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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201380042928.X (22)申请日 2013.07.18 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104582790 A (43)申请公布日 2015.04.29 (30)优先权数据 61/683,806 2012.08.16 US (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.02.12 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2013/051011 2013.07.18 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/028162 EN 2014.0。
2、2.20 (73)专利权人 心脏起搏器股份公司 地址 美国明尼苏达州 (72)发明人 拉姆普拉萨德维贾雅戈帕 尼古拉斯J斯特斯曼 威廉姆J林德 罗恩A鲍尔泽斯基 基思R迈莱戴维J特恩斯 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 杨生平钟锦舜 (51)Int.Cl. A61N 1/36(2006.01) A61N 1/378(2006.01) (56)对比文件 US 2008/0125833 A1,2008.05.29, CN 101687093 A,2010.03.31, US 2011/0276103 A1,2011.11.10, 审查员 杨林靖 (54)发明名称 。
3、用于可植入医疗装置的治疗递送体系架构 (57)摘要 一种可植入医疗装置(IMD)， 其可以包括多 个电源电路和电刺激治疗输出电路， 所述电刺激 治疗输出电路被配置为响应于指定电刺激治疗 的控制信号而将所述第一或第二电源电路中的 任何一个或多个可控地连接至第一电刺激输出 节点或第二电刺激输出节点中的任何一个或多 个， 以递送电刺激。 在一个实施方案中， IMD可以 包括电刺激治疗返回电路， 所述电刺激治疗返回 电路被配置为建立用于经由所述第一电刺激输 出节点或所述第二电刺激输出节点中的一个或 多个递送的所述电刺激的返回路径。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 104582790 B 2。
4、016.12.07 CN 104582790 B 1.一种可植入医疗装置， 所述可植入医疗装置包括： 第一电源电路； 第二电源电路； 电刺激治疗控制电路； 电刺激治疗输出电路， 所述电刺激治疗输出电路耦接至所述电刺激治疗控制电路以及 所述第一电源电路和所述第二电源电路， 所述电刺激治疗输出电路被配置为响应于指定电 刺激治疗的控制信号而将所述第一电源电路可控地连接至一个或多个电刺激输出节点以 递送第一电刺激治疗， 或者将所述第二电源电路可控地连接至电刺激输出节点中的一个或 多个以递送第二电刺激治疗； 以及 电刺激治疗返回电路， 所述电刺激治疗返回电路耦接至所述电刺激治疗控制电路并且 被配置为响应。
5、于所述控制信号而在递送所述第一电刺激治疗时建立第一返回路径且在递 送所述第二电刺激治疗时建立第二返回路径， 所述第一返回路径在电刺激输出节点中的至 少一个和参考节点之间具有电容以被动地排出电荷来在所述第一电刺激治疗期间提供或 者维持电荷平衡状态， 所述第二返回路径在电刺激输出节点中的至少一个和参考节点之间 具有电容以被动地排出电荷来在所述第二电刺激治疗期间提供或者维持电荷平衡状态； 其中所述电刺激输出节点中的每一个被配置为耦接至一个或多个可植入电极。 2.根据权利要求1所述的可植入医疗装置， 其中所述返回电路包括耦接至相应的开关 的两个以上相应的电容器的阵列， 并且其中所述返回电路经由使用在所。
6、述两个以上相应电 容器的阵列中包括的一个或多个电容器建立的指定电容而在参考节点与所述电刺激输出 节点中的一个或多个之间电耦接。 3.根据权利要求1或2中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述指定的电刺激治疗包 括指定的神经刺激治疗或指定的心脏起搏治疗。 4.根据权利要求1或2中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述第一电源电路包括被 配置为提供指定电流的电流型电源电路， 并且其中所述第二电源电路包括被配置为提供指 定电压的电压型电源电路。 5.根据权利要求1或2中任一项所述的可植入医疗装置， 所述可植入医疗装置包括多个 电源电路和多个电刺激输出节点； 并且 其中， 响应于所述电刺激治疗控制电路。
