JP2012532672A - インピーダンスの変化に基づいて電気治療を調整するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一般的な脊髄刺激治療計画、及び/又は、治療計画前の試行期間において、患者に電気治療を行う電気回路のインピーダンスは、種々の理由により変化することがある。例えば、患者が姿勢を変え、治療電極を保持する埋め込みリードが移動すると、異なるインピーダンス特性を有する組織及び/又は体液に電極が隣接することから、回路インピーダンスが変化する場合がある。回路インピーダンスが急に変化すると、患者は供給された電流及び/又は電圧の急な変化を感じ、患者が不快感を覚えるおそれがある。また、埋め込み部位に瘢痕組織がある、及び/又は、電極に瘢痕組織が集まり、電気信号を患者に与える際の有効性が低下する場合もある。さらに、個々の電極の短絡、あるいは、信号発生器からのリードの切断又は部分切断により、治療の有効性が低下したり有効性が失われたりする1以上の開回路が生じる場合もある。いずれの場合も、以下の開示の特定の側面により、回路インピーダンスの変化を自動的に検出し、患者の快適さの改善及び/又は治療有効性の改善を実現するようにその変化に自動的に対応することができる。
以下の説明において、図1A及び1Bは、患者の脊髄領域に埋め込まれたシステムの代表実施例を示し、図2〜6は、インピーダンス変化を検出して、検出した変化に対応するための代表的な方法と、関連する回路及び波形を示す。図1Aは、患者の脊髄191の一般解剖学構造に対して配置された、慢性的な痛み及び/又は他の病状を緩和するための代表的な治療システム100を概略的に示す。システム100はパルス発生器101を備えている。パルス発生器は、患者190の皮下に埋め込み、信号伝達素子109と接続することができる。代表例において、信号伝達素子109は、埋め込み後に患者190に治療を行うための機能又は素子を有するリード又はリード本体110を備えている。パルス発生器101は、リード本体110に直接接続することができるが、伝達リンク102(例えば、延長コード)を介してリード本体110に接続することもできる。ここで用いるリードやリード本体という用語には、患者190に治療信号を与えるための装置を有する任意の数の好適な基板及び/又は支持部材が含まれる。例えば、リード本体110は、患者の症状緩和等のため、患者の組織に電気信号を送り込む1以上の電極又は電気接触部により構成されてもよい。他の実施形態において、信号伝達素子109は、患者190に電気信号及び/又は他の種類の信号を送り込むリード本体以外の装置(例えば、パドル)を備えていてもよい。
Claims (49)
- 患者治療装置の制御方法であって、
患者の標的神経集団と電気的に通じている信号伝達装置を備える患者刺激システムの埋め込み部分を介して、第1の値を有する信号伝達パラメータに従って伝達される治療電気信号を患者に供給し、
前記患者刺激システムの埋め込み部分を用いて、前記信号伝達装置を含む電気回路のインピーダンス変化を検出し、
少なくとも部分的に前記検出されたインピーダンス変化に基づいて、人による介入を行わずに、前記信号伝達パラメータを前記第1の値から前記第1の値とは異なる第2の値に自動的に調整することを特徴とする方法。 - 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記電気信号の伝達を停止することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記信号の強度、パルス幅、デューティ比のうちの少なくとも1つを変更することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記電気信号を第1の接触部セットに供給し、前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記第1の接触部セットとは異なる部材を有する第2の接触部セットに前記電気信号を供給することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 電気回路のインピーダンス変化の検出において、前記標的神経集団を含む電気回路のインピーダンス変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 治療電気信号の供給において、前記信号伝達装置により保持されるとともに患者の組織に対して露出した埋め込み電気接触部を介して、前記電気信号を供給することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 治療電気信号の供給において、患者の脊髄領域に前記信号を供給することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、インピーダンスの増加を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記電気信号が供給される埋め込み電気接触部の数を増やすことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記電気信号を第1の埋め込み電気接触部セットに供給し、前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記第1の接触部セットとは異なる部材を有する第2の埋め込み電気接触部セットに前記電気信号を供給することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記信号の強度を上げることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記刺激システムの埋め込み部分は、第1の値のコンプライアンス電圧レベルを有する定電流源を備え、前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、
前記コンプライアンス電圧レベルを前記第1の値から前記第1の値より高い第2の値に上げ、
前記信号の強度を前記第1の値で利用可能な強度より高くすることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - インピーダンスの増加の検出において、前記信号伝達装置に供給される電力の増加と相関がある増加を検出することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- インピーダンスの増加の検出において、開回路を検出することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記電気信号の強度を下げてから、前記回路を閉じた後に前記電気信号の強度を徐々に上げることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- インピーダンスの変化の検出において、インピーダンスの減少を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記電気信号の強度を下げることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 減少の検出において、前記信号伝達装置の前記電気接触部が脳脊髄液に近接することによる減少を検出することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 減少の検出において、前記信号伝達装置の電気接触部間の電気的短絡による減少を検出することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、前記信号伝達装置における瘢痕組織形成によるインピーダンス変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、患者に対する前記信号伝達装置の位置変化によるインピーダンス変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、患者の姿勢の変化によるインピーダンスの変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、インピーダンス変化を時間関数として検出し、前記方法は、さらに、インピーダンスの未来の変化についての傾向を決定することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、前記治療電気信号を監視することによりインピーダンス変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- インピーダンス変化の検出において、前記治療電気信号に加えて電気信号を供給し、この追加電気信号を監視することによりインピーダンス変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 信号伝達パラメータの自動調整において、検出されたインピーダンス変化に応じて、電気信号が伝達される際に従うコンプライアンス値を自動的に調整することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 信号伝達パラメータの自動調整において、検出されたインピーダンス変化に応じて、電気信号が伝達される際に従うコンプライアンスマージンを自動的に調整することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 患者治療装置の制御方法であって、
