CN114949588A - 用于编程引导的电极表征 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于编程引导的电极表征”。本发明公开了一种系统，所述系统包括处理电路，所述处理电路被配置为针对多个电极组合中的每个电极组合，基于来自所述电极组合的感测电信号来确定度量。所述处理电路被进一步配置为针对多个电极中的每个电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述电极，其中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合。所述处理电路被进一步配置为针对所述多个电极中的每个电极，基于所述电极组合的子组的所述度量来确定复合度量。所述处理电路被进一步配置为基于所述多个电极的所述复合度量来确定、选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。

Description

用于编程引导的电极表征

本申请要求2021年2月24日提交的美国临时申请序列号63/152,957 的权益，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及医疗装置，并且更具体地讲，涉及感测来自患者的电信 号。

背景技术

已提出将植入式医疗装置(IMD)诸如电刺激器或治疗剂递送装置用 于不同的治疗应用，诸如深层脑刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺 激、胃刺激、周围神经刺激、功能性电刺激或将药剂、胰岛素、止痛剂或 抗炎剂递送到患者体内的目标组织部位。在一些疗法系统中，植入式电刺 激器借助于一个或多个电极将电疗法递送到患者体内的目标组织部位，这 些电极可通过医疗引线部署和/或部署在电刺激器的外壳上。在一些疗法系 统中，可经由引线和/或电刺激器的外壳所承载的电极的特定组合来递送疗 法。

在可发生在医疗装置的植入期间、在试验会话期间或在医疗装置植入 患者体内之后的诊所内或远程随访会话期间的编程会话期间，临床医生可 生成被发现向患者提供有效疗法的一个或多个疗法程序(也称为疗法参数 集)，其中每个疗法程序可定义一个疗法参数集的值。医疗装置可根据一 个或多个存储的疗法程序向患者递送疗法。就电刺激而言，疗法参数可限 定待递送的电刺激波形的特性。在以电脉冲形式递送电刺激的示例中，疗 法参数可包括电极配置，该电极配置包括电极、电极组合、电极极性、振 幅(例如，电流或电压振幅)、脉冲宽度和脉冲频率。

发明内容

通常，本公开涉及用于利用感测电信号诸如脑中的局部场电势 (LFP)来识别植入式引线上最接近组织(例如，丘脑底核(STN))的目 标区域的至少一个电极的装置、系统和方法。此类区域可生成感兴趣信号 (例如，指示脑导致帕金森氏震颤的脑区域的β波)。以此方式，系统可 感测电极的不同组合之间的电信号。然后，系统可生成关于这些信号的信 息并且向植入医师通知这些信号和/或推荐用于感测信号和/或递送电刺激的 电极子组。

感测信号可在围绕医疗引线的周边位于不同位置处的电极和/或沿医疗 引线的长度位于不同轴向位置处的电极之间(例如，双极感测)。感测信 号可以是LFP或衍生自患者固有或由刺激诱发的LFP。然后，系统可针对 每个相应电极，基于多个电极组合之间的感测信号来确定复合度量，该多 个电极组合各自包括相应电极(例如，对于多个电极组合的公共电极)。 然后，医师或系统可基于复合度量或至少一些电极来选择用于定向刺激或 感测的一个或多个电极组合和/或其他刺激参数。

在一个示例中，本公开描述了一种系统，所述系统包括处理电路，所 述处理电路被配置为针对多个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自 所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度量。所述处理电路被进一步 配置为针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组 合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其 中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合。所述处理电路被进一步配 置为针对多个电极中的每个相应电极，基于电极组合的子组的相应度量来 确定相应复合度量。所述处理电路被进一步配置为基于所述多个电极的所 述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少 一个电极。

在另一个示例中，本公开描述了一种方法，所述方法包括由处理电路 并且针对多个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自所述相应电极组 合的感测电信号来确定相应度量。所述方法还包括由处理电路并且针对多 个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所 述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中所述电极组 合的子组包括至少两个电极组合。所述方法还包括由处理电路并且针对所 述多个电极中的每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所述相应度量 来确定相应复合度量。所述方法还包括由处理电路并且基于所述多个电极 的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的 至少一个电极。

在另一个示例中，本公开描述了一种非暂态计算机可读介质，所述非 暂态计算机可读介质包括指令，所述指令在被执行时致使处理电路针对多 个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自所述相应电极组合的感测电 信号来确定相应度量。所述指令进一步致使处理电路针对多个电极中的每 个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所述电极组合的 子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中所述电极组合的子组包括 至少两个电极组合。所述指令进一步致使处理电路针对所述多个电极中的 每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所述相应度量来确定相应复合 度量。所述指令进一步致使处理电路基于所述多个电极的所述相应复合度 量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据说明书、附 图和权利要求，其他特征、目标和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是示出示例性深层脑刺激(DBS)系统的概念图，该系统被配置 为将电刺激疗法递送到患者脑内的组织部位。

图2是示出示例性医疗装置的部件的功能框图。

图3是示出示例性医疗装置编程器的部件的功能框图。

图4A和图4B是其中相应电极由医疗引线承载的示例性引线的概念 图。

图5A、图5B、图5C和图5D是在特定纵向位置处围绕引线的周边设 置的示例性电极的概念图。

图6是示例性组织的冠状视图，其中引线相对于组织内的目标位置放 置。

图7是示例性组织的轴向视图，其中引线相对于组织内的目标位置放 置。

图8是根据本公开的一种或多种技术的可针对电极组合和电极组合的 子组选择的示例性电极的概念图。

图9是示出根据本公开的一种或多种技术的用于选择电极的示例性技 术的流程图。

图10是根据本公开的一种或多种技术的用于确定电极的复合度量的电 极组合的示例性子组的概念图。

图11是根据本公开的一种或多种技术的用于使用各种类型的电极组合 的加权平均值来确定电极的复合度量的示例性技术的流程图。

具体实施方式

通常，本公开涉及利用感测电信号诸如脑内的LFP来识别植入式引线 上最靠近组织(例如，STN)的目标区域并且可适合于感测电信号和/或递 送电刺激的至少一个电极。

许多脑障碍可能与异常脑功能相关联。在一个示例中，帕金森氏病 (PD)是进行性神经退化性障碍，其特征在于基底神经节-丘脑-皮质中的 多巴胺能神经元的损耗。随着PD发展，疾病的表现可包括一个或多个特征 运动功能障碍，其包括失运动能、运动徐缓、强直和震颤中的一者或多 者。在一些示例中，深层脑刺激(DBS)疗法可用于递送电刺激以治疗药 物难治性PD患者的运动症状。在一些示例中，DBS疗法可涉及将一个或 多个引线单侧或双侧植入到脑中以向基底神经节中的目标结构递送电刺 激。

通常，单极感测或双极感测可用于选择DBS疗法的有效刺激参数。对 于单极感测和双极感测两者，在其中至少一个电极是阳极并且至少一个电 极是阴极的电极的一个或多个电极组合上感测(例如，测量)电信号。可 基于由电极组合测量的电信号来生成电刺激的适当递送的度量。

无论使用哪种感测技术(例如，单极感测、双极感测等)，对DBS疗 法的有效刺激参数的选择对于临床医生(例如，医师、护士或技术人员) 和患者而言都可能是耗时的。因此，可期望减小选择刺激参数所消耗的时 间量。此外，用于确定适当电极、电极组合和/或其他刺激参数的试错法可 在该过程期间使患者经受不期望的副作用。

此外，临床医生可能需要向患者提供疗法，这需要识别植入式引线上 的适合于递送电刺激的一个或多个特定电极(例如，植入式引线上最靠近 组织的目标区域的电极)。然而，基于电信号的电刺激的适当递送的度量 通常与电极组合相关联而不是与电极组合中包括的特定电极(例如，阳极 电极或阴极电极)相关联。因此，生成与相应电极相关联的度量，并且因 此识别适合于递送电刺激的一个或多个特定电极可能是期望但困难的。

根据本文所述的技术，系统可基于电极组合的子组的相应度量来确定 多个电极中的每个电极的复合度量。系统然后可选择用于感测电信号或递 送电刺激中的至少一者的至少一个电极。在一些示例中，此信息可呈现给 临床医生以允许选择刺激的参数值(例如，选择最靠近组织(例如， STN)的目标区域的电极和/或电极组合)。

如本文所用，术语“轴向”与对象(例如，医疗引线)的长度结合使 用。例如，医疗引线的轴向电极是沿医疗引线的长度定位的电极。术语 “轴向”旨在具有这种含义，而不管除了对象的长度之外的曲率或其他性 质如何。如本文所用，术语“周边”用于描述与引线的轴向方向正交的方 向。例如，当医疗引线具有大致圆柱形的形状时，医疗引线的圆周电极是围绕医疗引线的周边位于特定圆周位置处的电极。

在一些示例中，感测信号可在围绕医疗引线的周边位于不同位置处的 不同电极或沿相同医疗引线的长度位于不同轴向位置处的不同电极之间 (例如，双极感测)。在其他示例中可利用单极感测。例如，单极感测可 在引线电极和远程电极(例如，与期望感测位置相距足够距离的位于不同 引线或IMD的外壳上的一个或多个电极)之间。在一个示例中，单极感测 可用于在引线的不同圆周位置处的仅具有单个轴向电极水平的电极之间进 行感测。在一些示例中，本文的技术可使得系统能够使用双极感测来确定 电极的复合度量并选择用于感测的电极，并且然后系统可使用具有单极感 测的选定电极来感测来自患者的信号。

在任何情况下，系统可基于包括电极的电极组合的子组的度量来确定 电极的复合度量。另外，系统可以相同的方式确定多个电极的复合度量。 与使用其他试错法相比，此信息然后可用于更有效并在更少时间内对刺激 进行编程。

例如，β节律可通过背部STN来定位。在此示例中，识别最接近脑的 此振荡区域的电极可能是有帮助的。根据本文所述的技术，系统可使用多 个电极组合来感测电信号(例如，通过生成电信号的一个或多个频率的谱 功率特性)，并且针对多个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自相 应电极组合的感测电信号来确定相应度量。

所述系统可针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中 的电极组合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应 电极，其中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合。然后，所述系统 可针对所述多个电极中的每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所述 相应度量来确定相应复合度量。然后，所述系统可基于所述多个电极的所 述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少 一个电极。例如，系统可选择具有最大复合度量的电极，因为这样的度量 可指示接近于发射感测电信号的脑的区域。

