JP2014510587A - 汎用理想多極構成を形成するための神経刺激システム - Google Patents
汎用理想多極構成を形成するための神経刺激システム Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図8
Description
に従って基準電極の各々での有効電極分離を推定するように構成することができ、式中、Seは、基準電極での有効電極分離であり、iは、インデックス付き電極のうちの1つに対するインデックスであり、Nは、インデックス付き電極の総数であり、Wxは、基準電極とインデックス付き電極iの間の実際の分離の第1の方向成分の関数としての重み付け値であり、Wyは、基準電極とインデックス付き電極iの間の実際の分離の第2の方向成分の関数としての重み付け値であり、dyは、基準電極とインデックス付き電極iの間の実際の分離の第2の方向成分である。重み付け値は、次式:
及び
の通りとすることができ、式中、λx及びλyは定数であり、dxは、基準電極とインデックス付き電極iの間の実際の分離の第1の方向成分である。一実施形態において、λxは、λyよりも大きい。
に従って極軸線に沿った空間の点での有効電極分離を推定するように構成することができ、式中、Ssは、空間の点における有効電極分離であり、jは、基準電極のうちの1つに対するインデックスであり、Nは、基準電極の総数であり、Wxは、空間の点と基準電極jの間の距離の第1の方向成分の関数としての重み付け値であり、Wyは、空間の点と基準電極jの間の距離の第2の方向成分の関数としての重み付け値であり、Seは、基準電極jにおける推定された有効電極分離である。重み付け値は、次式:
及び
の通りとすることができ、式中、λx及びλyは定数であり、xは、極軸線に垂直な軸線に沿った空間の点の座標であり、yは、極軸線に沿った空間の点の座標であり、Exは、極軸線に垂直な軸線に沿った基準電極jの位置の座標であり、Eyは、極軸線に沿った基準電極jの位置の座標である。一実施形態において、λxは、λyよりも大きいとすることができる。
に従って計算することができ、式中xは、極軸線290に垂直な軸線に沿って現在指定されている基準電極jの座標であり、Exは、極軸線290に垂直な軸線に沿って現在選択されているインデックス付き電極iの座標である。第2の方向成分dyは、式:
に従って計算することができ、式中yは、極軸線290に平行な軸線に沿って現在指定されている基準電極jの座標であり、Eyは、極軸線290に平行な軸線に沿って現在選択されているインデックス付き電極iの座標である。
に従って計算することができ、式中λxは定数である。インデックス付き電極iに対する重み付け値Wyは、式:
に従って計算することができ、式中λyは定数である。図示の実施形態において、λxは、λyよりも大きい。例えば、λxは5に等しくすることができ、λyは1に等しくすることができる。このようにして、極軸線202に沿った実際の間隔の成分は、極軸線202に垂直な実際の間隔の成分よりも大きく重み付けされる。
に従って現在指定されている基準電極jとインデックス付き電極iとの間の実際の分離の加重平均を計算することによって推定される(ステップ311)。
に従って基準電極jの全てにおいて推定された有効電極分離の加重平均を計算することによって判断され、式中Ssは、空間の点における有効電極分離であり、jは基準電極のうちの1つに対するインデックスであり、Nは基準電極の総数であり、Wxは、空間の点と基準電極jの間の距離の第1の方向成分の関数としての重み付け値であり、Wyは、空間の点と基準電極jの間の距離の第2の方向成分の関数としての重み付け値であり、Seは、基準電極jにおける推定された有効電極分離である。
及び
に従って計算され、式中λx及びλyは定数であり、xは、極軸線290に垂直な軸線に沿った空間の点の座標であり、yは、極軸線290に沿った空間の点の座標であり、Exは、極軸線290に垂直な軸線に沿った基準電極jの位置の座標であり、Eyは、極軸線290に沿った基準電極jの位置の座標である。
100プログラム画面
200 解剖学的構造
202 活性化容積
252 中心理想極
Claims (138)
- 複数の電極に結合された電気神経刺激器のためのシステムであって、
制御信号を発生させるように構成されたユーザ制御式入力デバイスと、
第1の極性の中心理想極と前記複数の電極の間の第1の空間関係を定める第1のセットの変数値と、それぞれ第2の極性の4つの理想極と該第1の理想極の間の第2の空間関係を定める第2のセットの変数値と、該4つの理想極の間の相対強度を定める第3のセットの変数値とを格納するメモリと、
前記制御信号に応答して前記第1のセットの変数値、前記第2のセットの変数値、及び第3のセットの変数値のうちの少なくとも1つを修正し、該修正に基づいて、前記理想極を模倣する前記複数の電極のための相対振幅値を定める刺激パラメータ値を発生させ、かつ該複数の刺激パラメータ値に従って該複数の電極に電気エネルギを伝達するように前記電気神経刺激器に命令するように構成された制御回路と、
