JP2024508562A - マイネルト基底核の脳深部刺激のための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムは、電極を含む埋め込み式電気刺激リードであって、患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された、埋め込み式電気刺激リードと、埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、を含み、埋め込み式パルス発生器は、ユーザの要求に応じて、期間が少なくとも１ヶ月であり、開始及び終了を有する初期刺激期間中に、電気刺激の持続時間又は振幅の少なくとも一方を初期刺激期間の開始時の初期値から初期刺激期間の終了時の最終値まで経時的に増加させるように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む、埋め込み式パルス発生器。【選択図】図１

Description

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、引用により本明細書に組み込まれる、２０２１年２月２５日に出願された米国仮特許出願第６３／１５３，７７５号の米国特許法１１９条（ｅ）に基づく利益を主張する。

（連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載）
本発明は、米国国立衛生研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）により授与されたＲＦ１－ＡＧ０６０７５４に基づき政府の支援を得て為された。政府は本発明について一定の権利を有する。

（技術分野）
本開示は、脳深部電気刺激のための方法及びシステムの領域に関する。本開示はまた、マイネルト基底核（ＮＢＭ）の脳深部刺激のための方法及びシステムに関する。

埋め込み式電気刺激システムは、様々な疾患及び障害における治療効果が証明されている。例えば、脳深部刺激システムは、パーキンソン病、本態性振戦、及びその他の治療に対する治療法として使用されている。

刺激器は、様々な治療のための治療を提供するのに開発されてきた。刺激器は、埋め込み式パルス発生器（ＩＰＧ）、１又は２以上のリード、及び各リード上の刺激器電極のアレイを含むことができる。刺激器電極は、神経、筋肉、又は刺激される他の組織と接触するか又はその近傍にある。ＩＰＧのパルス発生器は、電気パルスを発生し、電極により身体組織に送られる。

米国仮特許出願第６２／０３０，６５５号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１５００３６号明細書 米国特許出願公開第２００９／０１８７２２２号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２７６０２１号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２８７２７２号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２８７２７３号明細書 米国特許出願公開第２０１０／００７６５３５号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０２６８２９８号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０２６８２９８号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０００４２６７号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０００５０６９号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００７８９００号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０１３０８０３号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０１３０８１６号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０１３０８１７号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０１３０８１８号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２３８１２９号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０３１３５００号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００１６３７８号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００４６７１０号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００７１９４９号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０１６５９１１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０１９７３７５号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２０３３１６号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２０３３２０号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２０３３２１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２７１３７６号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０３１４９２４号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０３１６６１５号明細書 米国特許出願公開第２０１３／００６０３０５号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１０５０７１号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１１６７４４号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１１６７４８号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１１６９２９号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１９７４２４号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１９７６０２号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０２６１６８４号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０３１７５７３号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０３１７５８７号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０３２５０９１号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００３９５８７号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００６６９９９号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００６７０２２号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０１２２３７９号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０２００６３３号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０２７７２８４号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０２９６９５３号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３４３６４７号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３５３００１号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３５８２０７号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３５８２０９号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３５８２１０号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００１８９１５号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００２１８１７号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００２１８１７号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００４５８６４号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００６６１１１号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００６６１２０号明細書 米国特許出願公開第２０１５／０１５１１１３号明細書 米国特許出願公開第２０１６／０００１０８０号明細書 米国特許出願公開第２０１６／０３４６５５７号明細書 米国特許出願公開第２０１６／０３７５２４８号明細書 米国特許出願公開第２０１６／０３７５２５８号明細書 米国特許出願公開第２０１７／０２２５００７号明細書 米国特許出願公開第２０１７／０２５９０７８号明細書 米国特許出願公開第２０１７／０３０４６３３号明細書 米国特許出願公開第２０１８／００６４９３０号明細書 米国特許出願公開第２０１８／００７８７７６号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０１１０９７１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０１８５６５０号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０１９３６５５号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０３６９６０６号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０３６９６０８号明細書 米国特許出願公開第２０１９／０２８２８２０号明細書 米国特許出願公開第２０１９／０３２９０４９号明細書 米国特許出願公開第２０１９／０３５８４５８号明細書 米国特許出願公開第２０１９／０３５８４６１号明細書 米国特許出願公開第２０２０／０１５５８５４号明細書 米国特許出願公開第２０２０／０２８９８３４号明細書 米国特許出願公開第２０２０／０３７６２６２号明細書 米国特許第６，１８１，９６９号明細書 米国特許第６，２９５，９４４号明細書 米国特許第６，３９１，９８５号明細書 米国特許第６，５１６，２２７号明細書 米国特許第６，６０９，０２９号明細書 米国特許第６，６０９，０３２号明細書 米国特許第６，７４１，８９２号明細書 米国特許第６，８９５，２８０号明細書 米国特許第７，２４４，１５０号明細書 米国特許第７，４５０，９９７号明細書 米国特許第７，６７２，７３４号明細書 米国特許第７，７６１，１６５号明細書 米国特許第７，７８３，３５９号明細書 米国特許第７，７９２，５９０号明細書 米国特許第７，８０９，４４６号明細書 米国特許第７，９４９，３９５号明細書 米国特許第７，９７４，７０６号明細書 米国特許第８，１７５，７１０号明細書 米国特許第８，２２４，４５０号明細書 米国特許第８，２７１，０９４号明細書 米国特許第８，２９５，９４４号明細書 米国特許第８，３２６，４３３号明細書 米国特許第８，３６４，２７８号明細書 米国特許第８，３９１，９８５号明細書 米国特許第８，４８３，２３７号明細書 米国特許第８，６７５，９４５号明細書 米国特許第８，６８８，２３５号明細書 米国特許第８，８３１，７３１号明細書 米国特許第８，８３１，７４２号明細書 米国特許第８，８４９，６３２号明細書 米国特許第８，９５８，６１５号明細書 米国特許第９，４１５，１５４号明細書

１つの態様は、患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムである。本システムは、電極を含む埋め込み式電気刺激リードであって、患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された、埋め込み式電気刺激リードと；埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、を備え、埋め込み式パルス発生器は、ユーザの要求に応じて、持続期間が少なくとも１ヶ月であり開始及び終了を有する初期刺激期間中に、電気刺激の持続時間又は振幅の少なくとも一方を初期刺激期間の開始時の初期値から初期刺激期間の終了時の最終値まで経時的に増加させるように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む。

少なくとも幾つかの態様において、プロセッサは、電気刺激の振幅を経時的に増加させながら初期刺激期間中に電気刺激を送達するように構成される。少なくとも幾つかの態様において、プロセッサは、初期刺激期間中に、電気刺激の持続時間を経時的に増加させながら電気刺激を送達するように構成される。少なくとも幾つかの態様において、プロセッサは、電気刺激の振幅を経時的に増加させながら初期刺激期間中に電気刺激を送達するように構成される。

少なくとも幾つかの態様において、持続時間又は振幅の少なくとも一方の経時的な増大は、持続時間又は振幅の少なくとも一方を線形ランプに従って初期値から最終値まで増大させることを含む。少なくとも幾つかの態様において、持続時間又は振幅の少なくとも一方の経時的な増加は、持続時間又は振幅の少なくとも一方を非線形ランプに従って初期値から最終値まで増加させることを含む。

少なくとも幾つかの態様において、プロセッサは、初期刺激期間中、患者の認知負荷が予想される期間中は電気刺激を送達しないように更に構成される。少なくとも幾つかの態様において、プロセッサは更に、ｉ）電気刺激が送達されている、又はｉｉ）電気刺激が間もなく送達される、の少なくとも一方をユーザに示すように構成され、プロセッサは更に、電気刺激の送達を延期するための制御をユーザに提供し、制御の作動時に、電気刺激の送達を延期するように構成される。