因此，系统可使用由多个电极组合感测的电信号来确定电极组合的子 组(即，其中包括公共电极的电极组合)的度量，并且然后基于电极组合 的子组的度量来确定公共电极的复合度量。电极组合的子组的每个电极组 合可与至少一个公共电极重叠。

电极组合以及因此电极组合的子组的度量也可基于感测的LFP的信号 强度、感测的LFP内的β频带的谱功率/或由脑生成的任何其他适当电信 号。然后，系统可使用其中包括特定电极的电极组合的度量来确定特定电 极的复合度量。类似地，复合度量可基于感测的LFP的信号强度、感测的 LFP内的β频带的谱功率/或由脑生成的任何其他适当电信号。例如，系统 可对具有公共电极的电极组合的子组的所有电极组合的度量求平均值，并 且将平均值分配为一个公共电极的复合度量。然后，系统可根据需要多次 重复此过程以确定多个电极的复合度量(例如，由医疗引线承载的多个电 极中的每个对应电极的复合度量)。在一些示例中，系统可确定少于由引 线承载的所有电极的复合度量。系统可基于已知的植入位置、电极尺寸、 电极形状或某个其他特性来排除某个电极。

如上所讨论，可通过对各自包括相应电极的电极组合的对应子组的度 量求平均值来确定每个电极的复合度量。平均值可以是均值、中值、众 数、或用于确定表示电极组合的子组的度量的值的某个其他数学运算或算 法。例如，平均值可以是加权平均值，该加权平均值可涉及与其中电极更 远离公共电极的电极组合的度量相比，对其中电极更靠近公共电极的电极 组合的度量进行更大的加权。例如，如果公共电极与第一电极组合中的一个电极相距2mm并且公共电极与第二电极组合中的另一个电极相距 4mm，则其中电极更靠近在一起的第一电极组合的度量可被给予更大的权 重以用于确定复合度量。在其他示例中，复合度量可通过另一个数学运算 或算来法确定。

在一些示例中，系统可识别具有最高复合度量的电极。这种信息可能 是有帮助的，因为复合度量可指示由电极感测的电信号(例如，β波)的强 度，该强度继而可指示与组织的目标区域的接近度。例如，具有最高复合 度量的电极可以是感测最强电信号的电极，该最强电信号可指示电极的围 绕医疗引线的周边的圆周位置(例如，在大致圆柱形的医疗引线的情况 下)以及所识别的电极沿着医疗引线的长度的轴向位置可最接近组织的目 标区域。

在一些示例中，复合度量可与指示β波的谱功率特性相关联。例如， 较高复合度量可指示针对指示β波的频率的谱功率的较大振幅，并且进一 步指示电极比具有较低复合度量的电极更靠近β波的起始源。在系统或临 床医生可能期望避免用强信号刺激这些目标组织的其他示例中，系统可选 择具有最低复合度量的一个或多个电极以用于刺激。

在一些示例中，系统可基于至少一个复合度量来选择更靠近组织的目 标区域的至少一个电极以刺激组织的目标区域。例如，在确定多个电极的 多个复合度量之后，系统可通过量值对复合度量进行排名。然后，系统可 选择具有最高复合度量的电极，该最高复合度量可指示电极最靠近脑信号 (例如，β波、LFP等)的起始源。另外地或另选地，系统可向临床医生呈 现此信息以使得临床医生能够检查相应多个电极的复合度量。然后，临床 医生可选择具有适当复合度量(例如，具有最大量值的复合度量)的至少 一个电极以用于后续感测和/或刺激疗法。

医疗引线可承载用于感测电信号和/或递送电刺激的多个电极。为了简 单起见，本文示例中描述的医疗引线可以是大致圆柱形的形状，使得设置 在其上的电极可具有沿医疗引线的长度的轴向位置和围绕引线的周边的圆 周位置。然而，应当理解，本公开的技术可应用于具有适合于感测电信号 和/或递送电刺激的任何形状(例如，桨叶的形状)的医疗引线。

在一些示例中，医疗引线可具有沿着引线长度设置在不同轴向位置处 的电极(例如，环形电极，即仅围绕引线的周边的有限部分驻留的电 极)。例如，医疗引线可具有围绕引线的周边位于相同圆周位置处并且沿 着引线的长度位于不同轴向位置的电极。在其他示例中，医疗引线可具有 围绕引线的周边位于不同圆周位置处并且在沿着引线的长度位于相同轴向 位置(例如，在引线的相同水平上)处的电极。在又一些其他示例中，系 统可将电极分组在一起作为一个极性以用于与另一极性的另一电极一起使 用。系统可执行此类分组以便平衡阴极和阳极之间的阻抗并改善感测保真 度。在一个示例中，为了在具有环形电极的水平与具有位于不同圆周位置 处的多个较小电极的水平之间进行感测，系统可对位于不同圆周位置处的 那些较小电极进行分组以产生可改善实际环形电极之间的感测的竖直环形 电极。

在不同电极(不同轴向位置处和不同圆周位置处的电极)之间感测电 信号可提供有关特定电信号(例如，β频带或β波、α波、γ波、θ波和高频 振荡(HFO)中的信号)源自组织内何处的有价值信息。以此方式，系统 (或医师)可使用该信息来识别组织(例如，STN)的目标区域位于何 处，并且确定应使用哪个或哪些电极(和/或其他刺激参数值)来递送电刺激疗法。在一个示例中，系统可经由显示器提供表示感测电信号的信息 (例如，对应电极的复合度量)以使得临床医生能够与使用其他试错法相 比更有效地并且在更短时间内对刺激进行编程。

图1是示出了示例性疗法系统10的概念图，该疗法系统被配置为向患 者12递送疗法以管理患者12的障碍。患者12通常将是人类患者。然而， 在一些情况下，疗法系统10可应用于其他哺乳动物或非哺乳动物、非人类 患者。在图1所示的示例中，疗法系统10包括医疗装置编程器14、植入式 医疗装置(IMD)16、引线延伸部18以及具有电极24、26的相应组的一个或多个引线20A和20B(统称为“引线20”)。IMD 16包括刺激发生器 (图1中未示出)，该刺激发生器被配置为分别经由引线20A和20B的一 个或多个电极24、26生成电刺激疗法并将其递送到患者12的脑28的STN 区域。

在图1所示的示例中，疗法系统10可被称为深层脑刺激(DBS)系 统，因为IMD 16被配置为直接向脑28内的STN递送电刺激疗法。DBS可 用于治疗或管理各种患者病症，诸如但不限于癫病发作(例如，癫痫)疼 痛、偏头痛、精神病症(例如，重度抑郁症(MDD)、双相障碍、焦虑性 障碍、创伤后应激障碍、情绪障碍和强迫性障碍(OCD))、行为障碍、 情绪障碍、记忆障碍、精神活动病症、运动障碍(例如，特发性震颤或帕 金森氏病)、亨廷顿氏病、阿尔茨海默氏病、或患者12的其他神经或精神 障碍和损伤。

在图1所示的示例中，IMD 16可植入患者12的胸肌区域中的皮下凹 坑内。在其他示例中，IMD 16可植入患者12的其他区域内，诸如患者12 的腹部或臀部中的或患者12的颅骨附近的皮下凹坑。植入的引线延伸部18 经由连接器块30(也称为接头)耦接到IMD 16，该连接器块可包括例如电 耦接到引线延伸部18上的相应电极的电极。电极将由引线20承载的电极 24、26电耦接到IMD 16。引线延伸部18从患者12的胸腔内的IMD 16的 植入物部位沿患者12的颈部横贯并且穿过患者12的颅骨以进入脑28。 IMD 16可由抵抗体液腐蚀和降解的生物相容性材料构成。IMD 16可包括气 密密封外壳34以基本上包封部件，诸如处理器、疗法模块和存储器。

在图1所示的示例中，引线20分别植入脑28的右半脑和左半脑内以 便将电刺激递送至脑28的一个或多个区域，该一个或多个区域可基于许多 因素(诸如实现疗法系统10来管理的患者病症的类型)来选择。可考虑引 线20和IMD 16的其他植入部位。例如，IMD 16可植入颅骨32上或颅骨 内，或者引线20可在多个目标组织部位处植入相同的半脑内，或者IMD 16可耦接到植入脑28的一个或两个半脑中的单个引线。

引线20可被定位成将电刺激递送到脑28内的一个或多个目标组织部 位，以管理与患者12的障碍相关联的患者症状。引线20可经由任何合适 的技术植入以将电极24、26定位在脑28的期望位置处，诸如穿过患者12 的头盖骨中的相应骨钻孔或穿过颅骨32中的共用骨钻孔。引线20可被放 置在脑28内的任何位置处，使得电极24、26能够在治疗期间向脑28内的 目标疗法递送部位提供电刺激。例如，在帕金森氏病的情况下，可单侧地 或双侧地植入引线20以将电刺激递送到STN内的区域。还考虑了未位于患 者12的脑28中的目标疗法递送部位。

虽然引线20在图1中被示出为耦接到公共引线延伸部18，但在其他示 例中，引线20可经由单独的引线延伸部耦接到IMD 16或直接耦接到IMD 16。此外，尽管图1将系统10示出为包括经由引线延伸部18耦接到IMD 16的两个引线20A和20B，但在一些示例中，系统10可包括一个引线或多 于两个引线。此外，尽管引线20被示出为大致圆柱形的形状，但它们可以 是适于感测电信号并递送电刺激的任何形状。

在图1所示的示例中，引线20的电极24、26被示出为环形电极。环 形电极可相对易于进行程序并且可以能够将电场递送到邻近引线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中的一者或多者可具有能够产生成型电场(包括交 错刺激)的复杂电极阵列几何形状。复杂电极阵列几何形状的示例可包括 沿着引线的长度定位在不同轴向位置处，以及围绕引线的周边(例如，圆 周)定位在不同角位置处的电极阵列。复杂电极阵列几何形状可包括多个 电极(例如，部分环形或分段电极)，诸如电极水平24B、24C、26B和 26C，其各自包括位于不同圆周位置处的多个可单独编程电极。尽管电极 24A、24D、26A和26D可以是各自完全围绕引线的周边延伸的环形电极，但这些电极中的任一者可由位于不同圆周位置处的多个电极替换。通过使 用设置在不同圆周位置处的电极，电刺激可从引线20导向特定方向以增强 疗法效果并减少由于刺激大量组织引起的可能的不良副作用。作为另一示 例，电极可以是焊盘电极，其可承载在桨叶引线或圆柱形引线上。