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記第1の極性は、負であり、前記第2の極性は、正であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の空間関係は、前記複数の電極に対する前記中心理想極の直線位置を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2の空間関係は、前記4つの理想極の各々と前記中心理想極の間に絶対距離を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記4つの理想極の第1の対及び前記中心理想極は、第1の軸線に整列配置され、該第1の軸線に沿って、該第1の対の理想極のための前記絶対距離がそれぞれ定められ、該4つの理想極の第2の対及び該中心理想極は、第2の軸線に整列配置され、該第2の軸線に沿って、該第2の対の理想極のための該絶対距離がそれぞれ定められることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の軸線は、互いに直交することを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の軸線は、互いに直交しないことを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記第1の対の理想極のための前記絶対距離は、互いに独立に定められ、前記第2の対の理想極のための該絶対距離は、互いに独立に定められることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記メモリは、前記中心理想極の極性及び前記4つの理想極のための極性を定める第4のセットの変数値を格納することを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記メモリは、前記第1及び第2の軸線の一方又は両方と基準軸線の間の角度を定める第4のセットの変数値を格納することを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の軸線の両方と前記基準軸線の間の前記角度は、定められていることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の軸線の一方と前記基準軸線の間の前記角度は、定められており、前記第4のセットの変数値は、該第1及び第2の軸線の間の角度を更に定めることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記相対強度は、分割強度値を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記制御信号に応答して前記第1のセットの変数値を修正するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記制御信号に応答して前記第2のセットの変数値を修正するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記制御信号に応答して前記第3のセットの変数値を修正するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、制御要素を含み、その連続作動が、前記制御信号を発生させることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御信号は、方向制御信号であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、方向制御信号を発生させるための、図形矢印、ジョイスティック、タッチパッド、ボタンパッド、1群のキーボード矢印キー、マウス、ローラボール追跡デバイス、及び、水平及び垂直ロッカータイプアームスイッチのうちの1つ又はそれよりも多くを含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- テレメトリ回路を更に含み、
前記制御回路は、前記テレメトリ回路を通じて前記刺激パラメータ値を前記神経刺激デバイスに送信するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記ユーザ入力デバイスと、前記メモリと、前記制御回路とを収容するハウジングを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 複数の電極に結合された電気神経刺激器のためのシステムであって、
方向制御信号を発生させるように構成されたユーザ制御式入力デバイスと、
前記方向制御信号に応答して前記複数の電極に対する複数の異なる理想2極/3極構成を順次形成し、それぞれ該複数の理想2極/3極構成に対応して各セットが該それぞれの理想2極/3極構成を模倣する該複数の電極のための相対振幅値を定める複数の刺激パラメータセットを発生させ、かつ該複数の刺激パラメータセットに従って該複数の電極に電気エネルギを伝達するように前記電気神経刺激器に命令するように構成された制御回路と、
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記異なる理想2極/3極構成の1つのシーケンスが、理想3極構成及び理想2極構成のうちの一方で始まり、かつ該理想3極構成及び該理想2極構成のうちの他方で終ることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記一方は、理想3極構成であり、該理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記他方は、理想2極構成であることを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記一方は、理想2極構成であり、該理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記他方は、理想3極構成であることを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスの始まり及び終わりでの理想カソードが、前記複数の電極に対して同じ位置を有することを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記制御回路は、異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスを通して前記複数の電極に対して前記理想カソードの前記同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項26に記載のシステム。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスの始まり及び終わりでの理想カソードが、前記複数の電極に対して異なる位置を有することを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記制御回路は、異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスを通して1つの方向に前記複数の電極に対する前記理想カソードの前記位置を区分的に変えるように構成されることを特徴とする請求項28に記載のシステム。