少なくとも幾つかの態様において、システムは、血流センサ、脳波（ＥＥＧ）センサ、皮質脳波（ＥＣｏＧ）センサ、運動センサ、化学濃度センサ、酵素活性センサ、又はこれらの何れかの組み合わせから選択されるセンサを更に含み、センサは、電気刺激に対する患者の応答をモニターするように構成される。少なくとも幾つかの態様において、プロセッサは、ＥＥＧ又はＥＣｏＧセンサを用いて患者のアルファ波脳活動をモニターするように構成される。

別の態様は、患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激する方法である。本方法は、電気刺激リードを患者の脳に埋め込むステップであって、電気刺激リードが電極を含み、電極の少なくとも１つは患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に配置される、ステップと、電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するステップであって、持続期間が少なくとも１ヶ月であり、開始及び終了を有する初期刺激期間中に、電気刺激の持続時間又は振幅の少なくとも一方が、初期刺激期間の開始時の初期値から初期刺激期間の終了時の最終値まで経時的に増加する、ステップと、を含む。

更なる態様は、患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激する方法である。本方法は、患者の脳に側方から中央への軌道で電気刺激リードを埋め込むステップであって、電気刺激リードが電極を含み、電極の少なくとも１つが患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に配置される、ステップと、電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するステップであって、持続期間が少なくとも１ヶ月である初期刺激期間の間、患者の認知負荷が予想される期間には電気刺激が送達されない、ステップと、を含む。

少なくとも幾つかの態様において、本方法は更に、電気刺激の送達前又は送達中に、電気刺激が送達されていること又は間もなく送達されることをユーザに示すステップを含む。少なくとも幾つかの態様において、本方法は更に、延期制御のユーザ操作に応答して、電気刺激の送達を延期するステップを含む。少なくとも幾つかの態様において、本方法は更に、初期刺激期間の後、患者の認知負荷が予想される期間中に電気刺激が送達される１日の時間量を経時的に増加させるステップを含む。

少なくとも幾つかの態様において、本方法は更に、初期刺激期間中に、電気刺激の持続時間又は振幅の少なくとも一方を、初期刺激期間の開始時の初期値から初期刺激期間の終了時の最終値まで経時的に増加させるステップを含む。少なくとも幾つかの態様において、増加させることは、持続時間又は振幅の少なくとも一方を、線形ランプに従って初期値から最終値まで経時的に増加させることを含む。少なくとも幾つかの態様において、増加させることは、非線形ランプに従って、持続時間又は振幅の少なくとも一方を初期値から最終値まで経時的に増加させることを含む。

少なくとも幾つかの態様において、本方法は更に、血流センサ、脳波（ＥＥＧ）センサ、皮質脳波（ＥＣｏＧ）センサ、運動センサ、又はこれらの何れかの組み合わせから選択されるセンサを用いて患者をモニターするステップを含む。

更に別の態様は、患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムである。本システムは、電極を含む埋め込み式電気刺激リードであって、患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された埋め込み式電気刺激リードと、埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、を含み、埋め込み式パルス発生器は、ユーザの要求に応じて、持続期間が少なくとも１ヶ月であり開始及び終了を有する初期刺激期間中に、患者の認知負荷が予想される期間中は電気刺激を送達しないように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む。

別の態様は、患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するための方法である。本方法は、電気刺激リードを患者の脳に埋め込むステップであって、電気刺激リードが電極を含み、電極の少なくとも１つが患者のＮＢＭに隣接して又はＮＢＭ内に配置される、ステップと、電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するステップと、血流センサ、脳波（ＥＥＧ）センサ、皮質脳波（ＥＣｏＧ）センサ、運動センサ、又はこれらの何れかの組み合わせから選択されるセンサを用いて患者をモニターするステップと、センサのモニターに基づいて電気刺激を変更するステップとを含む。

少なくとも幾つかの態様において、患者をモニターするステップは、ＥＥＧ又はＥＣｏＧセンサを用いて患者のアルファ波脳活動をモニターするステップを含む。

更なる態様は、患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムである。本システムは、複数の電極を含み、患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された埋め込み式電気刺激リードと、埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、を含む。埋め込み式パルス発生器は、電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達し、血流センサ、脳波（ＥＥＧ）センサ、皮質脳波（ＥＣｏＧ）センサ、運動センサ、又はこれらの何れかの組み合わせから選択されるセンサを用いて患者をモニターし、センサのモニターに基づいて電気刺激を変更するように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む。

本発明の非限定的及び非網羅的な実施形態について、以下の図面を参照しながら説明する。図面において、同様の参照数字は、特に指定しない限り、様々な図全体を通して同様の要素を指す。

本発明をより良く理解するために、添付図面と共に読むべき、以下の詳細な説明を参照する。

ＩＰＧに結合可能な１又は２以上のリードを含む電気刺激システムの一実施形態の概略図である。 ＩＰＧに結合される経皮リードを含む電気刺激システムの別の実施形態の概略図である。 コネクタ組立体が図２のリードの近位部分を受けるように構成及び配置された、図２のＩＰＧ内に配置された複数のコネクタ組立体の一実施形態の概略図である。 リード延長部がリードをＩＰＧに結合するように構成及び配置されている、図２のリードの近位部分、リード延長部及び図２のＩＰＧの一実施形態の概略図である。 ３２個の電極を有するリードの一実施形態の一部の概略斜視図である。 １６個の電極を有するリードの一実施形態の一部の概略斜視図である。 １６個の電極を有するリードの別の実施形態の一部の概略斜視図である。 １６個の電極を有するリードの第３の実施形態の一部の概略斜視図である。 ３２個の電極を有するリードの別の実施形態の一部の概略斜視図である。 電気刺激システムの構成要素の一実施形態の概略的な概要図である。 ２つの電気刺激リードを用いてマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激する方法の一実施形態の概略側面図である。 側方中央軌道にて埋め込まれた１つの電気刺激リードを用いてＮＢＭを刺激する方法の一実施形態の概略側面図である。 側方中央軌道にて埋め込まれた１つの光学（又は電気光学）刺激リードを用いてＮＢＭを刺激する方法の一実施形態の概略側面図である。 ２つの光刺激リードを用いてＮＢＭを刺激する方法の一実施形態の概略側面図である。 ＮＢＭを刺激する方法の一実施形態のフローチャートである。

