用于频率调整以优化可植入神经刺激器的充电的方法和系统.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201780008793.3 (22)申请日 2017.01.26 (30)优先权数据 62/289,073 2016.01.29 US (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2018.07.27 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2017/015124 2017.01.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2017/132374 EN 2017.08.03 (71)申请人 艾克索尼克斯调制技术股份有限公 司 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 R纳西福S汉

2、金斯 CJ包恩斯 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 姬利永钱慰民 (51)Int.Cl. A61N 1/05(2006.01) A61N 1/37(2006.01) (54)发明名称 用于频率调整以优化可植入神经刺激器的 充电的方法和系统 (57)摘要 本文公开了用于与用于将一个或多个电脉 冲递送到患者体内的目标区域的与可植入神经 刺激器耦合的设备、 系统和方法。 诸如充电器的 设备可以包括： 功率源， 用于存储电能； 谐振电 路， 可具有多个可选择的自然频率； 驱动器， 被耦 合到该功率源和该谐振电路； 以及处理器， 被耦 合到该谐振电路以控制该谐振电路

3、的自然频率。 该处理器可以根据与该可植入神经刺激器相关 联的存储数据来控制该谐振电路的自然频率。 权利要求书4页 说明书21页 附图15页 CN 108697886 A 2018.10.23 CN 108697886 A 1.一种用于与可植入神经刺激器耦合的充电器， 该可植入神经刺激器用于将一个或多 个电脉冲递送到患者体内的目标区域， 所述充电器包括： 功率源， 用于存储电能； 谐振电路， 其中所述谐振电路可配置为多个自然频率； 驱动器， 被耦合到所述功率源和所述谐振电路， 其中所述驱动器被配置为向所述谐振 电路供电； 以及 处理器， 被耦合到所述谐振电路以控制所述谐振电路的所述自然频率， 其

4、中所述处理 器被配置为根据与所述可植入神经刺激器相关联的存储数据来控制所述谐振电路的所述 自然频率。 2.根据权利要求1所述的充电器， 其中根据与所述可植入神经刺激器相关联的存储数 据来控制所述谐振电路的所述自然频率包括： 从所述可植入神经刺激器接收识别数据； 以及 检索表征数据， 其中所述表征识别所述可植入神经刺激器的谐振电路的自然频率。 3.根据权利要求1或2中任一项所述的充电器， 其中根据与所述可植入神经刺激器相关 联的存储数据来控制所述谐振电路的所述自然频率包括： 检测所述充电器的谐振电路的第一自然频率； 将所述充电器的谐振电路的所述第一自然频率与所述表征数据进行比较； 以及 将所述充

5、电器的谐振电路的自然频率从所述第一自然频率改变到第二自然频率。 4.根据权利要求3所述的充电器， 其中检测所述充电器的谐振电路的所述第一自然频 率包括以下中的至少一个： 确定所述驱动器的所述驱动频率； 或者检测所述谐振电路的振 铃。 5.根据权利要求3或4中任一项所述的充电器， 其中所述第二自然频率对应于所述表征 数据。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的充电器， 其中所述谐振电路包括： 电感器； 第一电容器， 被串联耦合到所述电感器； 以及 多个电容器， 可切换地耦合到所述电感器， 其中所述多个电容器各自被配置为当可切 换地耦合到所述电感器时与所述第一电容器并联。 7.根据权利要求6所述的

6、充电器， 其中所述多个电容器包括三个电容器。 8.根据权利要求6或7中任一项所述的充电器， 其中所述多个电容器中的每个电容器经 由晶体管可切换地耦合到所述电感器。 9.根据权利要求8所述的充电器， 其中所述晶体管是场效应晶体管。 10.根据权利要求6至9中任一项所述的充电器， 其中将所述充电器的谐振电路的自然 频率从所述第一自然频率改变为第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的所述谐振电路的第一开关配置； 识别导致所述第二自然频率的所述谐振电路的第二开关配置； 以及 生成控制信号以控制以下中的至少一个： 断开所述谐振电路中的至少一个开关， 以将 所述多个电容器中的至少一个电容器与所述电感

7、器断开； 或者闭合所述谐振电路中的至少 一个开关以将所述多个电容器中的至少一个电容器与所述电感器连接。 权利要求书 1/4 页 2 CN 108697886 A 2 11.根据权利要求3至5中任一项所述的充电器， 其中将所述充电器的谐振电路的自然 频率从所述第一自然频率改变为第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的在所述谐振电路中的电感器的第一电感； 识别导致所述第二自然频率的在所述谐振电路中的所述电感器的第二电感； 以及 生成控制信号以将所述电感器的电感从所述第一电感改变为所述第二电感。 12.根据权利要求11所述的充电器， 其中将所述电感器的电感从所述第一电感改变为 所述第二电感包括