- 前記異なる理想2極/3極構成のうちの1つのシーケンスが、狭い理想2極構成及び広い理想2極構成のうちの一方で始まり、かつ該狭い理想2極構成及び該広い理想2極構成のうちの他方で終ることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記狭い理想2極構成及び前記広い理想2極構成のうちの前記一方は、狭い理想2極構成であり、該狭い理想2極構成及び該広い理想2極構成のうちの前記他方は、広い理想2極構成であることを特徴とする請求項30に記載のシステム。
- 前記狭い理想2極構成及び前記広い理想2極構成のうちの前記一方は、広い理想2極構成であり、該狭い理想2極構成及び該広い理想2極構成のうちの前記他方は、狭い理想2極構成であることを特徴とする請求項30に記載のシステム。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスの始まり及び終わりでの理想カソードが、前記複数の電極に対して同じ位置を有することを特徴とする請求項30に記載のシステム。
- 前記制御回路は、異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスを通して前記複数の電極に対して前記理想カソードの前記同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
- 前記制御回路は、狭い理想3極構成、狭い上側理想2極構成、広い上側理想2極構成、広い理想3極構成、広い下側理想2極構成、狭い下側理想2極構成、及び該狭い理想3極構成に戻るこの順序で、前記異なる理想2極/3極構成を順次形成するように構成されることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記狭い理想3極構成と前記広い上側理想2極構成の間で前記複数の電極に対して理想カソードの同じ位置を維持し、前記広い上側理想2極構成と前記広い下側理想2極構成の間で1つの方向に該複数の電極に対する該理想カソードの該位置を区分的に変え、かつ該広い下側理想2極構成と該狭い理想3極構成の間で該複数の電極に対する該理想カソードの該同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記広い理想3極構成と前記狭い下側理想2極構成の間で前記複数の電極に対して理想カソードの同じ位置を維持し、前記狭い下側理想2極構成と前記狭い上側理想2極構成の間で1つの方向に該複数の電極に対する該理想カソードの該位置を区分的に変え、かつ該狭い上側理想2極構成と該広い理想3極構成の間で該複数の電極に対する該理想カソードの該同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記理想2極/3極構成は、軸線に沿って整列配置された理想カソードと2つの理想アノードとを有する3極構成を含むことを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記理想2極/3極構成は、軸線に沿って整列配置されない理想カソードと2つの理想アノードとを有する3極構成を含むことを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、制御要素を含み、その連続作動が、前記方向制御信号を発生させることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、前記方向制御信号を発生させるための、図形矢印、ジョイスティック、タッチパッド、ボタンパッド、1群のキーボード矢印キー、マウス、ローラボール追跡デバイス、及び、水平及び垂直ロッカータイプアームスイッチのうちの1つ又はそれよりも多くを含むことを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- テレメトリ回路を更に含み、
前記制御回路は、前記テレメトリ回路を通じて前記刺激パラメータセットを前記神経刺激デバイスに送信するように構成される、
ことを特徴とする請求項22に記載のシステム。 - 前記ユーザ入力デバイスと前記制御回路とを収容するハウジングを更に含むことを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 患者内に埋込まれた複数の電極を使用して該患者に治療を提供する方法であって、
方向制御信号を発生させる段階と、
前記方向制御信号に応答して前記複数の電極に対する複数の異なる理想2極/3極構成を順次形成する段階と、
前記複数の理想2極/3極構成にそれぞれ対応する複数の刺激パラメータセットを発生させる段階と、