7、， 所述电刺激治疗输出电路和所述电刺激治疗 返回电路被配置为， 使用分别可控连接至所述多个电源电路中包括的相应电源电路的所述 多个电刺激输出节点的指定组合， 产生用于在两个不同的相应指定组织部位处递送的两个 以上至少部分同时进行的相应电刺激治疗。 6.根据权利要求1或2中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述指定电刺激治疗的控 制信号限定电刺激形态、 电刺激输出节点配置的规范、 电源电路配置的规范、 或返回路径配 置的规范中的一种或多种。 7.根据权利要求6所述的可植入医疗装置， 其中所述电刺激治疗输出电路包括对应于 相应电源的相应电源选择开关和对应于相应电刺激输出节点的相应治疗递送开关； 并。
8、且 其中所述指定所述电刺激治疗的控制信号限定所述相应电源开关和所述相应治疗递 送开关的状态。 8.根据权利要求7所述的可植入医疗装置， 其中所述相应电源选择开关或相应治疗递 权利要求书 1/3 页 2 CN 104582790 B 2 送开关中的一个或多个包括传输门结构， 并且其中所述电刺激治疗输出电路和所述电刺激 治疗返回电路包括共用的集成电路组件。 9.根据权利要求1所述的可植入医疗装置， 其中所述电刺激治疗控制电路被配置为控 制用于经由电刺激输出节点的指定组合递送的电刺激的产生， 所述电刺激包括在使用所述 第一电源电路的第一持续时间期间的第一指定振幅和第一指定极性以及在使用所述第二 电源。
9、电路的第二持续时间期间的第二指定振幅和第二指定极性。 10.根据权利要求9所述的可植入医疗装置， 其中所述电刺激包括双相波形。 11.根据权利要求9或10中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述电刺激包括多相波 形， 所述多相波形包括对应于由相应电源电路产生的电刺激的相应的相。 12.根据权利要求1或2中任一项所述的可植入医疗装置， 所述可植入医疗装置还包括 可植入导联， 所述可植入导联包括电极； 并且 其中， 所述电刺激输出节点中的至少一个经由所述可植入导联电耦接至所述电极。 13.一种可植入医疗装置， 所述可植入医疗装置包括： 至少一个处理器； 和 至少一个存储器电路； 其中所述至少一个存。
10、储器电路包括指令， 当被所述至少一个处理器执行时， 所述指令 使得所述可植入医疗装置： 响应于指定电刺激治疗的控制信号并且使用耦接至电刺激治疗控制电路以及第一电 源电路和第二电源电路的电刺激治疗输出电路， 将第一电源电路可控地连接至一个或者多 个电刺激输出节点以递送第一电刺激治疗或将第二电源电路可控地连接至电刺激输出节 点中的一个或者多个以递送第二电刺激治疗； 并且 在递送所述第一电刺激治疗时建立第一返回路径且在递送所述第二电刺激治疗时建 立第二返回路径， 所述第一返回路径在电刺激输出节点中的至少一个和参考节点之间具有 电容以被动地排出电荷来在所述第一电刺激治疗期间提供或者维持电荷平衡状态， 。
11、所述第 二返回路径在电刺激输出节点中的至少一个和参考节点之间具有电容以被动地排出电荷 来在所述第二电刺激治疗期间提供或者维持电荷平衡状态； 其中所述电刺激输出节点中的每一个被配置为耦接至一个或多个可植入电极。 14.根据权利要求13所述的可植入医疗装置， 其中使得所述可植入医疗装置建立所述 第一返回路径或所述第二返回路径的所述指令包括经由使用在两个以上相应电容器的阵 列中包括的一个或多个电容器建立的指定电容而将参考节点耦接至所述电刺激输出节点 中的一个或多个的指令。 15.根据权利要求13或14中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述指定的电刺激治 疗包括指定的神经刺激治疗或指定的心脏起搏治疗。
12、。 16.根据权利要求13或14中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述指定电刺激治疗 的控制信号限定电刺激形态、 电刺激输出节点配置的规范、 电源电路配置的规范、 或返回路 径配置的规范中的一种或多种。 17.根据权利要求13或14中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述第一电源电路包 括被配置为提供指定电流的电流型电源电路， 并且其中所述第二电源电路包括被配置为提 供指定电压的电压型电源电路。 权利要求书 2/3 页 3 CN 104582790 B 3 18.根据权利要求13或14中任一项所述的可植入医疗装置， 其中所述存储器电路包括 这样的指令： 所述指令使得所述可植入医疗装置使用分别。