8、将所述电感器的芯的饱和水平从第一饱和水平改变为第二饱和水平。 13.根据权利要求12所述的充电器， 其中将所述电感器的芯的饱和水平从所述第一饱 和水平改变为所述第二饱和水平包括将施加到所述电感器的芯的电压从第一电压改变为 第二电压。 14.根据权利要求3至5中任一项所述的充电器， 其中所述第一自然频率被重复地检测。 15.根据权利要求3至5中任一项所述的充电器， 其中所述第一自然频率被周期性地检 测。 16.根据权利要求3至5中任一项所述的充电器， 其中所述谐振电路的所述自然频率能 够在20Hz的范围内被调整。 17.根据权利要求3至5中任一项所述的充电器， 其中所述谐振电路的所述自然频率能

9、够在10Hz的范围内被调整。 18.根据权利要求3至5中任一项所述的充电器， 其中所述谐振电路的所述自然频率能 够在近似119Hz和130Hz之间被调整。 19.根据权利要求1至18中任一项所述的充电器， 其中所述驱动器包括E类驱动器。 20.根据权利要求1至18中任一项所述的充电器， 其中与所述可植入神经刺激器相关联 的所述存储数据识别所述可植入神经刺激器并且识别所述可植入神经刺激器的先前确定 的自然频率。 21.一种用于将一个或多个电脉冲递送至患者体内的目标区域的神经刺激系统， 所述 神经刺激系统包括： 可植入神经刺激器， 包括： 密封壳体， 所述密封壳体具有被配置成被植入在患者的体内的外

10、表面， 所述壳体包括 陶瓷发射区域； 以及 充电电路， 被配置为通过所述密封壳体的陶瓷区域接收功率； 以及 充电器， 用于与可植入神经刺激器耦合， 所述充电器包括： 谐振电路， 其中所述谐振电路可配置为多个自然频率； 以及 处理器， 被耦合到所述谐振电路， 以根据识别所述可植入神经刺激器的充电电路的先 前确定的自然频率的存储数据来控制所述谐振电路的所述自然频率。 22.根据权利要求21所述的神经刺激系统， 其中所述处理器被配置为根据识别所述可 植入神经刺激器的充电电路的自然频率的表征数据来控制所述谐振电路的所述自然频率。 23.根据权利要求22所述的神经刺激系统， 其中所述表征数据与所述可植入

11、神经刺激 器唯一地相关联， 并且其中所述表征数据被存储在所述充电器处的存储器中的数据库中。 24.根据权利要求22和23中任一项所述的神经刺激系统， 其中当所述充电器与所述可 植入神经刺激器耦合时， 在所述充电器处从所述可植入神经刺激器接收所述表征数据。 权利要求书 2/4 页 3 CN 108697886 A 3 25.根据权利要求22和23中任一项所述的神经刺激系统， 其中当所述数据库不包含所 述可植入神经刺激器的表征数据时， 所述表征数据由所述充电器生成。 26.根据权利要求25所述的神经刺激系统， 其中生成所述表征数据包括： 控制所述谐振电路的所述自然频率以迭代地循环通过所述谐振电路的

12、多个自然频率； 从所述可植入神经刺激器迭代地接收数据， 所述数据指示所述谐振电路的多个自然频 率与所述可植入神经刺激器的充电电路的自然频率之间的匹配水平； 以及 将所述多个自然频率中的一个自然频率识别为所述可植入神经刺激器的充电电路的 自然频率。 27.根据权利要求26所述的神经刺激系统， 其中所述多个自然频率中所识别的一个自 然频率是所述多个自然频率中的与所述可植入神经刺激器的充电电路的自然频率最匹配 的一个自然频率。 28.根据权利要求26和27中任一项所述的神经刺激系统， 其中所述多个自然频率中所 识别的一个自然频率是所述多个自然频率中的在统计性地显著的迭代次数上与所述可植 入神经刺激器

13、的充电电路的自然频率最匹配的一个自然频率。 29.根据权利要求26至28中任一项所述的神经刺激系统， 其中所述多个自然频率中所 识别的一个自然频率是默认的自然频率。 30.一种用于将充电器与可植入神经刺激器耦合的方法， 该可植入神经刺激器用于将 一个或多个电脉冲递送到患者体内的目标区域， 所述方法包括： 用耦合到功率源的驱动器向充电器的谐振电路供电， 其中所述谐振电路可配置成多个 自然频率； 确定所述谐振电路的第一自然频率； 检索存储的表征数据， 其中所述表征识别所述可植入神经刺激器的谐振电路的先前确 定的自然频率； 以及 利用由处理器根据所述表征数据生成的控制信号， 将所述谐振电路的自然频率

