ES2622359T3

ES2622359T3 - Sistema de neuromodulación a alta frecuencia para reducir los requisitos energéticos

Info

Publication number: ES2622359T3
Application number: ES13739316.1T
Authority: ES
Inventors: Bradley Hershey
Original assignee: Boston Scientific Neuromodulation Corp
Current assignee: Boston Scientific Neuromodulation Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2017-07-06
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: WO2014005024A1; US20140005752A1; AU2013282405B2; US9694184B2; AU2013282405A1; EP2866887A1; JP5863222B2; JP2015521531A; US20160303380A1; US9403015B2; EP2866887B1

Abstract

Un sistema de neuromodulación eléctrica (10), que comprende: un dispositivo de neuromodulación (14) capaz de suministrar energía eléctrica pulsada entre electrodos (26) a una frecuencia definida; y circuitos de control/procesamiento (64, 114) configurados para ordenar al dispositivo de neuromodulación (14) que suministre la energía eléctrica pulsada a una primera frecuencia a un primer conjunto de electrodos (26) que tienen una primera impedancia de electrodos combinados, seleccionar automáticamente un segundo conjunto de electrodos (26) que tienen una segunda impedancia de electrodos combinados menor que la primera impedancia de electrodos combinados, y ordenar al dispositivo de neuromodulación (14) que suministre la energía eléctrica pulsada a una segunda frecuencia al segundo conjunto de electrodos (26), en el que la segunda frecuencia es mayor que la primera frecuencia.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de neuromodulacion a alta frecuencia para reducir los requisitos energeticos Campo de la invencion

Las presentes invenciones se refieren a sistemas de modulacion tisular y, mas particularmente, a sistemas para ajustar la modulacion proporcionada al tejido para minimizar los requisitos energeticos de los sistemas.

Antecedentes de la invencion

Los sistemas de neuromodulacion implantables han demostrado ser terapeuticos en una amplia variedad de enfermedades y trastornos. Los marcapasos y desfibriladores cardiacos implantables (ICD) han demostrado ser altamente eficaces en el tratamiento de una serie de afecciones cardiacas (por ejemplo, arritmias). Los sistemas de estimulacion de la medula espinal (SCS) han sido aceptados desde hace mucho como una modalidad terapeutica para el tratamiento de smdromes de dolor cronico, y la aplicacion de modulacion medular ha comenzado a expandirse a aplicaciones adicionales tales como angina de pecho e incontinencia. La estimulacion cerebral profunda (DBS) tambien se ha aplicado de forma terapeutica durante bastante mas de una decada para el tratamiento de enfermedad de Parkinson refractaria, y la DBS tambien se hay aplicado recientemente en areas adicionales tales como temblor hereditario y epilepsia. Ademas, en recientes investigaciones, sistemas de estimulacion de los nervios perifericos (PNS) han demostrado eficacia en el tratamiento de smdromes de dolor cronico e incontinencia, y una serie de aplicaciones adicionales estan siendo investigadas actualmente. Ademas, sistemas de estimulacion electrica funcional (FES), tales como el sistema Freehand de NeuroControl (Cleveland, Ohio), se han aplicado para restaurar cierta funcionalidad a extremidades paralizadas en pacientes con lesion de la medula espinal.

Cada uno de estos sistemas de neuromodulacion implantables normalmente incluye uno o mas conductores de modulacion portadores de electrodos, que se implantan en el punto de estimulacion deseado, y un dispositivo de neuromodulacion implantado a distancia del punto de estimulacion, pero acoplado directamente al uno o varios conductores de modulacion o indirectamente al uno o varios conductores de modulacion mediante una extension de conductor. De este modo, pueden suministrarse impulsos electricos desde el dispositivo de neuromodulacion al uno o varios electrodos para activar un volumen de tejido de acuerdo con un conjunto de parametros de modulacion y proporcionar la terapia eficaz deseada al paciente. En particular, energfa electrica transportada entre al menos un electrodo catodico y al menos un electrodo anodico crea un campo electrico, que, cuando es suficientemente intenso, despolariza (o "estimula") las neuronas mas alla de un nivel umbral, induciendo de este modo el disparo de potenciales de accion (AP) que se propagan a lo largo de las fibras neurales. Un conjunto de parametros de modulacion tfpico puede incluir los electrodos que estan enviando (anodos) o devolviendo (catodos) la corriente de modulacion en cualquier momento dado, asf como la amplitud, duracion y cadencia de impulsos de estimulacion.

El sistema de neuromodulacion puede comprender, ademas, un programador de pacientes de mano para ordenar a distancia al dispositivo de neuromodulacion que genere impulsos de estimulacion electrica de acuerdo con parametros de modulacion seleccionados. El programador de mano en forma de un control remoto (RC) puede, a su vez, ser programado por un facultativo, por ejemplo, usando el programador de un facultativo (CP), que normalmente incluye un ordenador de uso general, tal como un ordenador portatil, con un paquete de software de programacion instalado en el.

Por supuesto, los dispositivos de neuromodulacion con dispositivos activos que requieren energfa para el funcionamiento y, de este modo, el sistema de neuromodulacion algunas veces incluye un cargador externo para recargar un dispositivo de neuromodulacion, de modo que un procedimiento quirurgico para sustituir a un dispositivo de neuromodulacion que haya agotado su potencia puede evitarse. Para transportar de forma inalambrica energfa entre el cargador externo y el dispositivo de neuromodulacion implantado, el cargador normalmente incluye una bobina de carga de corriente alterna (CA) que suministra energfa a una bobina de carga similar ubicada en o sobre el dispositivo de neuromodulacion. La energfa recibida por la bobina de carga ubicada sobre el dispositivo de neuromodulacion puede usarse a continuacion para alimentar directamente los componentes electronicos contenidos dentro del dispositivo de neuromodulacion, o puede almacenarse en una batena recargable dentro del dispositivo de neuromodulacion, que puede usarse a continuacion para alimentar los componentes electronicos a demanda.

El documento US 2011/009927 A1 desvela un sistema y procedimiento para ajustar terapia electrica basada en cambios de impedancia. El procedimiento incluye aplicar una senal electrica terapeutica a un paciente mediante una parte implantada de un sistema de estimulacion del paciente que incluye un dispositivo de suministro de senales en comunicacion electrica con una poblacion neural diana del paciente. La senal electrica es suministrada de acuerdo con un parametro de suministro de senales que tiene un primer valor. Usando la parte implantada del sistema de estimulacion del paciente, se detecta un cambio en una impedancia de un circuito electrico que incluye el dispositivo de suministro de senales. Basandose al menos en parte en el cambio de impedancia detectado, el procedimiento puede incluir, ademas, ajustar automaticamente el valor del parametro de suministro de senales a partir del primer valor hasta un segundo valor diferente del primero, sin intervencion humana.

