CN116963800A - 基于阻抗的用于感测或刺激的电极选择 - Google Patents

Abstract

一种示例性医疗装置包括处理电路系统，该处理电路系统被配置为确定耦接到该医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值，识别具有比该引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极中的一个或多个电极，从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐，以及输出指示该推荐的信息。

Description

基于阻抗的用于感测或刺激的电极选择

本申请要求于2021年2月24日提交的美国临时专利申请63/152,915号的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及医疗装置，并且更具体地涉及用于感测或刺激的电极选择。

背景技术

医疗装置可以是外部的或植入的，并且可以用于将电刺激疗法经由各种组织部位递送至患者，以治疗多种症状或病症，诸如慢性疼痛、震颤、帕金森氏病、癫痫、尿失禁或大便失禁、性功能障碍、肥胖症或胃轻瘫。医疗装置可经由一条或多条引线递送电刺激疗法，该一条或多条引线包括位于与患者的脑、脊髓、骨盆神经、周围神经或胃肠道相关联的目标位置附近的电极。靠近脊髓、靠近骶神经、脑内和靠近外周神经的刺激通常分别被称为脊髓刺激(SCS)、骶神经调节(SNM)、深部脑刺激(DBS)和外周神经刺激(PNS)。电刺激可以由医疗装置以电脉冲序列的形式递送至患者，并且电脉冲的参数可以包括频率、振幅、脉冲宽度和脉冲形状。诱发复合动作电位(ECAP)是神经元群体的同步激发，其响应于由医疗装置施加的刺激(在一些情况下包括电刺激)而发生。

发明内容

一般而言，描述了用于确定用于感测信号和/或输出刺激信号的电极的系统、装置和技术。为了便于描述而非限制，相对于感测诱发复合动作电位(ECAP)信号来描述示例。ECAP信号倾向于从响应于电刺激而被感测的神经目标在所有方向上发出。本公开描述了用以确定哪些电极更可能可靠地感测ECAP信号的示例性技术。与附近组织相比，诸如椎板骨之类的骨倾向于具有更高的电阻抗。

因此，骨倾向于限制ECAP信号的发出并限制ECAP信号。例如，椎板骨倾向于将ECAP信号限制于朝向脊髓的区域。在一个或多个示例中，在骨下面(例如，在椎板骨的腹侧)的电极可以更好地适合于感测ECAP信号，因为骨将ECAP信号朝向此类电极引导。在骨下面是指电极完全或部分地被骨覆盖，其中电极位于组织(例如，覆盖脊髓的硬膜)上。

因为骨倾向于具有较高的电阻抗，所以与骨之间的电极相比，或在身体的较低阻抗部分(诸如黄韧带或硬膜外脂肪)下面，骨下面的电极倾向于具有较高的电极阻抗。电极的电极阻抗可以是指引线上的两个电极之间的阻抗(例如，一条引线上的两个电极之间或不同引线上的两个电极之间的双极阻抗)或引线上的电极与无关电极之间的阻抗(例如，单极阻抗)，其中无关电极不在引线上。本公开描述了用以确定电极的阻抗的示例性技术，从这些电极中可以选择可能在骨下面的电极以用于感测ECAP信号。

以此方式，示例性技术规定利用电测量(诸如至少部分地使用一个或多个植入的电极获得的阻抗)来确定电极是否在骨下面，而不是仅依赖于成像技术来确定电极是否在骨下面，从而允许确定电极定位的侵入性更小的方式来选择良好定位以用于ECAP信号感测的电极。此外，在一些示例中，使电极定位在骨下面可以是有益的，因为骨向引线施加压力，这使得电极更靠近被感测的神经目标。此外，尽管以上针对用于感测ECAP信号的植入电极的选择进行了描述，但是阻抗测量也可用于感测其他类型的信号和/或确定哪些植入的电极用于递送刺激。

在一个示例中，本公开描述了一种医疗装置，该医疗装置包括处理电路系统，该处理电路系统被配置为确定耦接到医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值，识别具有比引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极中的一个或多个电极，从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐，以及输出指示该推荐的信息。

在另一个示例中，本公开描述了一种用于选择感测电极的方法，该方法包括接收指示引线的一个或多个电极的电极阻抗值的信息；基于一个或多个电极的电极阻抗值从一个或多个电极中识别用于感测信号的一个或多个电极，其中所识别的电极包括具有比引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极；以及选择所识别的电极中的一个或多个电极来感测信号。

在另一个示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括确定耦接到医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值，识别具有比引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极中的一个或多个电极，从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐，以及输出指示该推荐的信息。

本发明内容旨在提供对本公开中所描述的主题的概述。本发明内容并不旨在提供对以下附图和说明书内详细描述的系统、装置和方法的排他性或详尽解释。在附图和以下具体实施方式中阐述了本公开的一个或多个示例的进一步细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征、目标和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是示出根据本公开的一种或多种技术的示例性系统的概念图，该示例性系统包括被配置为递送脊髓刺激(SCS)治疗的植入式医疗装置(IMD)，以及外部编程器。

图2是展示根据本公开的一种或多种技术的植入式医疗装置(IMD)的部件的示例性配置的框图。

图3是展示根据本公开的一种或多种技术的示例性外部编程器的部件的示例性配置的框图。

图4是人体的矢状切片，示出了椎板骨和与脊柱相关联的其他相关结构。

图5A和图5B是示出电极的定位的示例的概念图。

图6是示出植入脊髓的硬膜外腔中的经皮脊髓刺激引线的图像。

图7是示出了根据本公开的一种或多种技术的用于电极选择的示例性方法的流程图。

图8是示出了根据本公开的一种或多种技术的用于电极选择的另一种示例性方法的流程图。

图9A和图9B是示出解剖方向性的概念图。

具体实施方式

本公开描述了用于确定用于感测信号和/或用于输出刺激信号的电极的医疗装置、系统和技术的示例。为了便于说明而非限制，相对于感测诱发复合动作电位(ECAP)信号来描述示例。ECAP信号是神经募集的量度，因为每个ECAP信号表示响应于电刺激(例如，刺激脉冲)由轴突群体的激发而生成的电位的叠加。ECAP信号可以是可检测的，因为它是与刺激本身分开的事件，并且ECAP信号可以揭示刺激对神经纤维的影响的特征。也就是说，ECAP信号的特性(例如，信号的一部分的振幅或信号的曲线下面积)的变化根据由所递送的刺激脉冲激活的轴突的数量而发生。对于限定刺激脉冲和在电极与目标神经之间的给定距离的一组给定参数值，检测到的ECAP信号可具有某个特性值(例如，振幅)。因为ECAP信号揭示了刺激对神经纤维的影响的特征，所以医疗装置可利用ECAP信号来控制刺激脉冲(例如，振幅、脉冲宽度、频率等)以提供有效治疗。

然而，ECAP信号倾向于在所有方向上发出并且具有相对低的持续时间。因此，用于感测ECAP信号的电极可以仅感测ECAP信号的一小部分。因此，电极中继到感测电路的ECAP信号的振幅可以相对较低。在一些情况下，由于从电极接收的ECAP信号的相对低的振幅，感测电路可能难以区分ECAP信号和噪声。

本公开描述了用于选择用于感测ECAP信号的电极的示例性技术，其中所选择的电极被定位在ECAP信号被限制的位置中。以这种方式，电极感测的ECAP信号的振幅可以相对较高，从而允许感测电路区分ECAP信号和噪声。此外，本公开描述了用于在引线植入期间定位电极以使得待用于感测ECAP信号的电极定位在ECAP信号被限制的位置中的示例性技术。

在一个或多个示例中，患者体内的骨可以用作约束ECAP信号(例如，约束ECAP信号的传播)的高阻抗屏蔽。因此，与位于骨之间的电极相比，在骨下面的电极可以感测更高振幅的ECAP信号。为了便于说明并且作为示例，本公开描述了关于用于脊髓刺激和感测的椎板骨的示例。然而，该技术并不限于椎板骨。

在骨下面的电极可能意味着如果患者俯卧，则电极位于脊柱的背侧硬膜外腔中，并且椎板骨在电极的背侧并且部分地或完全地覆盖电极。骨之间的电极可能意味着如果患者俯卧，则电极再次位于脊髓的背侧硬膜外腔中，并且不存在完全覆盖电极的椎板骨。例如，在骨下面可能意味着脊髓和椎板骨“夹住”电极。