如图1的示例所示，引线20A的电极24的组可包括电极24A、24B、 24C和24D，并且引线20B的电极26的组可包括电极26A、26B、26C和 26D。在一些示例中，电极24和26中的每一者可被配置为单独地递送电刺 激。

在一些示例中，IMD 16的外部外壳34可包括一个或多个刺激和/或感 测电极。例如，外壳34可包括当将IMD 16植入患者12中时暴露于患者12 的组织的导电材料，或者可将电极附接到外壳34。在其他示例中，引线20 可具有除如图1所示的细长圆柱体之外的形状，具有有源或无缘尖端配 置。例如，引线20可以是桨状引线、球形引线、可弯曲引线或有效治疗患 者12的任何其他形状的引线。

IMD 16可根据一个或多个刺激疗法程序(在本文中也称为“刺激参数 值的集合”)向患者12的脑28递送电刺激疗法。刺激疗法程序可限定由 IMD 16的刺激发生器(图1中未示出)生成并且经由一个或多个电极24、 26从IMD 16递送到患者12内的目标疗法递送部位的疗法的一个或多个电 刺激参数值。电刺激参数可限定电刺激疗法的一个方面，并且可包括例如 电刺激信号的电压或电流振幅、电刺激的电荷水平、电刺激信号的频率、 波形形状、开/关循环状态(例如，如果循环是“关”，则刺激始终接通， 并且如果循环是“开”，则刺激循环地打开和关闭)以及在电刺激脉冲的 情况下，脉冲频率、脉冲宽度和其他适当的参数(诸如持续时间或占空 比)。此外，电极24、26的选择及其相应的极性可进一步表征疗法程序的 疗法参数。在一些示例中，可使用连续波形来递送刺激，并且刺激参数可 限定该波形。

除了被配置为递送疗法以管理患者12的障碍之外，疗法系统10可被 配置为感测生物电脑信号或患者12的另一个生理参数。例如，IMD 16可 包括感测电路，该感测电路被配置为经由电极24、26的子组、另一个电极 组或两者来感测脑28的一个或多个区域内的生物电脑信号。因此，在一些 示例中，电极24、26可用于将来自刺激发生器的电刺激递送到脑28内的 目标部位以及感测脑28内的脑信号。然而，IMD 16也可使用单独的感测 电极组来感测生物电脑信号。在一些示例中，IMD 16的感测电路可经由电 极24、26中的一者或多者来感测生物电脑信号，该电极也用于向脑28递 送电刺激。在其他示例中，电极24、26中的一者或多者可用于感测生物电 脑信号，而一个或多个不同电极24、26可用于递送电刺激。

外部医疗装置编程器14被配置为根据需要与IMD 16进行无线通信以 提供或检索疗法信息。编程器14是用户(例如，临床医生和/或患者12) 可用于与IMD 16通信的外部计算装置。例如，编程器14可以是临床医生 编程器，临床医生使用该编程器来与IMD 16通信并且为IMD 16编程一个 或多个疗法程序。此外或替代地，编程器14可以是允许患者12选择程序 和/或查看和修改疗法参数值的患者编程器。临床医生编程器可包括比患者 编程器更多的编程特征。换句话讲，仅临床医生编程器可允许更复杂或敏 感的任务，以防止未经培训的患者对IMD 16作出不期望的改变。

编程器14可以是手持计算装置，该手持计算装置具有用户可见的显示 器和用于向编程器14提供输入的接口(即，用户输入机构)。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)。此外，编程器14可包括触摸屏显示器、小键 盘、按钮、外围定点装置、语音激活、或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包括按钮和小键盘， 则按钮可专用于执行特定功能(例如，电源按钮)，按钮和小键盘可以是 根据当前由用户查看的用户界面的部分而在功能上改变的软键，或它们的 任何组合。

在其他示例中，编程器14可以是另一多功能装置内的较大工作站或单 独的应用程序，而不是专用计算装置。例如，多功能装置可以是笔记本电 脑、平板电脑、工作站、一个或多个服务器、蜂窝电话、个人数字助理或 可运行应用程序的另一个计算装置，该应用程序使计算装置能够作为安全 医疗装置编程器14操作。耦接到计算装置的无线适配器可实现计算装置和 IMD 16之间的安全通信。

当编程器14被配置为由临床医生使用时，编程器14可用于将编程信 息传输到IMD16。编程信息可包括例如硬件信息，诸如引线20的类型、 电极24、26在引线20上的布置、引线20在脑28内的位置、限定疗法参数 值的一个或多个疗法程序、一个或多个电极24、26的疗法窗，以及可用于 编程到IMD 16中的任何其他信息。编程器14还能够完成功能测试(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生成疗法程序并且将疗法程序存储在 IMD 16内。编程器14可通过提供用于识别潜在有益的疗法参数值的系统 来协助临床医生创建/识别疗法程序。例如，在编程会话期间，医师可根据 本文所述的技术选择用于向患者递送疗法的电极组合。医师可具有用于创 建若干疗法程序的选项。一些程序可具有相同的电极组合(但具有至少一 个其他疗法参数的不同值)。医师可选择有效的疗法程序(例如，基于多 个电极中的复合度量的排名)。例如，临床医生可基于在外部编程器14上 显示的电极的复合度量的列表来选择疗法程序，以向患者12提供疗法从而 解决与患者病症相关联的症状。

编程器14还可被配置用于由患者12使用。当被配置为患者编程器 时，编程器14可具有有限的功能(与临床医生编程器相比)，以便防止患 者12改变可能对患者12有害的IMD16或应用的关键功能。

无论编程器14是被配置用于临床医生使用还是患者使用，编程器14 都可经由无线通信与IMD 16或任选的另一个计算装置进行通信。例如，编 程器14可使用射频(RF)和/或感应遥测技术来经由与IMD 16的无线通信 进行通信，这些技术可包括用于进行近距离、中间范围或较长范围通信的 技术。编程器14还可以使用各种本地无线通信技术中的任一种经由有线或 无线连接与另一个编程器或计算装置通信，这些技术诸如根据802.11或蓝牙规范集的RF通信、根据IrDA规范集的红外(IR)通信或其他标准或专 有遥测协议。编程器14还可以经由交换可移除介质(诸如磁盘或光盘、存 储器卡或存储器棒)与其他编程器或计算装置通信。此外，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，例如经由个 域网(PAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、公共交换电话网络 (PSTN)或蜂窝电话网络进行通信。

疗法系统10可被实施为在数月或数年的过程中为患者12提供慢性刺 激疗法。然后，系统10还可在试验基础上采用，以在进行完全植入之前评 价疗法。如果暂时实施，则系统10的一些部件可能不会植入患者12体 内。例如，患者12可配有外部医疗装置，诸如试验刺激器，而不是IMD 16。外部医疗装置可经由经皮延伸部联接到经皮引线或植入引线。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 性刺激器植入患者12体内以用于相对长期的治疗。在另一个示例中，手术 室中的临床医生可在引线放置期间以及在将引线与IMD耦接之前获得敏锐 的记录。在此示例中，外部装置(例如，外部电生理系统)可耦接到医疗 引线以便获得感测电信号。

虽然DBS可成功地减小一些神经疾病的症状，但刺激也可能导致不需 要的副作用(在本文中也称为不良作用)。副作用可包括失禁、麻刺、平 衡损失、麻痹、言语不清、记忆损失、抑制损失和许多其他神经问题。副 作用可以是轻度到严重的。DBS可通过无意中向目标解剖区域附近的解剖 区域提供电刺激脉冲来引起一种或多种不良作用。这些解剖区域可被称为 与不良刺激作用相关联的区域。出于此原因，临床医生可利用疗法程序 (或多个疗法程序)来对IMD 16进行编程，该疗法程序定义平衡有效疗法 并使副作用最小化的刺激参数值。

借助于编程器14或另一个计算装置，临床医生可选择疗法系统10的 疗法参数的值，包括电极组合。通过选择用于将电刺激疗法递送到患者12 的特定电极24、26和电极组合，临床医生可修改电刺激疗法以靶向脑28 内的组织(例如，特定解剖结构)的一个或多个特定区域并且避开脑28内 的组织的其他区域。此外，通过选择限定电刺激信号的其他刺激参数值(例如，振幅、脉冲宽度和脉冲频率)的值，临床医生可生成经由选定电 极子组递送的患者12的有效疗法。由于生理多样性、病症差异和引线放置 的不准确性，参数值可在患者之间变化。

在编程会话期间，临床医生可确定可向患者12提供有效疗法的一个或 多个疗法程序。患者12可向临床医生提供关于被评估的特定程序的功效的 反馈，其可包括关于递送根据特定程序的疗法的不良作用的信息。在一些 示例中，患者反馈可用于确定临床评级量表分。一旦临床医生已经识别了 对患者12可能有益的一个或多个程序，患者12可继续评估过程并且确定 哪个程序最佳地缓解患者12的病症或以其他方式向患者12提供有效疗 法。编程器14可通过提供识别潜在有益的疗法参数的条理系统来协助临床 医生创建/识别疗法程序。

根据本公开的一种或多种技术，并且如下文进一步详细讨论的，在一 些示例中，医疗引线20可与患者组织中的信号源(例如，β波可主要定位 在背侧STN内)偏移一定距离或设置成与信号源相距一定距离(例如，其 中信号源可在左半脑和/或右半脑的STN内)。如果医疗引线20放置在信 号源内或与信号源具有公共轴线，则系统不能区分信号来自的方向。例 如，由于信号源的接近性，由医疗引线20的相应电极感测的信号可彼此类 似。例如，如果医疗引线20设置在信号源的起点处，则从信号源发出的任 何信号可能呈现为围绕医疗引线，而不是呈现为对于医疗引线仅位于一个 圆周方向上。在这种情况下，可选择电极组合中的任一者以用于刺激的递 送。然而，临床医生可将医疗引线植入成从目标组织位置偏移，以便靶向 目标组织位置并且防止可能由引线的植入产生的对目标组织位置的损坏。可为可确定患者的刺激疗法的临床医生显示表示电极组合(例如，双极检 查)之间的频率(例如，谱密度)上的信号量值的信息。双极感测通常描 述了相同引线上的电极之间的感测。单极感测通常描述了引线上的电极与 远程电极(例如，位于与期望感测位置相距的足够距离处的一个或多个电 极)之间的感测。在一些示例中，远程电极可在相同的引线、不同的引 线、IMD的外壳等上。在任何情况下，单极感测通常记录期望电极周围更 普遍的电信号，而双极感测会感测两个相对接近的电极之间的电活动。