13、可控连接至多个电源电路中包括 的相应电源电路的多个电刺激输出节点的指定组合以产生用于在两个不同的相应指定组 织部位处递送的两个以上至少部分同时进行的相应电刺激治疗。 权利要求书 3/3 页 4 CN 104582790 B 4 用于可植入医疗装置的治疗递送体系架构 0001 优先权声明 0002 在此要求于2012年8月16日提交的Vijayagopal等人的标题为 “用于可植入医疗装 置的治疗递送体系架构” 的美国临时专利申请系列号61/683,806的优先权的权益， 其在此 通过引用整体结合于本文中。 技术领域 0003 本发明涉及一种用于可植入医疗装置的治疗递送体系架构。 技术背景 00。
14、04 有源可植入医疗装置(IMD)可以用于治疗多种症状或疾病。 例如， IMD可以用于产 生用于向一个或多个组织部位， 如包括一个或多个心血管或神经靶标递送的治疗性电刺 激。 这种电刺激治疗可以包括下列一种或多种： 心脏起搏治疗、 心脏复律或除颤治疗、 可以 包括自主调节治疗(AMT)的神经刺激治疗、 或一种或多种其他电刺激治疗。 0005 在通常可用的IMD中， 可以使用为与特定的电极组合、 治疗方式、 或组织部位一起 使用而专用的或硬连线的电源或其他电路产生电刺激。 此类治疗方式可以对应于使用仅为 用于神经刺激的受控电流型操作而配置的电源电路或仅为用于心脏起搏的受控电压型操 作而配置的电源。
15、电路。 如果将要刺激多个组织部位， 这种电源或其他电路通常包括用于对 应于相应部位的每个导联或电极配置的专用电源。 这种通常可用的IMD仅可以提供关于可 用的电极组合或治疗方式的有限的选择。 例如， 为电流型刺激配置的IMD通常不可以重新配 制以提供电压型刺激。 发明内容 0006 IMD可以产生将要被递送至所需组织部位的电刺激。 电刺激的递送可以借助可以 作为可植入导联组件的一部分而包括的电极。 导联组件可以机械和电耦接至IMD以与在IMD 中包括的电路连接。 0007 本发明的发明人尤其已经认识到， 大量的导联或电极配置可能会使IMD中包括的 附随的电路配置复杂化。 为了以多种电极配置或使。
16、用多种治疗模式支持电刺激， 本发明的 发明人已经提供了可以包括 “交叉开关矩阵(crossbar)” 或矩阵配置的电刺激输出电路拓 扑结构。 这种矩阵配置可以在多种装置类型中普遍使用(例如， 用于心脏治疗或神经刺激治 疗装置中的一种或多种)。 在不浪费集成电路面积或牺牲功率效率的情况下， 并且在不需要 针对每个特定的可植入装置类型的电源或输出开关电路配置的昂贵的更改下， 这种矩阵配 置还可以保持电刺激灵活性。 0008 在一个实施方案中， IMD可以包括多个电源电路， 如第一电源电路和第二电源电 路。 IMD可以包括电刺激治疗控制电路， 如可以耦接至电刺激治疗输出电路。 所述电刺激治 疗输出电。
17、路可以被配置为响应于指定电刺激治疗的控制信号而将所述第一或第二电源电 路中的任何一个或多个可控地连接至第一电刺激输出节点或第二电刺激输出节点中的任 说明书 1/9 页 5 CN 104582790 B 5 何一个或多个， 以递送电刺激。 0009 在一个实施方案中， IMD可以包括电刺激治疗返回电路， 所述电刺激治疗返回电路 耦接至所述电刺激治疗控制电路并且被配置为建立用于经由所述第一电刺激输出节点或 所述第二电刺激输出节点中的一个或多个递送的所述电刺激的返回路径。 所述第一和第二 电刺激输出节点可以被配置为耦接至用于将所述电刺激递送至指定组织部位如心脏组织 部位的一个或多个可植入电极或者为一。
18、个或多个其他靶标(例如， 神经靶标或压力感受器) 提供电刺激。 0010 在一个实施方案中， 电源电路可以被配置为提供指定的(例如， 恒定的)电流、 电 压、 或能量中的一个或多个。 例如， 可以将电源总线节点发送至电刺激输出节点的任何指定 组合， 并且可以为这种总线节点提供将要递送的可控电流、 电压、 或总能量中的任何一个或 多个。 0011 在说明性的实施方案中， IMD可以包括多个 “N” 电源电路、“M” 电刺激输出节点、 和 “O” 治疗返回路径。 电刺激输出电路可以被配置为将 “N” 电源电路中的任何一个或多个可控 地电连接 “M” 电刺激输出节点中的任何一个或多个。 治疗返回路径。