相对于硬膜外脂肪(例如，2.5kOhm-cm)或硬膜(例如，1.67kOhm-cm)，椎板骨倾向于具有更高的电阻率(例如，16kOhm-cm)。这样，由椎板骨下面的电极感测到的ECAP信号比由椎板内空间中的电极感测到的ECAP信号更强地朝向脊髓引导。例如，椎板骨充当保持ECAP信号被约束朝向脊髓的高阻抗屏蔽。因此，利用椎板骨下面的电极来感测ECAP信号可能是有益的。

在一些情况下，利用在椎板骨下面的电极进行刺激可能是有益的。沿着脊髓可存在多个椎板骨，并且第一椎板骨下面的电极可用于感测，并且第二椎板骨下面的电极可用于刺激。例如，因为椎板骨用作高阻抗屏蔽，所以由椎板骨下面的圆柱形电极输出的刺激被朝向脊髓引导，并且与由椎板内空间中的电极输出的刺激相比，较少的刺激损失到其他组织。因为来自椎板骨下面的电极的刺激被更好地朝向脊髓引导，所以刺激阈值可以更低。也就是说，与电极在椎板内空间中的示例相比，提供有效治疗所需的刺激的量可以更低，因为来自椎板骨下面的电极的刺激被引导回到脊髓(例如，脊髓接收更大百分比的刺激场)。

较低的刺激阈值(也称为神经激活阈值)可以有益于减少的能量消耗、更长的电池寿命和更少的刺激伪像。在一些情况下，刺激伪像取决于刺激振幅(例如，线性地取决于刺激的量)，并且刺激伪像的量可能影响感测电路解析ECAP信号(例如，区分ECAP信号和刺激伪像)的能力。

因此，在椎板骨下面具有感测电极和/或刺激电极可以为感测信号(例如，ECAP信号)和/或输出刺激信号提供益处。另外，椎板骨可以提供施加在引线上的质量效应(例如，刚性椎板骨将椎板骨下面的电极推动得更靠近脊髓)。通过将椎板骨下面的电极推动得更靠近脊髓，电极可以感测ECAP信号的更高振幅，以及将更多刺激引导到脊髓。

然而，确定电极是否在骨下面可能是困难的，特别是手术后在患者的家里或临床医生的办公室中。即使使用相对便宜的成像技术，诸如荧光成像，也可能难以观察到椎板骨和引线。

本公开描述了用以确定哪些电极可以非常适合于感测信号(例如，ECAP信号，但是任何其他类型的信号是可能的)和/或用于输出刺激信号的示例性技术。如上所述，与附近组织相比，骨(例如，椎板骨)倾向于具有相对较高的阻抗。因此，与椎板内空间中(例如，两个椎板骨之间)的电极相比，椎板骨下面的电极的阻抗倾向于更高。电极的电极阻抗值可以是指引线上的两个电极之间的阻抗值(例如，相同引线上的两个电极之间或不同引线上的两个电极之间的双极阻抗)或引线上的电极与无关电极之间的阻抗值(例如，单极阻抗)，其中无关电极不在引线上并且可能例如在可植入刺激器壳体上。

例如，医疗装置可以通过第一电极输出具有一定振幅的电流，并且该电流可以通过第二电极返回到医疗装置。医疗装置可以确定第一电极和第二电极之间的电压差，并且基于电流振幅和电压差来确定电极阻抗值。对于在椎板骨下面的电极，电流的电路径可以通过更高电阻的椎板骨，并且因此在椎板骨下面的电极的电极阻抗值可以高于在椎板内空间中的电极的电极阻抗值。

在一个或多个示例中，医疗装置的处理电路系统可以确定引线上的电极的电极阻抗值。处理电路系统可以识别具有比引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的一个或多个电极。所识别的一个或多个电极可以是一组一个或多个电极。该组电极中的电极可能在骨下面(例如，在椎板骨下面)，因为该组电极中的电极的电极阻抗值高于其他电极的电极阻抗值。在一些示例中，处理电路系统可以基于该组中阻抗大于或等于阈值阻抗的所有电极来识别该组电极。在一些示例中，处理电路系统可以基于电极的相对阻抗来识别该组电极(例如，该组可以包括相对于其他电极具有更高阻抗的电极)。

以这种方式，基于电极阻抗值，可以确定哪些电极在骨下面。在一些示例中，处理电路系统基于所确定的组来确定用于感测和/或刺激的电极的推荐，以及输出指示该推荐的信息。在一些示例中，处理电路系统可以输出电极中的一个或多个电极的电极阻抗值，并且临床医生可以基于一个或多个电极的电极阻抗值选择用于刺激和/或感测的电极。

图1是展示根据本公开的一种或多种技术的示例性系统100的概念图，该示例性系统包括被配置为递送脊髓刺激(SCS)治疗的植入式医疗装置(IMD)110，以及外部编程器150。尽管本公开中描述的技术通常可应用于包括外部装置和IMD在内的多种医疗装置，但是出于说明的目的，将描述将此类技术应用于IMD，并且更具体地，应用于植入式电刺激器(例如，神经刺激器)。更具体地，出于说明的目的，本公开将涉及植入式SCS系统，但又不限于此，还涉及其他类型的医疗装置或医疗装置的其他治疗应用。

如图1的实力所示，系统100包括与通常是人类患者的患者105一起示出的IMD110、引线130A和130B以及外部编程器150。在图1的示例中，IMD 110是植入式电刺激器，该植入式电刺激器被配置为生成电刺激疗法并且通过引线130A和/或130B(统称为“引线130”)的一个或多个电极向患者105递送该电刺激疗法，例如，以缓解慢性疼痛或其他症状。在其他示例中，IMD 110可以耦接至承载多个电极的单条引线，或者各自承载多个电极的多于两条引线。IMD 110可以是慢性电刺激器，该慢性电刺激器保持植入在患者105体内持续数周、数月或甚至数年。在其他示例中，IMD 110可以是用于筛选或评估电刺激对慢性疗法的功效的临时性或试验性刺激器。在一个示例中，IMD 110植入在患者105体内，而在另一个示例中，IMD 110是耦接至经皮植入的引线的外部装置。在一些示例中，IMD 110使用一条或多条引线，而在其他示例中，IMD 110是无引线的。

IMD 110可以由足以将IMD 110的部件(例如，图2所示的部件)容纳在患者105体内的任何聚合物、金属或复合材料构造而成。在此示例中，IMD 110可以用生物相容性壳体(诸如钛或不锈钢)或聚合物材料(诸如硅酮、聚氨酯或液晶聚合物)构造而成，并通过外科手术植入患者105靠近骨盆、腹部或臀部的部位。在其他示例中，IMD 110可以植入在患者105体内的其他合适的部位内，其例如可以取决于患者105体内的用于递送电刺激疗法的目标部位。IMD 110的外部壳体可以被构造成向诸如可再充电或不可再充电电源以及刺激和感测电路系统之类的部件提供气密密封。此外，在一些示例中，IMD 110的外部壳体选自有利于接收能量以对可再充电电源充电的材料。

例如，可以是基于恒定电流或基于恒定电压的脉冲的电刺激能量通过可植入引线130的一个或多个电极(未示出)从IMD 110递送至患者105的一个或多个目标组织部位。在图1的示例中，引线130承载邻近脊髓120的目标组织放置的电极。电极中的一个或多个可以设置在引线130的远侧末端和/或沿着引线的中间点处的其他位置。引线130可以被植入并耦接至IMD 110。电极可将由IMD 110中的电刺激生成器生成的电刺激传递到患者105的组织。尽管引线130可以各自是单条引线，但是引线130可以包括引线延伸部分或其他有助于引线130植入或定位的区段。在一些其他示例中，IMD 110可以是无引线刺激器，该无引线刺激器具有布置在该刺激器的壳体上的一个或多个电极阵列，而不是从壳体延伸的引线。另外，在其他一些示例中，系统100可以包括一条引线或多于两条引线，每条引线耦接到IMD110并且被导向到相似或不同的目标组织部位。

引线130的电极可以是：桨状引线上的电极极板；围绕引线本体的圆形(例如，环形)电极；适形电极；袖带电极；分段电极(例如，设置在围绕引线的不同周向位置处的电极而不是连续环形电极)；其任意组合(例如，环形电极和分段电极)；或能够形成用于治疗的单极、双极或多极电极组合的任何其他类型的电极。出于例示目的，将描述布置在引线130的远端处的不同轴向位置处的环形电极。