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El documento US 2012/035493 A1 desvela un moldeo para entender y aprovechar valores de impedancia o admitancia medidos mediante dispositivos medicos implantables, tales como marcapasos o dispositivos de resincronizacion cardiaca. El dispositivo mide la impedancia a lo largo de vectores que se extienden a traves de tejidos del paciente entre diversos pares de electrodos. El dispositivo convierte, a continuacion, las mediciones de impedancia basadas en vector en valores de impedancia basados en un electrodo individual de campo cercano. Esto se consigue convirtiendo las mediciones de impedancia basadas en vector en un conjunto de ecuaciones lineales a resolver mientras se ignoran contribuciones de campo lejano a las mediciones de impedancia. El dispositivo resuelve las ecuaciones lineales para determinar los valores de impedancia de campo cercano para los electrodos individuales, que son representativos de la impedancia de tejidos en las inmediaciones de los electrodos. El dispositivo realiza o controla a continuacion diversas funciones del dispositivo basandose en los valores de campo cercano, tales como analizando valores de campo cercano seleccionados para detectar insuficiencia cardiaca o edema pulmonar.

Normalmente, el efecto terapeutico para cualquier aplicacion de neuromodulacion dada puede optimizarse ajustando los parametros de modulacion. A menudo, estos efectos terapeuticos estan correlacionados con el diametro de las fibras nerviosas que inervan el volumen de tejido a modular. Por ejemplo, en SCS, se cree que la activacion (es decir, reclutamiento) de fibras sensoriales de gran diametro reduce/bloquea la transmision de fibras del dolor de diametro mas pequeno mediante interaccion interneuronal en el asta posterior de la medula espinal. La activacion de fibras sensoriales grandes tambien crea normalmente una sensacion conocida como parestesia que puede caracterizarse como una sensacion alternativa que sustituye a las senales de dolor detectadas por el paciente.

Aunque habitualmente se toleran sensaciones alternativas o artefactuales en relacion con la sensacion de dolor, los pacientes algunas veces notifican que estas sensaciones son incomodas y, por lo tanto, pueden considerarse un efecto secundario adverso de la terapia de neuromodulacion en algunos casos. Se ha demostrado que la energfa electrica pulsada a alta frecuencia puede ser eficaz para proporcionar terapia de neuromodulacion para dolor cronico sin causar parestesia. En contraste con las terapias de neuromodulacion convencionales, que emplean frecuencias bajas a medias (por ejemplo, 2-250 Hz) para proporcionar una correspondencia uno a uno entre la generacion de un AP y cada impulso electrico, puede emplearse modulacion a alta frecuencia (por ejemplo, 1 kHz-50 kHz) para bloquear AP de origen natural dentro de fibras neurales o alterar de otro modo los AP dentro de las fibras neurales. Aunque las terapias de modulacion a alta frecuencia han mostrado buena eficacia en estudios tempranos, una notable desventaja es el relativamente alto requisito energetico para conseguir modulacion a alta frecuencia en contraste con modulacion de baja a media frecuencia. En particular, la cantidad de energfa requerida para generar una forma de onda electrica es proporcional a la frecuencia de la forma de onda electrica. De este modo, los dispositivos de neuromodulacion que generan energfa de modulacion de frecuencia relativamente baja normalmente necesitan ser recargados solamente una vez cada 1-2 semanas, mientras que los dispositivos de neuromodulacion que generan energfa de modulacion de frecuencia relativamente alta pueden requerir una recarga diaria o mas frecuente.

Sigue existiendo, por lo tanto, una necesidad de reducir los requisitos energeticos para terapia de neuromodulacion a alta frecuencia.

Sumario de la invencion

De acuerdo con un primer aspecto de las presentes invenciones, se proporciona un sistema de neuromodulacion electrica. El sistema de neuromodulacion comprende un dispositivo de neuromodulacion capaz de suministrar energfa electrica entre electrodos a una frecuencia definida. El sistema de neuromodulacion comprende, ademas, circuitos de control/procesamiento configurados para ordenar al dispositivo de neuromodulacion que suministre la energfa electrica a una primera frecuencia a un primer conjunto de electrodos que tiene una primera impedancia de electrodos combinados, y seleccionar automaticamente un segundo conjunto de electrodos que tienen una segunda impedancia de electrodos combinados. De forma significativa, la impedancia de electrodos combinados del segundo conjunto de electrodos es menor que la impedancia de electrodos combinados del primer conjunto de electrodos para proporcionar un medio mas eficiente de suministro de la energfa de modulacion electrica a la frecuencia mas alta.

En una realizacion, los circuitos de control/procesamiento estan configurados para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos anadiendo al menos un electrodo al primer conjunto de electrodos sin sustraer ningun electrodo del primer conjunto de electrodos. En otra realizacion, el control/procesamiento esta configurado para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos sustituyendo un electrodo del primer conjunto de electrodos con otro electrodo que tiene una impedancia de electrodo individual que es menor que una impedancia de electrodo individual del electrodo sustituido. El sistema de neuromodulacion puede comprender, opcionalmente, una interfaz del usuario configurada para permitir a un usuario introducir un valor correspondiente a la segunda frecuencia, en cuyo caso, los circuitos de control/procesamiento pueden estar configurados para seleccionar automaticamente el conjunto de electrodos en respuesta a la entrada del valor por parte del usuario.

Los circuitos de control/procesamiento estan configurados, ademas, para ordenar al dispositivo de neuromodulacion que suministre la energfa electrica a una segunda frecuencia al segundo conjunto de electrodos. La segunda frecuencia es igual a o mayor que la primera frecuencia. Por ejemplo, la primera frecuencia puede ser menor que 1

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kHz (por ejemplo, en el intervalo de 2 Hz-250 Hz), y la segunda frecuencia puede ser mayor que o igual a 1 kHz (por ejemplo, en el intervalo de 1 kHz-50 kHz).

Los circuitos de control/procesamiento pueden estar contenidos en el dispositivo de neuromodulacion o un dispositivo de control externo. En una realizacion opcional, el sistema comprende, ademas, una batena configurada para almacenar potencia usada para generar la energfa electrica. El sistema de neuromodulacion puede incluir caractensticas adicionales que incrementen la eficacia de la neuromodulacion a alta frecuencia. Por ejemplo, el sistema de neuromodulacion puede comprender, ademas, un manguito de conductores mas eficiente o una paleta de conductores quirurgica que porta los electrodos. O el sistema de neuromodulacion puede comprender, ademas, un revestimiento dispuesto sobre los electrodos que incrementa las capacitancias de los electrodos.

En una realizacion, los circuitos de control/procesamiento estan configurados para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos anadiendo al menos un electrodo al primer conjunto de electrodos sin sustraer ningun electrodo del primer conjunto de electrodos. En otra realizacion, el control/procesamiento esta configurado para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos sustituyendo un electrodo del primer conjunto de electrodos con otro electrodo que tiene una impedancia de electrodo individual que es menor que una impedancia de electrodo individual del electrodo sustituido.

Otros y adicionales aspectos y caractensticas de la invencion seran evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripcion detallada de las realizaciones preferidas, que pretenden ilustrar, no limitar, la invencion.

