CN116322896A - 可再充电的神经调节设备 - Google Patents

Abstract

一种包括处理器(117)的可植入脉冲发生器设备(110)，该处理器(117)被配置为：在充电模式下从充电设备(102)接收电磁辐射(106)，其中电磁辐射(106)将能量传输到可植入设备(110)以对能量存储设备(104)充电；在测量模式下，测量表示神经反应的电场参数信号；以及选择性地在充电模式和测量模式之间转换，使得可植入设备(110)在电场参数信号的测量期间不接收来自充电设备(102)的电磁辐射(106)。

Description

可再充电的神经调节设备

相关申请的交叉引用

本申请要求来自于2020年8月14日提交的澳大利亚临时专利申请第2020902899号的优先权，该澳大利亚临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及一种可再充电的、可植入的神经调节设备，并且特别涉及被配置为测量神经活动的神经调节设备。

背景

存在一系列情况，其中期望施加神经刺激以便产生复合动作电位(CAP)。例如，神经调节用于治疗多种疾病(包括慢性疼痛、帕金森病和偏头痛)。神经调节系统向组织施加电脉冲以便产生治疗效果。当用于缓解慢性疼痛时，电脉冲被施加到脊髓的背柱(DC)。这样的系统通常包括植入的电脉冲发生器和诸如电池的电源，该电源可以通过经皮感应传输进行再充电。电极阵列连接到脉冲发生器，并且定位于背柱上方的背侧硬膜外腔(dorsalepidural space)中。电极阵列向背柱施加电脉冲，这导致神经元去极化，并产生传播动作电位。这刺激了神经纤维，并且因此抑制了疼痛从脊髓的那一部分传递到大脑。电极阵列连续施加刺激以维持疼痛缓解效果。

虽然脊髓刺激(SCS)的临床效果已得到很好的证实，但涉及的确切的机制却知之甚少。DC是电刺激的目标，因为它包含感兴趣的传入Aβ纤维。Aβ纤维介导来自皮肤的触摸、振动和压力的感觉，并且是对非有害刺激做出反应的厚髓鞘机械感受器。普遍的观点是SCS只刺激DC中少量的Aβ纤维。SCS的疼痛缓解机制被认为包括具有抑制效果的Aβ纤维的诱发逆向活动(evoked antidromic activity)，以及Aβ纤维在疼痛抑制中发挥作用的诱发顺向活动(evoked orthodromic activity)。还认为SCS主要在DC中募集(recruit)Aβ神经纤维，其中诱发反应从DC到背角的逆向传播被认为以抑制方式与宽动态范围神经元突触。

神经调节也可以用于刺激传出纤维，以例如诱导运动功能。通常，在神经调节系统中产生的电刺激触发神经动作电位，然后其具有抑制效果或兴奋效果。抑制效果可以用于调节不期望的过程(例如疼痛的传递)，或引起期望的效果(例如肌肉收缩)。

大量纤维之间产生的动作电位相加以形成复合动作电位(CAP)。CAP是大量单纤维动作电位反应的总和。记录的CAP是大量不同纤维去极化的结果。传播速度主要由纤维直径决定，并且对于如在背根进入区(DREZ)和附近的背柱中发现的大的髓鞘纤维，传播速度可以超过60ms^-1。由一组类似纤维的激发产生的CAP被测量为正峰值电位P1，然后是负峰值N1，接着是第二正峰值P2。这是由于当动作电位沿着单独的纤维传播时通过记录电极的激活区域引起的。

为了有效和舒适的操作，将诱导的刺激振幅(amplitude)或传递的电荷保持高于募集阈值(recruitment threshold)是有用的，低于该募集阈值，诱导刺激可能无法募集任何神经反应。诱导低于舒适阈值(comfort threshold)的刺激也是有用的，高于该舒适阈值，由于Aδ纤维的募集增加而产生不舒服或疼痛的感觉，Aδ纤维是与急性疼痛、寒冷和压力感觉相关联的细髓鞘感觉神经纤维。在几乎所有的神经调节应用中，期望单一类别的纤维响应，但是所采用的刺激波形可以募集其他类别的纤维，这导致不希望的副作用(例如，如果募集运动纤维，则肌肉收缩)。保持适当刺激振幅的任务由于植入物接受者的电极迁移和/或姿势改变而变得更加困难，其中任何一种都可以显著改变由给定刺激引起的神经募集，这取决于刺激是在电极位置或用户姿势改变之前还是之后施加的。仅仅是姿势的改变就可能导致舒适且有效的刺激机制变得无效或疼痛。

通常，通过基于反馈信号调节所施加刺激的振幅，可以在治疗范围内(高于募集阈值且低于舒适阈值)传递刺激。反馈信号基于测量的CAP信号，该CAP信号由连接到刺激电极上游的神经纤维的电极检测。基于CAP信号，可以调节所施加刺激的振幅，以将神经刺激保持在治疗范围内。在US 9,381,356 B2和US 10,500,399B2中公开了用于实现这一点的方法，它们的内容据此并入。

已经包括在本说明书中的对文件、动作、材料、设备、物品等的任何讨论仅仅是为了提供本发明的上下文的目的。不应视为承认这些事项中的任何或所有事项构成现有技术基础的一部分，或者是在本申请的每项权利要求的优先权日之前存在的与本发明相关的领域中的公知常识。

在整个说明书中，单词“包含(comprise)”或诸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”的变型将被理解为暗示包含所述元素、整数或步骤，或者元素、整数或步骤的组，但不排除任何其他元素、整数或步骤，或者元素、整数或步骤的组。

概述

提供了一种可植入脉冲发生器设备，其包括处理器，该处理器被配置成：

(i)在充电模式下接收来自充电设备的电磁辐射，其中该电磁辐射将能量传输到可植入设备以对能量存储设备充电；

(ii)在测量模式下测量表示神经反应的电场参数信号；以及

(iii)选择性地在充电模式和测量模式之间转换，使得可植入设备在电场参数信号的测量期间不接收来自充电设备的电磁辐射。

在一些实施例中，处理器还被配置成在以下模式中的至少一种模式下向神经通路施加神经刺激信号：充电模式；和测量模式。

在一些实施例中，处理器还被配置成在电场参数信号的测量之前向充电设备发信号以停止电磁辐射的传输。

在一些实施例中，向充电设备发出的停止电磁辐射传输的信号是指示充电的能量存储设备的反射阻抗(reflected impedance)。

在一些实施例中，反射阻抗在刺激记录周期内保持，在刺激记录周期期间施加神经刺激信号并且测量相应的电场参数信号。

在一些实施例中，向充电设备发出的停止电磁辐射传输的信号是无线电磁射频信号。

在一些实施例中，射频信号在医疗植入通信服务(MICS)频带内。

在一些实施例中，当处于测量模式时，保持向充电设备发信号以停止电磁辐射传输。

在一些实施例中，处理器周期性地在测量模式下操作。

在一些实施例中，处理器被配置为在随机情况下执行到测量模式的自组织转换，该随机情况包括以下项中的一项或更多项：充电器开始主动传输电磁辐射的时间；以及引导可植入设备测量电场参数信号的时间。