出于例示目的，描述了通过引线130的电极的布局，但是可以以不同的方式布局电极的阵列。例如，与无引线刺激器相关联的壳体可以承载电极阵列，例如行和/或列(或其他图案)。此类电极可以被布置为表面电极、环形电极或突起部。作为另一种替代方案，电极阵列可以由一条或多条桨状引线上的电极的行和/或列形成。在一些示例中，电极阵列包括电极区段，这些电极区段被布置在围绕引线周边的相应位置处，例如，被布置为围绕圆柱形引线的圆周的一个或多个分段环的形式。在其他示例中，引线130中的一条或多条引线是沿引线的轴向长度具有8个环形电极或炎症轴向长度具有16个环形电极的线性引线。在另一个示例中，电极是沿引线的轴向长度以线性方式布置在引线的周边处的分段环。

对IMD 110通过引线130的电极进行电刺激治疗的刺激脉冲进行限定的治疗刺激程序的刺激参数集可以包括这样的信息，该信息标识：根据刺激程序已经选择了哪些电极来递送刺激，所选电极(即，用于该程序的电极组合)的极性，由电极递送的刺激的电压或电流振幅、脉冲频率、脉冲宽度和/或脉冲形状。构成限定脉冲的刺激参数集的这些刺激参数值可以是由用户限定的和/或由系统100基于一个或多个因素或用户输入自动确定的预定参数值。

在一些示例中，IMD 110可以递送有助于患者105所感知的治疗的刺激脉冲。IMD110还可以感测信号。在一些示例中，IMD 110可以检测由刺激脉冲引发的ECAP信号。在一些示例中，被配置为提供治疗的刺激脉冲可以防止IMD 110检测ECAP信号(例如，因为刺激脉冲的脉冲宽度足够长以干扰传播的ECAP信号)。因此，如果需要与被配置为提供治疗的通知脉冲分开的控制脉冲(例如，可以或可以不有助于治疗的脉冲)来引发可检测ECAP信号，则系统100可采用ECAP测试刺激程序，该ECAP测试刺激程序限定对由IMD 110通过引线130的电极中的至少一些电极递送的控制脉冲进行限定的刺激参数值。这些刺激参数值可以包括这样的信息，该信息标识：已经选择了哪些电极来递送控制脉冲，所选电极(即，用于程序的电极组合)的极性，以及电极递送的刺激的电压或电流振幅、脉冲频率、脉冲宽度和脉冲形状。

由每个ECAP测试刺激程序的参数限定的刺激信号(例如，一个或多个刺激脉冲或连续刺激波形)被配置为从神经诱发复合动作电位。在一些示例中，ECAP测试刺激程序基于通知脉冲的频率和/或脉冲宽度来限定何时将控制脉冲递送至患者。由每个ECAP测试刺激程序限定的刺激可不旨在为患者提供治疗或对患者的治疗有贡献，但是在一些示例中，患者可以感知控制脉冲。

ECAP测试刺激程序的使用是一个示例并且不应被认为是限制性的。本公开中描述的示例性技术通常可适用于感测电信号，其中一个示例包括响应于用于递送刺激治疗的通知脉冲而生成的或响应于ECAP测试刺激程序而生成的ECAP信号。此外，尽管相对于ECAP信号描述了示例性技术，但本公开中所描述的技术可更一般地适用于感测信号，其中ECAP信号是所感测的信号的一个示例。

尽管图1涉及SCS治疗，例如用于治疗疼痛，但是在其他示例中，系统100可以被配置为治疗可以受益于电刺激治疗的任何其他病症。例如，系统100可以用于治疗震颤、帕金森氏病、癫痫、骨盆底障碍(例如，尿失禁或其他膀胱功能障碍、大便失禁、骨盆疼痛、肠道功能障碍或性功能障碍)、肥胖症、胃轻瘫或精神障碍(例如，抑郁症、躁狂症、强迫症、焦虑症等)。以这种方式，系统100可以被配置为以深部脑刺激(DBS)、周围神经刺激(PNS)、周围神经场刺激(PNFS)、皮质刺激(CS)、骨盆底刺激、胃肠道刺激或能够治疗患者105的病症的其他任何刺激疗法的形式提供疗法。

在一些示例中，引线130包括一个或多个传感器，这些传感器被配置为允许IMD110监测患者105的一个或多个参数，诸如患者活动、压力、温度或其他特征。除了通过引线130进行的疗法递送之外或代替通过该引线进行的疗法递送，还可以提供该一个或多个传感器。

IMD 110被配置为经由通过一条或两条引线130承载的电极的所选择的组合，单独地或者与由IMD 110的外部壳体承载或限定的电极组合地向患者105递送电刺激疗法。用于电刺激疗法的目标组织可以是受电刺激影响的任何组织，该电刺激可以是电刺激脉冲或连续波形的形式。在一些示例中，目标组织包括神经、平滑肌或骨骼肌。在图1所展示的该示例中，目标组织是靠近脊髓120的组织，诸如在脊髓120的鞘内空间或硬膜外空间内，或者在一些示例中，是从脊髓120分支的相邻神经。引线130可以通过任何合适的区域(诸如胸部区域、颈部区域或腰部区域)引入到脊髓120附近。脊髓120的刺激可以例如防止疼痛信号行进穿过脊髓120到达患者105的脑。患者105可将疼痛信号的中断感知为疼痛的减轻，并且因此可得到有效的疗法结果。在其他示例中，脊髓120的刺激可以产生感觉异常，这种感觉异常会引起麻刺感，这可以减少患者105对疼痛的感知，并且因此提供有效的治疗结果。

IMD 110被配置为根据一个或多个治疗刺激程序生成电刺激治疗并经由通往患者105的引线130的电极将其递送至患者105体内的目标刺激部位。治疗刺激程序限定一个或多个限定由IMD 110根据该程序递送的治疗的一个方面的参数(例如，参数集)的值。例如，控制IMD 110以脉冲形式递送刺激的治疗刺激程序可限定由IMD 110根据该程序递送的刺激脉冲的电压或电流脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲速率(例如，脉冲频率)、电极组合、脉冲形状等的值。

此外，IMD 110可被配置为经由引线130的电极的组合单独地或与由IMD 110的外部壳体承载或限定的电极组合地将控制刺激递送到患者105，以便检测ECAP信号(例如，控制脉冲和/或通知脉冲)。刺激所靶向的组织可与电刺激疗法所靶向的组织相同或相似，但是IMD 110可经由相同电极、相同电极中的至少一些相同电极或不同电极递送用于ECAP信号检测的刺激脉冲。由于控制刺激脉冲可以与通知脉冲交错的方式递送(例如，当被配置为促成治疗的脉冲干扰ECAP信号的检测或旨在经由ECAP信号检测引线130的迁移的脉冲扫频不对应于旨在用于治疗目的的脉冲时)，临床医生和/或用户可选择用于通知脉冲的任何期望的电极组合。

在一些示例中，为了最小化刺激伪像的影响，感测电极和刺激电极可以被间隔相对高的距离。例如，如果用于刺激的电极在引线130中的一条引线的远端上(例如，最远离IMD 110)，则用于感测的电极可以在引线130中的一条引线的近端上(例如，最靠近IMD110)，或者反之亦然。使刺激和感测电极间隔开相对高的距离是一个示例，并且不应当被认为是限制性的。

与电刺激治疗类似，控制刺激可以是电刺激脉冲或连续波形的形式。在一个示例中，每个控制刺激脉冲可以包括采用主动再充电阶段的平衡双相方形脉冲。然而，在其他示例中，控制刺激脉冲可以包括单相脉冲，之后是被动再充电阶段。在其他示例中，控制脉冲可以包括不平衡的双相部分和被动再充电部分。尽管不是必需的，但是双相控制脉冲可以包括正相与负相之间的相间间隔，以促进响应于该双相脉冲的第一相而传播神经脉冲。控制刺激可以在不中断电刺激通知脉冲的递送的情况下递送，诸如在连续的通知脉冲之间的窗口期间。控制脉冲可以从组织引发ECAP信号，并且IMD 110可以经由引线130上的两个或更多个电极来感测ECAP信号。在控制刺激脉冲施加到脊髓120的情况下，信号可由IMD 110从脊髓120感测。

IMD 110可以根据一个或多个ECAP测试刺激程序将控制刺激经由引线130的电极递送至患者105体内的目标刺激部位。一个或多个ECAP测试刺激程序可以存储在IMD 110的存储装置中。一个或多个ECAP测试刺激程序中的每个ECAP测试程序包括一个或多个参数的值，该一个或多个参数限定由IMD 110根据该程序递送的控制刺激的一个方面，该参数诸如电流或电压振幅、脉冲宽度、脉冲频率、电极组合，以及在一些示例中，为基于待递送至患者105的通知脉冲的定时。