19、电路可以被配置为将任 何一个或多个治疗返回路径 “O” 连接至电刺激输出节点 “M” 中的任何一个或多个。 这种治疗 返回路径可以包括一个或多个耦合电容器， 如在电刺激递送期间或之后用于建立指定的 (例如， 可调节的)电容或用于提供在维持电荷平衡状态中使用的特定的指定电容器。 此类 耦合电容器可以位于电刺激电路中的其他地方。 0012 此概述意在提供对本专利申请的主题的概述。 其并非意在提供对本发明的排他或 穷举的说明。 包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。 附图说明 0013 通过以附图中的图为例的方式举例说明各实施方案。 所述实施方案是说明性的， 并非意在成为本主题的穷举的或排他。
20、的实施方案。 0014 图1概括地说明了包括有源可植入医疗装置的系统的实施方案。 0015 图2概括地说明了包括有源可植入医疗装置的至少一部分的实施方案。 0016 图3概括地说明了包括有源可植入医疗装置的至少一部分的实施方案。 0017 图4概括地说明了包括如可以在有源可植入医疗装置中包括的电刺激电路的至少 一部分的实施方案。 0018 图5概括地说明了如可以使用图1至图4中一个或多个的实例中所示的电路产生的 电刺激波形的实施方案。 0019 图6概括地说明了如可以包括将指定电源可控地连接至指定输出节点的方法的技 术的实施方案。 具体实施方式 0020 图1概括地说明了可以包括有源可植入医疗。
21、装置(IMD)100的实施方案130。 在图1 的实施方案中， IMD100可以包括多个电路， 如处理器电路102、 存储器电路104、 或如在图2 至5的实施方案中所示的一个或多个其他电路。 IMD100可以位于病人体内， 如皮下或肌肉 下。 IMD100可以包括一个或多个位于IMD的外壳上的电极(例如，“金属盒(CAN)” 电极或 “无 说明书 2/9 页 6 CN 104582790 B 6 关(INDIFFERENT)” 电极)， 或者IMD可以耦接至一个或多个可植入导联组件， 如一个或多个 可血管内递送的导联组件118A。 一个或多个导联组件118A可以被配置为提供对在心脏上、 内、。
22、 或附近的一个或多个部位120的电刺激。 例如， 此类导联组件可以包括如通过一个或多 个血管进入的、 一个或多个位于右心室(RV)区域、 右心房(RA)区域、 或左心室区域(LV)中的 电极。 IMD100可以耦接至一个或多个其他导联组件， 如第一或第二不位于心脏的导联组件 118B或118C中的一个或多个， 如用于提供一个或多个神经或其他靶标。 在一个实施方案中， 由IMD100产生的电刺激可以与由一个或多个其他可植入或外部装置产生的电刺激配合， 或者响应于由一个或多个其他可植入或外部装置提供的信息(例如， 响应于感测到的生理 信息， 如生理阻抗、 病人的呼吸、 病人的活动水平、 病人的姿势。
23、、 或指示固有或引发的电活动 如心脏或神经电活动感测到的事件)。 0021 导联组件118A至118C中的一个或多个可以包括耦接至包括此类导联组件的相应 导体的多个电极。 通常可用的电刺激装置仅可以提供非常有限数量的用于递送电刺激的可 能的电极配置。 例如， 被配置为提供心动过缓(bradycardia)治疗或充血性心力衰竭 (congestiveheartfailure， CHF)治疗， 如心脏再同步治疗(CRT)中的一个或多个的IMD仅 可以提供电极组合， 如导联-尖端-电极-至-金属盒(例如， 单极)配置或导联-尖端-至-导 联-环(双极)配置。 0022 在其它实施方案中， 如用于CR。
24、T治疗， LV导联可以包括多个电极， 并且通常可用的 IMD仅可以提供非常有限数量的LV导联电极配置的排列， 包括非常少的(如果存在的话) “连 接(tied)” 电极或交叉腔室配置。 相比之下， 图2至5的实施方案中所示的电路配置概括地说 明了基于矩阵的或 “交叉开关矩阵” 方法， 其在用于电刺激的任何电极组合的选择中可以提 供几乎无限的灵活性。 也可以使用这种基于矩阵的方法以使用独立电刺激电源电路或通过 将多个电刺激节点一起电耦接为共阴极或共阳极(例如，“连接” 电极配置)在多个部位提供 同时的或至少部分同时进行的电刺激。 0023 图2概括地说明了可以包括有源可植入医疗装置(IMD)10。