本開示は、脳深部電気刺激のための方法及びシステムの領域に関する。本開示はまた、マイネルト基底核（ＮＢＭ）の脳深部刺激のための方法及びシステムに関する。

好適な埋め込み式電気刺激システムは、限定ではないが、リードの遠位端部に沿って配置された１又は２以上の電極及びリードの１又は２以上の近位端部に沿って配置された１又は２以上の端子を有する少なくとも１つの電気刺激リードを含む。リードを有する電気刺激システムの例は、例えば、米国特許第６，１８１，９６９号；第６，２９５，９４４号；第６，３９１，９８５号；第６，５１６，２２７号；第６，６０９，０２９号；第６，６０９，０３２号；第６，７４１，８９２号；第７，２４４，１５０号；第７，４５０，９９７号；第７，６７２，７３４号；第７，７６１，１６５号；第７，７８３，３５９号；第７，７９２，５９０号；第７，８０９，４４６号；第７，９４９，３９５号；第７，９７４，７０６号；第８，８３１，７４２号；第８，６８８，２３５号；第８，１７５，７１０号；第８，２２４，４５０号；第８，２７１，０９４号；第８，２９５，９４４号；第８，３６４，２７８号；及び第８，３９１，９８５号；米国特許出願公開第２００７／０１５００３６号；第２００９／０１８７２２２号；第２００９／０２７６０２１号；第２０１０／００７６５３５号；第２０１０／０２６８２９８号；第２０１１／０００４２６７号；第２０１１／００７８９００号；第２０１１／０１３０８１７号；第２０１１／０１３０８１８号；第２０１１／０２３８１２９号；第２０１１／０３１３５００号；第２０１２／００１６３７８号；第２０１２／００４６７１０号；第２０１２／００７１９４９号；第２０１２／０１６５９１１号；第２０１２／０１９７３７５号；第２０１２／０２０３３１６号；第２０１２／０２０３３２０号；第２０１２／０２０３３２１号；第２０１２／０３１６６１５号；第２０１３／０１０５０７１号；第２０１１／０００５０６９号；第２０１０／０２６８２９８号；第２０１１／０１３０８１７号；第２０１１／０１３０８１８号；第２０１１／００７８９００号；第２０１１／０２３８１２９号；第２０１１／０３１３５００号；第２０１２／００１６３７８号；第２０１２／００４６７１０号；第２０１２／０１６５９１１号；第２０１２／０１９７３７５号；第２０１２／０２０３３１６号；第２０１２／０２０３３２０号；及び第２０１２／０２０３３２１号に見出され、これらは引用により全体が本明細書に組み込まれる。

図１に目を向けると、電気刺激システム１０の一実施形態は、１又は２以上の電気刺激リード１２及び埋め込み式パルス発生器（ＩＰＧ）１４を含む。システム１０はまた、外部リモコン（ＲＣ）１６、臨床医プログラマ（ＣＰ）１８、外部試験刺激器（ＥＴＳ）２０、又は外部充電器２２の１又は２以上を含むことができる。ＩＰＧ及びＥＴＳは、電気刺激システムの制御モジュールの例である。

ＩＰＧ１４は、任意選択的に、１又は２以上のリード延長部２４を介して、電気刺激リード１２に物理的に接続される。各電気刺激リードは、アレイ状に配置された複数の電極２６を有する。ＩＰＧ１４は、刺激パラメータのセットに従って、アレイの１又は２以上の電極２６に、例えばパルス電気波形（すなわち、時間的に一連の電気パルス）の形で電気刺激エネルギーを供給するパルス発生回路を含む。ＩＰＧ１４は、例えば、患者の鎖骨部の下又は患者の腹キャビティ内又は他の何れかの適切な部位で、患者の体内に埋め込むことができる。埋め込み式パルス発生器１４は、各チャンネルからの電流刺激の大きさを制御するように独立してプログラム可能な複数の刺激チャンネルを有することができる。幾つかの実施形態では、埋め込み式パルス発生器１４は、限定ではないが、４、６、８、１２、１６、３２又はそれ以上の刺激チャンネルを含む何れかの適切な数の刺激チャンネルを有することができる。埋め込み式パルス発生器１４は、リード及び／又はリード延長部の端子を受けるための、１、２、３、４、又はそれ以上のコネクタポートを有することができる。

ＥＴＳ２０はまた、任意選択的に経皮リード延長部２８及び外部ケーブル３０を介して、刺激リード１２に物理的に接続することができる。ＩＰＧ１４と同様のパルス発生回路を有することができるＥＴＳ２０はまた、刺激パラメータのセットに従って、例えばパルス電気波形の形で電気刺激エネルギーを電極２６に供給する。ＥＴＳ２０とＩＰＧ１４との違いの１つは、ＥＴＳ２０が、多くの場合、電気刺激リード１２が埋め込まれた後及びＩＰＧ１４の埋め込み前に、提供される刺激の応答性を試験するために試験的に使用される非埋め込み式デバイスであることである。ＩＰＧ１４に関して本明細書で説明した機能は、同様にＥＴＳ２０に関しても実行することができる。

ＲＣ１６は、一方向又は双方向無線通信リンク３２を介してＩＰＧ１４又はＥＴＳ２０と遠隔通信又はコントローラ制御するために使用することができる。ＩＰＧ１４及び電気刺激リード１２が埋め込まれると、ＲＣ１６は、一方向又は双方向通信リンク３４を介してＩＰＧ１４と遠隔通信又は制御するために使用することができる。このような通信又は制御により、ＩＰＧ１４をオン又はオフにし、及び異なる刺激パラメータセットでプログラムすることができる。ＩＰＧ１４はまた、ＩＰＧ１４によって出力される電気刺激エネルギーの特性を能動的に制御するために、プログラムされた刺激パラメータを変更するように操作することができる。ＣＰ１８により、臨床医等のユーザは、手術室及びフォローアップセッションにおいて、ＩＰＧ１４及びＥＴＳ２０の刺激パラメータをプログラムすることができる。代替的に、又は追加的に、ＲＣ１６（又は携帯電話、タブレット等のような携帯型電子デバイスのような外部デバイス）とＩＰＧ１４との間の無線通信（例えば、ブルートゥース）を介して刺激パラメータをプログラムすることができる。

ＣＰ１８は、無線通信リンク３６を介して、ＲＣ１６を介して、ＩＰＧ１４又はＥＴＳ２０と間接的に通信することにより、この機能を実行することができる。或いは、ＣＰ１８は、無線通信リンク（図示せず）を介してＩＰＧ１４又はＥＴＳ２０と直接通信してもよい。ＣＰ１８によって提供される刺激パラメータはまた、ＲＣ１６をプログラムするために使用されるので、刺激パラメータは、その後、スタンドアロンモードで（すなわち、ＣＰ１８の支援なしで）ＲＣ１６の操作によって変更することができる。

ＲＣ１６、ＣＰ１８、ＥＴＳ２０、及び外部充電器２２の追加の例は、本明細書で引用した文献、並びに米国特許第６，８９５，２８０号；第６，１８１，９６９号；第６，５１６，２２７号；第６，６０９，０２９号；第６，６０９，０３２号；第６，７４１，８９２号；第７，９４９，３９５号；第７，２４４，１５０号；第７，６７２，７３４号；及び第７，７６１，１６５号；第７，９７４，７０６号；第８，１７５，７１０号；第８，２２４，４５０号；及び第８，３６４，２７８号；及び米国特許出願公開第２００７／０１５００３６号明細書に見出すことができ、これらは全て、引用により全体が本明細書に組み込まれる。

図２は、電気刺激システム１０の別の実施形態を概略的に示している。電気刺激システムは、ＩＰＧ（例えば、制御モジュール）１４及びＩＰＧ１４に結合可能な少なくとも１つの電気刺激リード１２を含む。電気刺激リード１２は、１又は２以上のリード本体１０６と、電極１３４等の電極のアレイと、１又は２以上のリード本体１０６に沿って配置された端子のアレイ（例えば、図３及び図４の２１０）とを含む。少なくとも幾つかの実施形態では、リードは、リード本体１０６の長手方向に沿って等距離である。図２は、ＩＰＧ１４に結合された１つのリード１２を示している。他の実施形態は、ＩＰＧ１４に結合された２、３、４又はそれ以上のリード１２を含むことができる。