诸如临床医生或患者105等用户可以与外部编程器150的用户接口进行交互以对IMD 110进行编程。IMD 110的编程通常可以指命令、程序或其他信息的生成和传递，以控制IMD 110的操作。以这种方式，IMD 110可以从外部编程器150接收所传递的命令和程序以控制刺激。刺激的示例包括电刺激治疗(例如，通知脉冲)和/或控制刺激(例如，控制脉冲)。例如，外部编程器150可以传输治疗刺激程序、ECAP测试刺激程序、刺激参数调整、治疗刺激程序选择、ECAP测试程序选择、用户输入或其他信息，以例如通过无线遥测或有线连接来控制IMD 110的操作。

在一些情况下，如果外部编程器150主要旨在由医师或临床医生使用，则可以将其表征为医师或临床医生编程器。在其他情况下，如果外部编程器150主要旨在由患者使用，则可以将其表征为患者编程器。患者编程器通常可由患者105访问，并且在许多情况下，患者编程器可以是可在患者的整个日常例程中陪伴患者105的便携式装置。例如，当患者希望终止或改变电刺激治疗时，或者当患者感知到正在递送的刺激时，患者编程器可接收来自患者105的输入。通常，医师或临床医生编程器可以支持由临床医生对供IMD 110使用的程序的选择和生成，而患者编程器可以在常规使用期间支持由患者来调整和选择此类程序。在其他示例中，外部编程器150可以包括对IMD 110的电源进行再充电的外部充电装置或是该外部充电装置的一部分。以这种方式，用户可以使用一个装置或多个装置来对IMD 110进行编程和充电。

如本文所述，信息可以在外部编程器150与IMD 110之间传输。因此，IMD 110和外部编程器150可使用本领域已知的任何技术经由无线通信进行通信。通信技术的示例可以包括例如射频(RF)遥测和感应耦合，但是还可以想到其他技术。在一些示例中，外部编程器150包括通信头端，该通信头端可以贴近IMD 110植入部位附近的患者身体放置，以提高IMD110与外部编程器150之间的通信的质量或安全性。外部编程器150与IMD 110之间的通信可以发生在电力传输期间或与电力传输分开发生。

在一些示例中，IMD 110响应于来自外部编程器150的命令，通过引线130上的电极(未描绘)根据多个疗法刺激程序向患者105的脊髓120的目标组织部位递送电刺激疗法。在一些示例中，在患者105的疗法需要随时间推移而演变时，IMD 110修改疗法刺激程序。例如，治疗刺激程序的修改可以引起多个通知脉冲的至少一个参数的调整。当患者105在延长的时间段内接受同一疗法时，疗法的功效可能有所降低。在一些情况下，可以自动更新多个通知脉冲的参数。

如上所述，IMD 110可被配置为使用引线130的一个或多个电极来感测信号并且使用引线130的一个或多个电极来输出刺激。在一些示例中，SCS(脊髓刺激)引线130在脊髓120中或附近的准确放置可以影响神经激活的阈值(例如，提供有效治疗所需的刺激量)，从刺激生成的刺激伪像，以及解析来自脊髓120的ECAP信号的能力(例如，区分ECAP信号与噪声和/或伪像的能力)。在一些示例中，影响神经激活阈值、刺激伪像以及解析ECAP信号的能力等的因素包括内侧/外侧引线130如何放置在脊髓120上、电极和脊髓120之间的脑脊液的厚度以及电极相对于椎板骨的位置。

椎板骨可以以几种不同的方式影响刺激阈值和感测ECAP的能力。作为一个示例，相对于硬膜外脂肪(2.5kOhm-cm)或硬膜(1.67kOhm-cm)，骨具有高得多的电阻率(16kOhm-cm)。因此，由椎板骨下面的电极生成的刺激场或由其感测的ECAP信号比来自椎板内空间中的电极的刺激场更强地朝向脊髓120引导。例如，骨充当保持场(例如，刺激场或ECAP信号)被约束朝向脊髓120的高阻抗屏蔽。

例如，源自椎板骨下面的ECAP信号可以被椎板骨约束。因此，与椎板内空间中的电极相比，椎板骨下面的电极可从ECAP信号中感测到更多的场，并且来自椎板骨下面的电极的ECAP信号的振幅将更大。类似地，在椎板骨下面的电极输出的刺激信号可以被椎板骨约束，并且因此，刺激信号将更朝向脊髓120引导。因此，在刺激信号中可能存在效率增益，因为可能需要更少量的刺激信号(例如，振幅)来产生有效治疗，因为更多的刺激信号被引导到脊髓120。例如，沿着脊髓120可以存在多个椎板骨，并且第一椎板骨下面的电极可以用于感测，并且第二椎板骨下面的电极可以用于刺激。

在一些示例中，椎板骨可以具有椎板骨施加在引线130上的质量效应。刚性骨将电极物理地推动骨下面的电极更靠近脊髓120。与椎板内空间中的等效电极相比，这用于降低神经激活阈值并增加ECAP振幅。更低的神经激活阈值也是期望的，因为它们导致更低的能量消耗、更长的电池寿命和更少的刺激伪像。在一些情况下，刺激伪像通常线性地依赖于刺激振幅，并且刺激伪像的量影响IMD 110解析ECAP(例如，区分ECAP信号和伪影)的能力。

患者105的治疗需要可以确定使用哪些电极进行刺激。例如，在一些情况下，仅在椎板骨下面选择电极可能并不总是最佳选择。由骨下面的电极产生的刺激可以被患者105感知为过于聚焦和“强烈”。临床医生可能愿意接受更高的刺激振幅(具有来自电池的相关联的更高电流消耗)，以便提供受试者更好耐受的刺激覆盖范围。在一些示例中，临床医生可以从使用椎板骨下面的电极提供刺激开始，并且仅在患者105经历不适的情况下才会选择不同的电极。

然而，对于感测信号，诸如ECAP信号，可能对患者105没有影响。也就是说，患者105可能不会感知到任何信号感测，并且因此，从患者105的角度来看，任何可用于感测的电极都是合适的。

在手术期间，外科医生可能难以观察和确认引线130的一个或多个电极在椎板骨下面。例如，外科医生可能无法利用荧光照相术识别椎板骨。另外，在手术后，存在引线130迁移的可能性。因此，即使外科医生能够确认引线130的电极中的一个或多个电极在椎板骨下面，引线130也可能在手术后移动，并且最初在椎板骨下面的电极不再在椎板骨下面，而其他电极现在在椎板骨下面。

本公开描述了利用阻抗测量来确定电极是否在骨(例如，椎板骨)下面的示例性技术。例如，如上所述，椎板骨的阻抗相对较高。因此，在椎板骨下面的电极的电极阻抗值也可相对较高。电极的电极阻抗值可以是单极的(例如，在电极和无关电极(诸如IMD 110的壳体上的电极)之间)或双极的(例如，在引线130上的两个电极之间或在引线130A上的一个电极与引线130B上的另一个电极之间)。在这两种情况下，因为椎板骨将是用于确定电极阻抗值的电路的一部分，所以椎板骨的阻抗导致电极的阻抗增加。

作为一个示例，IMD 110可利用通过一个电极的返回路径从另一个电极输出电流。对于单极，输出电流的电极可以是引线130中的一条引线上的电极，并且返回路径可以通过无关电极。对于双极，输出电流的电极可以是引线130中的一条引线上的电极，并且返回路径可以通过一条引线130(例如，相同引线或不同引线)上的电极。对于单极或双极电极阻抗值确定，IMD 110可以确定两个电极之间(例如，引线上的电极与无关电极之间或者引线上的两个电极之间)的电压差，并且将所确定的电压除以IMD 110输出的电流以确定阻抗。

IMD 110可以确定耦接到IMD 110的引线130的一个或多个电极的电极阻抗值，并且识别该引线的具有比引线130上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的一个或多个电极。所识别的一个或多个电极可以是一组一个或多个电极。例如，IMD 110可以确定哪些电极与引线130上的其他电极相比具有相对较高的阻抗值。