在一些实施例中，电场参数信号的测量可以包括以下项中至少一项的测量：ECAP；非诱发性CAP；局部场电位(LFP)；慢反应(slow response)；生理参数；或类似的神经反应参数。

还提供了一种由可植入脉冲发生器设备的处理器执行以对能量存储设备充电的方法，该方法包括：

(i)在充电模式下接收来自充电设备的电磁辐射，其中该电磁辐射将能量传输到可植入设备以对能量存储设备充电；

(ii)在测量模式下测量表示神经反应的电场参数信号；以及

(iii)选择性地在充电模式和测量模式之间转换，使得可植入设备在电场参数信号的测量期间不接收来自充电设备的电磁辐射。

还提供了一种系统，该系统包括：

包括处理器的可植入脉冲发生器设备，该处理器被配置成：

(i)在充电模式下接收来自充电设备的电磁辐射，其中该电磁辐射将能量传输到可植入设备以对能量存储设备充电；

(ii)在测量模式下测量表示神经反应的电场参数信号；以及

(iii)选择性地在充电模式和测量模式之间转换，使得可植入设备在电场参数信号的测量期间不接收来自充电设备的电磁辐射；以及

充电器，其被配置为响应于接收到来自可植入设备的信号而从活动状态转换到待机状态，其中在活动状态下，充电器向能量存储设备传输电磁辐射，并且其中在待机状态下，充电器不向能量存储设备传输电磁辐射。

还提供了一种被配置成存储软件指令的非暂时性计算机可读介质，该软件指令在被执行时使得处理器执行上述方法。

还提供了一种包括处理器的充电器，该充电器被配置成根据预定占空比以预定频率从活动状态转换到待机状态，其中在活动状态下，充电器向可植入设备传输电磁辐射，并且其中在待机状态下，充电器不向可植入设备传输电磁辐射。

在一些实施例中，充电器还被配置成：从可植入设备接收中断信号；并且响应于接收到的中断信号，执行以下项中的至少一项：停止向可植入设备传输电磁辐射；以及开始向可植入设备传输电磁辐射。

在一些实施例中，预定占空比可基于接收到的配置信号进行配置。

在一些实施例中，从可植入设备接收配置信号。

还提供了一种可植入脉冲发生器设备，其包括处理器，该处理器被配置成选择性地以充电模式和测量模式之一操作，其中处理器还被配置成：

检测来自充电设备的电磁辐射，其中电磁辐射将能量传输到可植入设备以对能量存储设备充电，并且其中电磁辐射以预定频率和占空比传输以在充电周期的第一部分期间传输能量，而在充电周期的第二部分期间停止传输能量；

在充电模式下，在充电周期的第一部分期间接收来自充电设备的电磁辐射；

向神经通路施加神经刺激；以及

在测量模式下，在充电周期的第二部分期间测量电场参数信号。

在一些实施例中，处理器还被配置为：

根据电磁辐射确定预定频率和占空比；以及

以预定频率执行刺激周期以使刺激周期与充电周期的第二部分同步，其中每个刺激周期包括向神经通路施加神经刺激，以及在测量模式下测量电场参数信号。

在一些实施例中，可植入脉冲发生器设备的处理器还被配置成：

检测在可植入设备的充电距离内发射设备的存在，发射设备向可植入设备传输电磁辐射；

验证检测到的发射设备是否是充电设备；以及

响应于发射设备作为充电设备的肯定验证(positive verification)，使得可植入设备从任何其他操作例程转换到智能充电操作例程，在该智能充电操作例程中，处理器执行步骤(i)至(iii)。

在一些实施例中，处理器还被配置成：通过处理从与可植入设备的充电线圈相关联的传感器接收的检测信号来检测发射设备的存在。

在一些实施例中，处理器还被配置为：通过处理从可植入设备的放大器部件接收的检测信号来检测发射设备的存在，其中放大器部件可以被配置为测量与从发射设备接收的电磁辐射相关联的噪声信号。

在一些实施例中，将发射设备验证为充电设备包括处理噪声信号以识别与充电设备相关联的噪声特征(noise signature)。

在一些实施例中，处理器还被配置成：向发射设备传输一个或更多个中断信号；以及检测发射设备对一个或更多个中断信号的响应，以验证发射设备是否为充电设备。

在一些实施例中，使处理器能够肯定地将发射设备验证为充电设备的发射设备的响应是涉及停止发射设备对电磁辐射的传输的确认响应(acknowledgment response)。

在一些实施例中，处理器还被配置为：

在第一预定时间段内检测发射设备的确认响应的不存在；以及

响应于在第一预定时间段内确认响应的不存在，使得可植入设备从任何其他操作例程转换到静态刺激操作例程，在该静态刺激操作例程中，处理器不执行步骤(i)至(iii)，而是执行以下步骤：

在没有电场参数信号的相应测量的情况下施加神经刺激。

在一些实施例中，处理器还被配置为：

在第一时间段之后发生的第二预定时间段内检测发射设备的确认响应的存在；以及

响应于在第二时间段中检测到确认响应，将发射设备肯定地验证为充电设备，以使得可植入设备从静态刺激操作例程转换到智能充电操作例程。

在一些实施例中，对能量存储设备充电的方法还包括：

检测在可植入设备的充电距离内发射设备的存在，发射设备向可植入设备传输电磁辐射；

验证检测到的发射设备是否是充电设备；以及

响应于发射设备作为充电设备的肯定验证，使得可植入设备从任何其他操作例程转换到智能充电操作例程，在该智能充电操作例程中，处理器执行步骤(i)至(iii)。

在一些实施例中，该方法还包括：向发射设备传输一个或更多个中断信号；检测发射设备对一个或更多个中断信号的响应；以及基于发射设备的响应来验证发射设备是否为充电设备。

在一些实施例中，该方法还包括：

在第一预定时间段内检测发射设备的确认响应的不存在，其中确认响应涉及停止发射设备对电磁辐射的传输；以及

响应于在第一预定时间段内确认响应的不存在，使得可植入设备从任何其他操作例程转换到开环操作例程，在该开环操作例程中，处理器不执行步骤(i)至(iii)，而是执行以下步骤：