Breve descripcion de los dibujos

Los dibujos ilustran el diseno y la utilidad de realizaciones preferidas de la presente invencion, en las que elementos similares se indican mediante numeros de referencia comunes. Con el fin de apreciar mejor como se obtienen las mencionadas anteriormente y otras ventajas y objetivos de las presentes invenciones, se proporcionara una descripcion mas particular de las presentes invenciones descritas de forma breve anteriormente mediante referencia a realizaciones espedficas de las mismas, que se ilustran en los dibujos adjuntos. Entendiendo que estos dibujos representan solamente realizaciones tfpicas de la invencion y no deben considerarse, por lo tanto, que limitan su alcance, la invencion se describira y se explicara con especificidad y detalle adicionales a traves del uso de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en planta de una realizacion de un sistema de modulacion de la columna vertebral (SCM) dispuesto de acuerdo con las presentes invenciones;

La figura 2 es una vista de perfil de un generador de impulsos implantable (IPG) y conductores percutaneos usados en el sistema de SCS de la figura 1;

La figura 3 es una vista de perfil de un generador de impulsos implantable (IPG) y una paleta de conductores quirurgica usados en el sistema de SCS de la figura 1;

La figura 4 es una vista de perfil de un generador de impulsos implantable (IPG) y un manguito de conductores usados en el sistema de SCS de la figura 1;

La figura 5 es una vista en planta del sistema de SCM de la figura 1 en uso con un paciente;

La figura 6a es una vista en planta de un conjunto de electrodos al que puede transportarse modulacion electrica a una frecuencia relativamente baja;

La figura 6b es una vista en planta de un conjunto de electrodos al que puede transportarse modulacion electrica a una frecuencia relativamente alta;

La figura 6c es una vista en planta de otro conjunto de electrodos al que puede transportarse modulacion electrica a una frecuencia relativamente alta;

La figura 7 es un diagrama de bloques de los componentes internos del IPG de las figuras 2-4;

La figura 8 es una vista en planta de un control remoto de mano (RC) que puede usarse en el sistema de SCM de la figura 1;

La figura 9 es un diagrama de bloques de los componentes internos del RC de la figura 5; y

La figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra una tecnica usada por el sistema de sCm para minimizar el

consumo de energfa en el IPG de la figura 2.

Descripcion detallada de las realizaciones

La descripcion a continuacion se refiere a un sistema de modulacion de la columna vertebral (SCM). Sin embargo, debe entenderse que, aunque la invencion se presta bien a aplicaciones en SCM, la invencion, en sus aspectos mas amplios, puede no estar limitada de este modo. En su lugar, la invencion puede usarse con cualquier tipo de circuitos electricos implantables usados para estimular tejido. Por ejemplo, la presente invencion puede usarse como parte de un marcapasos, un desfibrilador, un dispositivo modulador coclear, un dispositivo modulador retiniano, un dispositivo modulador configurado para producir movimiento coordinado de los miembros, un dispositivo modulador cortical, un dispositivo modulador cerebral profundo, dispositivo modulador de los nervios perifericos, dispositivo micromodulador, o en cualquier otro dispositivo modulador tisular configurado para tratar incontinencia urinaria, apnea del sueno, subluxacion de hombro, cefalea, etc.

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Pasando en primer lugar a la figura 1, un sistema SCM 10 ejemplar generalmente incluye uno o mas (en este caso, dos) conductores de estimulacion implantables 12(1) y 12(2), un generador de impulsos implantable (IPG) 14, un controlador remoto externo RC 16, el programador de un facultativo (CP) 18, un modulador de prueba externo (ETM) 20, y un cargador externo 22.

El IPG 14 esta conectado ffsicamente mediante una o mas extensiones de conductor percutaneas 24 a los conductores de modulacion 12, que portan una pluralidad de electrodos 26 dispuestos en una matriz. En la realizacion ilustrada, los conductores de modulacion 12 son conductores percutaneos, y con este fin, los electrodos 26 estan dispuestos en lmea a lo largo de los conductores de modulacion 12. En realizaciones alternativas, los electrodos 26 pueden estar dispuestos en un patron bidimensional en una sola paleta de conductores o dispuestos en un patron circular en un manguito de conductores. Tal como se describira con mas detalle a continuacion, el IPG 14 incluye circuitos de generacion de impulsos que suministran la energfa de modulacion electrica en forma de un tren de impulsos electricos a la matriz de electrodos 26 de acuerdo con un conjunto de parametros de modulacion.

El ETM 20 tambien puede estar conectado ffsicamente mediante las extensiones de conductor percutaneas 28 y el cable externo 30 a los conductores de estimulacion 12. El ETM 20, que tiene circuitos de generacion de impulsos similares al IPG 14, tambien suministra energfa de modulacion electrica en forma de un tren de impulsos electricos a la matriz de electrodos 26. La diferencia fundamental entre el ETM 20 y el IPG 14 es que el ETM 20 es un dispositivo no implantable que se usa en pruebas despues de que los conductores de estimulacion 12 han sido implantados y antes de la implantacion del IPG 14, para ensayar la capacidad de respuesta de la modulacion que se va a proporcionar. De este modo, cualesquiera funciones descritas en el presente documento con respecto al IPG 14 pueden realizarse del mismo modo con respecto al ETM 20. En la patente de Estados Unidos N.° 6.895.280 se describen detalles adicionales de un ETM ejemplar.

El RC 16 puede usarse para controlar telemetricamente el ETM 20 mediante un enlace de comunicaciones de RF bidireccional 32. Una vez que el IPG 14 y los conductores de modulacion 12 estan implantados, el RC 16 puede usarse para controlar telemetricamente el IPG 14 mediante un enlace de comunicaciones de RF bidireccional 34. Dicho control permite que el IPG 14 se encienda o se apague y que sea programado con diferentes conjuntos de parametros de modulacion. El IPG 14 tambien puede ser accionado para modificar los parametros de modulacion programados para controlar activamente las caractensticas de la energfa de estimulacion electrica emitida por el IPG 14. El CP 18 proporciona al facultativo parametros de modulacion detallados para programar el IPG 14 y el ETM 20 en la sala de operaciones y en sesiones de seguimiento. El CP 18 puede realizar esta funcion comunicando indirectamente con el IPG 14 o el ETM 20, a traves del RC 16, mediante un enlace de comunicaciones de IR 36. Como alternativa, el CP 18 puede comunicarse directamente con el IPG 14 o el ETM 20 mediante un enlace de comunicaciones de RF (no mostrado).

El cargador externo 22 es un dispositivo portatil usado para cargar por via transcutanea el IPG 14 mediante un enlace inductivo 38. Para fines de brevedad, los detalles del cargador externo 22 no se describiran en el presente documento. En la patente de Estados Unidos N.° 6.895.280 se desvelan detalles de realizaciones ejemplares de cargadores externos. Una vez que el IPG 14 ha sido programado, y su fuente de alimentacion ha sido cargada por el cargador externo 22 o rellenada de otro modo, el IPG 14 puede funcionar como programado sin que el RC 16 o CP 18 esten presentes.

Con referencia a la figura 2, el IPG 14 comprende una cubierta externa 40 para alojar los componentes electronicos y otros (descritos con mas detalle a continuacion), y un conector 42 al que se emparejan los extremos proximales de los conductores de neuromodulacion 12 de una manera que acopla electricamente los electrodos 26 a los componentes electronicos (descritos con mas detalle a continuacion) dentro de la cubierta externa 40. La cubierta externa 40 esta compuesta por un material biocompatible electricamente conductor, tal como titanio, y forma un compartimento hermeticamente sellado en el que los componentes electronicos internos estan protegidos del tejido y los fluidos corporales. En algunos casos, la cubierta externa 40 puede servir como electrodo.