患者の標的神経集団と電気的に通じている信号伝達電気接触部を備える患者刺激システムを介して、第1の値の信号伝達パラメータを有する治療電気信号を患者に供給し、
前記信号伝達電気接触部を含む電気回路のインピーダンス変化を、時間関数として自動的に認識し、
前記インピーダンス変化を時間関数として認識することに少なくとも部分的に基づいて、前記インピーダンスの未来値を予測し、
前記予測されたインピーダンス未来値に少なくとも部分的に基づいて、自動的にタスクを実行することを特徴とする方法。 - タスクの自動的実行において、時間関数として認識されたインピーダンス変化を、目標インピーダンス変化率と自動的に比較することを特徴とする請求項28に記載の方法。
- タスクの自動的実行において、人による介入を行わずに、前記信号伝達パラメータの値を前記第1の値から前記第1の値とは異なる第2の値に自動的に調整することを特徴とする請求項28に記載の方法。
- タスクの自動的実行において、
人による介入を行わずに、前記信号伝達パラメータの値を前記第1の値から前記第1の値とは異なる第2の値に自動的に調整し、
前記信号伝達パラメータの前記第2の値を用いて、第2の治療電気信号を患者に供給することを特徴とする請求項28に記載の方法。 - 時間関数としてインピーダンス変化を自動的に認識することにおいて、人による介入を行わずに、患者に埋め込まれた患者刺激システム部分を用いて、前記変化を時間関数として自動的に認識することを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 時間関数としてインピーダンスの変化を自動的に認識することにおいて、患者の体外の患者刺激システム部分を用いて、前記変化を時間関数として自動的に認識することを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記インピーダンスの未来値の予測において、過去の値に基づいて未来値を外挿することを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 患者治療システムであって、
パルス発生器と、埋め込まれたときに患者の標的神経集団と電気的に通じるように配置された電気接触部を有する信号伝達装置とを備えた患者埋め込み可能部と、
前記埋め込み可能部によって保持されるインピーダンス検出器であって、前記電気接触部を含む電気回路に動作可能に接続され、前記電気回路のインピーダンスを検出するインピーダンス検出器と、
前記患者埋め込み可能部によって保持されるプロセッサであって、実行時に、
前記インピーダンス検出器からインピーダンス変化を示す情報を受け取り、
少なくとも部分的に前記検出されたインピーダンス変化に基づいて、かつ、人による介入を行わずに、前記患者埋め込み部が前記電気接触部に電気信号を伝達する際に従う信号伝達パラメータの値を自動的に調整する
という指示がプログラミングされた、コンピュータにより読み取り可能な媒体を備えるプロセッサと
を有することを特徴とするシステム。 - 前記プロセッサは、実行時に前記電気信号の振幅を自動的に調整するという指示がプログラミングされることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、実行時に前記電気信号を自動的に終了するという指示がプログラミングされることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記電気信号を第1の接触部セットに供給し、前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記第1の接触部セットとは異なる部材を有する第2の接触部セットに前記電気信号を供給することを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記埋め込み可能部は、第1の値のコンプライアンス電圧レベルを有する定電流源を備え、前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、
前記コンプライアンス電圧レベルを前記第1の値から前記第1の値より高い第2の値に上げ、
前記信号の強度を前記第1の値で利用可能な強度より高くすることを特徴とする請求項35に記載のシステム。 - 前記埋め込み可能部は、第1の値のコンプライアンス電圧レベルを有する定電流源を備え、前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記コンプライアンスレベルを前記第1の値から前記第1の値より低い第2の値に下げることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- インピーダンス変化の指示の受け取りにおいて、開回路を示す情報を受け取ることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記電気信号の強度を下げてから、回路が閉じた後に前記電気信号の強度を徐々に上げることを特徴とする請求項41に記載のシステム。
- 前記パルス発生器は、治療電気信号と診断信号とを出力し、前記インピーダンス検出器は、前記電気回路に接続されて診断電気信号の特性を検出することを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記信号伝達パラメータの値の自動調整において、前記電気信号が伝達される際に従うコンプライアンス値とコンプライアンスマージンのうちの少なくとも1つを自動的に調整することを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 患者治療システムであって、
パルス発生器と、埋め込まれたときに患者の標的神経集団と電気的に通じるように配置された電極を有する信号伝達装置とを備えた患者埋め込み可能部と、
前記電極を含む電気回路に動作可能に接続され、前記電気回路のインピーダンスを検出するインピーダンス検出器と、
実行時に、
前記電気回路のインピーダンスの変化を時間関数として自動的に認識し、
前記インピーダンス変化を時間関数として認識することに少なくとも部分的に基づき、前記インピーダンスの未来値を予測し、
前記予測されたインピーダンスの未来値に少なくとも部分的に基づき、自動的にタスクを実行するという指示がプログラミングされた、コンピュータにより読み取り可能な媒体を備えるプロセッサと
を有することを特徴とするシステム。 - 前記プロセッサは、前記患者埋め込み可能部によって保持されることを特徴とする請求項45に記載のシステム。
- タスクの自動的実行において、前記認識されたインピーダンス変化を、所定のインピーダンス変化計画と比較することを特徴とする請求項45に記載のシステム。
- タスクの自動的実行において、自動的に通知を行うことを特徴とする請求項45に記載のシステム。
- インピーダンス変化の認識において、断続的なインピーダンスの増加を認識し、インピーダンスの未来値の予測において、前記信号伝達装置の障害を予測することを特徴とする請求項45に記載のシステム。
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