25、0的至少一部分的实施方 案。 IMD100可以包括如通过第一连接106A(例如， 总线)耦接至存储器电路104的处理器电 路102。 处理器电路可以包括或者可以耦接至电刺激治疗控制电路108。 治疗控制电路108可 以被配置为将电刺激治疗控制信号提供至第一电源电路110A、 第二电源电路110B、 或其他 电源电路中的一个或多个， 如通过第二连接106B。 治疗控制电路108可以被配置为将电刺激 治疗控制信号提供至电刺激治疗输出电路112(如通过第二连接106B)或电刺激治疗返回电 路116(如通过第三连接106C)中的一个或多个。 电刺激治疗输出电路112还可以耦接至一个 或多个电源电路， 。
26、如第一或第二电源电路110A或110B。 0024 响应于电刺激治疗控制信号， 电刺激治疗输出电路112中的一个或多个节点可以 耦接(例如， 可控地连接)至第一电刺激输出节点114A或第二电刺激输出节点114B中的一个 或多个。 类似地， 电刺激治疗返回电路116中的一个或多个节点可以耦接(例如， 可控地连 接)至第一或第二电刺激输出节点114A或114B中的一个或多个。 0025 在一个实施方案中， 第一可植入导联组件118A可以电耦接至第一电刺激输出节点 114A， 如用于使用第一电极122A将电刺激递送至组织部位120。 如使用耦接至第二可植入导 联组件118B的第二电极122B， 可以。
27、形成完整电路， 所述第二可植入导联组件118B可以耦接 至第二电刺激输出节点114B。 以这种方式， 完整电路可以包括， 使用第一或第二电源电路 说明书 3/9 页 7 CN 104582790 B 7 110A或110B中的一个或多个、 电刺激治疗输出电路112、 第一或第二电刺激输出节点114A或 114B中的一个或多个、 第一或第二可植入导联组件118A或118B中的一个或多个、 第一或第 二电极122A或122B中的一个或多个、 电刺激治疗返回电路116、 和参考节点(例如， 如可以表 示为 “金属盒(CAN)” 、“接地(GROUND)” 、 或 “REF” )经由组织部位建立或跨过。
28、组织部位施加的 电刺激路径。 0026 第一或第二电源电路110A或110B可以提供指定的(例如， 恒定的)电压、 指定的(例 如， 恒定的)电流、 或指定的总能量中的一个或多个。 例如， 第一或第二电源电路可以包括开 关电容器配置、 开关感应器配置、 受控电流配置、 或一种或多种其他拓扑结构， 如包括指定 的输出极性。 因此， 术语 “电刺激治疗输出电路” 和 “电刺激治疗返回电路” 并非必须限制向 特定方向的电流流动。 使用这种电源电路110A或110B， 可以产生具有指定恒定电流或电压 振幅、 或具有指定峰振幅或相应的指定 “下降(droop)” 连同指定极性的电刺激。 以这种方 式， 。
29、可以将第一电刺激输出节点114A或第二电刺激输出节点114B中的任何一个或多个指定 为阳极或阴极。 0027 第一、 第二、 或第三连接106A至106C可以包括各自的或组合的被配置为携带控制 信息的导电耦接， 或者第一、 第二、 或第三连接106A至106C中的一个或多个可以包括数字通 信总线。 在一个实施方案中， 电刺激治疗控制电路可以使用直接存储器访问(DMA)或者不需 要处理器电路102的介入进入存储器电路104， 如用于检索电源电路110A或110B、 电刺激治 疗输出电路112、 或电刺激治疗返回电路116配置的表格或矩阵， 如用于递送程序化序列电 刺激脉冲。 0028 处理器电路。
30、102、 存储器电路104、 电刺激治疗控制电路108、 第一或第二电源电路 110A或110B、 电刺激治疗输出电路112、 或电刺激治疗返回电路116中的一个或多个可以共 同整合于或者位于共用集成电路内、 或集成电路封装内， 如IMD100的生物相容性气密外壳 内。 0029 图3概括地说明了可以包括有源可植入医疗装置(IMD)100的至少一部分的实施方 案。 IMD100可以包括多个电源电路， 如第一电源电路110A或第二电源电路110B。 与在图2的 实施方案中一样， 第一或第二电源电路110A或110B可以可控地连接至参考节点REF。 电刺激 治疗输出电路116可以包括电源选择开关(。
31、例如， 一个或多个固态或机械开关)阵列140。 例 如， 电源选择开关126可以用于将第一电源电路110A耦接至第一电源总线124A。 电源选择开 关阵列140可以被配置为， 如响应于由电刺激治疗控制电路108提供的控制信号， 而允许将 多个电源中的任何一个或多个可控地连接至第一电源总线124A、 第二电源总线124B、 或 “第 N” 电源总线124N中的任何一个或多个。 0030 电刺激治疗输出电路112可以包括治疗递送开关150(如包括第一治疗递送开关 128)的阵列。 例如， 治疗递送开关150的阵列可以被配置为,如响应于由电刺激治疗控制电 路108提供的控制信号,而将电源总线124A。