前記複数の刺激パラメータセットに従って前記複数の電極に電気エネルギを伝達し、それによって前記それぞれの理想2極/3極構成を模倣する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記異なる理想2極/3極構成のうちの1つのシーケンスが、理想3極構成及び理想2極構成のうちの一方で始まり、かつ該理想3極構成及び該理想2極構成のうちの他方で終ることを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記一方は、理想3極構成であり、該理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記他方は、理想2極構成であることを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 前記理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記一方は、理想2極構成であり、該理想3極構成及び前記理想2極構成のうちの前記他方は、理想3極構成であることを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスの始まり及び終わりでの理想カソードが、前記複数の電極に対して同じ位置を有することを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスを通して前記複数の電極に対して前記理想カソードの前記同じ位置を維持する段階を更に含むことを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスの始まり及び終わりでの理想カソードが、前記複数の電極に対して異なる位置を有することを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスを通して1つの方向に前記複数の電極に対する前記理想カソードの前記位置を区分的に変える段階を更に含むことを特徴とする請求項50に記載の方法。
- 前記異なる理想2極/3極構成のうちの1つのシーケンスが、狭い理想2極構成及び広い理想2極構成のうちの一方で始まり、かつ該狭い理想2極構成及び該広い理想2極構成のうちの他方で終ることを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記狭い理想2極構成及び前記広い理想2極構成のうちの前記一方は、狭い理想2極構成であり、該狭い理想2極構成及び該広い理想2極構成のうちの前記他方は、広い理想2極構成であることを特徴とする請求項52に記載の方法。
- 前記狭い理想2極構成及び前記広い理想2極構成のうちの前記一方は、広い理想2極構成であり、該狭い理想2極構成及び該広い理想2極構成のうちの前記他方は、狭い理想2極構成であることを特徴とする請求項52に記載の方法。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスの始まり及び終わりでの理想カソードが、前記複数の電極に対して同じ位置を有することを特徴とする請求項52に記載の方法。
- 異なる理想2極/3極構成の前記1つのシーケンスを通して前記複数の電極に対する前記理想カソードの同じ位置を維持する段階を更に含むことを特徴とする請求項55に記載の方法。
- 狭い理想3極構成、狭い上側理想2極構成、広い上側理想2極構成、広い理想3極構成、広い下側理想2極構成、狭い下側理想2極構成、及び該狭い理想3極構成に戻るこの順序で、前記異なる理想2極/3極構成を順次形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記狭い理想3極構成と前記広い上側理想2極構成の間で前記複数の電極に対して理想カソードの同じ位置を維持する段階と、
前記広い上側理想2極構成と前記広い下側理想2極構成の間で1つの方向に前記複数の電極に対する前記理想カソードの前記位置を区分的に変える段階と、
前記広い下側理想2極構成と前記狭い理想3極構成の間で前記複数の電極に対して前記理想カソードの前記同じ位置を維持する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。 - 前記広い理想3極構成と前記狭い下側理想2極構成の間で前記複数の電極に対して理想カソードの同じ位置を維持する段階と、
前記狭い下側理想2極構成と前記狭い上側理想2極構成の間で1つの方向に前記複数の電極に対する前記理想カソードの前記位置を区分的に変える段階と、
前記狭い上側理想2極構成と前記広い理想3極構成の間で前記複数の電極に対して前記理想カソードの前記同じ位置を維持する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。 - 前記理想2極/3極構成は、軸線に沿って整列配置された理想カソードと2つの理想アノードとを有する3極構成を含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記理想2極/3極構成は、軸線に沿って整列配置されない理想カソードと2つの理想アノードとを有する3極構成を含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 制御要素を連続的に作動させて前記方向制御信号を発生させる段階を更に含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記複数の刺激パラメータセットに従った前記複数の電極への前記電気エネルギの前記伝達は、前記患者の脊髄に沿って活性化容積(VOA)を区分的に吻側尾側に変位させることを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 複数の電極に結合された電気神経刺激器のためのシステムであって、
方向制御信号を発生させるように構成されたユーザ制御式入力デバイスと、
前記方向制御信号に応答して前記複数の電極に対する2つの直交する理想3極構成を含む複数の異なる理想多極構成を順次形成し、該複数の異なる理想多極構成にそれぞれ対応して各セットが該それぞれの多極構成を模倣する該複数の電極のための相対振幅値を定める複数の刺激パラメータセットを発生させ、かつ該複数の刺激パラメータセットに従って該複数の電極に電気エネルギを伝達するように前記電気神経刺激器に命令するように構成された制御回路と、