在另一个示例中，医疗引线20可直接植入目标组织处(例如，在具有 最强β振荡或最大振幅的目标频率的区域中)。在另一个示例中，医疗引 线20可仅基于单独的解剖结构来植入(例如，放置在STN中)。在这些示 例中的任一个中，由于与引线放置规程相关联的各种不确定性，医疗引线 的位置可能与生成最大信号源的区域不相同，从而导致目标解剖结构与引 线位置之间的偏移。然而，医疗引线20不必从目标解剖结构偏移，因为放 置在生成最强信号的目标组织处的引线可提供有效的刺激疗法。临床医生 可选择将医疗引线20植入成与目标组织偏移，或者将医疗引线直接植入在 生成最强信号的目标组织处或其内部。

当使用具有较大数量的电极的医疗引线时，临床医生的评价所需的时 间生长。此外，在电极的多个组合上进行定向刺激所需的探索和编程时间 也增加。为了减小患者和临床医生所需的时间，在一些示例中，由至少一 个电极感测的信号强度的表示可显示给临床医生。然后，临床医生可选 择，或者系统可自动选择具有更大信号强度的至少一个电极(例如，显示 较大或最大的β波信号强度、γ波信号强度、α波信号强度、或期望信号的 任何频率)。如本文所述，与其他电极相比具有更大信号强度的电极可以 是具有最高复合度量的电极。

疗法系统10包括被配置为执行根据本公开的技术的处理电路(图1中 未示出)。处理电路可包括在外部系统(例如，外围装置)或内部系统 (例如，IMD 16)中。处理电路可被配置为针对多个电极组合中的每个相 应电极组合，基于来自相应电极组合的感测电信号来确定相应度量。电极 组合可以是在其上感测电信号的两个或更多个电极(例如，阳极、阴极 等)。例如，第一电极组合可以是24B-24C，并且第二电极组合可以是 24A-24D。因此，在该示例中，处理电路可被配置为基于由第一电极组合感 测的电信号来确定第一电极组合的度量，并且基于由第二电极组合感测的 电信号来确定第二电极组合的度量。度量可使用适合于量化感测电信号的 任何测量单位。例如，度量可以伏特为单位。另选地，度量可不使用标准 单位，并且电极组合的度量可彼此比较以由于指示其相对差异。

处理电路可进一步针对多个电极中的每个相应电极确定多个电极组合 中的电极组合的子组。电极组合的子组中的每个电极组合可包括相应电 极，其中电极组合的子组包括至少两个电极组合。例如，电极组合的子组 可以是24A-24B、24A-24C和24A-24D，其中24A是电极组合的子组中的 每个电极组合中包括的电极(例如，公共电极)。

处理电路可进一步针对多个电极中的每个相应电极，基于电极组合的 子组的相应度量来确定相应复合度量。例如，处理电路可通过确定24A- 24B、24A-24C和24A-24D的度量的平均值来确定24A的复合度量。由处 理电路确定的平均值可以是均值、中值、众数、加权平均值、或用于确定 表示电极组合的子组的度量的值的任何其他数学运算或算法。然后，处理 电路可以类似的方式确定剩余电极(例如，24B、24C、24D等)的复合度 量。

在确定多个电极的相应复合度量之后，处理电路可基于多个电极的相 应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个 电极。例如，如果24A具有最高复合度量，则处理电路可选择24A以用于 感测电信号和/或电刺激。

在一些示例中，其中包括特定电极的电极组合可包括沿着医疗引线20 的长度位于不同轴向位置处并且围绕医疗引线20的周边位于相同圆周位置 处的电极。确定位于不同轴向位置处的电极的复合度量可为临床医生提供 关于在可提供有效刺激疗法的轴向位置处的电极的了解。例如，具有指示 最强感测信号强度的最高复合度量的第一电极可指示第一电极最接近沿医 疗引线20的长度的目标组织位于的轴向位置。

在一些示例中，其中包括特定电极(例如，公共电极)的电极组合的 子组可包括位于围绕医疗引线20的周边的不同圆周位置处并且沿医疗引线 20的长度位于相同轴向位置处的电极。确定位于不同圆周位置处的电极的 复合度量可为临床医生提供关于在可提供有效刺激疗法的圆周位置处的电 极的了解。例如，具有指示最强感测信号强度的最高复合度量的第一电极 可指示第一电极最接近围绕医疗引线20的周边的目标组织位于的圆周位置。在任何情况下，电极组合的子组中的电极组合中的每一者仅需要包括 至少一个公共电极，使得可确定公共电极的复合度量。

由于可能需要电极组合来感测电信号和/或递送电刺激，因此确定具有 用于感测电信号和递送电刺激的复合度量的两个或更多个电极可以是期望 的。例如，编程疗法可要求选择具有最高复合度量的第一电极并且使用第 一电极作为阴极。编程疗法可进一步要求选择具有第二最高复合度量的第 二电极并且使用第二电极作为阳极。第一电极和第二电极可以是最靠近目 标组织的两个电极，并且包括第一电极和第二电极的电极组合可发射能量 以在第一电极与第二电极之间产生朝向目标组织的方向上的电场。可利用 最靠近目标组织的电极组合来提供有效的刺激疗法。因此，处理电路可被 配置为根据需要确定多个电极的复合度量，并且基于相应复合度量选择适 合于感测电信号和/或递送电刺激的电极。

疗法系统10还可包括被配置为感测来自多个电极组合的电信号的感测 电路(图1中未示出)，其中多个电极组合中的每个电极由医疗引线承 载，并且其中医疗引线包括处于医疗引线上的不同位置处的电极。例如， 装置(例如，IMD 16、编程器14和/或另一个计算装置)可包括被配置为 感测来自多个电极组合中的电极组合的电信号的感测电路。作为一个示 例，IMD 16可感测来自电极24和/或电极26的组合的电信号(例如，亚微 伏LFP)。

来自电极24和/或电极26的组合的针对特定患者的这些感测电信号可 在编程器14和/或另一个计算装置处的显示器或用户界面(图1中未示出) 上表示。临床医生可基于来自多个电极组合的感测信号来选择电极组合以 提供刺激疗法。例如，临床医生可选择使用电极24、电极26和/或IMD 16 的电极(例如，壳体电极或容器电极)中的一者或多者的电极组合。在一 些示例中，电信号的多个表示中的电信号的每个相应表示与多个电极的相应复合度量相关联。

IMD 16可被配置为经由临床医生或系统选择的电极组合向患者递送电 刺激。作为一个示例，在处理电路选择电极的情况下，IMD可经由选定电 极组合向患者递送电刺激。作为又另一示例，临床医生可将选定电极组合 输入到编程器14，使得编程器14自动选择疗法并且配置IMD 16以经由选 定电极组合向患者递送电刺激。作为又另一示例，临床医生可使用计算装 置来选择电极组合，该电极组合可被传送到可编程器14，该编程器可配置 IMD16以经由临床医生选择的电极组合向患者递送电刺激。

图2是示出示例性IMD 16的部件的功能框图。在图2所示的示例中， IMD 16包括处理电路60、存储器62、刺激发生器64、感测电路66、开关 模块68、遥测模块70和电源72。存储器62以及本文所述的其他存储器可 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)、电可擦可编程ROM (EEPROM)、闪存存储器等。存储器62可存储计算机可读指令，该计算 机可读指令在由处理电路60执行时使得IMD 16执行本文所述的各种功 能。

在图2所示的示例中，存储器62可例如将疗法程序74、操作指令76 和电极选择模块78存储在存储器62内的单独存储器中或存储器62内的单 独区域中。每个存储的疗法程序74根据电刺激参数(诸如电极组合、电流 或电压振幅)的相应值限定特定疗法程序，并且如果刺激发生器64生成并 递送刺激脉冲，则疗法程序可限定刺激信号的脉冲宽度和脉冲频率的值。 每个存储的疗法程序74也可称为刺激参数值的集合。操作指令76在处理 电路60的控制下引导IMD 16的通用操作，并且可包括用于经由电极24、 26监测一个或多个脑区域内的脑信号以及向患者12递送电刺激疗法的指 令。如下文进一步详细讨论的并且根据本公开的一种或多种技术，在一些 示例中，存储器62可存储电极选择模块78，该电极选择模块可包括可由处 理电路60执行以选择一个或多个电极来感测电信号和/或递送电刺激的指 令。例如，电极选择模块78可由处理电路60执行以选择电极24和/或电极 26的一个或多个电极组合来根据图4的技术感测生理信号和/或递送电刺 激。

在处理电路60的控制下，刺激发生器64生成刺激信号以用于经由所 选择的电极24、26的组合递送至患者12。在一些示例中，刺激发生器64 基于一个或多个存储的疗法程序74经由来自电极24、26的选定电极组合 来生成刺激信号并且将刺激信号递送到脑28(图1)的一个或多个目标区 域。在一些示例中，疗法程序74由外部编程器14和/或外部计算机确定 (例如，自动地、由用户手动地、或基于用户输入半自动地)，并且被转 移到IMD 16并存储在存储器62中。脑28内的针对刺激信号或其他类型的 疗法和刺激参数值的目标组织部位可取决于针对其实现疗法系统10的患者 病症来管理。虽然描述了刺激脉冲，但刺激信号可为任何形式，诸如连续 时间信号(例如，正弦波)等。

本公开中描述的处理电路(包括处理电路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)、现场可编 程逻辑阵列(FPGA)或其他等效集成或离散逻辑电路、或它们的组合。归 因于本文描述的处理器的功能可由硬件装置提供并且体现为软件、固件、 硬件或它们的任何组合。处理电路60可根据由存储器62存储的疗法程序74控制刺激发生器64，以应用由一个或多个程序指定的特定刺激参数值， 诸如振幅、脉冲宽度和脉冲频率。

在图2所示的示例中，引线20A的电极24的组包括电极24A-24D，并 且引线20B的电极26的组包括电极26A-26D。处理电路60可控制开关模 块68以将由刺激发生器64生成的刺激信号施加到来自电极24和/或电极 26的选定电极组合。具体地，开关模块68可将刺激信号耦接到引线20内 的所选择的导体，这继而跨所选择的电极24和/或电极26递送刺激信号。 开关模块68可以是开关阵列、开关矩阵、多路复用器，或被配置为选择性 地将刺激能量耦接到所选择的电极24和/或电极26并利用所选择的电极24 和/或电极26选择性地感测生物电脑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内的导体耦接到电极24和/ 或电极26。然而，在一些示例中，IMD 16不包括开关模块68。例如，在 一些示例中，IMD 16可包括耦接到每个电极的单独电压源或电流源(即， 针对电极24和/或电极26中的每一者的单独电压源和/或电流源)。