電気刺激リード１２は、何れかの適切な方法でＩＰＧ１４に結合することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、電気刺激リード１２はＩＰＧ１４に直接結合する。少なくとも幾つかの他の実施形態では、電気刺激リード１２は、１又は２以上の中間デバイスを介してＩＰＧ１４に結合する。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、１又は２以上のリード延長部２２４（例えば、図４参照）を電気刺激リード１２とＩＰＧ１４との間に配置して、電気刺激リード１２とＩＰＧ１４との間の距離を延長することができる。リード延長部はまた、関節を横断するのに有用とすることができるか、又はこのような交換がリードの遠位端部の配置に影響を与えないので、リード延長部が疲労により破損した場合に、より容易に交換することができる。他の中間デバイスは、例えば、スプリッタ、アダプタ、又はこれらの何れかの組み合わせを含む１又は２以上のリード延長部に加えて、又はその代わりに使用することができる。電気刺激システム１０が、電気刺激リード１２とＩＰＧ１４との間に配置された複数の細長いデバイスを含む場合には、中間デバイスは、何れかの適切な配置に構成することができることは理解されるであろう。

図２において、電気刺激システム１０は、電気刺激リード１２のＩＰＧ１４への結合を容易にするように構成及び配置されたスプリッタ１０７を有することが示されている。スプリッタ１０７は、電気刺激リード１２の近位端部に結合するように構成されたスプリッタコネクタ１０８と、ＩＰＧ１４（又は別のスプリッタ、リード延長部、アダプタ等）に結合するように構成及び配置された１又は２以上のスプリッタテール１０９ａ及び１０９ｂとを含む。

少なくとも幾つかの実施形態では、ＩＰＧ１４は、コネクタハウジング１１２及びシールされた電子機器ハウジング１１４を含む。電子部分組立体１１０及びオプションの電源１２１が電子機器ハウジング１１４内に配置される。ＩＰＧコネクタ１４４がコネクタハウジング１１２内に配置されている。ＩＰＧコネクタ１４４は、電気刺激リード１２とＩＰＧ１４の電子部分組立体１１０との間の電気接続を行うように構成及び配置されている。

電極１３４は、何れかの導電性の生体適合性材料を用いて形成することができる。好適な材料の例としては、金属、合金、導電性ポリマー、導電性カーボン等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。少なくとも幾つかの実施形態において、電極１３４の１又は２以上は、白金、白金イリジウム、パラジウム、パラジウムロジウム、又はチタンの１又は２以上から形成される。各アレイ２６には、何れかの数の電極１３４を使用することができる。例えば、２個、４個、６個、８個、１０個、１２個、１４個、１６個又はそれ以上の電極１３４とすることができる。認識されるように、他の数の電極１３４を使用することもできる。

１又は２以上のリード本体１０６の電極は、典型的には、例えば、シリコーン、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、エポキシ等又はこれらの組み合わせのような非導電性の生体適合性材料中に配置されるか、又はこれらによって分離される。リード本体１０６は、例えば、成形（射出成形を含む）、鋳造及びこれらを含む何れかのプロセスによって所望の形状に形成することができる。非導電性材料は、典型的には、１又は２以上のリード本体１０６の遠位端部から１又は２以上のリード本体１０６の各々の近位端部まで延びている。

端子（例えば、図３及び図４の２１０）は、典型的には、対応するコネクタ接点（例えば、図３の２１４及び図４の２４０）に電気的に接続するために、電気刺激システム１０の１又は２以上のリード本体１０６（並びに何れかのスプリッタ、リード延長部、アダプタ等）の近位端部に沿って配置される。コネクタ接点は、コネクタ（例えば、図２～図４の１４４、及び図４の２２１）に配置され、このコネクタは、例えば、ＩＰＧ１４（又はリード延長部、スプリッタ、アダプタ等）に配置される。導電性のワイヤ、ケーブル又はその他（図示せず）は、端子から電極１３４まで延びている。典型的には、１又は２以上の電極１３４が各端子に電気的に結合されている。少なくとも幾つかの実施形態では、各端子は１つの電極１３４にのみ接続される。

導電性ワイヤ（「導電体」）は、リード本体１０６の非導電性材料に埋め込むことができ、又はリード本体１０６に沿って延びる１又は２以上の内腔（図示せず）に配置することができる。幾つかの実施形態では、各導体に対して個別の内腔がある。他の実施形態では、２又は３以上の導体が１つの内腔を通って延びている。また、例えば、患者の体内へのリード本体１０６の配置を容易にするためにスタイレットを挿入するために、リード本体１０６の近位端部又はその近傍で開口する１又は２以上の内腔（図示せず）が存在することもある。更に、例えば、１又は２以上のリード本体１０６の埋め込み部位に薬物又は薬剤を注入するために、リード本体１０６の遠位端部又はその近傍に開口する１又は２以上のルーメン（図示せず）が存在することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、１又は２以上の内腔は、遠位端部において永久的又は取り外し可能に封止可能である。

図３は、ＩＰＧコネクタ１４４の一実施形態に結合するように構成及び配置された１又は２以上の細長いデバイス２００の近位端部の一実施形態の概略側面図である。１又は２以上の細長いデバイスは、例えば、リード本体１０６、１又は２以上の中間デバイス（例えば、図２のスプリッタ１０７、図４のリード延長部２２４、アダプタ等、又はこれらの組み合わせ）、又はこれらの組み合わせを含むことができる。図３は、ＩＰＧ１４に結合された２つの細長いデバイス２００を示している。これらの２つの細長いデバイス２００は、図２に図示されるような２つのテール又は２つの異なるリード又は細長いデバイスの他の何れかの組み合わせとすることができる。

ＩＰＧコネクタ１４４は、方向矢印２１２ａ及び２１２ｂによって示されるように、細長いデバイス２００の近位端部が挿入され得る少なくとも１つのポートを規定する。図３（及び他の図）において、コネクタハウジング１１２は、２つのポート２０４ａ及び２０４ｂを有するように示されている。コネクタハウジング１１２は、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、又はそれ以上のポートを含む何れかの適切な数のポートを規定することができる。

ＩＰＧコネクタ１４４はまた、各ポート２０４ａ及び２０４ｂ内に配置されたコネクタ接点２１４のような複数のコネクタ接点を含む。細長いデバイス２００がポート２０４ａ及び２０４ｂに挿入されると、電気刺激リード１２の遠位端部に配置された電極（図２の１３４）にＩＰＧ１４を電気的に結合するために、コネクタ接点２１４は、細長いデバイス２００の近位端部に沿って配置された複数の端子２１０と整列することができる。ＩＰＧにおけるコネクタの例は、例えば、米国特許第７，２４４，１５０号及び第８，２２４，４５０号に記載されており、これらは引用によりその全体が組み込まれる。

図４は、電気刺激システム１０の別の実施形態の概略側面図である。電気刺激システム１０は、１又は２以上の細長いデバイス２００（例えば、リード本体１０６、スプリッタ１０７、アダプタ、別のリード延長部等又はこれらの組み合わせ）をＩＰＧ１４に結合するように構成及び配置されたリード延長部２２４を含む。図４では、リード延長部２２４はＩＰＧコネクタ１４４に定義された単一のポート２０４に結合されて示されている。更に、リード延長部２２４は、単一の細長いデバイス２００に結合するように構成及び配置されて示されている。代替実施形態では、リード延長部２２４は、ＩＰＧコネクタ１４４内に画定された複数のポート２０４に結合するように、又は複数の細長いデバイス２００を受けるように、又はその両方に結合するように構成及び配置される。

