所述生物电脑部信号。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：基于被选择的感兴趣的频带中的被选择的两个或多个频率子带中的生物电脑部信号的频谱图来确定所述生物电脑部信号包括所述生物标记。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，被选择的两个或更多个频率子带包括：被选择的感兴趣的频带的多个频率子带中的第一频率子带，以及被选择的感兴趣的频带的多个频率子带中的第二频率子带，并且其中，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：

基于被选择的第一频率子带和第二频率子带之间随时间的功率分布的移动，确定所述生物电脑部信号包括所述生物标记。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：

基于被选择的感兴趣的频带中的被选择的两个或更多个频率子带内的峰值功率电平的变化，确定所述生物电脑部信号包括所述生物标记。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：基于所述生物电脑部信号的被选择的感兴趣的频带中的被选择的两个或更多个频率子带中的信号强度的分布的预定特性，确定所述生物电脑部信号包括所述生物标记。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分布的预定特性包括：双峰的峰、小于或等于第一阈值的峰宽度、大于或等于第二阈值的峰宽度、单峰的峰。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，为了控制由所述医疗设备作出的治疗递送，所述一个或多个处理器被配置为用于：基于确定所述生物电脑部信号包括指示患者状态的生物标记，控制向患者的脑部的电刺激治疗的递送。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电刺激治疗被配置为用于管理患者的运动障碍或癫痫发作中的至少一种。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，为了控制由所述医疗设备作出的治疗递送，所述一个或多个处理器被配置为用于作出以下操作中的至少一项：修改治疗的一个或多个参数值、发起治疗的递送、或终止治疗的递送。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物标记是多种生物标记中的一种，所述多种生物标记包括至少第一生物标记和第二生物标记，并且其中，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：

基于β带活动的主导量在β带的第一频率子带中，确定所述生物电脑部信号是否包括所述第一生物标记；以及

基于β带活动的主导量在β带的第二频率子带中，确定所述生物电脑部信号是否包括所述第二生物标记。

12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：检测活动的峰值功率从第一频率子带到第二频率子带的移动。

13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物标记是多种生物标记中的一种，所述多种生物标记包括至少第一生物标记和第二生物标记，并且其中，为了基于所存储的包括一种或多种频谱特性的生物标记信息确定所述生物电脑部信号包括生物标记，所述一个或多个处理器被配置为用于：

基于被选择的感兴趣的频带中被选择的两个或多个频率子带中的一个或多个第一频谱特性，确定所述生物电脑部信号是否包括所述第一生物标记；

基于被选择的感兴趣的频带中被选择的两个或多个频率子带中的一个或多个第二频谱特性，确定所述生物电脑部信号是否包括所述第二生物标记，所述一个或多个第二频谱特性不同于所述一个或多个第一频谱特性。

14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述患者状态包括运动状态、言语状态、或睡眠状态中的一个或多个。

15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，被选择的两个或更多个频率子带中的每一个频率子带窄于被选择的感兴趣的频带。

16.一种系统，包括：

感测模块(66)，被配置成感测患者的生物电脑部信号；以及

一个或多个处理器(60)，被配置成：

从多个预定频带中选择所述生物电脑部信号的感兴趣的频带，其中所述感兴趣的频带基于患者病情，并且其中所述预定频带包括δ带、θ带、α带、β带、γ带或高γ带中的两个或更多个，其中所述感兴趣的频带包括多个频率子带；

从所述生物电脑部信号的所述感兴趣的频带的所述多个频率子带中选择两个或更多个频率子带，其中所述两个或更多个被选择的频率子带中的每一个位于所述感兴趣的频带内；

确定被选择的两个或更多个频率子带内的所述生物电脑部信号的活动；

基于所述生物电脑部信号的所述感兴趣的频带中的所述选择的两个或更多个频率子带内的所述生物电脑部信号的活动，来确定患者状态，并生成所确定的患者状态的指示。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述一个或多个处理器被配置成通过以下方式基于所述感兴趣的频带中的所述选择的两个或更多个频率子带内的所述生物电脑部信号的活动来确定所述患者状态：至少通过基于所述感兴趣的频带中的选择的一个或多个频率子带中的所述生物电脑部信号的频谱图来确定所述患者状态，或者至少通过确定所述生物电脑部信号是否包括与所述患者状态相关联的生物标记。

18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述生物标记包括展示相对高或低的活动水平的所述选择的两个或更多个频率子带的宽度或变化性。

19.如权利要求16所述的系统，其特征在于，进一步包括用户界面(86)，其中所述一个或多个处理器被配置成：至少通过控制所述用户界面生成可见消息、可听信号或体感通知中的至少一个来生成所述患者状态的指示。

20.如权利要求16所述的系统，其特征在于，进一步包括存储器(82)，所述一个或多个处理器被配置成将所述指示存储在所述存储器中。

21.如权利要求16所述的系统，其特征在于，进一步包括医疗设备(16)，所述医疗设备(16)被配置成向所述患者递送治疗，其中所述一个或多个处理器被配置成基于所确定的患者状态来控制由所述医疗设备向所述患者进行的治疗递送。

22.如权利要求20所述的系统，其特征在于，进一步包括用户界面(86)，其中所述一个或多个处理器被配置成基于所确定的患者状态生成患者诊断并经由所述用户界面呈现所述患者诊断。

Images