如上所讨论，处理电路60可控制开关模块68以将由刺激发生器64生 成的刺激信号施加到电极24和/或电极26的选定电极组合或通过感测电路 66感测电信号。在一些示例中，电极24和/或电极26的选定电极组合可以 是单极的。例如，单极选择的组合可包括电极24或电极26中的一个电极 与IMD 16的外壳上的电极(即，壳体或容器)的组合，其中一者是阳极并 且另一者是阴极。在一些示例中，电极24和/或电极26的选定电极组合可 以是双极的。作为一个示例，双极选择的组合可包括来自电极24的两个电 极，其中一者是阳极并且另一者是阴极。作为另一个示例，双极选择的组 合可包括来自电极26的两个电极，其中一者是阳极并且另一者是阴极。作 为另一个示例，双极选择的组合可包括来自电极24的电极和来自电极26 的电极，其中一者是阳极并且另一者是阴极。在一些示例中，电极24和/或电极26的选定电极组合可以是多极的。作为一个示例，多极选择的组合可 包括选自电极24的多个阳极和/或多个阴极。作为另一个示例，多极选择的 组合可包括选自电极26的多个阳极和/或多个阴极。作为一个示例，多极选 择的组合可包括选自电极24和电极26的多个阳极和/或多个阴极。

刺激发生器64可为单通道或多通道刺激发生器。具体地，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，或者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可被配置为在时间交错 的基础上递送多个通道。例如，开关模块68可用于在不同时间对不同电极 组合上的刺激发生器64的输出进行时间划分，以将刺激能量的多个程序或 通道递送至患者12。

在处理电路60的控制下，感测电路66被配置为经由具有一个或多个 电极24和/或电极26的电极组合的选定子组以及IMD 16的导电外部外壳 34的至少一部分、IMD 16的外部外壳上的电极或另一个参考来感测患者 12的生物电脑信号。处理电路60可控制开关模块68以将感测电路66电连 接到选定电极24和/或电极26。以此方式，感测电路66可选择性地通过电 极24和/或电极26(和/或除电极24和/或电极26的电极之外的参考)的不 同组合来感测生物电脑信号。

虽然感测电路66与图2中的刺激发生器64和处理电路60一起结合到 公共外壳34中，但在其他示例中，感测电路66位于与IMD 16的外部外壳 34分开的外部外壳中，并且可经由有线或无线通信技术与处理电路60通 信。

在处理电路60的控制下，遥测模块70被配置为支持IMD 16与外部编 程器14或另一个计算装置之间的无线通信。作为对程序的更新，IMD 16 的处理电路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。如以上所讨论，对疗法程序的更新可存储在存储器 62的疗法程序74部分内。IMD 16中的遥测模块70以及本文所述的其他装 置和系统(诸如编程器14)中的遥测模块可通过RF通信技术来实现通 信。此外，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 部医疗装置编程器14通信。因此，遥测模块70可连续地、以周期性间隔 或根据来自IMD 16或编程器14的请求向外部编程器14发送信息。

电源72将操作功率递送至IMD 16的各种部件。电源72可包括小的可 再充电电池或不可再充电电池和发电电路，以产生操作功率。再充电可通 过外部充电器与IMD 16内的感应充电线圈之间的近侧感应交互来实现。在 一些示例中，功率需求可足够小以允许IMD16利用患者运动并实现动能清 除装置以对可再充电电池进行涓流充电。在其他示例中，传统电池可使用 有限的时间段。

图3是示出示例性医疗装置编程器14(图1)的部件的功能框图。在 图3的示例中，编程器14包括处理电路80、存储器82、遥测模块84、具 有显示器83的用户界面86和电源88。处理电路80控制用户界面86和遥 测模块84，并且将信息和指令存储到存储器82和从存储器中检索信息和指 令。编程器14可被配置用于用作临床医生编程器或患者编程器。处理电路 80可包括一个或多个处理器的任何组合，这些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离散逻辑电路。因此，处 理电路80可包括任何合适的结构，无论是在硬件、软件、固件还是它们的 任何组合中，以执行本文中归因于处理电路80的功能。

用户(诸如临床医生或患者12)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83，诸如LCD或LED显示器或其他类型的 屏幕，处理电路80可通入该显示器呈现与疗法相关的信息(例如，电极组 合和相关联的疗法窗)和感测电信号。此外，用户界面86可包括输入机构 以从用户接收输入。输入机构可包括例如以下中的任一者或多者：按钮、 小键盘(例如，字母数字小键盘)、外围指向装置、显示器83的触摸屏、 或允许用户通过由编程器14的处理电路80呈现的用户界面导航并提供输 入的另一个输入机构。在其他示例中，用户界面86还包括音频电路，该音 频电路用于向患者12提供可听通知、指令或其他声音，接收来自患者12 的语音命令或两者。编程器14可通过提供不同的用户界面元素而被配置为 患者编程器或临床医生编程器。例如，患者编程器用户界面可包括比经由 临床医生编程器用户界面可用的用户可调整设置更少的用户可调整设置， 使得临床医生编程器能够经由IMD 16更大地调整感测和/或刺激。

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。在图3所示的示例中，存储器82还存储电极选择模块87。 电极选择模块87可类似于图2的电极选择模块78。如下文进一步详细讨论 的并且根据本公开的一种或多种技术，在一些示例中，编程器14的存储器 82可存储电极选择模块87，该电极选择模块可包括可由处理电路80执行 以选择一个或多个电极和电极组合来感测电信号和/或递送电刺激的指令。 例如，电极选择模块87可由处理电路80执行以选择电极中的一者或多者 和电极组合来根据下文描述的技术感测电信号。在一些示例中，存储器82 可包括附加信息，诸如与图2中的IMD 16的疗法程序74和操作指令76类 似或相同的信息。

在一些示例中，患者12、临床医生或另一个用户可以其他方式与编程 器14的用户界面86交互以手动选择疗法程序或电极的组合(例如，基于 多个电极的复合度量)，生成新疗法程，修改疗法程序，将新程序传输到 IMD 16，或它们的任何组合。

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还可包括可移除存储器部分，其可用于 提供存储器更新或存储器容量的增加。可移除存储器还可允许在不同患者 使用编程器14之前移除敏感患者数据。

编程器14中的无线遥测可通过外部编程器14与IMD 16的RF通信或 近侧感应交互来实现。通过使用遥测模块84可以进行这种无线通信。因 此，遥测模块84可类似于包含在IMD 16内的遥测模块。在其他示例中， 编程器14可以能够进行红外通信或通过有线连接进行直接通信。这样，其 他外部装置可能够与编程器14通信，而无需建立安全无线连接。

功率源88被配置为向编程器14的部件递送操作功率。功率源88可包 括用于产生操作功率的电池和发电电路。在一些示例中，电池可为可再充 电的，以允许长期操作。再充电可通过将电源88电耦接到连接到交流 (AC)插座的支架或插头来实现。此外，再充电可通过外部充电器与编程 器14内的感应充电线圈之间的近侧感应交互来实现。在其他示例中，可使 用传统的电池(例如，镍镉或锂离子电池)。此外，编程器14可直接耦接 到交流插座以进行操作。

虽然将各种信息示出和描述为存储在编程器14的存储器82中，但应 当理解，该信息中的一些或全部可另选地或另外地存储在IMD 16的存储器 62内。此外，归因于编程器14的处理电路80的至少一些功能性可替代地 或另外地归因于IMD的处理电路60，如下所讨论(反之亦然)。

图4A和图4B分别是其中相应电极由医疗引线承载的示例性引线400 和410的概念图。如图4A和图4B所示，引线400和410是可类似于图1 所示的引线20的示例性配置。如图4A所示，引线400包括安装在引线外 壳402的各种长度处的四个电极水平404(包括水平404A-404D)。引线 400通过颅骨32插入到脑28内的目标位置。

引线400在由临床医生确定的位置植入脑28内以便靠近待刺激的解剖 区域。电极水平404A、404B、404C和404D(统称为电极水平404)可沿 引线外壳402的轴向长度在不同的轴向位置处等距间隔开。每个电极水平 404可具有位于围绕引线外壳402的周边的不同圆周位置处的一个、两个、 三个或更多个电极。如图4A所示，电极水平404A和404D包括单个相应 环形电极，并且电极水平404B和404C各自包括围绕引线400的周边的不 同圆周位置处的三个电极。参考从引线400的近侧端部到远侧端部的电极 的数量，该电极模式可称为1-3-3-1引线。一个圆周位置的电极可在与引线 400的纵向轴线平行的轴线上对准。另选地，不同电极水平的电极可围绕引 线外壳402的圆周交错。此外，引线400或410可包括围绕相同水平的每 个引线或电极的圆周或周边的不对称电极位置，其具有不同尺寸。这些电 极可包括半圆形电极，该半圆形电极在电极水平之间可以或可不周向对 准。

引线外壳402可包括沿着引线外壳的外部的一个或多个不透射线的条 带或其他不透射线的取向标记(未示出)。不透射线的条带对应于允许引 线400在植入患者12中时被成像的特定圆周位置。使用患者12的图像， 临床医生可使用不透射线的条带作为针对引线400在患者12的脑内的确切 取向的标记。可能需要引线400的取向以通过生成正确的电极配置来容易 地对刺激参数进行编程，从而匹配由临床医生限定的刺激场。在其他示例 中，除不透射线的条带之外的标记机制可用于识别引线400的取向。这些 标记机制可包括类似于突片、棘爪或引线外壳402的外部上的其他结构的 某物。在一些示例中，临床医生可记录在植入期间的沿着引线的标记的位 置以确定引线400在患者12内的取向。

图4B示出了包括在水平414A-414D中的每一者处的围绕引线410的 周边处于不同相应圆周位置处的多个电极的引线410。类似于引线400，引 线410通过颅骨32中的骨钻孔插入到脑28内的目标位置。引线410包括引 线外壳412。四个电极水平414(例如，电极水平414A-414D)位于引线 410的远侧端部处。每个电极水平414与相邻电极水平均匀地间隔开并且包 括两个或更多个电极。在一个示例中，每个电极水平414包括围绕引线外 壳412的圆周分布的三个、四个或更多个电极。因此，引线410包括电极414。每个电极可以是大致矩形的形状。另选地，单独的电极可具有另选形 状，例如圆形、椭圆形、三角形、圆角矩形等。