En la realizacion ilustrada en la figura 2, los conductores de neuroestimulacion 12 asumen la forma de conductores percutaneos sobre los cuales los electrodos 26 (en este caso, electrodos E1-E16) estan dispuestos como electrodos de anillo. En la realizacion ilustrada, dos conductores percutaneos 12(1) y 12(2) sobre los cuales los electrodos E1- E8 y E9-E16 estan dispuestos respectivamente, pueden usarse con el sistema de SCM 10. El numero y la forma reales de conductores y electrodos variaran, por supuesto, de acuerdo con la aplicacion pretendida. En las patentes de Estados Unidos N.° 8.019.439 y 7.650.184 se desvelan detalles adicionales que describen la construccion y el procedimiento de fabricacion de conductores de estimulacion percutaneos.

En una realizacion alternativa ilustrada en la figura 3, el conductor de neuroestimulacion 12 asume la forma de una paleta de conductores quirurgica 12 sobre la cual los electrodos 26 (en este caso, electrodos E1-E8) son transportados. Los electrodos 26 estan dispuestos en una matriz bidimensional en dos columnas a lo largo del eje del conductor de neuroestimulacion 12. En la realizacion ilustrada, los electrodos 26 estan dispuestos en dos columnas de electrodos 26 (electrodos E1-E4 en la primera columna, y electrodos E5-E8 en la segunda columna). El numero real de conductores y electrodos variara, por supuesto, de acuerdo con la aplicacion pretendida. El diseno de paleta quirurgica facilita la colocacion de los electrodos de modulacion en regiones por via intramedular, por via intracraneal o por via subcutanea donde la separacion entre los electrodos y los nervios de interes se minimiza (por

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ejemplo, grosor del Ifquido cefalorraqmdeo mmimo, epidural, y cerca de las rafces nerviosas (es dedr, "en el canal"). Preferentemente, los electrodos tienen un gran area superficial para reducir la impedancia y, de este modo, inevitablemente el consumo de energfa. En la publicacion de patente de Estados Unidos N.° 2007/0150036 y en la patente de Estados Unidos N.° 7.987.000 se desvelan detalles adicionales respecto a la construccion y al procedimiento de fabricacion de paletas de conductores quirurgicas.

En otra realizacion alternativa ilustrada en la figura 4, el conductor de neuroestimulacion 12 asume la forma de un manguito de conductores 12 sobre el que los electrodos 26 (en este caso, electrodos E1-E4) son portados. Los electrodos 26 estan dispuestos en una matriz lineal alrededor del arco del manguito. El numero real de conductores y electrodos variara, por supuesto, de acuerdo con la aplicacion pretendida. El diseno de manguito minimiza la separacion entre los electrodos de modulacion y el tejido diana. Este diseno de manguito puede usarse para modular cualquier haz nervioso o tramo de fibras sobre o alrededor del cual puede implantarse el manguito. En la patente de Estados Unidos N.° 7.974.706 se desvelan detalles adicionales respecto a la construccion y al procedimiento de fabricacion de manguitos de conductores.

Los electrodos 26 de los conductores percutaneos, la paleta de conductores quirurgica o el manguito de conductores pueden estar compuestos o modificados de una manera que reduzca su impedancia durante neuromodulacion a alta frecuencia. Las impedancias incrementadas reducen la eficiencia del suministro de energfa electrica al tejido diana. Por ejemplo, las composiciones de electrodos y/o conductores no metalicas (por ejemplo, de polfmero conductor) pueden mejorar las eficiencias en aplicaciones de modulacion a alta frecuencia eliminando algunas de las restricciones debidas a propiedades materiales de metales, tales como rigidez, que no pueden proporcionar adaptacion adecuada al tejido neural, incrementando posiblemente de este modo los umbrales neuromoduladores. Opcionalmente, pueden aplicarse tratamientos y revestimientos a los electrodos 26 para reducir la impedancia debido en parte a la neuromodulacion a alta frecuencia. Los revestimientos pueden incluir eluyentes de esteroides para minimizar el crecimiento fibrotico, lo que puede conducir a impedancias incrementadas. Pueden usarse oxido de iridio, nitruro de titanio u otros revestimientos similares que incrementan el area superficial total como revestimientos, que cambian el dielectrico entre tejido y los electrodos 26, incrementando de este modo la capacitancia de los electrodos 26, de este modo, minimizando la energfa de modulacion y el consumo de energfa.

Tal como se describira con mas detalle a continuacion, el IPG 14 incluye circuitos de generacion de impulsos que proporcionan energfa de modulacion electrica a los electrodos 26 de acuerdo con un conjunto de parametros de modulacion. Dichos parametros pueden comprender combinaciones de electrodos, que definen los electrodos que son activados como anodos (positivos), catodos (negativos) y apagados (cero), y parametros del impulso electrico, que definen la amplitud de impulso (medida en miliamperios o voltios dependiendo de si el IPG 14 suministra corriente constante o tension constante a los electrodos), la anchura de impulso (medida en microsegundos), cadencia de impulsos (medida en impulsos por segundo), ciclo de trabajo (anchura del pulso dividida por duracion del ciclo), velocidad de rafaga (medida como la duracion de energfa de modulacion activada X y la duracion de energfa de modulacion inactivada Y) y forma del impulso.

Con respecto a los patrones de impulso proporcionados durante el funcionamiento del sistema de SCM 10, los electrodos que estan seleccionados para transmitir o recibir energfa electrica se denominan en el presente documento "activados," mientras que los electrodos que no estan seleccionados para transmitir o recibir energfa electrica se denominan en el presente documento "no activados." El suministro de energfa electrica se producira entre dos (o mas) electrodos, uno de los cuales puede ser la cubierta 40 del IPG, de modo que la corriente electrica tenga una trayectoria desde la fuente de energfa contenida dentro de la cubierta 40 del IPG hasta el tejido y una trayectoria de disipacion desde el tejido hasta la fuente de energfa contenida dentro de la cubierta. La energfa electrica puede ser transmitida al tejido de manera monopolar o multipolar (por ejemplo, bipolar, tripolar, etc.).

El suministro monopolar se produce cuando uno seleccionado de los electrodos 26 de conductor esta activado junto con la cubierta 40 del IPG 14, de modo que la energfa electrica es transmitida entre el electrodo seleccionado 26 y la cubierta 40. El suministro monopolar tambien puede producirse cuando uno o mas de los electrodos 26 de conductor son activados junto con un gran grupo de electrodos de conductor ubicados a distancia de los uno o mas electrodos 26 de conductor para crear un efecto monopolar; es decir, la energfa electrica es transportada desde los uno o mas electrodos 26 de conductor de una manera relativamente isotropica. El suministro bipolar se produce cuando dos de los electrodos 26 de conductor se activan como anodo y catalizador, de modo que la energfa electrica es transmitida entre los electrodos seleccionados 26. El suministro tripolar se produce cuando tres de los electrodos 26 de conductor estan activados, dos como anodos y el restante como catodo, o dos como catodos y el restante como un anodo.

La energfa electrica puede suministrarse entre electrodos como energfa electrica monofasica o energfa electrica multifasica. La energfa electrica monofasica incluye una serie de impulsos que son todos positivos (anodicos) o todos negativos (catodicos). La energfa electrica multifasica incluye una serie de impulsos que alternan entre positivos y negativos. Por ejemplo, la energfa electrica multifasica puede incluir una serie de impulsos bifasicos, con cada impulso bifasico incluyendo un impulso de modulacion catodico (negativo) y un impulso de recarga anodico (positivo) que se genera despues del impulso de modulacion para impedir transferencia de carga de corriente continua a traves del tejido, evitando de este modo degradacion del electrodo y traumatismo celular.