リード延長部２２４にはリード延長部コネクタ２２１が配置されている。図４では、リード延長部コネクタ２２１は、リード延長部２２４の遠位端部２２６に配置されて示されている。リード延長部コネクタ２２１は、コネクタハウジング２２８を含む。コネクタハウジング２２８は、方向矢印２３８で示すように、細長いデバイス２００の端子２１０が挿入可能な少なくとも１つのポート２３０を画定している。コネクタハウジング２２８は、コネクタ接点２４０のような複数のコネクタ接点も含む。細長いデバイス２００がポート２３０に挿入されると、コネクタハウジング２２８に配置されたコネクタ接点２４０は、リード延長部２２４をリード（図２の１２）に沿って配置された電極（図２の１３４）に電気的に結合するために、細長いデバイス２００の端子２１０と位置合わせすることができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、リード延長部２２４の近位端は、リード１２（又は他の細長いデバイス２００）の近位端部と同様に構成及び配置される。リード延長部２２４は、遠位端部２２６とは反対側にあるリード延長部２２４の近位端部２４８にコネクタコンタクト２４０を電気的に結合する複数の導電性ワイヤ（図示せず）を含むことができる。少なくとも幾つかの実施形態では、リード延長部２２４に配置された導電性ワイヤは、リード延長部２２４の近位端部２４８に沿って配置された複数の端子（図示せず）に電気的に結合することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、リード延長部２２４の近位端部２４８は、別のリード延長部（又は別の中間デバイス）に配置されたコネクタに挿入されるように構成及び配置される。他の実施形態では（及び図４に示すように）、リード延長部２２４の近位端部２４８は、ＩＰＧコネクタ１４４に挿入するように構成及び配置される。

図２に戻ると、少なくとも幾つかの実施形態では、刺激電極の少なくとも一部は、リードの周囲（例えば、円周）を部分的にのみ延びるセグメント電極の形態をとる。これらのセグメント電極は、電極のセットで提供することができ、各セットは、特定の長手方向位置でリードについて円周方向に分布する電極を有する。

図２では、電極１３４はリング電極１２０及びセグメント電極１２２の両方を含むものとして示されている。幾つかの実施形態では、電極１３４は全てセグメント電極又は全てリング電極である。図２のセグメント電極１２２は３つのセット（そのうちの１つは図２では見えない）になっており、特定のセットの３つのセグメント電極は互いに電気的に絶縁され、リード１２に沿って周方向にオフセットされている。何れかの適当な数のセグメント電極を、例えば、２、３、４又はそれ以上のセグメント電極を含むセットに形成することができる。図２のリード１２は、３０個のセグメント電極１２２（それぞれ３個の電極の１０セット）及び２個のリング電極１２０を有し、合計３２個の電極１３４を有する。

セグメント電極は、刺激電流をリードの片側、又は片側の一部に直流させるために使用することができる。セグメント電極が、複数の電流刺激を同時に供給する埋め込み式パルス発生器と共に使用される場合、電流ステアリングが達成されて、リードの軸の周りの位置（すなわち、リードの軸の周りの半径方向の位置決め）に刺激をより正確に供給することができる。脳深部刺激におけるターゲット構造は、一般的に遠位電極アレイの軸に対して対称ではないため、セグメント電極はリング電極よりも優れた電流ステアリングを提供する可能性がある。その代わりに、ターゲットはリードの軸を通る平面の片側に位置することができる。セグメント電極アレイを使用することで、リードの長さに沿ってだけでなく、リードの周囲にも電流を流すことができる。これにより、正確な３次元的ターゲティングと神経ターゲット組織への電流刺激の送達が可能になる一方、他の組織への刺激を回避できる可能性がある。

図５Ａは、リード本体１０６及びそれぞれ３個のセグメント電極１２２が１０セットずつ配置された３０個のセグメント電極１２２の近位に２個のリング電極１２０を有する３２電極リード１２を示す。図示の実施形態では、リング電極１２０はセグメント電極１２２の近位にある。他の実施形態では、リング電極１２０の１又は２以上が、セグメント電極１２２の１又は２以上に近位とすることができ、又はセグメント電極１２２の１又は２以上に遠位とすることができる。

何れかの数のセグメント電極１２２が、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、２０、２４、２８、３０、３２又はそれ以上のセグメント電極１２２を含むリード本体上に配置することができる。何れかの数のセグメント電極１２２がリード本体の長さに沿って配置できることが理解されるであろう。セグメント電極１２２は、典型的には、リードの円周の７５％、６７％、６０％、５０％、４０％、３３％、２５％、２０％、１７％、１５％又はそれ未満だけ延びる。

セグメント電極１２２は、セグメント電極のセットにグループ化することができ、各セットは、電気刺激リード１２の特定の長手方向部分において電気刺激リード１２の円周の周りに配置される。電気刺激リード１２は、所定のセグメント電極のセットにおいて何れかの数のセグメント電極１２２を有することができる。電気刺激リード１２は、所定のセットにおいて、１、２、３、４、５、６、７、８又はそれ以上のセグメント電極１２２を有することができる。電気刺激リード１２は、限定ではないが、１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１５、１６、２０、又はそれ以上のセットを含む何れかの数のセグメント電極のセットを有することができる。セグメント電極１２２は、サイズ及び形状が均一であっても、又は異なっていてもよい。幾つかの実施形態では、セグメント電極１２２は全て同じサイズ、形状、直径、幅又は面積、又はこれらの組み合わせである。幾つかの実施形態では、各周方向セットのセグメント電極１２２（又はリード１２上に配置された全てのセグメント電極）は、サイズ及び形状が同一とすることができる。

セグメント電極１２２の各セットは、リード本体の周囲に実質的に円筒形状を形成するようにリード本体の円周上に配置することができる。セグメント電極の所与のセットの個々の電極間の間隔は、電気刺激リード１２上のセグメント電極の別のセットの個々の電極間の間隔と同じであってもよく、又は異なっていてもよい。少なくとも幾つかの実施形態では、リード本体の円周上の各セグメント電極１２２間に、等しいスペース、ギャップ又は切り欠きが配置される。他の実施形態では、セグメント電極１２２間のスペース、ギャップ又は切り欠きは、大きさ又は形状が異なっていてもよい。他の実施形態では、セグメント電極１２２間のスペース、ギャップ又はカットアウトは、セグメント電極１２２の特定のセットに対して、又はセグメント電極１２２の全てのセットに対して均一とすることができる。セグメント電極１２２のセットは、リード本体の長さに沿って不規則又は規則的な間隔で配置することができる。

図５Ｂ～図５Ｅは、セグメント電極１２２を有するリードの他の実施形態を示す。図５Ｂは、それぞれ３つのセグメント電極１２２の５つのセットの近位にある１つのリング電極１２０を有する１６電極リード１２を図示する。図５Ｃは、２つのセグメント電極１２２の８つのセットをそれぞれ有する１６電極リード１２を図示する。図５Ｃに示されるように、リード１２の実施形態は必ずしもリング電極を含まない。図５Ｄは、２つのセグメント電極１２２の６つのセットそれぞれに近接する４つのリング電極１２０を有する１６電極リード１２を図示する。図５Ｅは、２つのセグメント電極１２２の１６のセットをそれぞれ有する３２電極リード１２を示す（図示を明瞭にするため、全ての電極が示されているわけではない）。リング電極、セグメント電極、又は両方のタイプの電極の他の何れかの電極の組み合わせが使用できることが認識されるであろう。

リード１２がリング電極１２０及びセグメント電極１２２の両方を含む場合、リング電極１２０及びセグメント電極１２２は、何れかの適切な構成で配置することができる。例えば、リード１２が２又は３以上のリング電極１２０及び１又は２以上のセグメント電極１２２のセットを含むとき、リング電極１２０は、セグメント電極１２２の１又は２以上のセットを側方配置することができる。或いは、２又は３以上のリング電極１２０は、セグメント電極１２２の１又は２以上のセットに近位に配置するか、又は２又は３以上のリング電極１２０は、セグメント電極１２２の１又は２以上のセットの遠位に配置するか、又はリング電極１２０及びセグメント電極１２２の他の何れかの好適な配置にすることができる。