14、从所述 第一自然频率改变为第二自然频率。 31.根据权利要求30所述的方法， 其中确定所述充电器的谐振电路的自然频率包括以 下中的至少一个： 确定所述驱动器的所述驱动频率； 或者检测所述谐振电路的振铃。 32.根据权利要求30和31中任一项所述的方法， 其中所述谐振电路包括： 电感器； 第一电容器， 被串联耦合到所述电感器； 以及 多个电容器， 可切换地耦合到所述电感器， 其中所述多个电容器各自被配置为当可切 换地耦合到所述电感器时与所述第一电容器并联。 33.根据权利要求32所述的方法， 其中所述多个电容器包括三个电容器。 34.根据权利要求32和33中任一项所述的方法， 其中所述多个电容器

15、中的每个电容器 经由晶体管可切换地耦合到所述电感器。 35.根据权利要求34所述的方法， 其中将所述充电器的谐振电路的自然频率从所述第 一自然频率改变为第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的所述谐振电路的第一开关配置； 识别导致所述第二自然频率的所述谐振电路的第二开关配置； 以及 权利要求书 3/4 页 4 CN 108697886 A 4 生成控制信号以控制以下中的至少一个： 断开所述谐振电路中的至少一个开关， 以将 多个电容器中的至少一个电容器与所述电感器断开； 或者闭合所述谐振电路中的至少一个 开关以将多个电容器中的至少一个电容器与所述电感器连接。 36.根据权利要求31所述的方

16、法， 其中将所述充电器的谐振电路的自然频率从所述第 一自然频率改变为第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的在所述谐振电路中的电感器的第一电感； 识别导致所述第二自然频率的在所述谐振电路中的所述电感器的第二电感； 以及 生成控制信号以将所述电感器的电感从所述第一电感改变为所述第二电感。 37.根据权利要求30所述的方法， 其中从在所述充电器处的存储器中的数据库检索所 述表征数据。 38.根据权利要求30所述的方法， 其中所述表征数据由所述充电器生成。 39.根据权利要求38所述的方法， 其中生成所述表征数据包括： 控制所述谐振电路的自然频率以迭代地循环通过所述谐振电路的多个自然频率； 从

17、所述可植入神经刺激器迭代地接收数据， 所述数据指示所述谐振电路的多个自然频 率与所述可植入神经刺激器的所述充电电路的自然频率之间的匹配水平； 以及 将所述多个自然频率中的一个自然频率识别为所述可植入神经刺激器的所述充电电 路的自然频率。 权利要求书 4/4 页 5 CN 108697886 A 5 用于频率调整以优化可植入神经刺激器的充电的方法和系统 相关申请的交叉引用 0001 本发明要求2016年1月29日提交的名称为 “用于频率调整以优化可植入神经刺激 器的充电的方法和系统” 的美国临时申请第62/289,073号的优先权权益， 其整体据此通过 引用并入于此。 技术领域 0002 本发明

18、涉及神经刺激治疗系统和相关联的设备； 以及这种治疗系统的治疗、 植入 和配置方法。 背景技术 0003 近年来， 使用可植入神经刺激系统来进行治疗已经变得越来越普遍。 虽然这种系 统已经在治疗许多病情方面显示出了前景， 但是治疗有效性可能在患者之间明显变化。 许 多因素可能导致患者经历非常不同的疗效， 并且在植入之前可能难以确定治疗的可行性。 例如， 刺激系统通常利用电极阵列来治疗一个或多个目标神经结构。 电极通常一起安装在 多电极引线上， 并且所述引线在患者的组织中被植入在旨在引起电极与目标神经结构的电 耦合的位置处， 典型地经由中间组织来提供耦合的至少一部分。 也可以采用其他方式， 例 如

19、， 一个或多个电极附接至覆盖目标神经结构的皮肤上、 植入在目标神经周围的袖口中等 等。 无论如何， 内科医生将通常试图通过改变应用到电极上的电刺激来建立适当的治疗方 案。 0004 当前刺激电极放置/植入技术和众所周知的治疗设置技术具有显著的缺点。 不同 患者的神经组织结构可能大不相同， 准确地预测或识别执行特定功能和/或衰弱特定器官 的神经的位置和分支是一种挑战。 在不同的患者当中， 围绕目标神经结构的组织结构的电 特性也可能大不相同， 并且对刺激的神经反应可能随着有效影响一位患者的身体功能并且 向另一位患者施加显著疼痛或对所述另一位患者具有有限效果的电刺激脉冲模式、 频率、 和/或电压而明

20、显不同。 甚至在对神经刺激系统的植入提供有效治疗的患者体内， 在可以确 定适当的治疗程序之前， 经常需要频繁地调节和改变刺激方案， 经常涉及在实现效果之前 患者的重复就诊和显著不适。 虽然已经实施了许多复杂且成熟的引线结构和刺激设置方案 来试图克服这些挑战， 但是引线放置结果的可变性、 用于建立适当刺激信号的临床医生时 间、 以及施加给患者的不适(以及在某些情况下， 显著疼痛)仍然不太理想。 此外， 这种设备 的使用期和电池寿命相对短， 从而使得每隔几年对植入的系统进行常规替换， 这需要附加 手术、 患者不适、 以及医疗系统的显著费用。 0005 这种电流刺激系统的有效性在很大程度上依赖于在植