32、、 124B、 至124N中的任何一个或多个可控地连接 至多个电刺激输出节点如第一电刺激输出节点114A、 第二电刺激输出节点114B、 或 “第M” 电 刺激输出节点114M中的任何一个或多个。 0031 治疗返回电路116可以提供从电刺激输出节点114A至114M中的任何一个或多个开 始的返回路径， 如用于提供返回至电源124A或124B中的一个或多个的完整电路。 一个或多 个返回开关， 如返回开关132， 可以用于如通过参考节点REF可控地连接。 以这种方式， 可以 说明书 4/9 页 8 CN 104582790 B 8 将电刺激输出节点114A至114M中的任何一个或多个指定为阴极或。
33、阳极。 0032 如在图4的实施方案中所示， 可以包括一个或多个电容器， 如与电刺激治疗递送通 路或 “向量” 串联。 可以包括这种串联(例如， 交流(AC) “耦接” )的电容器作为沿着一个或多 个电源总线(例如， 第一电源总线124)或其他地方的返回电路116、 一个或多个电源电路中 的一个或多个的一部分。 如在图4和5的实施方案中所示， 对于特定的刺激通路或向量， 可以 维持电荷平衡或不带电状态， 如使用用于通过串联电容器递送电刺激和用于提供 “再充电” 持续时间二者的指定电容器配置， 其中这种电容器可以跨过前面使用的指定治疗递送电极 连接以抵消在组织部位处归因于之前的刺激的任何残留的极。
34、化。 这种再充电可以通过开关 启动， 如耦接至参考节点REF的返回开关132。 0033 图4概括地说明了可以包括如可以在有源可植入医疗装置(IMD)中包括的电刺激 电路的至少一部分的实施方案400。 与以上关于图2和3讨论的实施方案相似， 电刺激电路 400可以包括两个以上电源电路， 如由电源1至电源4表示的四个电源电路的阵列。 这种电源 电路可以可控地连接至电源总线中的任何一个或多个， 如由PWR_SUPPLY_BUS表示的第一电 源总线124。 这种可控的耦接可以响应于通过如由CONTROL_LINK表示的连接或总线提供的 控制信号。 这种控制信号可以用于控制在电源开关阵列140中包括的。
35、一个或多个开关， 如第 一电源开关126(例如， 包括相应的场效应晶体管的传输门(transmissiongate)结构)的状 态。 0034 如使用作为返回电路的一部分而包括的返回开关阵列160A， 可以建立返回路径。 这种返回开关的阵列160A可以用于使用第一返回开关132将任何一个或多个电刺激输出节 点连接至一个或多个电容器总线， 如由CAP_BUS表示的电容器总线142。 这种电刺激输出节 点可以包括一个或多个端子， 其将要连接至一个或多个相应的位于组织的电极， 如右心室 环(RVR)电极、 右心室尖端(RVT)电极、 右心室线圈(RVC)电极、 右心房尖端(RAT)电极、 右心 房环。
36、(RAR)电极、 右心房线圈(RAC)电极、 左心室第一至第四电极(LV1至LV4)、 金属盒电极、 或一种或多种其他电极。 例如， 其他电极可以包括神经刺激电极。 神经刺激电极的实例包 括， 但不限于， 神经套囊(nervecuff)， 如颈迷走神经、 用于神经靶标的经血管刺激的血管 内输送的神经电极、 或被配置为附着在神经靶标中或与神经靶标邻近的电极。 例如但并非 限制， 神经靶标可以包括压力感受器或或化学感受器区域， 神经干如迷走神经神经、 舌咽神 经、 颈动脉窦神经、 舌下神经、 肾神经等， 心脏脂肪垫， 或脊神经或神经根。 0035 使用包括一个或多个晶体管开关如第一电容器开关138。
37、的电容器开关阵列160B， 可以将如包括第一电容器142A或第二电容器142B的电容器阵列134可控地连接至任何一个 或多个电容器总线， 如电容器总线142。 例如， 开关阵列160B可以包括开关的矩阵， 从而在电 容器阵列134中包括的任何一个或多个电容器可以在任何一个或多个电容器总线和参考节 点REF之间可控地耦接。 以这种方式， 电容器阵列可以提供仅与特定的输出节点配置相关的 耦合电容器装置， 如包括至少部分通过指定阵列中的所述电容器以针对所给定的电刺激通 路或向量并联结合而确定的指定电容值。 0036 如果针对特定的电极配置在相应的耦合电容器(例如， 第一电容器142A)上建立特 定的。