電極１２０、１２２は、１、１．５、２、３、４、４．５、５、又は６ｍｍを含むがこれらに限定されない何れかの適切な長手方向の長さを有することができる。隣接する電極１２０、１２２間の長手方向間隔は、限定ではないが、０．２５、０．５、０．７５、１、２、又は３ｍｍを含む何れかの適切な量とすることができ、ここで間隔は、２つの隣接する電極の最も近い端部間の距離として定義される。幾つかの実施形態では、間隔はリードの長手方向に隣接する電極間で均一である。他の実施形態では、長手方向に隣接する電極間の間隔は、リードの長さに沿って異なる又は不均一とすることができる。

セグメント電極を有する電気刺激リードの例としては、米国特許出願公開第２０１０／０２６８２９８号；第２０１１／０００５０６９号；第２０１１／００７８９００号；第２０１１／０１３０８０３号；第２０１１／０１３０８１６号；第２０１１／０１３０８１７号；第２０１１／０１３０８１８号；第２０１１／００７８９００号；第２０１１／０２３８１２９号；第２０１１／０３１３５００号；第２０１２／００１６３７８号；第２０１２／００４６７１０号；第２０１２／００７１９４９号；第２０１２／０１６５９１１号；第２０１２／０１９７３７５号；第２０１２／０２０３３１６号；第２０１２／０２０３３２０号；第２０１２／０２０３３２１号；第２０１３／０１９７６０２号；第２０１３／０２６１６８４号；第２０１３／０３２５０９１号；第２０１３／０３１７５８７号；第２０１４／００３９５８７号；第２０１４／０３５３００１号；第２０１４／０３５８２０９号；第２０１４／０３５８２１０号；第２０１５／００１８９１５号；第２０１５／００２１８１７号；第２０１５／００４５８６４号；第２０１５／００２１８１７号；第２０１５／００６６１２０号；第２０１３／０１９７４２４号；第２０１５／０１５１１１３号；第２０１４／０３５８２０７号；及び米国特許第８，４８３，２３７号が挙げられ、その全てが引用により全体が本明細書に組み込まれる。電気刺激リードはまた、先端電極を含むことができ、先端電極を有するリードの例としては、先に引用された文献の少なくとも幾つか、並びに米国特許出願公開第２０１４／０２９６９５３号及び第２０１４／０３４３６４７号が挙げられ、これらは全て、引用により全体が本明細書に組み込まれる。セグメント電極を有するリードは、セグメント電極を用いて特定の方向に刺激を送達することができる指向性リードとすることができる。

図６は、ＩＰＧ内に配置された電子部分組立体６１０を含む電気刺激システム６００の構成要素の一実施形態の概略的概要である。電気刺激システムは、１又は２以上の構成要素を含むことができ、本明細書で引用した刺激器参考文献に開示された構成を含む様々な異なる構成を有することができることが理解されるであろう。

電気刺激システムの構成要素の一部（例えば、電源６１２、アンテナ６１８、受信機６０２、プロセッサ６０４、及びメモリ６０５）は、所望により、埋め込み式パルス発生器のシールされたハウジング内の１又は２以上の回路基板又は同様のキャリア上に配置することができる。例えば、一次電池又は充電式電池のような電池を含む何れかの電源６１２を使用することができる。他の電源の例としては、スーパーキャパシタ、原子力電池又は原子電池、機械的共振器、赤外線コレクタ、熱動力エネルギー源、屈曲動力エネルギー源、生体エネルギー電源、燃料電池、生体電気電池、浸透圧ポンプ、及び引用により全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第７，４３７，１９３号に記載された電源を含む同様のものが挙げられる。

別の代替として、電力は、オプションのアンテナ６１８又は２次アンテナを介した誘導結合を介して外部電源から供給することができる。外部電源は、ユーザの皮膚に装着されるデバイス内、又は恒久的又は定期的にユーザの近くに提供されるユニット内とすることができる。

電源６１２が充電可能なバッテリである場合、バッテリは、必要に応じて、オプションのアンテナ６１８を使用して充電することができる。アンテナを介してバッテリをユーザの外部の充電ユニット６１６に誘導結合することにより、充電のためにバッテリに電力を供給することができる。このような配置の例は、上記で特定した文献に見出すことができる。

一実施形態では、電気刺激システムの近くの神経線維、筋線維又は他の身体組織を刺激するために、リード本体の電極１３４によって電流が放出される。プロセッサ６０４は、一般に、電気刺激システムのタイミング及び電気特性を制御するために含まれる。例えば、プロセッサ６０４は、所望により、パルスのタイミング、周波数、振幅、幅及び波形の１又は２以上を制御することができる。更に、プロセッサ６０４は、所望により、刺激を提供するためにどの電極を使用するかを選択することができる。幾つかの実施形態において、プロセッサ６０４は、どの電極がカソードであり、及びどの電極がアノードであるか、及びそれぞれに割り当てられたアノード電流又はカソード電流の量を選択することができる。幾つかの実施形態において、プロセッサ６０４は、どの電極が所望の組織に最も有用な刺激を提供するかを識別するために使用することができる。プロセッサ６０４のための命令は、メモリ６０５上に記憶することができる。

何れかのプロセッサを使用することができ、例えば、一定間隔でパルスを生成する電子デバイスのように単純なものとすることができ、又はプロセッサは、例えば、パルス特性の変更を可能にするＣＰ／ＲＣ６０６（図１のＣＰ１８又はＲＣ１６等）からの命令を受信及び解釈することができるものとすることができる。図示の実施形態では、プロセッサ６０４は、受信機６０２に結合され、この受信機は、オプションのアンテナ６１８に結合されている。これにより、プロセッサ６０４は、例えば、所望により、パルス特性及び電極の選択を指示するための指示を外部から受信することができる。

一実施形態では、アンテナ６１８は、ユーザによってプログラム又は他の方法で操作されるＣＰ／ＲＣ６０６（参照、図１のＣＰ１８又はＲＣ１６）から信号（例えば、ＲＦ信号）を受信することができる。アンテナ６１８及び受信機６０２を介してプロセッサ６０４に送信された信号は、電気刺激システムの動作を変更又は他の方法で指示するために使用することができる。例えば、信号は、パルス幅、パルス周波数、パルス波形、及びパルス振幅の１又は２以上の変更のような電気刺激システムのパルスを変更するために使用することができる。信号はまた、電気刺激システム６００に、動作の停止、動作の開始、バッテリの充電の開始、又はバッテリの充電の停止を指示することもできる。他の実施形態では、刺激システムはアンテナ６１８又は受信機６０２を含まず、プロセッサ６０４はプログラム通りに動作する。

任意選択的に、電気刺激システム６００は、ＣＰ／ＲＣ６０６又は信号を受信することができる他のユニットに信号を送り返すために、プロセッサ６０４及びアンテナ６１８に結合された送信機（図示せず）を含むことができる。例えば、電気刺激システム６００は、電気刺激システム６００が適切に動作しているか否かを示す信号、又は電池の充電が必要な時期若しくは電池の充電残量を示す信号を送信することができる。プロセッサ６０４は、ユーザ又は臨床医が特性を決定又は検証できるように、パルス特性に関する情報を送信することもできる。