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Es decir, la carga es transportada a traves de la interfaz electrodo-tejido mediante corriente en un electrodo durante un periodo de modulacion (la longitud del impulso de modulacion), y a continuacion se retira de la interfaz electrodo- tejido mediante una corriente polarizada de forma opuesta en el mismo electrodo durante un periodo de recarga (la longitud del impulso de recarga). El impulso de recarga puede ser activo, en cuyo caso, la corriente electrica es transportada activamente a traves del electrodo mediante fuentes de corriente o de tension, o el impulso de recarga puede ser pasivo, en cuyo caso, la corriente electrica puede ser transportada pasivamente a traves del electrodo mediante redistribucion de la carga que fluye desde capacitancias de acoplamiento presentes en el circuito.

Tal como se muestra en la figura 5, los conductores (o conductor) de modulacion 12 estan implantados dentro de la columna vertebral 46 de un paciente 48. La colocacion preferida de los conductores de modulacion 12 es adyacente, es decir, descansando cerca de, o sobre la duramadre, adyacente a la zona de la medula espinal a estimular. Los conductores de modulacion 12 estaran ubicados en una posicion vertebral que depende de la ubicacion y la distribucion del dolor cronico. Por ejemplo, si el dolor cronico esta en la parte baja de la espalda o las piernas, los conductores de modulacion 12 pueden estar ubicados en la region toracica media a baja (por ejemplo, en los niveles vertebrales T9-12). Debido a la falta de espacio cerca de la ubicacion donde los conductores 12 de electrodo salen de la columna vertebral 46, el IPG 14 se implanta generalmente en un bolsillo creado quirurgicamente en el abdomen o por encima de las nalgas. El IPG 14 tambien puede, por supuesto, implantarse en otras ubicaciones del cuerpo del paciente. La extension de conductor 24 facilita ubicar el IPG 14 lejos del punto de salida de los conductores 12 de electrodo. Tal como se muestra, el CP 18 se comunica con el IPG 14 mediante el RC 16.

De forma significativa, el sistema de SCM 10 utiliza una tecnica que reduce de forma dinamica la impedancia de electrodo de los electrodos 26 cuando la frecuencia, y en este caso, la cadencia de impulsos, de la energfa de neuromodulacion electrica se incrementa desde un valor relativamente bajo hasta uno relativamente alto. Una impedancia de electrodo es la resistencia global al flujo de electrones causado por el IPG 14, los conductores 12, la interfaz electrodo-tejido y tejido intermedio entre el uno o varios anodos y el uno o varios catodos. La impedancia de electrodo puede medirse enviando corriente (I) desde un electrodo y midiendo la tension (V) en ese mismo electrodo, y a continuacion calculando la impedancia (tambien conocida como resistencia, o R) de acuerdo con la ecuacion R=V/I (ley de Ohm). La impedancia de electrodo puede ser una impedancia individual, lo que significa que solamente se considera una impedancia en un unico electrodo, o una impedancia combinada, en cuyo caso se considera la impedancia en paralelo combinada de uno o mas electrodos.

En la realizacion preferida, el sistema de SCM 10 intenta reducir la impedancia de electrodos combinados de los electrodos durante neuromodulacion a alta relativamente frecuencia. Reduciendo la impedancia de electrodos combinados, la energfa de modulacion electrica puede suministrarse con mas eficiencia durante neuromodulacion a alta frecuencia, afectando de este modo posiblemente a la vida y/o el intervalo de recarga de la batena. De esta manera, la energfa de modulacion electrica puede suministrarse usando un parametro de modulacion que afecta positivamente a la vida y/o el intervalo de recarga de la batena.

Con este fin, el sistema de SCM 10 ordena al IPG 14 suministrar energfa electrica a una primera frecuencia mas baja (por ejemplo, menos de 1 kHz, y preferentemente en el intervalo de 2 Hz-250 Hz) a un primer conjunto de electrodos, selecciona automaticamente un segundo conjunto de electrodos, y ordena al IPG 14 suministrar energfa electrica a una segunda frecuencia mas alta (por ejemplo, mayor de 1 kHz, y preferentemente en el intervalo de 1 kHz-50 kHz) al segundo conjunto de electrodos. El segundo conjunto de electrodos tiene una impedancia de electrodos combinados que es menor que la del primer conjunto de electrodos, permitiendo de este modo un suministro mas eficiente de la energfa de neuromodulacion de frecuencia mas alta. En la realizacion preferida, el sistema de SCM 10 selecciona automaticamente el segundo conjunto de electrodos en respuesta a una entrada por parte del usuario de un incremento de la frecuencia del suministro de energfa de neuromodulacion. Como alternativa, el sistema de SCM 10 puede seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos e incrementar automaticamente la frecuencia del suministro de energfa de neuromodulacion sin intervencion del usuario.

En una realizacion, el sistema de SCM 10 puede seleccionar el segundo conjunto de electrodos anadiendo al menos un electrodo al primer conjunto de electrodos sin sustraer ningun electrodo del primer conjunto de electrodos. Por ejemplo, con referencia a la figura 6a, un primer conjunto de electrodos al que se le suministra energfa de neuromodulacion electrica incluye electrodos E4 y E12. Aunque, en la realizacion ilustrada, los electrodos E4 y E12 son catodicos y, por lo tanto, se suministra energfa electrica catodica a los electrodos E4 y E12, los electrodos E4 y E12 pueden ser anodicos, en cuyo caso, se suministra energfa electrica anodica a los electrodos E4 y E12. Los electrodos E4 y E12 pueden formar parte de una disposicion monopolar en la que la cubierta 40 del electrodo (mostrada en las figuras 2-4) forma la parte anodica de la disposicion monopolar, o puede formar parte de una disposicion bipolar en la que otros de los electrodos E4 y E12 de conductor forman la parte anodica de la disposicion bipolar.

Con referencia a la figura 6b, un segundo conjunto de electrodos (E3-E5 y E11-E13) puede crearse anadiendo electrodos E3, E11, E5 y E13 al primer conjunto de electrodos. Incrementando el numero de electrodos, se puede apreciar que la impedancia de electrodos combinados del segundo conjunto de electrodos es menor que la impedancia de electrodos combinados del primer conjunto de electrodos. Por lo tanto, la energfa de modulacion electrica puede suministrarse de forma mas eficiente desde el IPG 14 al segundo conjunto de electrodos a la

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frecuencia relativamente alta, minimizando de este modo el consumo de ene^a dentro del IPG 14. Notablemente, aunque el primer conjunto de electrodos mas pequeno (E4 y E12) puede enfocar la energfa de modulacion electrica en un sitio diana particular adyacente a estos electrodos, proporcionando de este modo un medio eficiente para proporcionar la terapia necesaria a frecuencias de neuromodulacion relativas bajas, la neuromodulacion a alta frecuencia no requiere que la energfa de modulacion electrica este enfocada en un sitio diana particular con el fin de proporcionar eficazmente terapia al paciente. Por lo tanto, el uso del segundo conjunto de electrodos mas grande para neuromodulacion a alta frecuencia no disminuira significativamente la eficacia de la terapia resultante. Se pueden crear conjuntos adicionales de electrodos con numeros crecientes de electrodos, a medida que la frecuencia de la neuromodulacion se incrementa.