21、入的神经刺激器中维持电 荷的能力。 这需要植入的神经刺激器的有效充电。 然而， 由于对植入设备进行充电引起的复 杂性， 植入的神经刺激器和充电器的耦合并不总是有效果或有效率的。 这导致诸如植入的 神经刺激器和/或在植入的神经刺激器周围的组织的过度加热之类的问题。 0006 仍未完全实现这些神经刺激治疗的巨大效益。 因此， 期望的是提供改进的神经刺 说明书 1/21 页 6 CN 108697886 A 6 激方法、 系统和设备， 以及用于为所治疗的特定患者或病情植入和配置这种神经刺激系统 的方法。 将特别有帮助的是， 提供这种系统和方法， 以便提高内科医生在定位和配置系统时 的易用性， 以及改

22、善患者舒适性和减轻患者症状， 和/或提供改善充电特征或充电方法。 发明内容 0007 本公开的一个方面涉及一种用于与可植入神经刺激器耦合的充电器， 该可植入神 经刺激器用于将一个或多个电脉冲递送至患者体内的目标区域。 该充电器包括： 功率源， 用 于存储电能； 谐振电路， 可被配置为具有多个自然频率； 驱动器， 被耦合到所述功率源和所 述谐振电路， 其中所述驱动器可向所述谐振电路供电； 以及处理器， 被耦合到所述谐振电路 以控制所述谐振电路的自然频率。 在一些实施例中， 所述处理器可以根据与所述可植入神 经刺激器相关联的存储数据来控制所述谐振电路的自然频率。 0008 在一些实施例中， 根据与

23、所述可植入神经刺激器相关联的存储数据来控制所述谐 振电路的自然频率包括： 从所述可植入神经刺激器接收识别数据； 以及检索表征数据， 其中 所述表征识别所述可植入神经刺激器的谐振电路的自然频率。 在一些实施例中， 根据与所 述可植入神经刺激器相关联的存储数据来控制所述谐振电路的自然频率包括： 检测所述充 电器的谐振电路的第一自然频率； 将所述充电器的谐振电路的所述第一自然频率与所述表 征数据进行比较； 以及将所述充电器的谐振电路的自然频率从所述第一自然频率改变到第 二自然频率。 在一些实施例中， 检测所述充电器的谐振电路的所述第一自然频率包括以下 中的至少一个： 确定所述驱动器的所述驱动频率；

24、或者检测所述谐振电路的振铃。 在一些实 施例中， 所述第二自然频率对应于所述表征数据。 0009 在一些实施例中， 所述谐振电路包括： 电感器； 第一电容器， 被串联耦合到所述电 感器； 以及多个电容器， 可切换地耦合到所述电感器， 所述多个电容器各自被配置为当可切 换地耦合到所述电感器时与所述第一电容器并联。 在一些实施例中， 所述多个电容器包括 三个电容器。 在一些实施例中， 所述多个电容器中的每个电容器经由晶体管可切换地耦合 到所述电感器。 在一些实施例中， 所述晶体管是场效应晶体管。 0010 在一些实施例中， 将所述充电器的谐振电路的自然频率从所述第一自然频率改变 到第二自然频率包括

25、： 识别导致所述第一自然频率的所述谐振电路的第一开关配置； 识别 导致所述第二自然频率的所述谐振电路的第二开关配置； 以及生成控制信号以控制以下中 的至少一个： 断开所述谐振电路中的至少一个开关， 以将多个电容器中的至少一个电容器 与所述电感器断开； 或者闭合所述谐振电路中的至少一个开关以将多个电容器中的至少一 个电容器与所述电感器连接。 在一些实施例中， 将所述充电器的谐振电路的自然频率从所 述第一自然频率改变到第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的在所述谐振电路 中的电感器的第一电感； 识别导致所述第二自然频率的在所述谐振电路中的所述电感器的 第二电感； 以及生成控制信号以将所述电

26、感器的电感从所述第一电感改变为所述第二电 感。 0011 在一些实施例中， 将所述电感器的电感从所述第一电感改变为所述第二电感包括 将所述电感器的芯的饱和水平从第一饱和水平改变为第二饱和水平。 在一些实施例中， 将 所述电感器的芯的饱和水平从所述第一饱和水平改变为所述第二饱和水平包括将施加到 所述电感器的芯的电压从第一电压改变为第二电压。 说明书 2/21 页 7 CN 108697886 A 7 0012 在一些实施例中， 所述第一自然频率被重复地检测， 并且在一些实施例中， 所述第 一自然频率被周期性地检测。 在一些实施例中， 所述谐振电路的所述自然频率能够在20Hz 的范围内被调整。 在