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記制御回路は、第1の方向に向けられた第1の理想3極構成、該第1の方向に向けられた第2の理想3極構成、該第1の方向に直交する第2の方向に向けられた第3の理想3極構成、及び該第2の方向に向けられた第4の理想3極構成の順序で前記異なる多極構成を順次形成するように構成されることを特徴とする請求項64に記載のシステム。
- 前記第1の理想3極構成は、狭い対称理想3極構成であり、前記第2の理想3極構成は、狭い非対称理想3極構成であり、前記第3の理想3極構成は、狭い対称理想3極構成であり、前記第4の理想3極構成は、広い対称理想3極構成であることを特徴とする請求項65に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第1の理想3極構成と前記第2の理想3極構成の間で前記複数の電極に対する中心理想カソードの位置を区分的に変えるように構成されることを特徴とする請求項65に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第2の理想3極構成と前記第3の理想3極構成の間で前記複数の電極に対して中心理想カソードの同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項65に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第3の理想3極構成と前記第4の理想3極構成の間で前記複数の電極に対する中心理想カソードの位置を区分的に変えるように構成されることを特徴とする請求項65に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第1の理想3極構成と前記第2の理想3極構成の間で前記複数の電極に対して1つの方向に中心理想カソードの位置を区分的に変え、かつ前記第3の理想3極構成と前記第4の理想3極構成の間で該複数の電極に対して該1つの方向に該中心理想カソードの該位置を区分的に変えるように構成されることを特徴とする請求項65に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第2の理想3極構成と前記第3の理想3極構成の間で前記複数の電極に対して中心理想カソードの同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項70に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記制御信号に応答して前記第4の理想3極構成の後に4極構成を形成するように構成されることを特徴とする請求項65に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第4の理想3極構成と前記理想4極構成の間で前記複数の電極に対して中心カソード及び2つのアノードの同じ位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項72に記載のシステム。
- 前記4極構成は、前記2つのアノードの間で等距離に位置決めされたアノードを含むことを特徴とする請求項73に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、制御要素を含み、その連続作動が、前記方向制御信号を発生させることを特徴とする請求項64に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、前記方向制御信号を発生させるための、図形矢印、ジョイスティック、タッチパッド、ボタンパッド、1群のキーボード矢印キー、マウス、ローラボール追跡デバイス、及び、水平及び垂直ロッカータイプアームスイッチのうちの1つ又はそれよりも多くを含むことを特徴とする請求項64に記載のシステム。
- テレメトリ回路を更に含み、
前記制御回路は、前記テレメトリ回路を通じて前記複数の刺激パラメータセットを前記神経刺激デバイスに送信するように構成される、
ことを特徴とする請求項64に記載のシステム。 - 前記ユーザ入力デバイスと前記制御回路とを収容するハウジングを更に含むことを特徴とする請求項64に記載のシステム。
- 患者の脊髄に隣接して埋込まれた複数の電極を使用して該患者に治療を提供する方法であって、
方向制御信号を発生させる段階と、
前記方向制御信号に応答して前記複数の電極に対する複数の異なる理想多極構成を順次形成する段階であって、該複数の異なる理想多極構成が、前記脊髄に対して中央横方向に向けられた第1の理想3極構成と該脊髄に対して吻側尾側に向けられた第2の理想3極構成とを含む、前記順次形成する段階と、
前記複数の理想多極構成にそれぞれ対応する複数の刺激パラメータセットを発生させる段階と、
前記複数の刺激パラメータセットに従って前記複数の電極に電気エネルギを伝達するように電気神経刺激に命令し、それによって前記それぞれの理想多極構成を模倣する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記脊髄に対して中央横方向に向けられた第1の理想3極構成、該脊髄に対して中央横方向に向けられた第2の理想3極構成、該脊髄に対して吻側尾側に向けられた第3の理想3極構成、及び該脊髄に対して吻側尾側に向けられた第4の理想3極構成の順序で、前記異なる多極構成を順次形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項79に記載の方法。
- 前記第1の理想3極構成は、狭い対称理想3極構成であり、前記第2の理想3極構成は、狭い非対称理想3極構成であり、前記第3の理想3極構成は、狭い対称理想3極構成であり、前記第4の理想3極構成は、広い対称理想3極構成であることを特徴とする請求項80に記載の方法。