En otra realizacion, el sistema de SCM 10 puede seleccionar el segundo conjunto de electrodos sustituyendo un electrodo del primer conjunto de electrodos con otro electrodo que tiene una impedancia de electrodo individual que es menor que una impedancia de electrodo individual los electrodos sustituidos. Por ejemplo, con referencia a la figura 6c, se puede crear un segundo conjunto de electrodos (E4 y E11) sustituyendo el electrodo E12, que tiene una impedancia de electrodo relativamente grande (500 ohmios) con el electrodo E11, que tiene una impedancia de electrodo relativamente pequena (250 ohmios). Como resultado, la impedancia de electrodos combinados del segundo conjunto de electrodos es menor que la impedancia de electrodos combinados del primer conjunto de electrodos. De nuevo, consiguiendo esto, la energfa de modulacion electrica se puede suministrar de forma mas eficiente desde el IPG 14 al segundo conjunto de electrodos a frecuencia relativamente alta, minimizando de este modo el consumo de energfa dentro del IPG 14. Notablemente, aunque el electrodo E12 puede estar mejor ubicado en el sitio diana particular, proporcionando de este modo un medio eficiente para proporcionar la terapia necesaria a frecuencias de neuromodulacion relativas bajas, de nuevo, la neuromodulacion a alta frecuencia no requiere que la energfa de modulacion electrica este enfocada en un sitio diana particular con el fin de proporcionar eficazmente terapia al paciente. Por lo tanto, la sustitucion del electrodo E12, que esta mas cerca del sitio diana, con el electrodo E11, que esta mas lejos del sitio diana, no reducira significativamente la eficacia de la terapia resultante.

Tal como se describira con mas detalle a continuacion, el controlador/procesador que realiza la funcion de reducir la impedancia de electrodos combinados de los electrodos activos puede estar contenido en el IPG 14 o el RC 16, o incluso el CP 18.

Pasando a continuacion a la figura 7, a continuacion se describiran los componentes internos del IPG 14. El IPG 14 incluye circuitos de salida de modulacion 50 configurados para generar energfa de modulacion electrica de acuerdo con un tren de impulsos electricos que tiene una amplitud del impulso, cadencia del impulso, anchura del impulso, ciclo de trabajo, velocidad de rafaga y forma especificadas bajo el control de logica de control 52 sobre el bus de datos 54. El control de la cadencia y la duracion de los impulsos son facilitados por circuitos analogicos, o por circuitos 56 de logica temporizadores digitales que controlan los circuitos analogicos, y que pueden tener una resolucion adecuada, por ejemplo, de 10 ps. En realizaciones alternativas, una forma de onda de modulacion continua puede ser generada por los circuitos de salida de modulacion 50 de una manera descrita en la solicitud de patente provisional de los Estados Unidos N.° de serie 61/646.773, titulada "System and Method for Shaped Phased Current Delivery". La energfa de modulacion generada por los circuitos de salida de modulacion 50 es enviada mediante condensadores C1-C16 a terminales electricos 58 correspondientes a los electrodos E1-E16.

Los circuitos de salida de modulacion 50 pueden comprender fuentes de corriente controladas de forma independiente para proporcionar impulsos de estimulacion de un amperaje especificado y conocido a o desde los terminales electricos 58, o fuentes de tension controladas de forma independiente para proporcionar impulsos de estimulacion de una tension especificada y conocida en los terminales electricos 58 o a fuentes de corriente o de tension multiplexadas que estan conectadas a continuacion a los terminales electricos 58. En las patentes de Estados Unidos N.° 6.516.227 y 6.993.384 se describe mas completamente el funcionamiento de estos circuitos de salida de modulacion, incluyendo realizaciones alternativas de circuitos de salida adecuados para realizar la misma funcion de generar impulsos de estimulacion de una amplitud y anchura prescritas.

El IPG 14 tambien comprende circuitos de monitorizacion 60 para monitorizar el estado de diversos nodos u otros puntos 62 en todo el IPG 14, por ejemplo, tensiones de la fuente de alimentacion, temperatura, tension de la batena, y similares. El IPG 14 comprende, ademas, circuitos de procesamiento en forma de un microcontrolador (|iC) 64 que controla la logica de control 52 sobre el bus de datos 66, y obtiene datos de estado a partir de los circuitos de monitorizacion 60 mediante el bus de datos 68. El IPG 14 controla adicionalmente la logica de temporizacion 56. El IPG 14 comprende ademas memoria 70 y circuito oscilador y reloj 72 acoplados al microcontrolador 64. El microcontrolador 64, en combinacion con la memoria 70 y el circuito oscilador y reloj 72, comprenden, de este modo, un sistema microprocesador que lleva a cabo una funcion de programa de acuerdo con un programa adecuado almacenado en la memoria 70. Como alternativa, para algunas aplicaciones, la funcion proporcionada por el sistema microprocesador puede llevarse a cabo mediante una maquina de estados adecuada.

De este modo, el microcontrolador 64 genera las senales de control y de estado necesarias, lo que permite al microcontrolador 64 controlar el funcionamiento del IPG 14 de acuerdo con un programa operativo y parametros de modulacion seleccionados. En el control del funcionamiento del IPG 14, el microcontrolador 64 es capaz de generar individualmente energfa electrica en los electrodos 26 usando los circuitos de salida de modulacion 50, en combinacion con la logica de control 52 y la logica de temporizacion 56, permitiendo de este modo que cada

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electrodo 26 se empareje o agrupe con otros electrodos 26, incluyendo el electrodo de cubierta monopolar, para controlar la polaridad, la amplitud de impulso, cadencia de impulsos, anchura de impulso, y ciclo de trabajo de impulsos a traves de los cuales se proporcionar la energfa electrica.

El IPG 14 comprende, ademas, una bobina de recepcion de corriente alterna (CA) 74 para recibir datos de programacion (por ejemplo, el programa operativo y/o parametros de modulacion) desde el rC 16 y/o CP 18 en una senal portadora modulada apropiada, y circuitos de telemetna 76 de carga y de transmision para desmodular la senal portadora que recibe a traves de la bobina de recepcion de CA 74 para recuperar los datos de programacion, datos de programacion que se almacena a continuacion dentro de la memoria 70, o dentro de otros elementos de memoria (no mostrados) distribuidos por todo el IPG 14. Notablemente, en la medida en que el microcontrolador 64 se usa para realizar las funciones de control/procesamiento de las tecnicas de minimizacion del consumo de energfa descritas anteriormente, la entrada por parte del usuario del ajuste de la cadencia (o frecuencia) de impulsos en el RC 16 o el CP 18 puede recibirse desde el RC 16 o CP 18 mediante la bobina 74 y los circuitos de telemetna 76 de transmision, y el conjunto o conjuntos de electrodos eficientes energeticamente seleccionados por el microcontrolador 64 en respuesta al ajuste de la cadencia de impulsos introducido por el usuario puede almacenarse en la memoria 70. Por ejemplo, el uno o varios conjuntos de electrodos pueden almacenarse en la memoria 70 durante una sesion de ajuste realizada en el consultorio del facultativo. Como alternativa, el microcontrolador 64 puede crear de forma dinamica el uno o varios conjuntos de electrodos a medida que la entrada por parte del usuario de la cadencia de impulsos es recibida sin almacenar el uno o varios conjuntos de electrodos dentro de la memoria 70.