27、一些实施例中， 所述谐振电路的所述自然频率能够在10Hz的范围内被 调整。 在一些实施例中， 所述谐振电路的所述自然频率能够在近似在119Hz和130Hz之间被 调整。 在一些实施例中， 所述驱动器包括E类驱动器。 在一些实施例中， 与所述可植入神经刺 激器相关联的所述存储数据识别所述可植入神经刺激器和/或与所述可植入神经刺激器相 关联的所述存储数据识别所述可植入神经刺激器的先前确定的自然频率。 0013 本公开的一个方面涉及一种用于将一个或多个电脉冲递送至患者体内的目标区 域的神经刺激系统。 该神经刺激系统包括： 可植入神经刺激器， 包括： 密封壳体， 所述密封壳 体具有可植入在患者的体内的

28、外表面， 所述壳体包括陶瓷发射区域； 以及充电电路， 可以通 过所述密封壳体的陶瓷区域接收功率。 该系统可包括充电器， 用于与可植入神经刺激器耦 合， 所述充电器包括： 谐振电路， 所述谐振电路可配置为多个自然频率； 以及处理器， 被耦合 到所述谐振电路， 以根据识别所述可植入神经刺激器的充电电路的先前确定的自然频率的 存储数据来控制所述谐振电路的所述自然频率。 0014 在一些实施例中， 所述处理器可以根据识别所述可植入神经刺激器的充电电路的 自然频率的表征数据来控制所述谐振电路的所述自然频率。 在一些实施例中， 所述表征数 据与所述可植入神经刺激器唯一地相关联， 并且所述表征数据被存储在所

29、述充电器处的存 储器中的数据库中。 在一些实施例中， 当所述充电器与所述可植入神经刺激器耦合时， 在所 述充电器处从所述可植入神经刺激器接收所述表征数据。 在一些实施例中， 当所述数据库 不包含所述可植入神经刺激器的表征数据时， 所述表征数据由所述充电器生成。 0015 在一些实施例中， 生成所述表征数据包括： 控制所述谐振电路的所述自然频率以 迭代地循环通过所述谐振电路的多个自然频率； 从所述可植入神经刺激器迭代地接收数 据， 所述数据指示所述谐振电路的多个自然频率与所述可植入神经刺激器的充电电路的自 然频率之间的匹配水平； 以及将多个自然频率中的一个自然频率识别为所述可植入神经刺 激器的充

30、电电路的自然频率。 0016 在一些实施例中， 所述多个自然频率中所识别的一个自然频率是所述多个自然频 率中的与所述可植入神经刺激器的充电电路的自然频率最匹配的一个自然频率。 在一些实 施例中， 所述多个自然频率中所识别的一个自然频率是所述多个自然频率中的在统计性地 显著的迭代次数上与所述可植入神经刺激器的充电电路的自然频率最匹配的一个自然频 率。 在一些实施例中， 所述多个自然频率中所识别的一个自然频率是默认的自然频率。 0017 本公开的一个方面涉及一种用于将充电器与用于将一个或多个电脉冲递送到患 者体内的目标区域的可植入神经刺激器耦合的方法。 该方法包括： 用耦合到功率源的驱动 器向充电

31、器的谐振电路供电， 其中所述谐振电路可配置成多个自然频率； 确定所述谐振电 路的第一自然频率； 检索存储的表征数据， 其中所述表征识别所述可植入神经刺激器的谐 振电路的先前确定的自然频率； 以及利用由处理器根据所述表征数据生成的控制信号， 将 所述谐振电路的自然频率从所述第一自然频率改变为第二自然频率。 0018 在一些实施例中， 确定所述充电器的谐振电路的自然频率包括以下中的至少一 个： 确定所述驱动器的所述驱动频率； 或者检测所述谐振电路的振铃。 在一些实施例中， 所 述谐振电路包括： 电感器； 第一电容器， 被串联耦合到所述电感器； 以及多个电容器， 可切换 说明书 3/21 页 8 C

32、N 108697886 A 8 地耦合到所述电感器， 所述多个电容器可以当可切换地耦合到所述电感器时与所述第一电 容器并联。 在一些实施例中， 所述多个电容器包括三个电容器。 在一些实施例中， 所述多个 电容器中的每个电容器经由晶体管可切换地耦合到所述电感器。 0019 在一些实施例中， 将所述充电器的谐振电路的自然频率从所述第一自然频率改变 到第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的所述谐振电路的第一开关配置； 识别 导致所述第二自然频率的所述谐振电路的第二开关配置； 以及生成控制信号以控制以下中 的至少一个： 断开所述谐振电路中的至少一个开关， 以将多个电容器中的至少一个电容器 与所