38、电荷， 开关阵列160B可以用于建立包括相同的相应电容器(或多个电容器)的再充电通 路， 以在电刺激之后提供电荷平衡， 如用于抑制该特定的电极配置的不需要的后电位或极 化伪像。 说明书 5/9 页 9 CN 104582790 B 9 0037 如在图4的实施方案中讨论的， 在电刺激的递送后， 归因于电极-组织界面处的电 荷累积， 组织部位可以出现这种后电位或极化伪像。 这种作用可能会负面增加电刺激捕获 阈值或者可能会被错误地检测为固有事件， 如在没有出现收缩时的心脏收缩。 在长时间范 围内， 如归因于电化学或生物影响的腐蚀作用， 这种后电位可能会加速电极的腐蚀或降解。 为了抑制或消除这种后电。
39、位或极化， 可以使用再充电开关136， 如用于将相应的电源总线 124耦接至参考节点(例如， REF)， 代替在电刺激递送后的一个或多个电源电路， 然而在其他 情况下使用相同的电刺激输出开关128和电容器开关阵列160B配置(例如， 可以打开电源开 关126， 但是其他开关可以保持不变)。 0038 这种 “被动的” 再充电可以使用所选择的耦合电容器以将过量的电荷从电极-组织 界面中经由选择的输出节点被动地排出。 在说明性的实例中， 可以使用第一电源在RVT输出 节点(例如， 如被指定为阴极)与RVR输出节点(例如， 如被指定为阳极)之间递送电刺激。 接 着， 在电刺激递送后， 可以在RVT与。
40、RVR输出节点之间重新建立在电刺激递送期间使用的耦 合电容器配置， 以允许任何积累的电荷流回至耦合电容器中。 备选地， 可以使用 “主动的” 再 充电， 如通过产生和施加具有相反极性并且因此相反电荷的电刺激， 以抵消这种极化伪像， 如使用反极性配置中的第一电源电路或者使用第二电源电路。 这种 “主动的” 再充电的振幅 并非必须与在初次电刺激期间使用的振幅相同。 可以相应地调节 “主动的” 再充电的持续时 间以在电刺激递送和相应的 “主动的” 再充电事件的组合后提供净中性电荷。 0039 图4的实施方案示出了在电刺激电路400的返回侧上布置的开关阵列160B和电容 器阵列134， 但是电容器阵列。
41、134或开关阵列160B并非必须位于电刺激电路的这个部分。 例 如， 电容器阵列134和开关阵列160B可以与一个或多个电源总线串联放置(例如， 以允许在 电容器阵列134中包括的指定电容器的选择， 从而在第一电源开关126和电刺激输出开关 128之间可控地串联放置)， 或者位于其他地方。 在电刺激电路中可以包括其他被动或主动 组件， 如一个或多个瞬时电压抑制器、 电阻器、 或电容器(例如， 用于提供电路保护或用于建 立所需的高的低通或高通滤波器配置)。 0040 为了闭合电刺激通路， 治疗递送开关150的阵列可以包括一个或多个电刺激输出 开关， 如第一电刺激输出开关128(例如， 传输门结构。
42、)。 第一电源开关126或第一电刺激输出 开关128中的一个或多个可以用于启动或终止电刺激的产生(例如， 用于闭合电刺激通路的 最后的开关可以用于通过闭合或打开电刺激电路来切换电刺激的递送或抑制)。 可以将用 于启动或终止电刺激的开关指定为提供所需的开或关特性(例如， 当传导时低电阻， 指定的 打开或关闭时间， 或指定的反向击穿或抑制(holdback)电压)。 0041 在以上和以下讨论的实施方案中， 可以将单个电刺激输出节点配置为阳极或阴 极， 然而， 其他配置是可能的， 如包括多个电耦接至以提供共阳极或共阴极的节点(例如， 用 于建立 “连接” 电极配置)。 0042 图5概括地说明了如。
43、可以使用图1至图4中一个或多个的实施方案中所示的电路产 生的电刺激波形的实施方案500。 可以将图5中所示的波形的多个部分的振幅指定为如与指 定的神经刺激波形有关的电流振幅， 或者指定为如与指定的心脏起搏或其他电刺激波形有 关的电压振幅。 图5的波形500意在是说明性的， 如显示出多相波形。 可以根据以上和以下讨 论的实施方案产生其他波形， 如多相脉冲(例如， 单脉冲)、 双相脉冲、 三相脉冲、 或具有指定 电压或电流振幅或持续时间的一种或多种其他类型的序列的脉冲。 说明书 6/9 页 10 CN 104582790 B 10 0043 在图5中， 在第一时间T1， 可以建立第一脉冲振幅A1。。