在另选示例中，电极水平404或414没有沿着相应引线400和410的 纵向轴线均匀地间隔开。例如，电极水平404C和404D可间隔约3毫米 (mm)，而电极404A和404B间隔10mm。可变间隔电极水平可用于到达 在脑28内深处的目标解剖区域，同时避免潜在不期望的解剖区域。此外， 相邻水平中的电极不必在如引线的纵向轴线的方向上对准，而是可相对于纵向轴线对角地定向。

引线400和410基本上是刚性的以防止植入的引线从预期的引线形状 发生变化。引线400或410可以是大致圆柱形的形状。在其他示例中，引 线400或410可与圆柱体不同地成型。例如，引线可包括一个或多个曲线 以到达脑28的目标解剖区域。在一些示例中，引线400或410可类似于平 坦桨叶引线或为患者12成型的舒适引线。而且，在其他示例中，引线400 和410可具有横向于引线的纵向轴线截取的各种不同多边形横截面(例 如，三角形、正方形、矩形、八边形等)中的任一者。

如在引线400的示例中所示，引线400的多个电极包括：第一组三个 电极，该第一组三个电极围绕引线的纵向轴线设置在不同相应位置处以及 沿引线设置在第一纵向位置(例如，电极水平404B)处；第二组三个电 极，该第二组三个电极沿引线设置在不同于第一纵向位置的第二纵向位置 (例如，电极水平404C)处；和至少一个环形电极，该至少一个环形电极 沿引线设置在第一纵向位置和第二纵向位置的第三纵向位置(例如，电极 水平404A和/或电极水平404D)处。在一些示例中，电极水平404D可以 是覆盖引线402的远侧端部的子弹尖端或锥形的电极。

图5A至图5D是具有围绕引线的圆周的一个或多个电极的示例性刺激 引线的横截面。如图5A至图5D所示，示出了一个电极水平(诸如引线 400和410的电极水平404和414中的一者)，以示出围绕引线的周边或围 绕引线的纵向轴线的电极放置。图5A示出了包括圆周电极502的电极水平 500。圆周电极502环绕电极水平500的整个圆周并且在一些示例中可被称 为环形电极。圆周电极502可用作阴极或阳极，如由用户界面配置。

图5B示出了包括两个电极512和514的电极水平510。每个电极512 和514围绕电极水平510的圆周包裹约170度。约10度的空间位于电极512和514之间以防止电极之间的电流的无意耦接。在其他示例中，可提供 电极之间的更小或更大空间(例如，介于10度与30度之间)。每个电极 512和514可被编程为充当阳极或阴极。

图5C示出了包括三个相同尺寸的电极522、524和526的电极水平 520。每个电极522、524和526涵盖电极水平520的圆周的约110度。类似 于电极水平510，约10度的空间分离单独电极522、524和526。在其他示 例中，可提供电极之间的更小或更大空间(例如，介于10度与30度之 间)。电极522、524和526可单独地被编程为用于刺激的阳极或阴极。

图5D示出了包括四个电极532、534、536和538的电极水平530。每 个电极532、534、536和538覆盖圆周的约80度，其中相邻电极之间存在 约10度的绝缘空间。在其他示例中，可提供电极之间的更小或更大空间 (例如，介于10度与30度之间)。在其他示例中，可在电极水平内包括 多达十个或更多个电极。在另选示例中，引线20的连续电极水平可包括各种电极水平500、510、520和530。例如，引线20(或本文所述的任何其 他引线)可包括在图5B和图5D中描绘的电极水平510和530之间交替的 电极水平。以此方式，可在患者112的脑28内产生各种刺激场形状。另 外，电极水平内的上述电极尺寸仅是示例，并且本发明不限于示例性电极 尺寸。

而且，绝缘空间或非电极表面积可具有任何尺寸。通常，绝缘空间介 于约1度与约20度之间。更具体地，绝缘空间可介于约5与约15度之间。 在其他示例中，绝缘空间可介于约10度与30度或更大之间。较小绝缘空 间可允许较大体积的组织被刺激。在另选示例中，电极尺寸可围绕电极水 平的圆周变化。此外，绝缘空间也可在尺寸上变化。此类不对称电极水平 可用于植入在需要特定成型刺激场的组织处的引线。

图6是示例性组织604的冠状视图，其中引线相对于组织内的目标位 置偏移地放置。如图6所示，脑28的解剖区域的表示由冠状视图600显 示。冠状视图600是脑28的前后竖直切面。冠状视图600可以是通过磁共 振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)或另一个成像模态产生的脑28的 实际图像。冠状视图600可以是引线相对于电信号(例如，LFP信号)所 源于的目标组织的位置的图示。在一些示例中，冠状视图600可由编程器 14呈现，例如在显示器83上，或由用于根据感测电信号指示引线604和由 引线承载的电极的相对位置另一个装置呈现。因此，这些图像可用于产生 帮助临床医生对刺激参数进行编程所需的解剖区域。

冠状视图600是脑28的2D冠状切片。冠状视图600的不同阴影部分 指示脑28内的不同密度的组织。较深部分指示较不致密的组织。例如，冠 状视图600的最深部分指示脑28内的包含脑脊髓液(CSF)的空间。脑28 的白色部分指示致密组织和较多个神经元。应当注意的是，冠状视图600 仅是示例，并且实际图像可包括更宽范围的阴影和更高的图像分辨率。冠 状视图600提供引线和其中植入引线的解剖区域的第一透视图。

如图6所示，引线604可以是表示植入患者12内的实际引线的引线图 标。引线604包括电极诸如位于相同纵向位置处以及围绕引线604的周边 位于不同圆周位置处的电极606A和606B。无法看到电极606C，因为其位 于引线604的背侧。类似地，引线604包括电极诸如位于相同纵向位置处 以及围绕引线604的周边位于不同圆周位置处的电极608A和608B。无法 看到电极608C，因为其位于引线604的背侧上。当电信号诸如LFP信号源 自目标组织602时，信号的最大振幅和功率将可能由最接近目标组织602 的一个或多个电极感测。在此示例中，基于感测电极606A和其他电极(例 如，606B、608A和608B)的复合度量，与引线604上的任何其他电极相 比，感测电极606A可感测来自目标组织602的更大振幅的电信号。在一些 示例中，另一个电极可感测来自目标组织602的最高振幅的电信号。例 如，如果引线604相对于组织移动，则不同的电极诸如电极606B(针对引 线旋转)或电极608B(针对纵向引线移动)可感测具有最大振幅的电信 号。

引线(诸如引线604)可从信号源(诸如目标组织602)偏移。如上所 述，引线604从信号源偏移以使得电极606A、606B、608A和608B全部植 入在于信号源相距一定距离处。这种偏移可使得能够识别信号源的方向， 因为不同的电极由于其沿引线的相应位置而与信号源相距不同的距离。在 本公开的示例中，目标组织602可在背侧STN内。

图7是示例性组织的轴向视图，其中引线604相对于目标组织602放 置。轴向视图700是组织的与冠状视图600不同的视图。轴向视图700还 示出了引线604和电极606A、606B和606C的横截面视图。如轴向视图 700所示，电极606B最接近目标组织602，并且当与引线604的剩余电极 相比时，可寄存最大振幅的感测电信号。如果引线604由于患者移动、引 线拉动或某个其他力而在组织内旋转，则不同的电极(诸如电极606A)可 定位成最靠近目标组织602并且当与其他电极相比时感测具有最大振幅的 电信号。尽管图6和图7讨论了可源自组织的电信号，但当感测从所递送 的刺激诱发的电信号或感测所递送的刺激本身时，可使用相同的空间起点 以用于确定引线移动。

图8是示出根据本公开的一种或多种技术的示例性电极的概念图，这 些电极可以各种组合进行选择以形成可以是电极组合的相同或不同子组的 一部分的不同电极组合。如图8所示，医疗引线800表示为展开视图以在 二维视图中示出所有电极。例如，医疗引线可类似于图4A的引线400。如 果未包裹视图弯曲以使得虚线801A和801B汇合在一起，则医疗引线800 可采取圆柱体或其他三维结构的形式。

医疗引线800承载电极802、804A、804B、804C、806A、806B、 806C和808。电极802和808可被称为围绕引线的周边设置的环形电极， 并且电极804A、804B、804C、806A、806B和806C可称为分段电极或围 绕引线周边周围位于不同位置处的电极。可选择两个或更多个电极作为单 个电极组合的一部分。如已经描述的，处理电路80被配置为针对多个电极 组合中的每个电极组合，基于来自相应电极组合的感测电信号来确定相应 度量。相对于图8，示例性电极组合可包括但不限于804A-804B、804A- 804C、804A-806A、804A-806B、804A-806C、804B-804C等。因此，处理 电路可基于来自相应电极组合(例如，804A-804B)的感测电信号来确定可 能电极组合中的至少一些的相应度量(例如，以伏特为单位)。

处理电路80被进一步配置为针对多个电极(例如，802、804A、 804B、804C、806A、806B、806C、808等)中的每个电极确定多个电极组 合中的电极组合的子组。电极组合的子组中的每个电极组合可包括相应电 极(例如，公共电极)。例如，相对于图8，如果804A是公共电极，则针 对804A的电极组合的子组可包括电极组合804A-804B、804A-804C、 804A-806A、804A-806B、804A-806C中的两个或更多个电极组合。在一个 示例中，针对公共电极804A的电极组合的子组可仅包括相同水平上的两个 电极组合，诸如电极组合804A-804B和804A-804C。然而，电极组合的子 组可包括来自不同水平的电极(例如，电极组合804A-806A或附加水 平)。也可使用不同尺寸的电极。在一些示例中，针对不同公共电极的电 极组合的子组可完全不同或在不同子组中具有相同电极组合中的一者或多 者。处理电路80可确定不仅针对804A，而且还针对多个电极(例如， 802、804B、804C、806A、806B、806C和/或808)中的其他电极中的每一 者的电极组合的子组。因此，应当理解，相对于电极804A的上述示例可应 用于至少两个电极并且高达由医疗引线800承载的所有电极。