El IPG 14 comprende ademas circuitos de retrotelemetna 78 y una bobina de transmision de corriente alterna (CA) 80 para enviar datos informativos detectados a traves de los circuitos de monitorizacion 60 al RC 16 y/o CP 18. Las caractensticas de retrotelemetna del IPG 14 tambien permiten que su estado se compruebe. Por ejemplo, cuando el RC 16 y/o CP 18 inicia una sesion de programacion con el IPG 14, la capacidad de la batena se mide por telemetna, de modo que el RC 16 y/o el CP 18 puedan calcular el tiempo estimado hasta la recarga. Cualesquiera cambios realizados a los actuales parametros de estimulo son confirmados a traves de retrotelemetna, garantizando de este modo que dichos cambios han sido recibidos correctamente e implementados dentro del sistema de implante. Ademas, tras interrogacion por el RC 16 y/o CP 18, todos los ajustes programables almacenados dentro del IPG 14 pueden ser cargados al RC 16 y/o CP 18.

El IPG 14 comprende, ademas, una fuente de alimentacion recargable 82 y circuitos de potencia 84 para proporcionar la potencia operativa al IPG 14. La fuente de alimentacion recargable 82 puede comprender, por ejemplo, una batena de iones de litio o polfmero de iones de litio. La batena recargable 82 proporciona una tension sin regular a los circuitos de potencia 84. Los circuitos de potencia 84, a su vez, generan las diversas tensiones 86, algunas de las cuales estan reguladas y algunas de las cuales no lo estan, segun lo necesiten los diversos circuitos ubicados dentro del IPG 14. La fuente de alimentacion recargable 82 se recarga usando potencia de CA rectificada (o potencia de CC convertida a partir de potencia de CA a traves de otros medios, por ejemplo, circuitos convertidores de CA a CC eficientes, tambien conocidos como "circuitos inversores") recibidos por la bobina de recepcion de CA 74. Para recargar la fuente de alimentacion 82, un cargador externo (no mostrado), que genera el campo magnetico de CA, se coloca contra, o adyacente de otro modo a, la piel del paciente sobre el IPG 14 implantado. El campo magnetico de CA emitido por el cargador externo induce corrientes de CA en la bobina de recepcion de CA 74. Los circuitos de telemetna 76 de transmision y de carga rectifican la corriente de CA para producir corriente de CC, que se usa para cargar la fuente de alimentacion 82. Aunque la bobina de recepcion de CA 74 se describe siendo usada tanto para recibir comunicaciones de forma inalambrica (por ejemplo, datos de programacion y control) como para cargar energfa desde el dispositivo externo, debe apreciarse que la bobina de recepcion de CA 74 puede estar dispuesta como una bobina de carga dedicada, mientras que otra bobina, tal como la bobina 80, puede usarse para telemetna bidireccional.

En la patente de Estados Unidos N.° 6.516.227, en la publicacion de patente de Estados Unidos N.° 2003/0139781, y en la patente de Estados Unidos N.° 7.539.538 pueden encontrarse detalles adicionales relativos a los descritos anteriormente y otros IPG. Debe observarse que, en lugar de un IPG, el sistema SCM 10 puede utilizar, como alternativa, un receptor-estimulador implantable (no mostrado) conectado a los conductores 12. En este caso, la fuente de alimentacion, por ejemplo, una batena, para alimentar el receptor implantado, asf como circuitos de control para controlar el receptor-estimulador, estara contenida en un controlador externo acoplado de forma inductiva al receptor-estimulador mediante un enlace electromagnetico. Senales de datos/potencia estan acopladas por via transcutanea desde una bobina de transmision conectada por cable colocada sobre el receptor-estimulador implantado. El receptor-estimulador implantado recibe la senal y genera la modulacion de acuerdo con las senales de control.

Con referencia ahora a la figura 8, a continuacion se describira una realizacion ejemplar de un RC 16. Tal como se ha descrito previamente, el RC 16 es capaz de comunicarse con el IPG 14, CP 18 o ETM 20. El RC 16 comprende una carcasa 100, que alberga componentes internos (incluyendo una placa de circuitos impresos (PCB)), y una pantalla de visualizacion iluminada 102 y un panel de botones 104 portado por el exterior de la carcasa 100. En la realizacion ilustrada, la pantalla de visualizacion 102 es una pantalla de visualizacion de panel plano iluminada, y el panel de botones 104 comprende una membrana conmutada con elementos de presion metalicos colocados sobre un circuito flexible, y un conector de teclado conectado directamente a una PCB. En una realizacion opcional, la

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pantalla de visualizacion 102 tiene capacidades de pantalla tactil. El panel de botones 104 incluye una multitud de botones 106, 108, 110 y 112, que permiten que el IPG 14 se encienda y se apague, permiten el ajuste o la configuracion de parametros de modulacion dentro del IPG 14, y permiten la seleccion entre pantallas.

En la realizacion ilustrada, el boton 106 sirve como boton de encendido/apagado que puede accionarse para encender y apagar el IPG 14. El boton 108 sirve como boton de seleccion que permite al RC 106 cambiar entre visualizaciones y/o parametros de pantalla. Los botones 110 y 112 sirven como botones arriba/abajo que pueden accionarse para incrementar o reducir cualquiera de los parametros de modulacion del impulso generado por el IPG 14, incluyendo amplitud de impulso, anchura de impulso y cadencia de impulso. Por ejemplo, el boton de seleccion 108 puede accionarse para colocar el RC 16 en un "modo de ajuste de amplitud de impulso", durante el cual la amplitud de impulso puede ajustarse mediante los botones arriba/abajo 110, 112, un "modo de ajuste de anchura de impulso", durante el cual la anchura de impulso puede ajustarse mediante los botones arriba/abajo 110, 112, y un "modo de ajuste de cadencia de impulso", durante el cual la cadencia de impulso puede ajustarse mediante los botones arriba/abajo 110, 112. Como alternativa, pueden proporcionarse botones arriba/abajo dedicados para cada parametro de estimulacion. En lugar de usar botones arriba/abajo, puede usarse cualquier otro tipo de accionador, tal como un dial, barra deslizante o teclado, para incrementar o reducir los parametros de estimulacion. Significativo para las presentes invenciones, el boton de seleccion 108 tambien puede accionarse para poner al sistema de SCM 10 en un modo de "minimizacion de energfa" que minimiza el consumo de energfa del IPG 14 cuando suministra la energfa electrica terapeutica a frecuencias relativamente altas. Cuando el sistema de SCM 10 no esta en el modo de "minimizacion de energfa", el sistema de SCM 10 funciona de manera convencional manteniendo la misma combinacion de electrodos cuando la cadencia de impulsos se ajusta entre frecuencias relativamente bajas y frecuencias relativamente altas.