在没有电场信号的相应测量的情况下施加神经刺激。

在一些实施例中，该方法还包括：

在第一时间段之后发生的第二预定时间段内检测发射设备的确认响应的存在；以及

响应于在第二时间段中检测到确认响应，将发射设备肯定地验证为充电设备，以使得可植入设备从静态刺激操作例程转换到智能充电操作例程。

附图简述

图1示出了植入的神经调节设备和充电器；

图2是神经调节设备的示意图；

图3是由图2的设备执行的方法的流程图；

图4示出了根据图3的方法的示例性时序；

图5是充电设备的示意图；

图6是由图5的设备执行的方法的流程图；

图7是由图2的设备执行的方法的流程图；

图8是神经调节设备的示意图；

图9是神经调节设备的示意图；以及

图10是由图2的设备执行的方法的流程图。

实施例的描述

如上所述，将刺激振幅保持在治疗范围内以保持有效和舒适的神经刺激是有用的。也就是说，刺激高于募集阈值并且低于舒适阈值。神经调节设备可以基于响应于刺激而诱发的复合动作电位(CAP)信号(称为“ECAP信号”)的测量来调节所施加刺激的振幅，以将刺激保持在该治疗范围内。以这种方式操作的神经调节设备被称为以闭环模式操作(即，参考ECAP作为一种反馈信号的使用)。这也可以被称为闭环神经刺激(CLNS)。ECAP信号通常具有微伏范围内的最大振幅，而诱发CAP的所施加的刺激信号通常是几伏。

执行CLNS的可植入设备由电池供电，并使用电池的间歇充电来保持运行。图1示出了为植入的神经调节设备中的电池充电的无线充电系统100。无线充电系统100包括充电设备(或“充电器”)102，以使用电磁辐射106将能量传输到植入设备110的能量存储设备104(例如，电池)。电磁辐射在植入设备110中感应充电电流，该充电电流可以用于对能量存储设备104充电。植入设备110被植入患者108的合适位置，例如下腹部区域或后臀上区域(posterior superior gluteal region)。

充电器102检测能量存储设备104的充电水平(charge level)作为反射阻抗。使用该反射阻抗，响应于能量存储设备104的充电水平达到最大值，充电器102检测到能量存储设备被充电，并且自动停止传输电磁辐射106。

图2是植入设备110的框图，其包括能量存储设备104和遥测模块114。能量存储设备104可以是任何合适的能量存储设备，例如电池或电容器。遥测模块114在外部设备和设备110的其他模块之间传输功率和/或数据。例如，遥测模块114可以接收从充电器102到能量存储设备104的功率。遥测模块114可以利用任何合适类型的经皮通信(例如红外(IR)和其他电磁辐射)，其包括电容传输和电感传输。

模块控制器116具有存储患者设置120、控制程序122等的相关联的存储器118。控制器116根据患者设置120和控制程序122控制脉冲发生器模块124以产生电流脉冲形式的刺激。电极选择模块126将产生的脉冲切换到电极阵列150的适当电极，用于将电流脉冲传递到所选择的电极周围的组织。测量电路128被配置成捕获在如由电极选择模块126选择的电极阵列的感测电极处感测的神经反应的测量结果。

通过测量电路128部件对电场参数信号的测量来确定神经反应。例如，电场参数信号的测量可以包括以下项中至少一项的测量：诱发的神经复合动作电位(ECAP)；非诱发的神经复合动作电位(nECAP)；局部场电位(LFP)；慢反应或生理参数(例如EMG、ECoG和EKG)。尽管本文描述的实施例涉及对ECAP信号的测量，但是本领域技术人员将理解，可以可替代地或附加地执行对指示神经反应的任何其他类型的电场参数的测量。

充电电位的期望大小取决于电池的类型，并且通常在1伏到5伏的数量级。这导致测量电极中的感应电位，其可以比ECAP信号大几个数量级(微伏)，从而阻碍了对ECAP信号的检测或准确测量。结果，当电池充电时，一些神经调节设备不能操作以基于ECAP的测量来改变所施加的神经刺激(即，闭环操作)。相反，设备限于“开环”控制，其中用于所施加刺激的振幅不是基于对动态测量的ECAP信号的考虑，这可能导致诱导的刺激落在治疗范围之外，从而导致不希望的效果(例如患者的不适)。

为了解决这个问题，本公开提供了一种可植入神经刺激设备，其也被称为“可植入脉冲发生器”(IPG)设备110，其操作以响应于设备110的充电来控制诱发的神经复合动作电位(ECAP)信号的测量。在响应于由可植入设备110向神经通路施加神经刺激而产生ECAP信号的情况下，这使得设备110能够在由充电设备(例如，充电器102)充电的同时执行CLNS。可植入神经刺激设备110包括控制器116，该控制器116具有被配置为执行图3的方法300的处理器117。当执行方法300时，处理器117选择性地以充电模式和测量模式之一操作。

在步骤302，处理器117处于充电模式，并被配置为接收来自充电器102的电磁辐射106。如上所述，电磁辐射106将能量传输到可植入设备110以对能量存储设备104充电。

处理器117指导将神经刺激信号施加于神经通路。具体地，可植入设备110产生神经刺激信号并通过电极150将该神经刺激信号施加到神经通路。所施加的刺激信号在神经通路中诱发复合动作电位(ECAP)信号响应，其在沿着神经通路的点处被测量，从该神经通路施加刺激信号。该ECAP信号可以被测量并用作反馈信号以调节神经刺激信号的振幅。

在测量对应于施加神经刺激信号的ECAP信号之前，处理器117选择性地从充电模式转换到测量模式，使得可植入设备110在ECAP的测量期间不接收来自充电器102的电磁辐射106。在一个实施例中，测量模式涉及处理器117向充电设备102发信号以停止电磁辐射106的传输。结果，充电设备102在可植入设备110测量ECAP信号的时段期间不传输电磁辐射106。然后在步骤306在沿着神经通路的点处检测和测量ECAP信号。这使得ECAP信号能够用作反馈信号来调节神经刺激信号(即，来执行CLNS)。充电设备102可以在测量ECAP之后恢复电磁辐射106的传输。在这种情况下，处理器117选择性地转换回充电模式，以使得能够对能量存储设备104充电。

在一些实施例中，可植入设备110在产生和施加神经刺激信号之前向充电设备102发信号以停止电磁辐射的传输。即，处理器117在施加神经刺激信号之前转换到测量模式。在这样的实施例中，可植入设备110包括充电控制器和刺激模块。刺激模块具有连接到充电控制器的“使能(enable)”输入端。充电控制器清除“使能”信号以禁用刺激，然后向充电设备102发信号以传输电磁辐射。在一段时间(例如计算出的刺激脉冲之间的时间)之后，充电控制器向充电设备102发信号以停止电磁辐射的传输，并设置“使能”信号以启用刺激。

在一些实施方式中，在向充电设备102发信号以停止传输之后，可植入设备110等待来自充电设备102的确认或在启用刺激和后续ECAP信号的测量之前检测电磁辐射的实际停止。