可以存在识别一个或多个电极(例如，一组一个或多个电极)的各种示例性方式。作为一个示例，IMD 110可以选择具有最高阻抗的N个电极。作为另一个示例，IMD 110可以确定阈值阻抗值，并且具有大于阈值的阻抗的电极可以在该组中，而具有小于阈值的阻抗的电极不在该组中。阈值阻抗值可以是设定值或者可以基于阻抗值来确定(例如，阈值阻抗值是电极阻抗值的平均值)。以上是用以识别该组一个或多个电极的一些示例性技术，并且这些示例性技术不应被认为限于以上示例。

在一些示例中，IMD 110可以从该组一个或多个电极中确定用于感测ECAP信号的电极的推荐。作为一个示例，IMD 110可以从彼此相继的一组电极中选择一对电极(例如，在该对电极之间不存在电极)。作为另一个示例，为了减少伪像，使感测电极和刺激电极分开可能存在益处。因此，IMD 110可以从引线130上最近侧(更靠近IMD 110)或远侧(远离IMD110)的一组电极中选择一对电极以用于感测，并且使用引线130的相对端上的电极以用于刺激。

IMD 110可以输出指示推荐的信息(例如，输出到编程器150)。编程器150可以显示用于临床医生确认的推荐，并且临床医生可以将IMD 110的感测电路系统配置为接收由所推荐的电极感测到的信号以用于确定ECAP信号。

类似地，IMD 110可以基于电极阻抗值(并且在一些示例中基于ECAP信号的振幅)来确定用于刺激的电极的推荐，以及输出该推荐(例如，输出到编程器150)。编程器150可以显示用于临床医生确认的推荐，并且临床医生可以将IMD 110的刺激电路系统配置为使用推荐的电极输出刺激信号。

在一些示例中，IMD 110可以输出电极的电极阻抗值，而不是提供推荐。临床医生然后可以确定哪些电极用于感测和刺激。例如，用于操作IMD 110和选择电极的手册(或其他指南或指令)可以指示临床医生接收指示引线的一个或多个电极的电极阻抗值的信息，并且基于一个或多个电极的电极阻抗值从一个或多个电极识别用于感测信号(例如，ECAP信号)的一个或多个电极(例如，一组一个或多个电极)。所识别的电极(例如，一组一个或多个电极)可以包括具有比引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极。手册还可以指示临床医生从所识别的电极中选择一个或多个电极来感测信号。临床医生然后可以对IMD 110的感测电路进行编程以感测来自所选择的一个或多个电极的信号。

图2是示出根据本公开的一种或多种技术的IMD 200的部件的示例性配置的框图。IMD 200可以是图1的IMD 110的一示例。在图2所示的该示例中，IMD 200包括刺激生成电路系统202、感测电路系统206、遥测电路系统208、处理电路系统210、存储装置212、传感器222和电源224。

在图2所示的示例中，存储装置212将基线电极阻抗值数据240和刺激参数设定242存储在存储装置212内的独立存储器中或者存储装置212内的独立区域中。在一些示例中，刺激参数设定242可包括用于能够由临床医生或患者选择用于治疗的相应不同刺激程序的刺激参数值(有时称为“治疗参数集”)。以此方式，刺激参数设定242的每个存储的治疗刺激程序或一组刺激参数值限定一组电刺激参数(例如，刺激参数集)的值，该电刺激参数诸如刺激电极组合、电极极性、电流或电压振幅、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。

存储装置212还可存储ECAP测试刺激程序作为刺激参数设定242的一部分或作为独立存储器区域，其限定被配置为引发可检测ECAP信号的一组电刺激参数(例如，控制刺激参数集)的值，该电刺激参数诸如刺激电极组合、电极极性、电流或电压振幅、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。ECAP测试刺激程序还可具有附加信息，诸如关于何时基于刺激参数设定242中限定的通知脉冲的脉冲宽度和/或频率来递送控制脉冲的指令。

电极阻抗数据240可以包括分别指示引线230A、230B上的电极232、234的电极阻抗值的信息。电极阻抗数据240可以包括单极或双极阻抗。在阻抗是双极性的示例中，电极阻抗数据240还可以包括引线230A、230B两端的阻抗(例如，电极232中的一个电极与电极234中的一个电极之间的阻抗)。

刺激生成电路系统202根据上述电刺激参数生成电刺激信号。刺激参数值的其他范围也可以是有用的，并且可以取决于患者105体内的目标刺激部位。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。

感测电路系统206被配置为监测来自电极232、234的任何组合的信号。在一些示例中，感测电路系统206包括一个或多个放大器、滤波器和模数转换器。感测电路系统206可用于感测生理信号，诸如ECAP信号。在一些示例中，感测电路系统206从电极232、234的特定组合检测ECAP。在一些情况下，用于感测ECAP的电极的特定组合包括与用于递送刺激脉冲的一组电极232、234不同的电极。可替代地，在其他情况下，用于感测ECAP的电极的特定组合包括与用于向患者105递送刺激脉冲的一组电极相同的电极中的至少一个电极。感测电路系统206可以向模数转换器提供信号，以用于转换成数字信号以供处理电路系统210处理、分析、存储或输出。

在本公开中描述的一个或多个示例中，处理电路系统210可以利用电极阻抗数据240来确定感测电路系统206将从哪个电极监测信号以用于感测信号，诸如ECAP信号。例如，与其他电极相比具有相对较高电极阻抗值的电极232、234可以位于椎板骨下面，并且因此可以很好地适于感测ECAP信号，因为ECAP信号的振幅对于在椎板骨下面的电极232、234的电极而言可能是最高的。用于感测的电极232、234可位于相同引线230A、230B上或可以跨引线230A、230B定位。

处理电路系统210可以类似地确定哪些电极232、234用于输出刺激信号。例如，具有相对较高电极阻抗值的电极232、234可以很好地适于输出刺激，这是因为由于椎板骨的高电阻，刺激信号更可能被朝向脊髓120引导。然而，在一些情况下，患者105可能不喜欢这样的聚焦治疗，在这种情况下，处理电路系统210可以选择另一对电极232、234。用于刺激的电极232、234可位于相同引线230A、230B上或可以跨引线230A、230B定位。

在一些示例中，处理电路系统210可以利用所感测的ECAP信号来确定刺激信号。例如，基于ECAP信号，处理电路系统210可以增加或减小刺激振幅、脉冲宽度或频率。因此，ECAP信号可以是闭环治疗的一部分，其中处理电路系统210利用ECAP信号来控制刺激信号以提供有效治疗。例如，处理电路系统210可以响应于诸如ECAP振幅之类的ECAP信号特征来调整刺激振幅、脉冲宽度和/或频率。

遥测电路系统208在处理电路系统210的控制下支持IMD 200与外部编程器(图2中未示出)或另一计算装置之间的无线通信。作为对程序的更新，IMD 200的处理电路系统210可经由遥测电路系统208从外部编程器接收各种刺激参数(诸如振幅和电极组合)的值。处理电路系统210可以将刺激参数设定242或任何其他数据的更新存储在存储装置212中。IMD200中的遥测电路系统208以及本文所述的其他装置和系统(诸如外部编程器)中的遥测电路可以通过射频(RF)通信技术来实现通信。另外，遥测电路系统208可以通过IMD 200与外部编程器的近侧感应交互与外部医疗装置编程器(图2中未示出)进行通信。外部编程器可以是图1的外部编程器150的一个示例。因此，遥测电路系统208可以连续地、以周期性间隔或者根据来自IMD 110或外部编程器的请求向外部编程器发送信息。

处理电路系统210可以包括以下中的任何一者或多者：微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑电路系统或被配置为提供本文中归属于处理电路系统210的功能的任何其他处理电路系统。处理电路系统210控制刺激生成电路系统202根据存储在存储装置212中的刺激参数设定242和任何其他指令来生成刺激信号，以施加由一个或多个程序指定的刺激参数值，诸如刺激信号中的每个刺激信号的振幅、脉冲宽度、脉冲速率和脉冲形状。

在图2所示的示例中，该组电极232包括电极232A、232B、232C和232D，并且该组电极234包括电极234A、234B、234C和234D。在其他示例中，单条引线可以包括沿该引线的单个轴向长度的所有八个电极232和234。在一些示例中，单条引线可以包括多于八个电极，诸如16个电极。具有带有16个电极的引线可能是有益的，因为存在一些电极将在用于刺激和感测的椎板骨下面的更高可能性。