处理电路80被进一步配置为针对多个电极中的每个电极，基于电极组 合的子组的相应度量来确定相应复合度量。例如，如果804A是公共电极并 且针对804A的电极组合的子组包括电极组合804A-804B和804A-804C， 则处理电路80可通过对针对804A的电极组合的子组中的每个电极组合的 度量求平均值来确定公共电极804A的复合度量。由处理电路80确定的平 均值可以是均值、中值、众数、加权平均值、或用于确定表示电极组合的 子组的度量的值的任何其他数学运算或算法。在一些示例中，处理电路80 可减小包括与其他电极组合相比与公共电极相距更远距离的电极的电极组 合的加权。处理电路然后可以类似方式确定剩余电极(例如，802、804B、 804C、806A、806B、806C、808等)中的一者或多者的复合度量。处理电 路80还可被配置为基于多个电极的相应复合度量来选择用于感测电信号或 递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。例如，如果在确定多个电极的 复合度量之后，处理电路确定电极806A和806B分别具有最高复合度量和 第二最高复合度量，则处理电路80可选择电极806A和806B以形成电极组 合806A-808。然后，处理电路80可使用电极组合806A-806B来递送刺激 疗法。

图9是根据本公开的一种或多种技术的用于基于多个电极的相应复合 度量来选择多个电极中的电极的示例性技术的流程图。将针对图9的示例 描述编程器14的处理电路80，但本文中的任何装置或装置的组合可执行图 9的类似技术。

在图9的示例中，处理电路80被配置为针对多个电极组合中的每个相 应电极组合，基于来自相应电极组合的感测电信号来确定相应度量 (902)。感测电信号可以是LFP、所感测的LFP内的β频带的谱功率、不 同类型的电信号、从递送刺激诱发的信号、或由脑生成的任何其他适当的 电信号。

处理电路80进被一步配置为针对多个电极中的每个相应(例如，公 共)电极确定多个电极组合中的电极组合的子组(904)。以此方式，电极 组合的一个子组中的每个电极组合包括一个共同的电极(例如，公共电 极)。电极组合的子组可包括至少两个电极组合。处理电路80可确定针对 由引线承载的每个电极，或由引线承载的电极中的仅一些电极的电极组合 的子组。在一些示例中，处理电路80可以不同的顺序或通过一个或多个另 选特征来执行图9的各方面。例如，处理电路80可在确定每个电极组合的 度量(902)之前确定电极组合的子组(904)。

处理电路80还被进一步配置为针对多个电极中的每个相应电极，基于 针对该电极的电极组合的子组的相应度量来确定相应复合度量(906)。例 如，处理电路80可对电极组合的子组的度量求平均值以确定电极组合的相 应子组的公共电极的复合度量。

处理电路80可被进一步配置为基于多个电极的相应复合度量来选择用 于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电极(908)。例如， 处理电路80可选择具有最高复合度量的电极以用于递送电刺激，诸如具有 一个或多个附加电极的电极组合的阴极。处理电路80可执行图8的过程。

在一些示例中，IMD 16可包括感测电路66。感测电路66可被配置为 感测来自电极组合的子组的电信号，诸如波形振幅。IMD 16可将感测电信 号(或其代表性数据)传输到编程器14以用于如本文所述的那样确定复合 度量和编程。

在一些示例中，处理电路60可基于多个电极的对应复合度量对多个电 极进行排名，并且从多个电极中并基于排名选择用于递送电刺激的电极中 的一者或多者。例如，相对于图7，处理电路可将电极606B识别为最靠近 组织的目标区域602的电极，因为其具有多个电极(例如，606A、606B、 606C、608A、608B和608C)的复合度量排名中的最高复合度量。处理电 路66可将具有最高复合度量的选定电极(例如，606A)设置为电极组合的 阴极并且将具有较低复合度量的一个或多个其他电极设置为电极组合的阳 极以用于递送电刺激。例如，处理电路66可选择具有第二最高复合度量的 电极作为阳极以通过最接近组织的目标区域的电极递送刺激。然后，处理 电路66可控制电刺激的递送以使用这些选定电极。

在另一个示例中，临床医生可选择(例如，基于复合度量的排名)电 极组合。例如，如果两个或更多个复合度量是相同、类似或以其他方式适 合于感测电信号和/或递送电刺激，则临床医生可能希望存储与那些复合度 量相关联的电极，以便在电极选择过程结束时通过所有电极信息观察时帮 助选择刺激电极。

在另一个示例中，编程器14可基于多个电极的复合度量来自动选择一 个或多个电极。自动选择可基于最高复合度量。在另一个示例中，编程器 14可识别与最低复合度量相关联的电极。例如，最低复合度量可指示脑中 的白质束，该白质束与周围灰色相比倾向于具有非常弱的信号。以此方 式，可选择与较低复合度量相关联的电极以将刺激靶标到这些白质束，从 而治疗与这些白质束的功能障碍相关联的病症。

图10是根据本公开的一种或多种技术的可被加权以确定电极的复合度 量的各种类型的电极组合和电极组合的子组的概念图。如图10所示，医疗 引线1000表示为展开视图以在二维视图中示出所有电极。例如，医疗引线 可类似于图4A的引线400和图8的引线800。如果未包裹视图弯曲以使得 虚线1001A和1001B汇合在一起，则医疗引线1000可采取圆柱体或其他三 维结构的形式。

与引线800一样，处理电路80可被配置为针对每个电极，基于电极组 合的子组的相应度量来确定相应复合度量。例如，如果引线1000的1004A 是公共电极，则处理电路80可通过对针对1004A的电极组合的子组中的每 个电极组合的度量求平均值来确定公共电极1004A的复合度量。由处理电 路80确定的平均值可以是均值、中值、众数、加权平均值、或用于确定表 示电极组合的子组的度量的值的任何其他数学运算或算法。

针对1004A的电极组合的子组可包括各种类型的电极组合。这些类型 的电极组合可包括水平电极组合1010(例如，1004A-1004B、1004A-1004C 等)、竖直电极组合1012(例如，1004A-1006A)、环形电极组合1014 (例如，1004ABC(例如，通过对1004A、1004B和1004C进行分组来产 生虚拟环形电极1004ABC)-1002、1004ABC-1006ABC、1004ABC-1008 等)、对角线电极组合(例如，1004A-1006B、1004A-1006C等)等。

在一些示例中，处理电路80可通过计算针对1004A的电极组合的子组 中的每个电极组合的度量的加权平均值来确定公共电极1004A的复合度 量。处理电路80可将每种类型的电极组合的相应平均值乘以相应权重来计 算度量的加权平均值。例如，可将包括1004A的水平电极组合1010(例 如，1004A-1004B、1004A-1004C等)的平均值乘以0.5的权重，将包括 1004A的竖直电极组合1012(例如，1004A-1006A)的平均值乘以0.25的 权重，并且将环形电极组合1014(例如，1004ABC-1002、1004ABC- 1006ABC、1004ABC-1008等)乘以0.25的权重。然后，处理电路80可将 水平电极组合1010、竖直电极组合1012和环形电极组合1014的加权平均 值相加以确定公共电极1004A的复合度量。处理电路80可以类似的方式确 定引线1000的多个电极中的每个电极的复合度量。应当理解，处理电路80 针对各种类型的电极组合使用其来确定加权平均值的相应权重可以是任何 数量或百分比(例如，0.1、0.2、5、10等)。

图11是根据本公开的一种或多种技术的用于使用各种类型的电极组合 的加权平均值来确定电极的复合度量的示例性技术的流程图。将针对图11 的示例描述编程器14的处理电路80，但本文中的任何装置或装置的组合可 执行图11的类似技术。

在图11的示例中，处理电路80被配置为针对多个电极组合中的每个 相应电极组合，基于来自相应电极组合的感测电信号来确定相应度量 (1102)。感测电信号可以是LFP、所感测的LFP内的β频带的谱功率、 不同类型的电信号、从递送刺激诱发的信号、或由脑生成的任何其他适当 的电信号。

处理电路80进被一步配置为针对多个电极中的每个相应(例如，公 共)电极确定多个电极组合中的电极组合的子组(1104)。以此方式，电 极组合的一个子组中的每个电极组合包括一个共同的电极(例如，公共电 极)。电极组合的子组可包括至少两个电极组合。处理电路80可确定针对 由引线承载的每个电极，或由引线承载的电极中的仅一些电极的电极组合 的子组。在一些示例中，处理电路80可以不同的顺序或通过一个或多个另 选特征来执行图11的各方面。例如，处理电路80可在确定每个电极组合 的度量(1102)之前确定电极组合的子组(1104)。

处理电路80被进一步配置为针对多个电极中的每个相应电极，基于针 对该电极的电极组合的子组的相应度量通过计算电极组合的子组相应度量 的加权平均值来确定相应复合度量(1106)。在一些示例中，处理电路80 可将每种类型的电极组合(例如，水平电极组合1010、竖直电极组合 1012、环形电极组合1014、对角线电极组合等)的相应平均值乘以相应权 重以计算度量的加权平均值。例如，处理电路80可将水平组合的平均值乘 以0.5的权重，将竖直组合的平均值乘以0.25的权重，并且将环形组合的 平均值乘以0.25的权重。然而，可在其他示例中使用其他权重。然后，处 理电路80可将水平电极组合、竖直电极组合和环形电极组合的加权平均值 相加以确定水平、竖直和环形电极组合的公共电极的复合度量。处理电路 80可以类似的方式确定引线1000的多个电极中的每个电极的复合度量。

处理电路80可被进一步配置为基于多个电极中的至少一些电极的相应 复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电 极(1108)。例如，处理电路80可选择具有最高复合度量的电极以用于递 送电刺激，诸如具有一个或多个附加电极的电极组合的阴极。处理电路80 可执行图10的过程和本公开中描述的其他技术。本公开包括各种实施例， 诸如以下实施例。

实施例1：一种系统包括：针对多个电极组合中的每个相应电极组 合，基于来自所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度量；针对多个 电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所述 电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中所述电极组合 的子组包括至少两个电极组合；针对所述多个电极中的每个相应电极，基 于所述电极组合的子组的所述相应度量来确定相应复合度量；以及基于所述多个电极的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的 至少一者的至少一个电极。

实施例2：根据实施例1所述的系统，其中所述处理电路被配置为控 制使用所选择的至少一个电极进行的电刺激的递送。

实施例3：根据实施例1或2所述的系统，还包括感测电路，所述感测 电路被配置为生成来自所述多个电极组合的所述感测电信号，其中所述多 个电极中的每个电极由医疗引线承载。