这些过程的时序在图4A至图4E中示出。图4A是充电器102的输出，而图4B、图4C和图4D发生在设备110中。

在初始时间t₁，如传输信号402所示，充电器102正在传输电磁辐射106。传输信号402被示为矩形截面，因为电磁辐射通常是频率通常在250KHz和400KHz之间的高频交流电流(AC)信号，尽管已经使用了高达5MHz的频率。此时，处理器117在充电模式下操作并执行方法300的步骤302。在稍后时间t₂，处理器117施加刺激信号404并在稍后时间t₃测量诱发的CAP信号406。如上所述，CAP信号406用作反馈以调节未来刺激波形404’的振幅。在时间t₄(其在t₃之前)，处理器117向充电器102传输中断信号408以停止电磁辐射的传输，如传输电压在402’处下降到零所示(即，在测量模式期间)。

图4C和图4D将刺激信号404和ECAP信号406示出为没有时间重叠。然而，在实践中，刺激信号404和ECAP信号406可以重叠，这取决于电极的物理布置和刺激信号404沿着神经纤维的传播速度。在一些实施例中，在施加刺激信号404的同时测量ECAP信号406。也就是说，t₂和t₃同时发生。

由于当ECAP信号406被测量时，充电器102在时间t₃不传输电磁辐射，所以可植入设备110可以检测并准确测量ECAP信号，以将其用作反馈信号。

图4A至图4D示出了当中断信号408不仅在ECAP信号406被测量之前而且在刺激信号404被施加到神经通路之前被传输时方法300的实现。也就是说，t₄在t₃和t₂之前。

在稍后的某个时间t₅，充电器102重新开始电磁辐射106的传输，以继续对能量存储设备104充电。在一些实施例中，处理器117在已经测量了ECAP信号406之后传输重新开始信号(未示出)，使得充电器102重新开始对电磁辐射106的传输。

在其他实施例中，在电磁辐射的传输期间(即，在充电模式期间)施加神经刺激信号，并且处理器117在施加刺激信号之后并且在测量相应的ECAP信号之前从充电模式转换到测量模式。如前所述，充电设备102仅在设备110已经测量了ECAP信号之后才重新开始电磁辐射106的传输。这由图4B中示出的可植入设备110的中断信号409和图4E中示出的充电器102的传输信号输出410来示出(这两个信号都用虚线描绘)。在该实施例中，处理器117在时间t_4'向充电器102传输中断信号409(仅在图4B和图4E中示出)以根据传输信号410停止电磁辐射106的传输。时间t_4'发生在时间t₂(即当处理器117施加刺激信号404时)之后，但发生在在时间t₃(即当处理器117测量诱发的CAP信号406时)之前。

在一些实施例中，处理器117在施加刺激信号404和测量相应的ECAP信号406所需的时间段内连续传输中断信号408。这个时段被称为刺激记录时段。在刺激记录时段结束时，处理器117停止传输中断信号408，从而使得充电器102重新开始传输电磁辐射106。在图4A至图4E所示的示例中，刺激记录时段为2毫秒。

在一些实施例中，充电器102在从接收到第一中断信号(其指示停止传输)起的预定时段之后自动重新开始电磁辐射106的传输。预定时间段可以存储在充电器102上，或者通过中断信号408或者通过单独的通信从可植入设备110传送到充电器102。

应当理解，中断信号408可以采取多种形式。在一个示例中，中断信号408是指示充电的能量存储设备的反射阻抗。也就是说，处理器117模拟遥测模块114上的电负载，该电负载等同于在能量存储设备104充满电的情况下将经历的电负载。该反射阻抗由充电器102检测，使得充电器102停止电磁辐射106的传输。

使用反射阻抗作为中断信号408的优点是，如果充电器102已经在使用中，则将不需要修改这样的充电器102。

在另一示例中，中断信号408是无线电磁射频信号。例如，它可以是医疗植入通信服务(MICS)频带内的射频信号。

设备110的处理器117可以周期性地在测量模式下操作，以向患者108提供延长的治疗效果。在图4A至图4D所示的示例中，处理器117以20毫秒的周期(对应于50赫兹的频率)在充电模式和测量模式之间周期性地交替。在这种情况下，处理器117在两毫秒的刺激记录周期中以测量模式操作，然后在二十毫秒周期的剩余时间(即十八毫秒)中以充电模式操作。测量模式和充电模式之间没有重叠。

在其他实施例中，处理器117可以执行到测量模式的一个或更多个自组织转换。这些转换可以在随机情况下发生，诸如例如，每当充电器102开始主动地将电磁辐射106传输到可植入设备110时。在一些实施例中，当可植入设备110被指导以测量表示神经反应的电参数时，可以发生117转换，电参数例如为ECAP、非诱发性CAP、局部场电位(LFP)、慢反应、生理参数(例如EMG、ECoG和EKG)或类似的参数。

在一些实施方式中，处理器117监控能量存储设备104的充电水平。当充电水平高于预定阈值时，处理器117连续产生中断信号408。在这种情况下，如果设备110进入充电器102的操作范围，则充电器将不会传输电磁辐射，因为它将检测到中断信号408。当充电水平下降到低于预定阈值时，处理器117将执行如上所述的方法300，使得能量存储设备104能够由充电器102充电，同时还使得能够基于测量的ECAP信号来调节刺激信号。

在一些实施方式中，处理器117连续执行方法300，使得能量存储设备104能够在每次设备110在充电器102的操作范围内移动时进行充电。

方法300的指令存储在控制程序122中，并体现在用诸如C++或Java的编程语言编写的软件程序中。生成的源代码随后被编译并存储为计算机可执行指令。

图5是充电设备102的示意图，该充电设备102包括控制器502、相关联的存储器504和天线506。控制器502包括用于执行存储在存储器504上的充电控制程序510中的指令的处理器508。天线506被配置成将电磁辐射106传输到可植入设备110。充电控制程序510包括执行图6所示方法600的指令。

在步骤602，控制器502控制充电设备102以向可植入设备110传输电磁辐射。如上所述，充电器102将能量传输到能量存储设备104。在步骤604接收中断信号408，使得控制器502通过停止电磁辐射102的传输来执行步骤606。

在一些实施例中，在循环中执行方法600，使得在步骤606之后再次执行步骤602。

在一些实施例中，当不再接收到中断信号408时，方法600循环回到步骤602。即，控制器502在接收到中断信号408的同时执行步骤606，而在没有接收到中断信号408时控制器502执行步骤602。

在一些实施例中，方法600在停止传输的预定时间段之后循环回到步骤602。预定时间段可以存储在充电控制程序510中。可替代地，预定时间段可以从中断信号408导出，或者作为来自可植入设备110的单独通信接收。