33、述电感器断开； 或者闭合所述谐振电路中的至少一个开关以将多个电容器中的至少一 个电容器与所述电感器连接。 在一些实施例中， 将所述充电器的谐振电路的自然频率从所 述第一自然频率改变到第二自然频率包括： 识别导致所述第一自然频率的在所述谐振电路 中的电感器的第一电感； 识别导致所述第二自然频率的在所述谐振电路中的所述电感器的 第二电感； 以及生成控制信号以将所述电感器的电感从所述第一电感改变为所述第二电 感。 0020 在一些实施例中， 从在所述充电器处的存储器中的数据库检索所述表征数据。 在 一些实施例中， 所述表征数据由所述充电器生成。 在一些实施例中， 生成所述表征数据包 括： 控制所述谐

34、振电路的所述自然频率以迭代地循环通过所述谐振电路的多个自然频率； 从所述可植入神经刺激器迭代地接收数据， 所述数据指示所述谐振电路的多个自然频率与 所述可植入神经刺激器的充电电路的自然频率之间的匹配水平； 以及将多个自然频率中的 一个自然频率识别为所述可植入神经刺激器的充电电路的自然频率。 0021 本公开的进一步适用领域将根据下文所提供的详细说明而变得明显。 应当理解的 是， 虽然这些详细说明和具体示例指示了不同实施例， 但它们仅旨在用于说明的目的而并 非旨在必定限制本公开的范围。 附图说明 0022 图1根据本发明的各方面示意性地图示了神经刺激系统， 所述神经刺激系统包括 用于对试验神经刺

35、激系统和永久性植入式神经刺激系统两者进行定位和/或程控的临床医 生程控器和患者遥控器。 0023 图2A至图2C示出了沿着脊柱、 下背部和骶骨区域的可以根据本发明的各方面进行 刺激的神经结构的图示。 0024 图3A根据本发明的各方面示出了完全植入式神经刺激系统的示例。 0025 图3B根据本发明的各方面示出了神经刺激系统的示例， 所述神经刺激系统具有用 于试验刺激的部分植入式刺激引线以及粘附至患者皮肤的外部脉冲生成器。 0026 图4根据本发明的各方面示出了神经刺激系统的示例， 所述神经刺激系统具有可 植入刺激引线、 可植入脉冲生成器和外部充电设备。 0027 图5A至图5C根据本发明的各方

36、面示出了用于神经刺激系统的可植入脉冲生成器 和相关联部件的详细视图。 0028 图6示出了IPG的架构的一个实施例的示意性图示。 0029 图7示出了充电设备的架构的一个实施例的示意性图示。 0030 图8示出了包括多个可切换地耦合的电容器的充电电路的一个实施例的示意性图 说明书 4/21 页 9 CN 108697886 A 9 示。 0031 图9示出了包括多个可变电感电感器的充电电路的一个实施例的示意性图示。 0032 图10是图示了用于动态调制充电电路的自然频率的过程的一个实施例的流程图。 0033 图11是图示用于表征IPG的过程的一个实施例的流程图。 0034 图12是图示了用于动

37、态地控制充电设备的充电电路的自然频率的过程的一个实 施例的流程图。 具体实施方式 0035 本发明涉及神经刺激治疗系统和相关联设备； 以及这种治疗系统的治疗、 植入/放 置和配置方法。 在一个特定实施例中， 本发明涉及被配置成用于治疗膀胱过度活动症 ( “Overactive Bladder， OAB” )并缓解与膀胱相关的功能障碍的症状的骶神经刺激治疗系 统。 然而， 将理解的是， 如本领域的技术人员将理解的， 本发明还可以用于任何种类的神经 调节用途(诸如大便功能障碍)、 治疗疼痛或其他适应症(诸如运动障碍或情感障碍)。 I.神经刺激适应症 0036 神经刺激(或如在下文中可以互换使用的神

38、经调节)治疗系统(比如， 本文中所描 述的神经刺激治疗系统中的任何神经刺激治疗系统)可用于治疗各种各样的疾病和相关联 的症状(比如， 急性疼痛障碍、 运动障碍、 情感障碍、 以及膀胱相关功能障碍和肠障碍)。 可通 过神经刺激来治疗的疼痛障碍的示例包括腰椎手术失败综合征、 反射性交感神经营养不良 或复杂性区域疼痛综合征、 灼痛、 蛛网膜炎、 和周围神经病变。 运动顺序包括肌肉麻痹、 震 颤、 肌张力障碍、 和帕金森病。 情感障碍包括抑郁、 强迫症、 丛集性头痛、 图雷特综合症、 以及 某些类型的慢性疼痛。 膀胱相关功能障碍包括但不限于OAB、 急迫性尿失禁、 尿急-尿频、 和 尿潴留。 OAB可