处理电路系统210还控制刺激生成电路系统202生成刺激信号并将这些刺激信号施加至电极232、234的所选择的组合。刺激生成电路系统202包括连接至电极232、234中的每个电极的多对电压源、电流源、电压吸收器或电流吸收器，使得每对电极具有独特的信号电路。换句话说，在这些示例中，电极232、234中的每个电极通过其自身的信号电路(例如，通过稳压电压源与吸收器或稳流电流源与吸收器的组合)独立地控制，这与电极232、234之间的开关信号相反。

相应引线230上的电极232、234可以由各种不同的设计构造而成。例如，引线230中的一者或两者可包括沿着引线的长度在每个纵向位置处的一个或多个电极，诸如在位置A、B、C和D中的每个位置处围绕引线周边的不同周边位置处的一个电极。在一个示例中，电极可经由相应的线电联接到刺激生成电路系统202，这些相应的线是直的或盘绕在引线的主体内并且延伸到引线的近侧端部处的连接器。在另一个示例中，引线的电极中的每个电极可以是沉积在薄膜上的电极。该薄膜可包括用于每个电极的导电迹线，该导电迹线沿该薄膜的长度延伸到近端连接器。薄膜然后可以围绕内部构件缠绕(例如，螺旋式缠绕)以形成引线230。这些和其他构造可用于例如形成具有复杂电极几何形状的引线。

尽管感测电路系统206在图2中与刺激生成电路系统202和处理电路系统210一起结合到公共壳体中，但在其他示例中，感测电路系统206可位于与IMD 200分开的壳体中并且可经由有线或无线通信技术与处理电路系统210通信。在一些示例中，电极232和234中的一个或多个电极适用于感测ECAP。例如，电极232和234可感测ECAP信号的一部分的电压振幅，其中感测到的电压振幅(诸如在信号内的特征之间的电压差)是ECAP信号的特征。如所描述的，在一些示例中，适于感测ECAP信号的电极232和234可以被植入以位于椎板骨下面。

存储装置212可以被配置为在操作期间在IMD 200内存储信息。存储装置212可以包括计算机可读存储介质或计算机可读存储装置。在一些示例中，存储装置212包括短期存储器或长期存储器中的一者或多者。存储装置212可以包括例如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、磁盘、光盘、快闪存储器或各种形式的电可编程存储器(EPROM)或电可擦除可编程存储器(EEPROM)。在一些示例中，存储装置212用于存储指示用于由处理电路系统210执行的指令的数据。

如上所述，电极232和234可以是感测ECAP信号的特性值的电极。传感器222可以包括一个或多个加速度计、光学传感器、化学传感器、温度传感器、压力传感器，或任何其他类型的传感器。传感器222可以输出患者参数值，这些患者参数值可以用作控制疗法递送的反馈。例如，传感器222可以指示患者活动或姿势，并且处理电路系统210可以响应于检测到增加的患者活动或姿势而增加控制脉冲和ECAP感测的频率。

电源224被配置为向IMD 200的部件递送操作功率。电源224可以包括电池和用于产生操作功率的发电电路。在一些示例中，电池是可再充电的，以允许长期操作。在一些示例中，再充电通过外部充电器与IMD 200内的感应充电线圈之间的近侧感应交互来实现。电源224可以包括多种不同电池类型中的任一种或多种电池，诸如镍镉电池和锂离子电池。

图3是示例性外部编程器300的部件的示例性配置的框图。外部编程器300可以是图1的外部编程器150的示例。尽管外部编程器300通常可被描述为手持装置，但外部编程器300可以是更大的便携式装置或更固定的装置。此外，在其他示例中，外部编程器300可被包括作为外部充电装置的一部分或者包括外部充电装置的功能。如图3所示，外部编程器300可以包括处理电路系统352、存储装置354、用户接口356、遥测电路系统358和电源360。存储装置354可存储指令，这些指令在由处理电路系统352执行时使得处理电路系统352和外部编程器300提供在本公开通篇中归于外部编程器300的功能。这些部件、电路系统或模块中的每一者可以包括被配置为执行本文所述功能中的一些或全部功能的电路系统。例如，处理电路系统352可以包括被配置为执行关于处理电路系统352所讨论的过程的处理电路系统。

通常，外部编程器300包括单独地或与软件和/或固件组合地执行归属于外部编程器300以及外部编程器300的处理电路系统352、用户接口356和遥测电路系统358的技术的任何合适的硬件布置。在各种示例中，外部编程器300可以包括一个或多个处理器，诸如一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或任何其他等效的集成或离散逻辑电路系统，以及此类部件的任何组合。在各种示例中，外部编程器300还可以包括存储装置354，诸如RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存存储器、硬盘、CD-ROM，该存储装置包括用于使该一个或多个处理器执行归属于这些指令的动作的可执行指令。此外，尽管处理电路系统352和遥测电路系统358被描述为单独的模块，但在一些示例中，处理电路系统352和遥测电路系统358在功能上集成。在一些示例中，处理电路系统352和遥测电路系统358对应于各个硬件单元，诸如ASIC、DSP、FPGA或其他硬件单元。

存储装置354(例如，存储装置)可存储指令，这些指令在由处理电路系统352执行时，使得处理电路系统352和外部编程器300提供在本公开通篇中归于外部编程器300的功能。例如，存储装置354可包括致使处理电路系统352从存储器获得参数集、选择电极组合或接收用户输入并将对应命令发送到IMD 200的指令，或者用于任何其他功能的指令。此外，存储装置354可以包括多个程序，其中每个程序包括限定治疗刺激或控制刺激的参数集。存储装置354还可以存储从医疗装置(例如，IMD 110)接收的数据。

用户接口356可以包括按钮或小键盘、灯、用于语音命令的扬声器、显示器(例如液晶(LCD)、发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED))。在一些示例中，显示器包括触摸屏。用户接口356可以被配置为显示与电刺激的递送相关的任何信息。

作为一个示例，用户接口356可以输出指示引线的一个或多个电极的电极阻抗值的信息。用户接口356可以为临床医生提供接口以基于一个或多个电极的电极阻抗值从一个或多个电极识别用于感测信号(例如，ECAP信号)的一个或多个电极(例如，一组电极)。该组一个或多个电极可以包括具有比引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极。用户接口356还可以提供用于临床医生从所识别的电极中选择一个或多个电极来感测信号的接口。该组电极中的电极可能在骨下面(例如，在椎板骨下面)，因为该组电极中的电极的电极阻抗值高于其他电极的电极阻抗值。在一些示例中，处理电路系统可以基于该组中阻抗大于或等于阈值阻抗的所有电极来识别该组电极。在一些示例中，处理电路系统可以基于电极的相对阻抗来识别该组电极(例如，该组可以包括相对于其他电极具有更高阻抗的电极)。

遥测电路系统358可以在处理电路系统352的控制下支持医疗装置与外部编程器300之间的无线通信。遥测电路系统358还可以被配置为通过无线通信技术与另一计算装置通信，或者通过有线连接与另一计算装置直接通信。在一些示例中，遥测电路系统358通过RF或近侧感应介质提供无线通信。在一些示例中，遥测电路系统358包括天线，该天线可以采取多种形式，诸如内部天线或外部天线。

可用来促进外部编程器300与IMD 110之间的通信的本地无线通信技术的示例包括根据802.11或规范集或其他标准或专有遥测协议的RF通信。以这种方式，其他外部装置可以能够与外部编程器300通信，而无需建立安全无线连接。

在一些示例中，对刺激参数或疗法刺激程序的选择被传输至医疗装置以递送至患者(例如，图1的患者105)。在其他示例中，该治疗可包括药物、活动，或者患者105必须自己执行或护理者为患者105执行的其他指令。在一些示例中，外部编程器300提供指示存在新指令的视觉、听觉和/或触觉通知。在一些示例中，外部编程器300需要接收用户输入，以确认指令已经完成。

外部编程器300的用户接口356还可以被配置为从临床医生接收指示医疗装置的处理器响应于引线已迁移的指示来更新一个或多个治疗刺激程序。例如，用户接口356可以接收来自临床医生的指示，以调整刺激参数值的脉冲宽度和/或振幅，从而补偿引线的迁移。用户接口356还可以接收来自临床医生的指令，命令任何电刺激，包括治疗刺激(例如，提供治疗)和控制脉冲(例如，诱发复合动作电位)以开始或停止。

电源360被配置为向外部编程器300的部件递送操作功率。电源360可以包括电池和用一产生操作功率的发电电路。在一些示例中，电池是可再充电的，以允许长期操作。再充电可以通过将电源360电耦接至与交流电(AC)插座连接的支架或插头来实现。另外，再充电可以通过外部充电器与外部编程器300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)。另外，外部编程器300可以直接耦接至交流电插座以进行操作。