- 前記第1の理想3極構成と前記第2の理想3極構成の間で前記複数の電極に対する中心理想カソードの位置を区分的に変える段階を更に含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
- 前記第2の理想3極構成と前記第3の理想3極構成の間で前記複数の電極に対して中心理想カソードの同じ位置を維持する段階を更に含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
- 前記第3の理想3極構成と前記第4の理想3極構成の間で前記複数の電極に対する中心理想カソードの位置を区分的に変える段階を更に含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
- 前記第1の理想3極構成と前記第2の理想3極構成の間で中央横方向に中心理想カソードの位置を区分的に変える段階と、
前記第3の理想3極構成と前記第4の理想3極構成の間で吻側尾側方向に前記中心理想カソードの前記位置を区分的に変える段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。 - 前記第2の理想3極構成と前記第3の理想3極構成の間で前記複数の電極に対して中心理想カソードの同じ位置を維持する段階を更に含むことを特徴とする請求項85に記載の方法。
- 前記制御信号に応答して前記第4の理想3極構成の後に4極構成を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
- 前記第4の理想3極構成と前記理想4極構成の間で前記複数の電極に対して中心カソード及び2つのアノードの同じ位置を維持する段階を更に含むことを特徴とする請求項87に記載の方法。
- 前記4極構成は、前記2つのアノードの間で等距離に位置決めされたアノードを含むことを特徴とする請求項88に記載の方法。
- 制御要素を連続的に作動させて前記方向制御信号を発生させる段階を更に含むことを特徴とする請求項79に記載の方法。
- 前記複数の刺激パラメータセットに従った前記複数の電極への前記電気エネルギの前記伝達は、前記患者の脊髄にわたって活性化容積(VOA)を区分的に中央横方向に変位させることを特徴とする請求項79に記載の方法。
- 最大限の広がりを有する電極アレイに結合された電気神経刺激器のためのシステムであって、
方向制御信号を発生させるように構成されたユーザ制御式入力デバイスと、
複数の理想多極構成を格納するメモリと、
前記方向制御信号に応答して前記電極アレイに対して前記複数の理想多極構成を形成し、前記形成された複数の理想多極構成のうちの少なくとも1つと該電極アレイの前記最大限の広がりとの間の空間関係を判断し、修正された複数の理想多極構成が空間的に該電極アレイの該最大限の広がり内であるように、該判断された空間関係に基づいて該形成された複数の該理想多極構成を修正し、該修正された複数の理想多極構成にそれぞれ対応して各セットが該それぞれの修正された理想多極構成を模倣する該電極アレイのための相対振幅値を定める複数の刺激パラメータセットを発生させ、かつ該複数の刺激パラメータセットに従って該電極アレイに電気エネルギを伝達するように前記電気神経刺激器に命令するように構成された制御回路と、
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記電極アレイは、線形電極アレイであり、前記最大限の広がりは、該線形電極アレイの端部の電極と一致していることを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記理想多極構成は、少なくとも1つの理想2極構成及び少なくとも1つの理想3極構成を含むことを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの形成された理想多極構成は、1つよりも多い形成された理想多極構成を含むことを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記形成された複数の理想多極構成を、該少なくとも1つの形成された理想多極構成のうちの1つ又はそれよりも多くを排除することによって修正するように構成されることを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記形成された複数の理想多極構成を、該少なくとも1つの形成された理想多極構成中に同じ極性の極が最初に変位する時を修正することによって修正するように構成されることを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記形成された複数の理想多極構成を、該少なくとも1つの形成された理想多極構成のうちの1つ又はそれよりも多くに対する極を変位させることによって修正するように構成されることを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記形成された複数の理想多極構成を、互いに対して異なる極性の極を該少なくとも1つの形成された理想多極構成のうちの1つ又はそれよりも多くに対して変位させることによって修正するように構成されることを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記メモリは、前記少なくとも1つの形成された理想多極構成の各々に対して、前記異なる極性の前記極の間の空間関係を定める変数値を格納し、前記制御回路は、該それぞれの少なくとも1つの変数値を修正することによって互いに対して異なる極性の前記極を該少なくとも1つの理想多極構成に対して変位させるように構成されることを特徴とする請求項99に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記それぞれの1つ又はそれよりも多くの変数値を該1つ又はそれよりも多くの変数値を低減することによって修正するように構成されることを特徴とする請求項100に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの形成された理想多極構成の各々に対する前記変数値は、前記異なる極性の前記極の間の絶対距離を定めることを特徴とする請求項100に記載のシステム。