39、以单独地或组合地包括急迫性尿失禁和尿急-尿频。 急迫性尿失禁是与突然 强烈的排放欲望相关联的无意识流失或尿液(尿急)。 尿急-尿频是通常导致非常小量的排 泄(尿频)的频繁、 通常不可控的排尿欲望(尿急)。 尿潴留是无法排空膀胱。 神经刺激治疗可 以被配置成用于通过对目标神经组织实施与关联于特定病情或相关联症状的感觉和/或运 动控制相关的神经刺激来处理该病情。 0037 在一个方面， 本文中所描述的方法和系统特别适合于治疗泌尿和大便功能障碍。 医学界在历史上还未意识到这些病情， 并且对这些病情显著地缺医少药。 OAB是最常见的泌 尿功能障碍之一。 它是由麻烦的泌尿症状(包括尿急、 尿频、 夜尿症

40、、 和急迫性尿失禁)的存 在表征的复杂病情。 据估计， 约3.3千万美国人患有OAB。 成年人口中， 所有男性中约30和 所有女性中约40患有OAB症状。 0038 OAB症状可能对患者的社会心理功能和生活质量具有显著的负面影响。 患有OAB的 人员通常限制活动和/或开发应对策略。 此外， OAB给个人、 他们的家庭和医疗机构施加了显 著的财政负担。 患有OAB的患者的合并症病情患病率比普通人群中的患病率显著更高。 合并 症可以包括跌倒骨折、 尿路感染、 皮肤感染、 外阴阴道炎、 心血管疾病、 和中枢神经系统病 理。 在患有OAB的患者更频繁地发生慢性便秘、 大便失禁、 和重叠的慢性便秘。 0

41、039 OAB的常规治疗通常包括作为第一行动步骤的生活方式改变。 生活方式改变包括 将膀胱刺激物(比如， 咖啡因)从食物中消除、 管理液体摄取、 降低体重、 停止吸烟、 以及管理 肠规律性。 行为改变包括改变排泄习惯(比如， 膀胱训练和延迟的排泄)、 训练盆底肌以便改 说明书 5/21 页 10 CN 108697886 A 10 善尿道括约肌的力量和控制、 生物反馈、 和用于欲望抑制的技术。 药物被认为是对OAB的二 线治疗。 这些药物包括抗胆碱药物(口服、 皮肤药贴、 和凝胶)和口服 3肾上腺素能激动剂。 然而， 抗胆碱药物经常与麻烦的系统性副作用(比如， 口干、 便秘、 尿潴留、 视力模

42、糊、 嗜睡、 和困惑)相关联。 研究发现， 超过50的患者在90天内由于缺少效果、 不良事件或费用原因 而停止使用抗胆碱药物。 0040 当这些方式成功时， 美国泌尿协会建议的三线治疗选择包括肉毒杆菌毒素(BoNT- A)的逼尿肌内(膀胱平滑肌)注射、 经皮胫神经刺激(PTNS)、 和骶神经刺激(SNM)。 BoNT-A 在膀胱镜检查指导下经由一系列逼尿肌内注射来提供， 但是通常需要每隔4到12 个月进行重复的BoNT-A注射以便维持效果， 并且BoNT-A可能不期望地导致尿潴留。 许多随 机对照研究显示了BoNT-A对OAB患者的一些效果， 但是BoNT-A对OAB的长期安全性和有效性 在很

43、大程度上是未知的。 0041 当上述方式证明无效时通常考虑的替代治疗方法是与泌尿系统相关的神经的神 经刺激。 这种神经刺激方法包括PTNS和SNM。 PTNS治疗由每周30分钟疗程(在12周的时间内) 组成， 每一个疗程使用经由胫神经来从手持式刺激器递送至骶丛的电刺激。 对于反应良好 且继续治疗的患者， 需要持续疗程(通常每隔3到4周)来维持症状减轻。 如果患者未能坚持 治疗时间表， 那么效果有可能降低。 在很少随机控制研究中已经展示了PTNS的效果， 然而， 此时PTNS的长期安全和有效性是相对未知的。 II.骶神经调节 0042 SNM是已确定的治疗， 其针对急迫性尿失禁、 尿急-尿频和非

44、阻塞性尿潴留提供安 全、 有效、 可逆和持久的治疗选择。 SNM治疗涉及使用温和型电脉冲来刺激位于下背部中的 骶神经。 通过将电极引线插入骶骨的相应孔中来将电极放置在骶神经(通常在S3级)旁边。 电极被插入在皮下并且随后被附接至可植入脉冲生成器(IPG)， 本文中也将其称之为 “可植 入神经刺激器” 或 “神经刺激器” 。 SNM对OAB治疗的安全性和有效性(包括五年内对急迫性尿 失禁和尿急-尿频患者的耐久性)由多项研究支持并被良好记录。 SNM还被批准用于治疗已 经失败或者并非更保守治疗的人选的患者的慢性大便失禁。 A.对骶神经调节系统的植入 0043 当前， SNM资质处于试验阶段， 并且