图3中所示的外部编程器300的架构作为示例示出。本公开中阐述的技术可以在图3的示例性外部编程器300以及本文未具体描述的其他类型的系统中实施。本公开中的任何内容都不应当被解释为将本公开的技术限于图3所示的示例性架构。

图4是示出椎板骨的图。图4示出了来自胸部CT扫描的矢状图像，其示出了椎板骨相对于椎管的关系。例如，图4示出了多个椎板骨，并且参考椎板骨中的一个椎板骨。在一些情况下，神经根在骨结构之间进入脊髓120，并且通过非成像自动(可能在家)测量来识别这些解剖标志可能是期望的。

如图所示，椎板骨以一定角度附接到脊髓120。对于在被识别为椎板骨到硬膜的最近点的位置下面的电极，这样的电极的电极阻抗值将大于位于间隙或在椎板内空间中的区域中的电极的电极阻抗值。在脊髓120上但位于被称为间隙的区域中(例如，仍然在椎板骨下面但不在椎板骨附加到脊髓12的点处)的电极的电极阻抗值可以大于在椎板内空间中的电极的电极阻抗值，但小于在“椎板骨到硬膜的最近点”下面的电极的电极阻抗值。椎板内空间中的电极的电极阻抗值可能最低。如上所述，电极的电极阻抗值可以指单极电极阻抗值(例如，在电极和无关电极之间)或双极电极阻抗值(例如，在电极和相同引线或不同引线上的另一个电极之间)。

图5A和图5B是示出电极的定位的示例的概念图。在图5A中，1x8经皮SCS引线被示出放置在中线。电极E0/E1在T8和T9之间的锥板内空间中可见。在图5B中，引线轻微地侧向移动，并且E1现在位于T9椎板骨的喙边缘下方。一般来讲，在体内使椎板骨和电极的位置可视化比在以上示出的解剖模型中更具挑战性。

电极E1在T9锥板骨下面，其意义在于，如果患者俯卧，则电极E1位于脊髓背侧上的硬膜外腔中，并且锥板骨T9在电极E1的背侧并且部分地或完全地覆盖电极。骨之间的电极E0可以意味着如果患者俯卧，则电极E0位于硬膜外腔中，并且不存在完全在电极背侧的椎板骨(例如，椎板骨T8和T9没有完全覆盖电极E0)。

图6是示出植入脊柱中的引线的图像。图6示出了患者105体内的两条引线的前/后荧光显影图。荧光照相术是在引线放置期间使用的标准成像工具。尽管在一定程度上可以看到椎弓根、椎间盘和棘突，但不能理解椎板骨和椎板内空间之间的边界。

因此，本公开描述了评估电极相对于椎板骨的位置以辅助电极编程的示例性技术。在这方面可以采用引线阻抗。在以上示例中，相对于身体中的无关电极(例如，不在引线上的电极，诸如在IMD 110的外壳上的阳极)的电极阻抗值可以如下。以下仅是有助于理解的阻抗值的示例。

	E0	E1	E2	E3	E4	E5	E6	E7
									阻抗	925	1100	1020	875	1150	1060	980	1200

上述相对较高的阻抗表示电极放置在椎板骨下面。通过示例，假设患者在E0+/E1-处采用刺激双极进行良好治疗，临床医生被指派负责分配E5/E6或E6/E7以用于ECAP感测。由于E7具有来自椎板骨的最强效应，如由感测阻抗的相对高的值所指示的，因此选择E6/E7对。

相反，临床医生注意到在E0-/E1+和E1-/E2+上刺激的等效治疗结果。选择E1-/E2+是因为椎板骨的屏蔽和质量效应(如在较高阻抗中所反映的)导致较低刺激振幅阈值和刺激伪像，这使ECAP感测变得容易。

另外，可相对于相同引线上的其他电极(E0-E1、E0-E2等)或第二引线上的其他电极(E0-E8、E0-E9等)测量阻抗。这样做快速且自动地提供那些引线的电极在神经解剖结构内且相对于彼此定位的位置的阻抗图(例如，图2的电极阻抗数据240)。这也将受到位置变化的影响，因为硬膜外腔根据脊柱的位置而变化。将引线阻抗测量和ECAP测量与来自嵌入在IMD 110中的取向/加速度计的输入相组合可以帮助跟踪不同姿势或活动随时间推移的变化，并且帮助选择用于刺激和记录的最佳电极。

图7是示出了根据本公开的一种或多种技术的用于电极选择的示例性方法的流程图。为方便起见，参考图2的处理电路210描述图7的示例。

处理电路系统210可以确定耦接到IMD 110的引线230A、230B的一个或多个电极232、234的电极阻抗值(700)。处理电路系统210可以将电极阻抗值存储为电极阻抗数据240。处理电路系统210可以被配置为确定以下各项中的至少一项：引线的一个或多个电极的第一双极电极阻抗值，其中第一双极电极阻抗值是引线上的两个或更多个电极之间的阻抗；一个或多个电极的第二双极电极阻抗值，其中第二双极电极阻抗值基于引线上的电极中的一个电极与另一条引线上的电极之间的阻抗来确定；或者一个或多个电极的单极电极阻抗值，其中单极电极阻抗值是引线上的一个或多个电极与不在引线上的无关电极(例如，诸如IMD外壳上的阳极)之间的阻抗。

处理电路系统210可以识别具有比引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的一个或多个电极(702)。一个或多个电极可以是一组一个或多个电极。例如，为了识别一个或多个电极(例如，一组电极)，处理电路系统210可以被配置为确定具有比其他电极对大的阻抗的电极对。

处理电路系统210可以从所确定的一组一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐(704)。例如，处理电路系统210可以被配置为确定所确定的组中的哪些电极靠近引线的近端或远端。为了确定电极的推荐，处理电路系统210可以被配置为基于所确定的组中哪些电极靠近引线的近端或远端的确定来确定推荐。

处理电路系统210可以输出指示推荐的信息(706)。在一些示例中，处理电路系统210可以被配置为基于电极阻抗值(并且在一些示例中基于所感测的信号)确定用于刺激的电极的推荐，以及输出指示用于刺激的电极的推荐的信息。

图8是示出了根据本公开的一种或多种技术的用于电极选择的另一种示例性方法的流程图。临床医生(例如，经由编程器300)可以接收指示引线的一个或多个电极的电极阻抗值的信息(800)。临床医生(例如，经由编程器300)可以基于一个或多个电极的电极阻抗值从一个或多个电极识别用于感测信号的一个或多个电极，其中所识别的电极包括具有比引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极(802)。例如，可以存在阈值(例如，基于阻抗的平均值)并且具有大于阈值的阻抗的电极可以属于该组，或者存在具有大于某个阈值的阻抗的电极，而不管如何确定。可存在识别组的其他方式并且该技术不受限制。临床医生(例如，经由编程器300)可以选择所识别的电极中的一个或多个电极来感测信号(804)。

图9A和图9B是示出解剖方向性的概念图。例如，引线230A和230B可以沿着患者105的脊柱向内侧植入。如图9A中所示，类似于图6，内侧可意味着引线230A和230B以脊柱为中心植入。

图9B示出了腹侧和背侧方向。在一个或多个示例中，引线230A、230B可以被植入，诸如电极232、234中的一个或多个在椎板骨的腹侧，并且在脊髓的背侧，其中图9B示出了腹侧和背侧方向的示例。例如，在椎板骨下面的电极可以位于在脊髓的背侧但在椎板骨的腹侧的硬膜外腔。锥板内或骨之间的电极可以意味着电极位于硬膜外腔中，并且不存在完全在电极背侧的锥板骨。

本文描述了以下实施例。这些实施例可以一起使用或分开使用。

实施例1：一种医疗装置，所述医疗装置包括处理电路系统，所述处理电路系统被配置为确定耦接到所述医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值；识别具有比所述引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的所述电极中的一个或多个电极；从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐；以及输出指示所述推荐的信息。