在一些实施例中，当接收到单独的重新开始信号(未示出)时，方法600循环回到步骤602。

在一些实施例中，充电设备102被配置成根据预定占空比和预定频率传输电能(即，电磁辐射106)。即，充电器102被配置为根据预定占空比从充电周期的第一部分中的活动状态转换到充电周期的第二部分中的待机状态。在活动状态下，充电器102向可植入设备110传输电磁辐射，而在待机状态下，充电器102不向可植入设备传输电磁辐射。占空比由充电周期的第一部分的时间持续和充电周期的第二部分的时间持续之间的关系来定义。以预定频率重复充电周期的第一部分和第二部分。

在一些实施方式中，充电器102在没有接收到中断信号的情况下根据预定的占空比和频率执行电能的传输。即，参考方法600，充电器102可以被配置成在没有接收到来自可植入设备110的中断信号的情况下在活动状态(在步骤602)和待机状态(在步骤606)之间来回转换。充电器102从步骤602到606的直接转换以及相应的反向转换在图6中被示为虚线。

在一些实施例中，充电器102被配置成在检测到可植入设备110时根据预定的占空比和频率自动启动电能的传输。充电器102包括被配置成使得能够检测可植入设备110的检测电路。例如，充电器102可以经由在充电器102的线圈或类似部件内检测到的反射阻抗的改变来感测可植入设备110的存在，并根据预定的占空比启动充电。

尽管充电器102不需要接收中断信号以根据预定的占空比和频率开始电能的传输，但是充电器102仍然可以接收这样的中断信号。在一些实施方式中，充电器102被配置成响应于接收到的中断信号，以预先指定的方式改变电能的传输。例如，充电器102可以被配置成通过以下方式进行响应：完全停止电能的传输(例如，调用“关断”功能)；开始预定的冷却周期(cool-off period)，在该冷却周期中，电能的传输立即停止，然后在冷却周期终止时根据预定的占空比恢复；前进到当前充电周期的第二部分；和/或重置占空比。为了讨论的目的，当在该实施例中操作时，充电器102将被称为主充电器102。

在一些实施方式中，预定频率和占空比可基于接收到的配置信号进行配置。例如，充电器的占空比和频率可以从可植入设备110或从患者用来控制可植入设备的遥控器传输到充电器，或者，频率和占空比可以由临床医生在诊所中建立。

在一些实施例中，可植入设备110被配置成接收来自上述充电器102的电磁辐射。处理器117基于充电器102是处于充电周期的第一部分还是处于充电周期的第二部分，选择性地以充电模式和测量模式之一操作。处理器117响应于接收到电磁辐射而检测充电周期的第一部分和第二部分，并在充电周期的第一部分期间以充电模式操作。如前所述，当处于充电模式时，从充电设备102接收电磁辐射以对能量存储设备104充电。

在一些实施例中，处理器117通过监控来自主充电器102的电磁辐射来确定主充电器102的预定频率和占空比。在一个实施例中，处理器117测量充电周期的连续第一部分之间的时间以确定预定频率(是测量的时间段的倒数)，并测量充电周期的第一部分的持续时间以确定预定占空比。

处理器117可以被配置成以预定频率周期性地执行刺激周期，使得刺激周期与充电周期的第二部分同步。在每个刺激周期中，处理器117向神经通路施加神经刺激并测量ECAP响应信号。其结果是，每次主充电器102停止电磁辐射的传输时，处理器117执行刺激周期。

在一些实施例中，处理器117在充电周期的每个第二部分期间不执行完整的刺激周期。相反，处理器117被配置为通过在充电周期的第二部分期间仅施加神经刺激而不测量诱发的神经动作电位来执行不完整的刺激周期。处理器117可以周期性地执行完整的刺激周期来调节刺激水平。也就是说，处理器117可以执行穿插有完整的刺激周期的不完整的刺激周期。由于处理器117仅偶尔执行完整的刺激周期，所以能量存储设备104能够更快地充电，因为处理器117在执行不完整的刺激周期时消耗更少的能量。

使用检测到的电磁辐射，处理器117能够预测主充电器102何时将处于充电周期的第二部分，因为充电周期的第二部分也以预定频率重复。然后，同步刺激周期是处理器117以预定频率和以允许刺激周期落在充电周期的第二部分内的相位偏移来执行刺激周期的事情。相位偏移将由预定占空比确定，并且实际上是定时偏移。

例如，处理器117使用检测到的充电周期的第一部分和测量的连续开始之间的时间来确定每个即将到来的充电周期的开始。然后将等于充电周期第一部分的持续时间的相位延迟或定时偏移加到这些时间上，以产生充电周期第二部分的预测时间。

在一些实施例中，相位延迟仅计算一次，然后以预定频率执行刺激周期。在其他实施例中，周期性地确定相位偏移以确保刺激周期与充电周期的第二部分保持同步。

在一些实施例中，ECAP的测量结果用于确定上刺激阈值和下刺激阈值，而不是在反馈回路中，以将刺激保持在相应阈值水平之间，如上述实施例那样。确定相关阈值使得能够以不导致检测ECAP响应信号的强度传递刺激。

例如，ECAP测量结果可以用于确定诱发可检测的响应所需的最低刺激水平(即，可以针对刺激水平来记录ECAP，并且植入设备被配置为降低刺激水平，直到ECAP不再可检测)。以低于该值的强度施加刺激可以被视为阈下刺激(subthreshold stimulation)。可以在不测量相应的诱发的复合动作电位的情况下执行阈下刺激。相反，在该实施例中，处理器117被配置为仅向神经通路施加神经刺激，这可能发生在可植入设备110被充电器102充电时(即，在充电模式下)。

在一些实施例中，当在充电模式或测量模式下操作时，处理器117不向神经通路施加神经刺激。相反，处理器117被配置成在测量模式下仅测量非诱发性神经活动。也就是说，处理器117可以被配置成通过测量非诱发性神经活动来检测不是由可植入设备110产生或诱发的电场信号参数。例如，沿着神经通路传递的信号可以指示患者的膀胱是满的。当充电器102不向设备110传输电磁辐射时，该信号的测量可以在测量模式期间进行。

前述实施例的功能(其中处理器117选择性地在充电模式和测量模式之间转换)由可植入设备110作为“智能充电”操作例程的一部分来执行。在一些实施例中，可植入设备110被配置为在各种操作例程之间转换，包括：智能充电操作例程；传统的基于反馈的操作例程，其中基于ECAP测量结果改变刺激信号而不补偿任何充电活动(例如，当可植入装置110在没有充电器102的情况下操作时)；以及静态刺激操作例程，其中神经刺激被施加到神经通路，而不对神经刺激信号进行任何动态调节(不管是否执行由施加的刺激诱发的相应神经复合动作电位响应的测量)。在一些情况下，可植入设备110可以在施加静态刺激的同时测量与患者108的组织相关联的电参数。可植入设备110可以停止施加静态刺激，测量电场参数，然后恢复施加静态刺激。在这种情况下，测量的电场参数不用于调节或改变神经刺激。