45、如果成功， 则随后进行永久性植入。 试验阶段是 测试刺激期， 在所述测试刺激期内， 允许患者评估治疗是否有效。 通常， 存在用于执行测试 刺激的两种技术。 第一种技术是被称为经皮神经评估(PNE)的基于诊室的过程， 并且另一种 技术是阶段性试验。 0044 在PNE中， 通常首先使用孔针来识别最优刺激位置(通常在S3级)以及来评估骶神 经的完整性。 如在下表1中所描述的， 运动反应和感觉反应应用于验证正确的针放置。 然后， 将临时性刺激引线(单极电极)放置在局部麻醉的骶神经附近。 可以在不需要荧光镜检查的 情况下在诊室设置中进行此过程。 然后， 将临时性引线连接至在试验阶段用胶带连接到患 者皮

46、肤上的外部脉冲生成器(EPG)。 可以调节刺激水平， 以便向特定患者提供最优舒适水 平。 患者将监测他或她的排泄3到7天， 以便查看是否存在任何症状改善。 PNE的优点是： 它是 可以在内科医生诊室中使用局部麻醉来执行的无切口过程。 缺点是： 临时性引线未被牢固 地锚定在位并且具有通过物理活动来迁移离开神经的倾向并且由此导致治疗失败。 如果患 者在此试验测试中失败， 则内科医生仍可以推荐如以下所描述的阶段性试验。 如果PNE试验 说明书 6/21 页 11 CN 108697886 A 11 为阳性， 则移除临时性试验引线并且在全身麻醉下连同IPG植入永久性四极尖齿形引线。 0045 阶段性试

47、验涉及从一开始将永久性四极尖齿形刺激引线植入到患者体内。 其还需 要使用孔针来识别神经和最优刺激位置。 引线被植入在S3骶神经附近并且经由引线延伸段 被连接至EPG。 在手术室中、 在荧光镜检查指导以及在局部和全身麻醉下执行此过程。 调节 EPG以便向患者提供最优舒适水平， 并且患者监测他的或她的排泄高达两周。 如果患者获得 有意义的症状改善， 则他或她被考虑为在全身麻醉下进行IPG的永久性植入(通常在如图1 和图3A中所示出的上臀部区域中)的适当人选。 0046 表1： SNM在不同骶神经根处的运动反应和感觉反应 0047 关于测量对排泄功能障碍的SNM治疗的疗效， 通过唯一的主要排泄日记变

48、量来评 估排泄功能障碍适应症(例如， 急迫性尿失禁、 尿急-尿频、 和非阻塞性尿潴留)。 使用这些相 同变量来测量治疗疗效。 如果相比于基线， 在主要排泄日记变量中的任何主要排泄日记变 量中发生最少50的改善， 则认为SNM治疗成功。 对于急迫性尿失禁患者， 这些排泄日记变 量可以包括： 每天泄露事件的数量、 每天严重泄露事件的数量、 和每天使用的护垫的数量。 对于患有尿急-尿频的患者， 主要排泄日记变量可以包括： 每天排泄次数、 每次排泄排出的 量以及在每次排泄之前经历的急迫性程度。 对于患有潴留的患者， 主要排泄日记变量可以 包括： 每次导尿的导尿量和每天导尿次数。 0048 SNM的运动

49、机制是多因素的并且以若干不同的水平影响神经轴。 对于患有OAB的患 者， 据信， 阴部传入神经可以激活抑制反射， 所述抑制反射通过抑制异常排泄反射的传入肢 来促进膀胱存储。 这阻塞了到脑桥排尿中枢的输入， 由此在不妨碍正常排泄模式的情况下 限制了无意识的逼尿肌收缩。 对于患有尿潴留的患者， SNM被认为激活了源自盆腔器官到脊 髓中的阴部传入神经。 在脊髓级， 阴部传入神经可以通过抑制过度保护反射来启动排泄反 射， 由此减轻患有尿潴留的患者的症状， 从而可以促进正常排泄。 对于患有大便失禁的患 者， 假设的是， SNM刺激了抑制结肠推进活动的阴部传入体纤维并激活了肛门内括约肌， 这 说明书 7/21 页 12 CN 108697886 A 12 进而改善了大便失禁患者的症状。 本发明涉及一种系统， 所述系统被适配成用于以中断、 抑 制或阻止目标神经组织中的神经活动的方式将神经刺激器递送至目标神经组织， 以便提供 对OAB或膀胱相关功能障碍的治疗的治疗效果。 在一方面， 所述系统被适配成用于在不引起 由递送的神经刺激对与OAB或膀胱相关功能障碍相关联的肌肉的运动控制的情况下通过神 经刺激来提供治疗效果。 在另一方面， 所述系统被适配成用于通过递送低于引起感觉异常 和/或神经肌肉反应的阈值的子阈值神经刺激来提供这种治疗效果， 或者允许调节神经刺 激以便递