- 前記形成された複数の理想多極構成は、形成された複数の広い理想2極/3極構成と形成された複数の狭い理想2極/3極構成とを含み、前記少なくとも1つの形成された理想多極構成は、該形成された複数の広い理想2極/3極構成を含み、前記制御回路は、前記それぞれの少なくとも1つの変数値を低減することによって互いに対して異なる極性の前記極を該少なくとも1つの理想多極構成に対して変位させるように構成されることを特徴とする請求項100に記載のシステム。
- 前記形成された複数の狭い理想2極/3極構成は、狭い上側理想2極構成及び狭い下側理想2極構成を最初に含み、前記形成された複数の広い理想2極/3極構成は、2つの同一の広い上側理想2極構成、第1の理想3極構成、及び2つの同一の広い下側理想2極構成を最初に含むことを特徴とする請求項103に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記2つの同一の広い上側理想2極構成のうちの第1のものと前記2つの同一の広い下側理想2極構成のうちの第1のものとに関連付けられた前記変数値を第1の同一の値まで低減するように構成されることを特徴とする請求項104に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記2つの同一の広い上側理想2極構成のうちの第2のものと前記2つの同一の広い下側理想2極構成のうちの第2のものとのうちの一方を第2の広い理想3極構成に変え、かつ該第2の広い理想3極構成の異なる極性の前記極の間の相対強度を修正するように構成されることを特徴とする請求項105に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第2の広い理想3極構成に関連付けられた前記変数値を低減するように構成されることを特徴とする請求項106に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第2の広い理想3極構成に関連付けられた前記変数値を前記第1の同一の値まで低減するように構成されることを特徴とする請求項107に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、制御要素を含み、その連続作動が、前記方向制御信号を発生させることを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、前記方向制御信号を発生させるための、図形矢印、ジョイスティック、タッチパッド、ボタンパッド、1群のキーボード矢印キー、マウス、ローラボール追跡デバイス、及び、水平及び垂直ロッカータイプアームスイッチのうちの1つ又はそれよりも多くを含むことを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- テレメトリ回路を更に含み、
前記制御回路は、前記テレメトリ回路を通じて前記複数の刺激パラメータセットを前記神経刺激デバイスに送信するように構成される、
ことを特徴とする請求項92に記載のシステム。 - 前記ユーザ入力デバイスと前記制御回路とを収容するハウジングを更に含むことを特徴とする請求項92に記載のシステム。
- 複数の電極に結合された電気神経刺激器のためのシステムであって、
制御信号を発生させるように構成されたユーザ制御式入力デバイスと、
前記制御信号に応答して前記複数の電極に対する少なくとも1つの理想多極構成を形成するように構成された制御回路であって、該少なくとも1つの理想多極構成の各々が、極軸線に沿って整列配置された少なくとも2つの極を有し、該制御回路が、該少なくとも1つの理想多極構成の各々に対して、該電極のうちの少なくとも1つを基準電極として指定し、該少なくとも1つの基準電極の各々での有効電極分離を推定し、該少なくとも1つの基準電極の各々での該推定された有効電極分離に基づいて該少なくとも2つの極の間の間隔を定め、該少なくとも1つの理想多極構成にそれぞれ対応してセットの各々が該それぞれの理想多極構成を模倣する該複数の電極に対する相対振幅値を定める少なくとも1つの刺激パラメータセットを発生させ、かつ該少なくとも1つの刺激パラメータセットに従って該複数の電極に電気エネルギを伝達するように前記電気神経刺激器に命令するように更に構成される前記制御回路と、
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記理想多極構成は、理想2極構成及び理想3極構成のうちの一方であることを特徴とする請求項113に記載のシステム。
- 前記2つの極は、異なる極性を有することを特徴とする請求項113に記載のシステム。
- 前記複数の電極は、不均一な間隔を有することを特徴とする請求項113に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記少なくとも1つの基準電極の各々での前記有効電極分離を、該それぞれの基準電極と前記電極のうちのインデックス付きのものとの間の実際の分離の加重平均を計算することによって推定するように構成されることを特徴とする請求項113に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記それぞれの基準電極と交差する線の片側に位置する電極のみを前記インデックス付き電極として選択するように構成されることを特徴とする請求項117に記載のシステム。