实施例4：根据实施例3所述的系统，其中所述电极组合的子组的电 极沿着所述医疗引线的长度位于不同轴向位置处。

实施例5：根据实施例3或4所述的系统，其中所述电极组合的子组的 电极围绕所述医疗引线的周边位于不同位置处。

实施例6：根据实施例1至5中任一项所述的系统，其中所述感测电信 号包括局部场电势。

实施例7：根据实施例6所述的系统，其中所述处理电路被配置为基 于所述局部场电势的信号强度来确定所述相应度量中的每一者。

实施例8：根据实施例1至7中任一项所述的系统，其中所述信号强度 包括局部场电势的β频带的谱功率。

实施例9：根据实施例1至8中任一项所述的系统，其中所述处理电路 被进一步配置为通过对所述电极组合的对应子组的所述相应度量求平均值 来确定所述相应复合度量中的每一者。

实施例10：根据实施例9所述的系统，其中所述电极组合的子组包括 至少一个水平电极组合和至少一个竖直电极组合，其中所述水平电极组合 包括围绕所述医疗引线的周边位于不同位置处并且沿着所述医疗引线的长 度位于相同轴向位置处的至少两个电极，并且其中所述竖直电极组合包括 围绕所述医疗引线的周边位于相同位置处并且沿着所述医疗引线的长度位 于不同轴向位置处的至少两个电极。

实施例11：根据实施例1至10中任一项所述的系统，其中所述电极组 合的子组包括：第一电极组合，所述第一电极组合包括第一电极，其围绕 所述医疗引线的所述周边位于所述第一圆周位置处；和第三电极，所述第 三电极围绕所述医疗引线的所述周边位于第三圆周位置处，所述第三圆周 位置不同于所述第一圆周位置和所述第二圆周位置。

实施例12：根据实施例1至11中任一项所述的系统，其中所述处理电 路被进一步配置为：基于所述相应复合度量来确定所述多个电极的排名； 以及基于所述排名来选择用于递送所述电刺激的所述至少一个电极。

实施例13：根据实施例1至12中任一项所述的系统，还包括植入式医 疗装置，所述植入式医疗装置包括所述处理电路。

实施例14：根据实施例1至13中任一项所述的系统，还包括外部编程 器，所述外部编程器包括所述处理电路，并且其中所述外部编程器被配置 为将所选择的至少一个电极传输到植入式医疗装置。

实施例15：一种方法包括：由处理电路并且针对多个电极组合中的每 个相应电极组合，基于来自所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度 量；由处理电路并且针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组 合中的电极组合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述 相应电极，其中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合；由处理电路 并且针对所述多个电极中的每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所 述相应度量来确定相应复合度量；以及由处理电路并且基于所述多个电极 的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的 至少一个电极。

实施例16：根据实施例15所述的方法，其中所述电极组合的子组包 括至少一个水平电极组合和至少一个竖直电极组合，其中所述水平电极组 合包括围绕所述医疗引线的周边位于不同位置处并且沿着所述医疗引线的 长度位于相同轴向位置处的至少两个电极，并且其中所述竖直电极组合包 括围绕所述医疗引线的周边位于相同位置处并且沿着所述医疗引线的长度 位于不同轴向位置处的至少两个电极。

实施例17：根据实施例16所述的方法，其中所述处理电路通过计算 加权平均值来确定所述相应复合度量，其中至少部分地通过将所述水平电 极组合乘以第一权重并且将所述竖直电极组合乘以第二权重来计算所述加 权平均值。

实施例18：根据实施例15至17中任一项所述的方法，还包括由处理 电路控制使用所选择的至少一个电极进行的电刺激的递送。

实施例19：根据实施例15至18中任一项所述的方法，还包括由感测 电路生成来自所述多个电极组合的所述感测电信号，其中所述多个电极中 的每个电极由医疗引线承载。

实施例20：根据实施例15至19中任一项所述的方法，其中所述感测 电信号包括局部场电势。

实施例21：根据实施例1至20中任一项所述的方法，其中所述信号强 度包括局部场电势的β频带的谱功率。

实施例22：根据实施例1至21中任一项所述的方法，还包括由处理电 路确定所述多个电极的所述相应复合度量的排名。

实施例23：一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质 包括指令，所述指令在被执行时致使处理电路：针对多个电极组合中的每 个相应电极组合，基于来自所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度 量；针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合 的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中 所述电极组合的子组包括至少两个电极组合；针对所述多个电极中的每个 相应电极，基于所述电极组合的子组的所述相应度量来确定相应复合度 量；以及基于所述多个电极的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或 递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。

如本文所述，采用定向脑感测的系统可减小识别用于感测期望信号和/ 或递送电刺激疗法的电极组合所需的时间。以此方式，本文描述的系统可 改善临床医生效率和治疗功效。这种过程考虑到在植入式引线上使用增加 数量的电极(例如，具有围绕引线的周边设置在不同位置处以及沿引线的 长度设置在不同位置处的电极的引线)，实际上是有利的。因此，本文所 描述的技术和系统可使得能够使用更多的电极，这可改善对期望组织(例如，与疾病、症状或疗法相关的特定脑区域)的靶向，同时减小临床医生 进行编程所需的时间。

本公开中描述的技术，包括归于IMD 16、编程器14或各种组成部件 的那些技术，可至少部分地在硬件、软件、固件或它们的任何组合中实 现。例如，这些技术的各个方面可在一个或多个处理器内实现，该一个或 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 效的集成或离散逻辑电路，以及此类部件的任何组合，这些均体现在编程 器中，诸如临床医生或患者编程器、医疗装置或其他装置。

在一个或多个示例中，本公开中描述的功能可在硬件、软件、固件或 它们的任何组合中实现。如果在软件中实现，则功能可作为一个或多个指 令或代码存储在计算机可读介质上并由基于硬件的处理单元执行。计算机 可读介质可包括形成有形非暂态介质的计算机可读存储介质。指令可由一 个或多个处理器执行，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离散逻辑电路。因此，如本文所用的术语“处理 器”可指前述结构或适于实现本文所述技术的任何其他结构中的任一者中 的一者或多者。

此外，在一些方面，本文所述的功能可在专用硬件和/或软件模块内提 供。将不同特征描述为模块或单元旨在突出不同的功能方面，并且不一定 暗示此类模块或单元必须由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执行，或者集 成在公共或单独的硬件或软件部件内。另外，本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装置或设备中实现，包括IMD、外部编程器、IMD和外部编程器的组合、集成电路(IC)或一组IC 和/或驻留在IMD和/或外部编程器中的离散电路。

已经描述了本公开的各种示例。这些和其他示例在以下权利要求书的 范围内。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

针对多个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度量；

针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合；

针对所述多个电极中的每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所述相应度量来确定相应复合度量；以及

基于所述多个电极的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路被配置为控制使用所选择的至少一个电极进行的电刺激的递送。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括感测电路，所述感测电路被配置为生成来自所述多个电极组合的所述感测电信号，其中所述多个电极中的每个电极由医疗引线承载。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电信号包括局部场电势。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述处理电路被配置为基于所述局部场电势的信号强度来确定所述相应度量中的每一者。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号强度包括局部场电势的β频带的谱功率。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路被进一步配置为通过对所述电极组合的对应子组的所述相应度量求平均值来确定所述相应复合度量中的每一者。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述电极组合的子组包括至少一个水平电极组合和至少一个竖直电极组合，其中所述水平电极组合包括围绕所述医疗引线的周边位于不同位置处并且沿着所述医疗引线的长度位于相同轴向位置处的至少两个电极，并且其中所述竖直电极组合包括围绕所述医疗引线的周边位于相同位置处并且沿着所述医疗引线的长度位于不同轴向位置处的至少两个电极。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述电极组合的子组包括：

第一电极组合，所述第一电极组合包括：

第一电极，所述第一电极围绕所述医疗引线的所述周边位于第一圆周位置处；和

第二电极，所述第二电极围绕所述医疗引线的所述周边位于第二圆周位置处，所述第二圆周位置不同于所述第一圆周位置；和

第二电极组合，所述第二电极组合包括：

第一电极，其围绕所述医疗引线的所述周边位于所述第一圆周位置处；和

第三电极，所述第三电极围绕所述医疗引线的所述周边位于第三圆周位置处，所述第三圆周位置不同于所述第一圆周位置和所述第二圆周位置。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路被进一步配置为：

基于所述相应复合度量来确定所述多个电极的排名；以及

基于所述排名来选择用于递送所述电刺激的所述至少一个电极。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括植入式医疗装置，所述植入式医疗装置包括所述处理电路。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括外部编程器，所述外部编程器包括所述处理电路，并且其中所述外部编程器被配置为将所选择的至少一个电极传输到植入式医疗装置。

13.一种方法，所述方法包括：

由处理电路并且针对多个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度量；

由处理电路并且针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合；

由处理电路并且针对所述多个电极中的每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所述相应度量来确定相应复合度量；以及

由处理电路并且基于所述多个电极的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电极组合的子组包括至少一个水平电极组合和至少一个竖直电极组合，其中所述水平电极组合包括围绕所述医疗引线的周边位于不同位置处并且沿着所述医疗引线的长度位于相同轴向位置处的至少两个电极，并且其中所述竖直电极组合包括围绕所述医疗引线的周边位于相同位置处并且沿着所述医疗引线的长度位于不同轴向位置处的至少两个电极。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述处理电路通过计算加权平均值来确定所述相应复合度量，其中至少部分地通过将所述水平电极组合乘以第一权重并且将所述竖直电极组合乘以第二权重来计算所述加权平均值。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括由处理电路控制使用所选择的至少一个电极进行的电刺激的递送。

17.根据权利要求13所述的方法，还包括由感测电路生成来自所述多个电极组合的所述感测电信号，其中所述多个电极中的每个电极由医疗引线承载。

18.根据权利要求13所述的方法，其中所述信号强度包括所述局部场电势的β频带的谱功率。

19.根据权利要求13所述的方法，还包括由处理电路确定所述多个电极的所述相应复合度量的排名。

20.一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质包括指令，所述指令在被执行时致使处理电路：

针对多个电极组合中的每个相应电极组合，基于来自所述相应电极组合的感测电信号来确定相应度量；

针对多个电极中的每个相应电极确定所述多个电极组合中的电极组合的子组，所述电极组合的子组中的每个电极组合包括所述相应电极，其中所述电极组合的子组包括至少两个电极组合；

针对所述多个电极中的每个相应电极，基于所述电极组合的子组的所述相应度量来确定相应复合度量；以及

基于所述多个电极的所述相应复合度量来选择用于感测电信号或递送电刺激中的至少一者的至少一个电极。

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