アルツハイマー病のような認知症は一般に、大脳皮質における重要な神経伝達物質であるアセチルコリン（Ａｃｈ）の減少と関連している。研究によると、抗コリン薬（他の健康問題に対する）は認知症の可能性の増加と関連しており、ＦＤＡが承認した認知症治療薬のクラスの１つは抗コリンエステラーゼ薬（すなわち、ＡＣｈの代謝を遅らせて、より長く／より強く作用するようにする薬）である。

大脳皮質でＡＣｈを産生し、ＡＣｈを送り出す細胞及び放出する細胞は、マイネルト基底核（ＮＢＭ）に存在する。この部位を刺激すると、大脳皮質でＡＣｈの放出が誘発され、及び認知症の影響を打ち消すことができると考えられている。ＡＣｈの放出は、うつ病及び神経心理学的障害の治療にも使用される可能性がある。ヒト以外の霊長類では、ＮＢＭを刺激すると記憶課題の成績が顕著に向上することが実証されている。また、断続的な刺激プロトコールは有効であるが、連続的な刺激プロトコールは有効でないことも示されている。

ＮＢＭニューロンを刺激してＡＣｈを多く供給することに加えて、これらの細胞の神経変性を遅らせる又は止めることも望ましい。

ＮＢＭは、曲がった楕円形のパンケーキ又は平らなバナナのような、固有の湾曲形状を有する。脳の片半球のＮＢＭ７６０の形状の近似値を図７に示す。この形状は、１つの電極アレイが、各細胞のＡＣｈ機械を十分に利用するために、細胞の比較的大きな部分、又は全てを刺激することが困難な場合があるため、電気刺激リードを使用してＮＢＭ７６０を完全に関与させることを困難にする場合がある。

少なくとも幾つかの実施形態では、ターゲットＮＢＭ７６０の固有の形状に対処し、及びターゲットＮＢＭをより多く刺激するために、複数の電気刺激リード１２をターゲットＮＢＭ７６０の異なる部分に配置することができ、図７に図示されるように、電気刺激リード１２の電極１３４間で刺激を循環させて複数の刺激領域７６２を生成することができる。図７の図示の実施形態では、２つの電気刺激リード１２が上方から下方への軌道を使用して埋め込まれ、及び一方の電気刺激リードが２つの異なる刺激領域７６２を生成するために使用され、他方の電気刺激リードが別の刺激領域を提供する。

少なくとも幾つかの実施形態では、図８に示されるように、ターゲットＮＢＭ７６０の固有の形状に対処するために、ターゲットのより多くを刺激するために、少なくとも１つの刺激リード１２を、典型的な上方から下方ではなく、一般的に又はほぼ（例えば、１０度、１５度、２５度、３０度、又は４５度以内）側方から中央に向いたリード軌道に沿って埋め込み、ターゲットＮＢＭ７６０の軸に沿って又はそれに隣接してリードの電極１３４を整列させることができる。このリード軌跡に沿って、単一の電気刺激リード１２からのより多くの電極１３４をターゲットＮＢＭ７６０の一部に近接（横断を含む）させて、以下でより詳細に説明するように循環させることができる複数の刺激領域７６２を生成することができる。

ＮＢＭを刺激するために、１本、２本、３本、４本又はそれ以上のリードを含むが、これらに限定されない、何れかの適切な数の電気刺激リード１２を使用することができる。複数の電気刺激リード１２が使用される場合、上方から下方への軌道（図７）に埋め込まれた電気刺激リード１２及び側方から中央への軌道（図８）に埋め込まれたリードの何れかの適切な組み合わせが存在することができる。電気刺激リード１２は、脳の一方又は両方の半球に埋め込んで、一方又は両方のＮＢＭ７６０を刺激することができる。各半球に対する電気刺激リード１２の配置は、同じであっても異なっていてもよい。

電気刺激リード１２は、１、２、３、４、又はそれ以上の刺激領域を含むがこれらに限定されない、何れかの適切な数の刺激領域７６２を生成することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、１又は２以上の電気刺激リード１２はセグメント電極１２２を含む。セグメント電極１２２の使用は、刺激領域７６２の指向性の選択を容易にすることができる。

刺激領域７６２に対する電気刺激を生成するために、１又は２以上の電極１３４を使用することができる。電極は、カソード又はアノード又はこれらの何れかの組み合わせとすることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、ＩＰＧ１４のシールされた電子機器筐体１１４（又はケースの他の部分）を、単極電気刺激の場合に多い戻り電極として使用することができる。多極性の電気刺激も使用できる。少なくとも幾つかの実施形態において、電気刺激はアノード刺激（例えば、活性電極がアノードである）であり、これはしばしばカソード刺激よりも細胞体の選択的刺激により効果的である。

刺激領域７６２の組み合わせを生成することにより、ＮＢＭ７６０の比較的大きな部分又は全てへの効果的な刺激を容易にすることができる。図７及び図８に図示した刺激領域７６２は、刺激パラメータの特定のセットに対する刺激の推定有効領域に対応する。刺激パラメータの例としては、電極の選択、刺激振幅（各電極について独立とすることができる）、パルス周波数、パルス持続時間又は幅等が挙げられるが、これらに限定されない。少なくとも幾つかの実施形態では、図７及び図８の刺激領域７６２は、アルゴリズム的又は手動で決定又は推定することができる。刺激フィールドマップ」（ＳＦＭ）、「活性化体積」（ＶＯＡ）、又は「活性化組織体積」（ＶＴＡ）という用語は、多くの場合、特定の刺激パラメータのセットに対して刺激される組織の推定刺激領域７６２を指定するために使用される。ＶＯＡ／ＳＦＭ／ＶＴＡを決定するための何れかの好適な方法は、例えば、米国特許第８，３２６，４３３号；第８，６７５，９４５号；第８，８３１，７３１号；第８，８４９，６３２号；及び第８，９５８，６１５号；米国特許出願公開第２００９／０２８７２７２号；第２００９／０２８７２７３号；第２０１２／０３１４９２４号；第２０１３／０１１６７４４号；第２０１４／０１２２３７９号；第２０１５／００６６１１１号；第２０１６／０３４６５５７号；第２０１６／０３７５２４８号；第２０１６／０３７５２５８号；第２０１７／０３０４６３３号；第２０１８／００６４９３０号；第２０１８／００７８７７６号；第２０１８／０１８５６５０号；第２０１８／０１９３６５５号；第２０１９／０２８２８２０号；第２０１９／０３２９０４９号；第２０１９／０３５８４５８号；第２０１９／０３５８４６１号；及び第２０２０／０２８９８３４号、及び米国仮特許出願第６２／０３０，６５５号に記載されており、これらは全て、引用により全体が本明細書に組み込まれる。

少なくとも幾つかの実施形態では、同じ又は異なる電気刺激リードの電極を使用して、これらの刺激領域の組み合わせがターゲットＮＢＭ７６０の多くをカバーできるように、複数の刺激領域７６２が選択される。何れかの適切な数の刺激領域７６２が、１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、又はそれ以上の刺激領域を含むが、これらに限定されない刺激領域７６２を使用することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激領域７６２は、刺激領域間の重なりを制限又は回避するように選択することもできる。

少なくとも幾つかの実施形態において、複数の刺激領域７６２（例えば、ＳＦＭ）の選択は、術後のＸ線撮影、ＭＲＩ、又は他のイメージング技術、又はこれらの何れかの組み合わせに基づくことができる。少なくとも幾つかの実施形態では、複数の刺激領域７６２（例えば、ＳＦＭ）の選択は、単独で又は術後イメージングと組み合わせて、手術計画に基づくことができる。少なくとも幾つかの実施形態では、複数の刺激領域７６２（例えば、ＳＦＭ）の選択は、オフラインで実行される。