在一些实施例中，可植入设备110被配置为检测可植入设备110的充电邻近范围(charging proximity)内充电器102的存在，并且响应于该检测自动转换到智能充电操作例程。也就是说，可植入设备110可以根据其操作环境以及可植入设备110是否从发射设备(即，充电器102或另一设备)接收电磁(EM)辐射106，在操作例程之间转换以优化其功能。

例如，当充电器102不可用时，并且当可植入设备110受到以由另一发射设备(例如，弧焊机)产生的噪声形式的电磁辐射106的影响时，可能期望可植入设备110在静态刺激操作例程中起作用。在这种情况下，试图测量ECAP响应信号(例如为了执行所施加刺激的基于反馈的控制的目的)可能导致比静态方法更差的结果(即，其中诱发的CAP信号的不准确测量结果导致诱导的刺激的强度的失调)。

在其他情况下，例如当可植入设备110没有从充电器102或任何其他发射设备接收电磁辐射时，没有刺激和充电周期功能的操作例程可能是有利的(例如，因为ECAP的测量在时间上不限于发生在充电周期之外的任何特定时段内)。

图7示出了由可植入设备110执行的用于在检测到充电器102时自动转换到智能充电操作例程的过程700。在步骤702，可植入设备110检测在可植入设备110的充电距离内发射设备的存在。充电距离是最大距离，在该最大距离处发射设备能够在植入设备110中感应充电电流，并且因此能够在测量电极中感应电位，例如以影响CAP信号的检测(如上所述)。根据可植入设备和发射设备的特性，充电距离是可变的。

图8示出了可植入设备110的示例性配置，该可植入设备110包括：充电线圈130，该充电线圈130被配置为将从充电器102接收的电磁辐射106转换为植入设备110中的充电电流；以及与充电线圈130相关联的传感器132。在一些实施例中，充电线圈130由Litz线或其他类型的多股线形成，每根电缆具有至少100股线。传感器132被配置为检测电磁辐射106，并因此检测充电距离内充电器102或其他发射设备的存在。例如，传感器132可以是感测由来自充电器102的EM辐射106感应的电压和/或电流的部件。

在一些实施例中，传感器132电连接到线圈130，并被配置成测量由EM辐射106感应的电荷。在其他实施例中，传感器132可以是物理上位于线圈130附近的独立检测部件。在这种情况下，入射到传感器132上的EM辐射的强度对应于入射到线圈130上的EM辐射的强度，目的是使传感器132能够确定充电器102与设备110的接近度。传感器132被配置为基于入射EM辐射106的强度输出检测信号。处理器117响应于检测信号的值超过预定检测阈值来确定充电器102的肯定检测。

在另一示例性配置中，如图9所示，可植入设备110的控制器116包括放大器134，该放大器134被配置为感测由EM辐射106产生的噪声。放大器是差分放大器，如US9386934中所述，其通过引用并入本文。放大器134感测与从发射设备(即，如图8所描绘的充电器102)接收的电磁辐射106相关联的噪声。处理器117从放大器134接收输出的噪声信号，并至少部分地基于噪声信号检测发射设备(例如充电器102)的存在。也就是说，EM感测放大器134通过由入射EM辐射106产生的噪声来检测充电器102或其他发射设备与可植入设备110的接近度，从而提供了测量感应电荷的替代方案。

返回参考图7，在步骤704和706，可植入设备110验证(在步骤702中检测到的)发射设备是否是充电器102。具体地，可植入设备110被配置成检测充当EM辐射106的源的任何发射设备(诸如例如经由上述传感器132)。在一些实施例中，充电器102的验证基于至少一个中断信号到发射设备的传输，以及发射设备的相应响应的检测，该相应响应指示发射设备是充电器102还是其他设备。

在步骤704，处理器117向发射设备传输一个或更多个中断信号。中断信号的形式及其传输可以根据设备110的不同实施例而变化。例如，在一些实施例中，处理器117在预定时间段内连续传输单个中断信号。在其他实施例中，处理器117在预定时段内将每个中断信号作为短持续时间脉冲信号进行传输。在其期间处理器117传输中断信号的预定时段被称为中断时段。

在步骤706，处理器117被配置为检测发射设备对一个或更多个中断信号的响应。使处理器117能够肯定地将发射设备验证为充电器102的响应被称为确认响应。在所描述的实施例中，确认响应涉及停止由发射设备传输EM辐射106。也就是说，当中断信号的传输导致停止由发射设备传输EM辐射106时实现发射设备作为充电器102的肯定验证(即，作为确认响应)。处理器117以与上述实施例相同的方式检测EM辐射106的传输的停止，作为对可植入设备110的中断信号的响应。

在一些实施例中，确认响应还包括由发射设备重新开始传输电磁辐射106。例如，确认响应可以涉及发射设备停止传输EM辐射106，然后根据预定占空比和预定频率重新开始传输。在传输一个或更多个中断信号之后，处理器117根据预定的占空比检测与EM辐射106的传输相关联的相应模式(其中电能传输以周期性重复间歇地发生(如上所述))，并且随后验证发射设备作为充电器102。在一些实施例中，处理器117被配置成利用在传输的初始停止之后在单个确认周期内对EM辐射106的传输的重新开始的检测来区分任何发射设备的不存在和根据预定占空比操作的充电器102的存在。

在一些实施例中，处理器117确定确认响应的存在的周期或其他周期被称为确认周期。确认周期可以在中断周期之后开始(诸如例如当中断信号是单个连续信号时)。可替代地，在其他配置中，确认周期可以与中断周期重叠。

在步骤708，响应于处理器117肯定地验证发射设备作为充电设备102，处理器117将可植入设备110从任何其他操作例程转换到智能充电操作例程(即，使得处理器117根据本文描述的测量和充电模式操作)。

在一些实施例中，发射设备作为充电设备的验证是在不通过可植入设备110传输中断信号的情况下执行的。在控制器116包括感测放大器134的一些实施例中，处理器117被配置成将噪声确定为与充电设备102相关联。也就是说，处理器117保持噪声分布，该噪声分布指示充电器102在位于设备110的充电距离内时产生的EM噪声特性。

例如，噪声分布可以是由噪声信号特征空间的一个或更多个参数定义的数值或统计模型的形式。噪声分布可以通过在外部计算机系统上执行的分类和/或模型训练操作，并且通过随后将输出分布加载到控制器116的存储器118中来创建。处理器117被配置成将放大器134输出的噪声信号的特征值(即，发射设备的噪声特征)与噪声分布的相应参数进行比较，以确定噪声特征是否被识别为是充电器102的(即，如噪声分布所表示的)。经由噪声特征识别来识别充电器102是有利的，因为处理器117不需要依赖于发射设备对中断信号的正确接收，并且不需要等待发射设备提供确认响应来实现肯定验证。