Con referencia a la figura 9, los componentes internos de un RC ejemplar 16 se describiran a continuacion. El RC 16 generalmente incluye un procesador 114 (por ejemplo, un microcontrolador), memoria 116 que almacena un programa operativo para ejecucion por el procesador 114, asf como parametros de modulacion, circuitos de entrada/salida, y en particular, circuitos de telemetna 118 para emitir parametros de modulacion al IPG 14 y recibir informacion de estado del IPG 14, y circuitos de entrada/salida 120 para recibir senales de control de estimulacion del panel de botones 104 y transmitir informacion de estado a la pantalla de visualizacion 102 (mostrada en la figura 8). Ademas de controlar otras funciones del RC 16, que no se describiran en el presente documento por fines de brevedad, el procesador 114 genera una pluralidad de conjuntos de parametros de modulacion que definen la amplitud, duracion de fase, frecuencia y forma de la forma de onda en respuesta al manejo del usuario del panel de botones 104. Estos nuevos conjuntos de parametros de modulacion senan transmitidos a continuacion al IPG 14 mediante los circuitos de telemetna 118, ajustando de este modo los parametros de modulacion almacenados en el IPG 14 y/o programando el IPG 14. Los circuitos de telemetna 118 tambien pueden usarse para recibir parametros de modulacion del CP 18. En la patente de Estados Unidos N.° 6.895.280 se desvelan detalles adicionales de la funcionalidad y de los componentes internos del RC 16.

Notablemente, en la medida en que el procesador 114 se usa para realizar las funciones de control/procesamiento de las tecnicas de minimizacion del consumo de energfa descritas anteriormente, los conjuntos de electrodos creados en respuesta a la entrada por parte del usuario del ajuste de la cadencia de impulsos a una cadencia de impulsos relativamente baja o a una cadencia relativamente alta pueden ser transmitidos al IPG 14 mediante los circuitos de telemetna 118. El conjunto o conjuntos de electros eficientes energeticamente seleccionados por el procesador 114 en respuesta al ajuste de cadencia de impulsos introducido por el usuario puede almacenarse en la memoria 116. Por ejemplo, el uno o varios conjuntos de electrodos pueden almacenarse en la memoria 116 durante una sesion de ajuste realizada en el consultorio del facultativo. Como alternativa, el procesador 114 puede crear de forma dinamica el uno o varios conjuntos de electrodos a medida que la entrada por parte del usuario de la cadencia de impulsos es recibida sin almacenar el uno o varios conjuntos de electrodos dentro de la memoria 116.

Aunque las anteriores funciones de programacion se han descrito como estando al menos parcialmente implementadas en el RC 16, debe observarse que estas tecnicas pueden al menos, en parte, estar implementadas como alternativa o adicionalmente en el CP 18.

Habiendo descrito la estructura y funcion del sistema de SCM 10, una tecnica para accionar el sistema 10 para minimizar el consumo de energfa del IPG 14 mientras se proporciona una terapia eficaz para tratar una dolencia, tal como dolor cronico, se describira a continuacion con referencia a la figura 10.

En primer lugar, se suministra energfa de modulacion electrica a una primera frecuencia desde el IPG 14 a un primer conjunto de electrodos que tiene una primera impedancia de electrodos combinados (etapa 200). A continuacion, un valor correspondiente a una segunda frecuencia que es mayor que la primera frecuencia es recibido (etapa 202), y un segundo conjunto de electrodos que tiene una segunda impedancia de electrodos combinados se selecciona automaticamente en respuesta a la entrada del valor por parte del usuario, con la segunda impedancia de electrodos combinados siendo menor que la primera impedancia de electrodos combinados (etapa 204). Tal como se ha descrito previamente, el segundo conjunto de electrodos puede seleccionarse anadiendo al menos un electrodo al primer conjunto de electrodos sin sustraer ningun electrodo del primer conjunto de electrodos, o sustituyendo un electrodo del primer conjunto de electrodos con otro electrodo que tiene una impedancia de electrodo individual que es menor que una impedancia de electrodo individual del electrodo sustituido. A continuacion, la energfa de

modulacion electrica se suministra a la segunda frecuencia al segundo conjunto de electrodos (etapa 206).

Aunque se han mostrado y descrito realizaciones particulares de las presentes invenciones, se entendera que no se pretende limitarlas a las realizaciones preferidas, y sera obvio para los expertos en la materia que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones sin apartarse de su alcance. Por lo tanto, las presentes invenciones pretenden 5 cubrir alternativas, modificaciones y equivalentes, que pueden estar incluidas dentro del alcance de las presentes invenciones, tal como se define mediante las reivindicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de neuromodulacion electrica (10), que comprende:

un dispositivo de neuromodulacion (14) capaz de suministrar energfa electrica pulsada entre electrodos (26) a una frecuencia definida; y

circuitos de control/procesamiento (64, 114) configurados para ordenar al dispositivo de neuromodulacion (14) que suministre la energfa electrica pulsada a una primera frecuencia a un primer conjunto de electrodos (26) que tienen una primera impedancia de electrodos combinados, seleccionar automaticamente un segundo conjunto de electrodos (26) que tienen una segunda impedancia de electrodos combinados menor que la primera impedancia de electrodos combinados, y ordenar al dispositivo de neuromodulacion (14) que suministre la energfa electrica pulsada a una segunda frecuencia al segundo conjunto de electrodos (26), en el que la segunda frecuencia es mayor que la primera frecuencia.
2. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, que comprende ademas una interfaz (104) del usuario configurada para permitir a un usuario introducir un valor correspondiente a la segunda frecuencia, en el que los circuitos de control/procesamiento (64, 114) estan configurados para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos (26) en respuesta a la entrada del valor por parte del usuario.
3. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, en el que la primera frecuencia es menor que 1 kHz y la segunda frecuencia es igual a o mayor que 1 kHz.
4. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, en el que la primera frecuencia esta en el intervalo de 2 Hz - 250 Hz, y la segunda frecuencia esta en el intervalo de 1 kHz - 50 kHz.
5. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, en el que los circuitos de

control/procesamiento (64, 114) estan configurados para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos (26) anadiendo al menos un electrodo al primer conjunto de electrodos (26) sin sustraer ningun electrodo del primer conjunto de electrodos (26).
6. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, en el que los circuitos de

control/procesamiento (64, 114) estan configurados para seleccionar automaticamente el segundo conjunto de electrodos (26) sustituyendo un electrodo del primer conjunto de electrodos (26) con otro electrodo que tiene una

impedancia de electrodo individual que es menor que una impedancia de electrodo individual del electrodo

sustituido.
7. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, que comprende ademas los electrodos (26).
8. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 7, que comprende ademas un manguito (12) de conductores que porta los electrodos (26).
9. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 7, que comprende ademas una paleta (12) de conductores quirurgica que porta los electrodos (26).
10. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 7, que comprende ademas un revestimiento dispuesto sobre los electrodos (26) que incrementa las capacitancias de los electrodos (26).
11. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, en el que los circuitos de

control/procesamiento (64, 114) estan contenidos en el dispositivo de neuromodulacion (14).
12. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, en el que los circuitos de

control/procesamiento (64, 114) estan contenidos en un dispositivo de control externo (16).
13. El sistema de neuromodulacion electrica (10) de la reivindicacion 1, que comprende ademas una batena (82) configurada para almacenar potencia usada para generar la energfa electrica.