44、 向前参照图4， 这种振幅可以 对应于电源电路的输出振幅。 这种振幅可以是可程序化的或固定的， 或者使用分压器或分 流器或镜面电路中的一个或多个建立。 在指定的持续时间W1后， 脉冲可以在第二时间T2截 断。 在图5中， 显示脉冲为向参比振幅REF降回。 然而， 在其他实例中， 可以借助能够在指定的 第一脉冲持续时间W1内维持相对恒定输出振幅的电源产生脉冲。 指定的第一相间持续时间 D1可以将第一脉冲与第二脉冲分开。 D1可以是可程序化的， 尽管可以如通过切换电刺激输 出电路的等待时间或重新配置等待时间来建立最小间期。 0044 在第三时间T3， 在指定的第一相间持续时间D1后， 可以建立第二。
45、脉冲振幅A2。 这种 第二脉冲可以具有指定的极性， 如与第一脉冲的极性相反(例如， 可以将在第一脉冲期间建 立的 “阴极” 输出节点指定为用于第二脉冲的 “阳极” )。 第二脉冲并非必须是与第一脉冲相 同的 “方式” 。 例如， 第一脉冲可以是电压型脉冲， 并且第二脉冲可以是具有指定峰电流振幅 的电流型脉冲。 在指定的第二脉冲持续时间W2后， 可以在在T4终止第二脉冲。 0045 在T5， 如在第二相间持续时间D2后， 可以建立第三脉冲振幅A3。 第三脉冲可以用第 三电源产生， 或者可以使用如在以上实施方案中讨论的 “再充电” 配置建立。 例如， 在T6， 如 在指定的第三脉冲持续时间W3后，。
46、 可以立刻启动第四脉冲， 如包括第四脉冲振幅A4。 取决于 电刺激电路的开关配置， 如， 如果启动两个连续的 “再充电” 脉冲， 开关状态的一些组合可以 提供很短的或不提供等待时间。 在T7， 可以终止第四脉冲。 以这种方式， 可以建立多种不同 的波形形态。 0046 可以根据在传输过程中(on-the-fly)动态产生的开关状态的序列建立图5的波形 500， 以提供用于电刺激电路的控制信号， 如使用微处理器或面向应用的集成电路(ASIC)。 在一个实施方案中， 在一个实施方案中， 开关状态的序列可以储存在存储器电路中， 并且这 种 “向量” 的序列(例如， 刺激向量表)可以经由电刺激电路按顺。
47、序循环以提供所需的图案或 波形。 这种控制信号的序列可以是与内部振荡器或时钟电路非同步的或同步的。 在一个实 例中， 如在故障状态期间， 如通过使用不依赖微处理器或微处理器时钟电路建立的控制信 号， 可以维持基本的电刺激能力， 以根据这种向量表提供指定的开关状态的序列。 0047 例如但并非限制， 一些实施方案可以递送电刺激波形， 以提供间歇性神经刺激 (INS)， 其在当递送一个刺激脉冲或一组成群的刺激脉冲时刺激的间期为打开与当未递送 刺激脉冲时刺激的间期为关闭之间交替出现。 神经刺激可以使用受控的电流型电刺激。 因 此， 例如， 一些实施方案可以在神经刺激短阵内递送多个单相或双相脉冲。 可。
48、以以指定的脉 冲频率递送在神经刺激短阵内递送的脉冲。 这种脉冲还具有指定的振幅。 脉冲频率和脉冲 振幅二者均可以用于控制神经刺激治疗的剂量。 刺激打开间期的持续时间可以被称为刺激 持续时间或短阵持续时间。 短阵持续时间也可以影响神经刺激治疗的剂量。 刺激打开间期 的开始可以被称为临时参照点神经刺激(NS)事件。 相继的NS事件之间的时间间期可以被称 为INS间期， 其也可以被称为刺激期或短阵期。 短阵期或在一定时间段内发生的神经刺激事 件的数量也可以影响神经刺激的剂量。 0048 对于作为间歇性的神经刺激的应用来说， 当施加神经刺激时， 刺激持续时间(例 如， 打开间期)通常可以小于刺激期(例。
49、如， INS间期)。 INS的关闭间期的持续时间通常由打 开间期和INS间期的持续时间来确定。 打开间期相对于INS间期的持续时间(例如， 表示为比 值)有时被称为INS的工作循环。 医师或临床医师可以控制一个或多个神经刺激参数的调节 说明书 7/9 页 11 CN 104582790 B 11 以控制刺激强度。 例如， 可以对神经刺激的剂量进行滴定以提供神经刺激的治疗上或预防 上有效的剂量。 剂量通常包括在给定时帧处的神经刺激的量或强度， 并且还包括在一段时 间被递送的神经刺激的次数。 可以通过调节参数如振幅、 工作循环、 持续时间、 和或神经刺 激的频率、 或在一段时间内发生的神经刺激事件的数量来调节神经刺激的强度。 此外， 可以 调节刺激的极性以适应不同的电极配置。 例如， 可以植入多极神经刺激导联。 0049 本主题可以与不同类型的神经刺激导联一起使用， 并且可以用于在确定是否将会 使用特定的电极递送神经刺激以及电极是否将会起阳极或阴极的作用中提供灵活性。 例 如， 可以将神经刺激电极配置在三极电极配置中以递送单向神经刺激。 作为另一个实例， 通 过允许一个或多个阳极和一个或多个阴极， 可以调整使用至刺激神经靶标的电场以提供神 经靶标的有效刺激。 还可以调整电场以避免其他组织(例如， 肌肉或其他神经)的不希望的 刺激。 0050 图6概括地说明了。