实施例2：根据实施例1所述的医疗装置，其中所述信号是患者的诱发复合动作电位(ECAP)信号。

实施例3：根据实施例1和2中任一项所述的医疗装置，其中所推荐的电极中的至少一个电极在所述患者的椎板骨下面。

实施例4：根据实施例1至3中任一项所述的医疗装置，其中为了确定所述电极阻抗，所述处理电路系统被配置为确定以下各项中的至少一项：所述一个或多个电极的第一双极电极阻抗值，其中所述第一双极电极阻抗值基于所述引线上的电极之间的阻抗来确定；所述一个或多个电极的第二双极电极阻抗值，其中所述第二双极电极阻抗值基于所述引线上的电极与另一条引线上的电极之间的阻抗来确定；或者所述一个或多个电极的单极电极阻抗值，其中所述单极电极阻抗值基于所述一个或多个电极与不在所述引线上的无关电极之间的阻抗来确定。

实施例5：根据实施例1至4中任一项所述的医疗装置，其中为了识别所述一个或多个电极，所述处理电路系统被配置为确定具有比其他电极对大的阻抗的电极对。

实施例6：根据实施例1至5中任一项所述的医疗装置，其中所述处理电路系统被配置为确定所识别的电极中的哪些靠近所述引线的近端或远端，并且其中为了确定电极的所述推荐，所述处理电路系统被配置为基于所识别的电极中的哪些靠近所述引线的所述近端或所述远端的所述确定来确定所述推荐。

实施例7：根据实施例1至6中任一项所述的医疗装置，其中所述处理电路系统被配置为基于所述电极阻抗值确定用于刺激的电极的推荐。

实施例8：根据实施例1至7中任一项所述的医疗装置，其中所述处理电路系统被配置为基于所述电极阻抗值和所感测的信号来确定用于刺激的电极的推荐。

实施例9：一种用于选择感测电极的方法，所述方法包括：接收指示引线的一个或多个电极的电极阻抗值的信息；基于所述一个或多个电极的所述电极阻抗值从所述一个或多个电极识别用于感测信号的一个或多个电极，其中所识别的电极包括具有比所述引线上的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的电极；以及选择所识别的电极中的一个或多个电极来感测所述信号。

实施例10：根据实施例9所述的方法，其中所述信号是诱发复合动作电位(ECAP)信号。

实施例11：根据实施例9和10中任一项所述的方法，其中选择所述一个或多个电极，选择在所述引线的近端或远端上的所识别的电极中的所述一个或多个电极。

实施例12：一种方法，所述方法包括确定耦接到所述医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值；识别具有比所述引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的所述电极中的一个或多个电极；从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐；以及输出指示所述推荐的信息。

实施例13：根据实施例12所述的方法，其中所述信号是患者的诱发复合动作电位(ECAP)信号。

实施例14：根据实施例12和13中任一项所述的方法，其中所推荐的电极中的至少一个电极在所述患者的椎板骨下面。

实施例15：根据实施例12至14中任一项所述的方法，其中确定所述电极阻抗包括确定以下各项中的至少一项：所述一个或多个电极的第一双极电极阻抗值，其中所述第一双极电极阻抗值基于所述引线上的电极之间的阻抗来确定；所述一个或多个电极的第二双极电极阻抗值，其中所述第二双极电极阻抗值基于所述引线上的电极与另一条引线上的电极之间的阻抗来确定；或者所述一个或多个电极的单极电极阻抗值，其中所述单极电极阻抗值基于所述一个或多个电极与不在所述引线上的无关电极之间的阻抗来确定。

实施例16：根据实施例12至15中任一项所述的方法，其中识别所述一个或多个电极包括确定具有比其他电极对大的阻抗的电极对。

实施例17：根据实施例12至16中任一项所述的方法，所述方法还包括确定所识别的电极中的哪些靠近所述引线的近端或远端，并且其中确定电极的所述推荐包括基于所识别的电极中的哪些靠近所述引线的所述近端或所述远端的所述确定来确定所述推荐。

实施例18：根据实施例12至17中任一项所述的方法，所述方法还包括基于所述电极阻抗值确定用于刺激的电极的推荐。

实施例19：根据实施例12至18中任一项所述的方法，所述方法还包括基于所述电极阻抗值和所感测的信号来确定用于刺激的电极的推荐。

实施例20：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令在被执行时使得一个或多个处理器执行根据实施例12至19中任一项或其组合所述的方法。

本公开中所描述的技术可至少部分地在硬件、软件、固件或它们的任意组合中实现。例如，所述技术的各个方面可以在一个或多个处理器或者处理电路内实施，所述一个或多个处理器或者处理电路系统包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，或者任何其他等效的集成或离散的逻辑电路系统，以及此类部件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路系统”通常可指单独的或与其他逻辑电路系统组合的任何前述逻辑电路系统或任何其他等效电路系统。包括硬件的控制单元还可以执行本公开的技术中的一种或多种技术。

这样的硬件、软件和固件可在相同装置内或在单独装置内实施，以支持本公开中描述的各种操作和功能。此外，任何所描述的单元、电路或部件可以一起实施，或者单独地实施为离散但可互操作的逻辑装置。将不同特征描述为电路或单元旨在突出不同的功能方面，并且不一定暗示此类电路或单元必须由单独的硬件部件或软件部件来实现。相反，与一个或多个电路或单元相关联的功能可以由单独的硬件部件或软件部件执行，或者集成在公共的或单独的硬件部件或软件部件内。

本公开中所描述的技术还可以体现或编码于包含指令的计算机可读介质(诸如计算机可读存储介质)中，该计算机可读介质可以被描述为非暂态介质。嵌入或编码在计算机可读存储介质中的指令可使得可编程处理器或其他处理器例如在执行这些指令时执行该方法。计算机可读存储介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、硬盘、CD-ROM、软盘、盒式磁带、磁性介质、光学介质或其他计算机可读介质。

Claims (15)

1.一种医疗装置，所述医疗装置包括：

处理电路系统，所述处理电路系统被配置为：

确定耦接到所述医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值；

识别所述引线的所述电极中具有比所述引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的一个或多个电极；

从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐；以及

输出指示所述推荐的信息。

2.根据权利要求1所述的医疗装置，其中所述信号是患者的诱发复合动作电位(ECAP)信号。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的医疗装置，其中所推荐的电极中的至少一个电极被配置为在患者的椎板骨下面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的医疗装置，其中为了确定所述电极阻抗，所述处理电路系统被配置为确定以下各项中的至少一项：

所述引线的所述一个或多个电极的第一双极电极阻抗值，其中所述第一双极电极阻抗值基于所述引线的两个或更多个电极之间的阻抗来确定，

所述引线的所述一个或多个电极的第二双极电极阻抗值，其中所述第二双极电极阻抗值基于所述引线的所述电极中的一个电极与另一条引线的电极之间的阻抗来确定，或者

所述引线的所述一个或多个电极的单极电极阻抗值，其中所述单极电极阻抗值基于所述引线的所述一个或多个电极与不在所述引线上的无关电极之间的阻抗来确定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗装置，其中为了识别所述一个或多个电极，所述处理电路系统被配置为确定具有比其他电极对大的阻抗的电极对。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的医疗装置，其中所述处理电路系统被配置为确定所识别的电极中的哪些靠近所述引线的近端或远端，并且其中为了确定电极的所述推荐，所述处理电路系统被配置为基于所识别的电极中的哪些靠近所述引线的所述近端或所述远端的所述确定来确定所述推荐。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的医疗装置，其中所述处理电路系统被配置为基于所述电极阻抗值确定用于刺激的电极的推荐。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的医疗装置，其中所述处理电路系统被配置为基于所述电极阻抗值以及由推荐用于感测所述信号的所述电极感测的所述信号来确定用于刺激的电极的推荐。

9.一种方法，所述方法包括：

确定耦接到所述医疗装置的引线的一个或多个电极中的每个电极的电极阻抗值；

识别所述引线的所述电极中具有比所述引线的其他电极的电极阻抗值大的电极阻抗值的一个或多个电极；

从所识别的一个或多个电极中确定用于感测信号的电极的推荐；以及

输出指示所述推荐的信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述信号是患者的诱发复合动作电位(ECAP)信号。

11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其中所推荐的电极中的至少一个电极被配置为在患者的椎板骨下面。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中识别所述一个或多个电极包括确定具有比其他电极对大的阻抗的电极对。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，所述方法还包括确定所识别的电极中的哪些靠近所述引线的近端或远端，并且其中确定电极的所述推荐包括基于所识别的电极中的哪些靠近所述引线的所述近端或所述远端的所述确定来确定所述推荐。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，所述方法还包括至少部分地基于所述电极阻抗值确定用于刺激的电极的推荐。

15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令在被执行时使得一个或多个处理器执行根据权利要求9至14中任一项或其组合所述的方法。