可植入设备110还被配置成响应于确定发射设备不是充电器102而自动转换到其他操作例程。例如，图10示出了由可植入设备110执行的用于自动切换到基于静态刺激信号的例程的过程1000。在步骤1002和1004，处理器117检测在可植入设备110的充电距离内的发射设备的存在，并向发射设备传输一个或更多个中断信号(如上文针对步骤702和704所述)。

在步骤1006，处理器117尝试检测发射设备对一个或更多个中断信号的响应。也就是说，处理器117在第一中断周期期间向发射设备传输一个或更多个中断信号，然后在相应的第一确认周期期间尝试确定确认响应。在一些实施例中，第一确认周期具有预定长度(例如，在20ms和1000ms之间)，并且可以在中断周期之后直接开始。在图10的示例性过程中，在处理器117确定充电器102的确认响应不存在的情况下，第一确认周期终止(即，涉及发射设备停止传输EM辐射106)。也就是说，在这种情况下，处理器117在第一确认周期内检测发射设备的确认响应的不存在。

在步骤1008，响应于检测到在第一确认周期内确认响应的不存在，处理器117使得可植入设备110从任何其他操作例程转换到静态刺激操作例程，在该静态刺激操作例程中，刺激信号不响应于ECAP信号的测量而被修改。

在一些实施例中，当可植入设备110处于静态刺激操作例程中时，防止处理器117测量与神经刺激信号的任何施加相关联的ECAP信号。也就是说，处理器117被配置成向一个或更多个神经通路施加神经刺激，而不对由所施加的刺激产生的ECAP进行相应的测量。也就是说，处理器117已经确定发射设备不是充电器102，并且由于EM辐射106的存在而防止可植入设备110测量ECAP信号。这防止了与EM辐射相关联的噪声损害诱发的CAP信号的测量和随后的使用(如在常规闭环控制例程中可能发生的)。

在一些其他实施例中，当可植入设备110处于静态刺激操作例程中时，处理器117可以测量与神经刺激信号的施加相关联的ECAP信号，但是被防止基于ECAP测量结果来改变神经刺激信号(即，由于与EM辐射相关联的噪声损害测量结果的可能性)。

在一些实施例中，可植入设备110被配置为在预定周期内保持静态刺激操作例程。这被称为退避周期(back-off period)。在退避周期终止之后，处理器117可以重复中断传输和确认响应周期(如图10中的虚线所示)。也就是说，处理器117在第二中断周期期间将一个或更多个中断信号重新传输给发射设备，并在相应的第二确认周期期间尝试确定确认响应。如果处理器117在第二确认周期期间(即，在步骤1010)检测到确认响应，则发射设备被肯定地验证为充电器102。在这种情况下，处理器117以与上述实施例相同的方式使得可植入设备110从静态刺激操作例程转换到智能充电操作例程(即，在步骤1012)。否则，处理器117启动另一个退避周期。

在一些实施例中，处理器117被配置为重复中断传输和确认响应周期，直到检测到充电器102，使得能够自动转换到智能充电操作例程，如上所述。处理器117被配置成控制每个周期的相应中断、确认和退避周期的持续时间和开始时间，以促进充电器102的检测。例如，确认周期可以被设置为在中断周期之后直接开始，并且持续时间被设置为等于或大于充电器102的充电周期的持续时间。这使得能够在相应的确认周期内检测充电器102的电磁辐射传输的任何停止(因为充电周期的第二部分的至少一部分将落在确认周期内)。

本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的广泛的一般范围的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和/或修改。因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

应当理解，本公开的技术可以使用各种技术来实现。例如，本文描述的方法可以由驻留在合适的计算机可读介质上的一系列计算机可执行指令来实现。合适的计算机可读介质可以包括易失性(例如RAM)和/或非易失性(例如ROM、磁盘)存储器、载波和传输介质。

还应当理解，除非从下面的讨论中另有明确具体的说明，否则应理解，在整个描述中，利用诸如“估计(estimating)”或“处理(processing)”或“计算(computing)”或“计算(calculating)”、“优化(optimizing)”或“确定(determining)”或“显示(displaying)”或“最大化(maximising)”等术语的讨论指的是计算机系统或类似的电子计算设备的动作和过程，其处理在计算机系统的寄存器和存储器中表示为物理(电子)量的数据并且将该数据转换为在计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储、传输或显示设备中类似地表示为物理量的其他数据。

因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (32)

1.一种包括处理器的可植入脉冲发生器设备，所述处理器被配置成：

(i)在充电模式下接收来自充电设备的电磁辐射，其中，所述电磁辐射将能量传输到所述可植入设备以对能量存储设备充电；

(ii)在测量模式下测量表示神经反应的电场参数信号；以及

(iii)选择性地在所述充电模式和所述测量模式之间转换，使得所述可植入设备在所述电场参数信号的测量期间不接收来自所述充电设备的电磁辐射。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器还被配置成在以下模式中的至少一种模式下向神经通路施加神经刺激信号：所述充电模式；和所述测量模式。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其中，所述处理器还被配置成在所述电场参数信号的测量之前向所述充电设备发信号以停止所述电磁辐射的传输。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，向所述充电设备发出的停止所述电磁辐射的传输的所述信号指示充电的能量存储设备的反射阻抗。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述反射阻抗在刺激记录周期内保持，在所述刺激记录周期期间，施加神经刺激信号并且测量相应的电场参数信号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，向所述充电设备发出的停止所述电磁辐射的传输的所述信号是无线电磁射频信号。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述射频信号在医疗植入通信服务(MICS)频带内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，当处于所述测量模式时，保持向所述充电设备发出所述信号以停止所述电磁辐射的传输。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述处理器周期性地在所述测量模式下操作。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述处理器被配置成在随机情况下执行到所述测量模式的自组织转换，所述随机情况包括以下项中的一项或更多项：所述充电器开始主动传输电磁辐射的时间；以及引导所述可植入设备测量所述电场参数信号的时间。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其中，所述电场参数信号的测量可以包括以下项中至少一项的测量：ECAP；非诱发性CAP；局部场电位(LFP)；慢反应；刺激伪影；生理参数；或者类似的电场参数。