- 前記線は、前記極軸線に垂直であることを特徴とする請求項118に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの基準電極のいずれかでの前記有効電極分離は、以下の条件、すなわち、電極が該それぞれの基準電極と交差する前記線の前記片側に位置せず、又は該それぞれの基準電極と該それぞれの基準電極と交差する該線の該片側に位置する全ての電極との間の前記実際の分離が最小値よりも小さいことのうちの少なくとも一方を満たす場合に、最大値であると推定されることを特徴とする請求項119に記載のシステム。
- 前記それぞれの基準電極と前記インデックス付き電極の間の実際の分離の各々が、前記極軸線に垂直な第1の方向成分と該極軸線に平行な第2の方向成分とを有し、
前記制御回路は、式:
に従って前記少なくとも1つの基準電極の各々での前記有効電極分離を推定するように構成され、式中Seは、該基準電極での該有効電極分離であり、iは、前記インデックス付き電極のうちの1つに対するインデックスであり、Nは、該インデックス付き電極の総数であり、Wxは、該基準電極と該インデックス付き電極iの間の前記実際の分離の前記第1の方向成分の関数としての重み付け値であり、Wyは、該基準電極と該インデックス付き電極iの間の該実際の分離の前記第2の方向成分の関数としての重み付け値であり、dyは、該基準電極と該インデックス付き電極iの間の該実際の分離の該第2の方向成分である、
ことを特徴とする請求項117に記載のシステム。 - λxは、λyよりも大きいことを特徴とする請求項122に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記極軸線に沿った空間の点での有効電極分離を、前記少なくとも1つの基準電極の各々での前記推定された有効電極分離に基づいて推定し、かつ前記少なくとも2つの極の間の前記間隔を、該極軸線に沿った空間の該点での該推定された有効電極分離に基づいて定めるように構成されることを特徴とする請求項113に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記少なくとも2つの極の間の前記間隔を、前記極軸線に沿った空間の前記点での前記推定された有効電極分離の倍数であると定めるように構成されることを特徴とする請求項124に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記2つの極の間の前記間隔を、前記極軸線に沿った空間の前記点での前記推定された有効電極分離に等しいと判断するように構成されることを特徴とする請求項125に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの基準電極は、複数の基準電極を含み、前記制御回路は、前記極軸線に沿った空間の点での有効電極分離を、該複数の基準電極での前記推定された有効電極分離の加重平均を計算することによって推定するように構成されることを特徴とする請求項125に記載のシステム。
- 前記複数の基準電極での前記推定された有効電極分離は、前記空間の点と該基準電極の間の距離に基づいて重み付けされることを特徴とする請求項127に記載のシステム。
- 前記空間の点と前記基準電極の間の前記距離の各々が、前記極軸線に垂直な第1の方向成分及び該極軸線に平行な第2の方向成分を有し、
前記制御回路は、式:
に従って前記極軸線に沿った前記空間の点での前記有効電極分離を推定するように構成され、式中Ssは、該空間の点での前記有効電極分離であり、jは、前記基準電極のうちの1つに対するインデックスであり、Nは、該基準電極の総数であり、Wxは、該空間の点と該基準電極jの間の前記距離の前記第1の方向成分の関数としての重み付け値であり、Wyは、該空間の点と該基準電極jの間の該距離の第2の方向成分の関数としての重み付け値であり、Seは、該基準電極jでの前記推定された有効電極分離である、
ことを特徴とする請求項128に記載のシステム。 - λxは、λyよりも大きいことを特徴とする請求項130に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記極軸線に沿った空間の点での有効電極分離を、前記複数の基準電極での前記推定された有効電極分離と該複数の基準電極を取り囲む複数の仮想電極での最大電極分離との加重平均を計算することによって推定するように構成されることを特徴とする請求項125に記載のシステム。
- 前記複数の仮想電極は、前記極軸線に平行である2つの線上にそれぞれ位置する前記基準電極の各々に対する2つの仮想電極を含むことを特徴とする請求項132に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの理想多極構成は、複数の理想多極構成を含むことを特徴とする請求項113に記載のシステム。
- 前記制御信号は、方向制御信号であることを特徴とする請求項134に記載のシステム。
- 前記ユーザ制御式入力デバイスは、前記方向制御信号を発生させるための、図形矢印、ジョイスティック、タッチパッド、ボタンパッド、1群のキーボード矢印キー、マウス、ローラボール追跡デバイス、及び、水平及び垂直ロッカータイプアームスイッチのうちの1つ又はそれよりも多くを含むことを特徴とする請求項135に記載のシステム。
- テレメトリ回路を更に含み、
前記制御回路は、前記テレメトリ回路を通じて前記少なくとも1つの刺激パラメータセットを前記神経刺激デバイスに送信するように構成される、
ことを特徴とする請求項113に記載のシステム。 - 前記ユーザ入力デバイスと前記制御回路とを収容するハウジングを更に含むことを特徴とする請求項113に記載のシステム。
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