12.一种由可植入脉冲发生器设备的处理器执行以对能量存储设备充电的方法，所述方法包括：

(i)在充电模式下接收来自充电设备的电磁辐射，其中，所述电磁辐射将能量传输到所述可植入设备以对能量存储设备充电；

(ii)在测量模式下测量表示神经反应的电场参数信号；以及

(iii)选择性地在所述充电模式和所述测量模式之间转换，使得所述可植入设备在所述电场参数信号的测量期间不接收来自所述充电设备的电磁辐射。

13.一种系统，包括：

包括处理器的可植入脉冲发生器设备，所述处理器被配置成：

(i)在充电模式下接收来自充电设备的电磁辐射，其中，所述电磁辐射将能量传输到所述可植入设备以对能量存储设备充电；

(ii)在测量模式下测量表示神经反应的电场参数信号；以及

(iii)选择性地在所述充电模式和所述测量模式之间转换，使得所述可植入设备在所述电场参数信号的测量期间不接收来自所述充电设备的电磁辐射；以及

充电器，其被配置为响应于接收到来自所述可植入设备的信号而从活动状态转换到待机状态，其中，在所述活动状态下，所述充电器向所述能量存储设备传输电磁辐射，并且其中，在所述待机状态下，所述充电器不向所述能量存储设备传输电磁辐射。

14.一种非暂时性计算机可读介质，其被配置为存储软件指令，所述软件指令当被执行时，使得处理器执行根据权利要求12所述的方法。

15.一种包括处理器的充电器，所述充电器被配置成根据预定占空比以预定频率从活动状态转换到待机状态，其中，在所述活动状态下，所述充电器向可植入脉冲发生器设备传输电磁辐射，并且其中，在所述待机状态下，所述充电器不向所述可植入设备传输电磁辐射。

16.根据权利要求15所述的充电器，其中，所述充电器还被配置成：

接收来自所述可植入设备的中断信号；以及

响应于接收到的中断信号，执行以下项中的至少一项：停止电磁辐射向所述可植入设备的传输；以及开始电磁辐射向所述可植入设备的传输。

17.根据权利要求15至16中任一项所述的充电器，其中，所述预定占空比能够基于接收到的配置信号进行配置。

18.根据权利要求17所述的充电器，其中，从所述可植入设备接收所述配置信号。

19.一种包括处理器的可植入脉冲发生器设备，所述处理器被配置成选择性地以充电模式和测量模式之一操作，其中，所述处理器还被配置成：

检测来自充电设备的电磁辐射，其中，所述电磁辐射将能量传输到所述可植入设备以对能量存储设备充电，并且其中，所述电磁辐射以预定频率和占空比传输，以在充电周期的第一部分期间传输能量，而在所述充电周期的第二部分期间停止传输能量；

在所述充电模式下，在所述充电周期的所述第一部分期间接收来自所述充电设备的电磁辐射；

向神经通路施加神经刺激；以及

在所述测量模式下，在所述充电周期的所述第二部分期间测量电场参数信号。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述处理器还被配置为：

根据所述电磁辐射确定所述预定频率和所述占空比；以及

以所述预定频率执行刺激周期以使所述刺激周期与所述充电周期的所述第二部分同步，其中，每个刺激周期包括向所述神经通路施加神经刺激，以及在所述测量模式下测量所述电场参数信号。

21.根据权利要求1至11中任一项所述的可植入脉冲发生器设备，其中，所述处理器还被配置成：

检测在所述可植入设备的充电距离内发射设备的存在，所述发射设备向所述可植入设备传输电磁辐射；

验证检测到的发射设备是否是所述充电设备；以及

响应于所述发射设备作为所述充电设备的肯定验证，使得所述可植入设备从任何其他操作例程转换到智能充电操作例程，在所述智能充电操作例程中，所述处理器执行步骤(i)至(iii)。

22.根据权利要求21所述的可植入脉冲发生器设备，其中，所述处理器通过处理从与所述可植入设备的充电线圈相关联的传感器接收的检测信号来检测所述发射设备的存在。

23.根据权利要求21所述的可植入脉冲发生器设备，其中，所述处理器通过处理从所述可植入设备的放大器部件接收的检测信号来检测所述发射设备的存在，

其中，所述放大器部件被配置为测量与从所述发射设备接收的电磁辐射相关联的噪声信号。

24.根据权利要求23所述的可植入脉冲发生器设备，其中，验证所述发射设备作为所述充电设备包括处理所述噪声信号，以识别与所述充电设备相关联的噪声特征。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的可植入脉冲发生器设备，其中，所述处理器还被配置成：向所述发射设备传输一个或更多个中断信号；以及检测所述发射设备对所述一个或更多个中断信号的响应，以验证所述发射设备是否是所述充电设备。

26.根据权利要求25所述的可植入脉冲发生器设备，其中，使得所述处理器能够肯定地将所述发射设备验证为所述充电设备的所述发射设备的响应是涉及停止所述发射设备对所述电磁辐射的传输的确认响应。

27.根据权利要求26所述的可植入脉冲发生器设备，其中，所述处理器还被配置成：

在第一预定时间段内检测所述发射设备的所述确认响应的不存在；以及

响应于在所述第一预定时间段内所述确认响应的不存在，使得所述可植入设备从任何其他操作例程转换到静态刺激操作例程，在所述静态刺激操作例程中，所述处理器不执行步骤(i)至(iii)，而是执行以下步骤：

在没有电场参数信号的相应测量的情况下施加神经刺激。

28.根据权利要求27所述的可植入脉冲发生器设备，其中，所述处理器还被配置成：

在所述第一时间段之后发生的第二预定时间段内检测所述发射设备的所述确认响应的存在；以及

响应于在所述第二时间段中检测到所述确认响应，将所述发射设备肯定地验证为所述充电设备，以使得所述可植入设备从所述静态刺激操作例程转换到所述智能充电操作例程。

29.根据权利要求12所述的方法，还包括：

检测在所述可植入设备的充电距离内发射设备的存在，所述发射设备向所述可植入设备传输电磁辐射；

验证检测到的发射设备是否是所述充电设备；以及

响应于所述发射设备作为所述充电设备的肯定验证，使得所述可植入设备从任何其他操作例程转换到智能充电操作例程，在所述智能充电操作例程中，所述处理器执行步骤(i)至(iii)。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括：向所述发射设备传输一个或更多个中断信号；检测所述发射设备对所述一个或更多个中断信号的响应；以及基于所述发射设备的响应来验证所述发射设备是否是所述充电设备。

31.根据权利要求30所述的方法，还包括：

在第一预定时间段内检测所述发射设备的确认响应的不存在，其中，所述确认响应涉及停止所述发射设备对所述电磁辐射的传输；以及

响应于在所述第一预定时间段内所述确认响应的不存在，使得所述可植入设备从任何其他操作例程转换到静态刺激操作例程，在所述静态刺激操作例程中，所述处理器不执行步骤(i)至(iii)，而是执行以下步骤：

在没有电场参数信号的相应测量的情况下施加神经刺激。

32.根据权利要求31所述的方法，还包括：

在所述第一时间段之后发生的第二预定时间段内检测所述发射设备的所述确认响应的存在；以及

响应于在所述第二时间段中检测到所述确认响应，将所述发射设备肯定地验证为所述充电设备，以使得所述可植入设备从所述静态刺激操作例程转换到所述智能充电操作例程。

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