少なくとも幾つかの実施形態では、複数の刺激領域７６２（例えば、ＳＦＭ）の選択は、複数の刺激領域の同時ディスプレイを可能にするプログラマ又は他のデバイスのユーザインタフェースを使用して手動で行うことができる。少なくとも幾つかの実施形態において、複数の刺激領域７６２（例えば、ＳＦＭ）の選択は、例えば、バイナリサーチ、勾配降下サーチ、遺伝的サーチ又は粒子群サーチ等の技法又はこれらの何れかの組み合わせを用いてアルゴリズム的に実行することができる。

少なくとも幾つかの実施形態において、刺激領域７６２は、刺激領域によってカバーされるＮＢＭ７６０の量に基づいて増加するか、又は刺激領域によってカバーされないターゲットＮＢＭ７６０の部分に対してペナルティを課すスコアリング又は他の基準に基づいて選択される。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激領域７６２は、スコアリング基準が刺激領域間の重なりに対してペナルティを課す。少なくとも幾つかの実施形態では、スコアリング基準は、重複又は非刺激領域に対して重み付けすることができる。スコアリング及びスコアリング基準の例は、例えば、米国特許出願公開第２０１６／０００１０８０号；第２０１４／０２７７２８４号；第２０１４／０２００６３３号；第２０１４／００６７０２２号；第２０１４／００６６９９９号；第２０１３／０１１６９２９号；第２０１３／０１１６７４８号；第２０１３／００６０３０５号；及び第２０１２／０２７１３７６号に見出すことができ、これらは全て、引用により全体が本明細書に組み込まれる。

刺激領域への電気刺激の送達は、振幅、パルス幅、パルス周波数等を超える追加の刺激パラメータを含むことができる。付加的な刺激パラメータの例としては、デューティサイクル比、刺激サイクルの持続時間、刺激期間におけるパルスの総数、刺激期間の持続時間、１日あたりの刺激期間の数等又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。刺激領域への刺激の供給は、周期の一部分の間は刺激し、周期の別の一部分の間は刺激しない一連の周期で説明することができる。デューティサイクル比は、刺激が提供される時間の、刺激が提供されない時間に対する比に等しくすることができる。例えば、６０秒のサイクルは、２０秒の刺激及び４０秒の無刺激を含むことができ、その結果、刺激のデューティサイクル比は１：２となる。サイクルの持続時間は、５秒、１０秒、１５秒、２０秒、３０秒、若しくは４５秒、又は１分、２分、５分、１０分、１５分、３０分、若しくは６０分、或いはそれ以上等を含むが、これらに限定されない何れかの適切な数とすることができる。デューティサイクル比は、１：５～５：１の範囲の比、又は１：３～３：１の範囲の比、又は１：５～１：１の範囲の比を含むが、これらに限定されない何れかの好適な比とすることができる。

刺激期間は、複数サイクルの刺激が実行される期間として定義することができる。刺激期間の持続時間は、１、２、５、１０、１５、３０、若しくは４５分、又は１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、若しくは３時間又はそれ以上を含むがこれらに限定されない何れかの適当な数とすることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激期間の持続時間は、期間の代わりに、又は期間に加えて、パルスの数として定義することができる。刺激期間におけるパルスの数は、何れかの適切な数とすることができ、及び少なくとも幾つかの実施形態では、１，０００～１００，０００の範囲、又は５，０００～５０，０００の範囲、又は１０，０００～３０，０００の範囲とすることができる。

１日当たりの刺激期間の数は、１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１５、２０、又はそれ以上を含むがこれらに限定されない何れかの適切な数とすることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、１日当たりの刺激期間の数又は１日当たりに送達される刺激パルスの数は、「投与量」とみなすことができる。一例として、刺激領域７６２の１つに対する刺激は、１日当たり１回の刺激期間（１日当たり合計２４，０００刺激パルス）で６０分の刺激期間（すなわち、６０サイクル）に対して、６０秒サイクルの２０秒間（デューティサイクル比が１：２の場合）、２０Ｈｚのパルスレートで送達することができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、刺激領域７６２は、１サイクル又は刺激期間中に同じ又は同様の時間だけ刺激される。他の実施形態では、異なる刺激領域７６２に対して異なる量の刺激時間（例えば、サイクル又は刺激期間の異なる時間量）が存在することができる。

複数の刺激領域７６２が刺激される場合、少なくとも幾つかの実施形態では、刺激領域７６２の各々の刺激は、時間的オフセットを使用して実行することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激の送達をインターリーブすることができる。例えば、１つの刺激領域に続いて別の刺激領域を刺激することができ、及びそのように繰り返すことができる。例えば、６０秒周期の間に、第１の刺激領域に２０秒間刺激を与え、次に第２の刺激領域に２０秒間刺激を与え、次に第３の刺激領域に２０秒間刺激を送達する。このように、各刺激領域は１：２のデューティサイクル比で刺激される。この例では、３つの刺激領域間の重なりは、好ましくは比較的小さい又はゼロである。

別の例として、サイクルは、第１の６０秒サイクルの間、刺激が２０秒間第１の刺激領域に送達され、次いで、第２の６０秒サイクルの間、刺激が２０秒間第２の刺激領域に送達され、次いで、第３の６０秒サイクルの間、刺激が２０秒間第３の刺激領域に送達されるように、インターリーブすることができる。この例では、各６０秒周期のうち４０秒は全く刺激がないので、３つの刺激領域間の重なりはあまり重要でないかもしれない。

他の実施形態では、少なくとも幾つかの刺激領域７６２に対する刺激期間が順次実行される。例えば、第１の刺激期間の間、第１の刺激領域が刺激され、次に第２の刺激期間の間、第２の刺激領域が刺激され、次に第３の刺激期間の間、第３の刺激領域が刺激される。例えば、第１の刺激領域を１回の３時間の刺激期間の間刺激し、次いで第２の刺激領域を第２の３時間の刺激期間の間刺激し、次いで第３の刺激領域を第３の刺激期間の間刺激することができる。

周期的な刺激がより有益であると考えられるので、これらの配置は、刺激領域７６２の継続的な刺激を回避する。少なくとも幾つかの実施形態では、１つ以上の刺激領域７６２を何れかの所与の期間に刺激することができ、及び好ましくは、同時に刺激される刺激領域７６２は重ならず、より好ましくは、少なくとも０．１～１ミリメートルだけ互いに離間している。

少なくとも幾つかの実施形態では、臨床医又は他の介護者によってプログラムされた刺激設定を用いて、刺激の送達を自動的に行うことができる。幾つかの実施形態では、刺激の供給は、患者、臨床医、又は他の介護者によって手動で開始することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激の自動送達は、刺激の手動開始によって補完又は置換することができる。少なくとも幾つかの実施形態において、システムは、患者、臨床医、又は他の介護者による刺激の手動開始を、１日、又は１週間、又は他の定義された期間に送達可能な刺激期間の数に制限することができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、患者、臨床医、又は他の介護者は、都合のよい時間に外部デバイス（ＲＣ１６又はＣＰ１８等）から治療刺激のボーラスを開始することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、電気刺激システム１０は、患者が単位時間（例えば、日又は週）当たり所定の数のボーラスを開始することのみを可能にするように構成することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、電気刺激システム１０は、ＩＰＧ１２に接続されると、患者が所定の又は適切な数の治療セッションを開始していない場合に警告を反映する外部デバイス（ＲＣ１６又はＣＰ１８等）を含む。少なくとも幾つかの実施形態では、このデータ又は警告は、臨床医又は他の介護者が応答できるように、臨床医又は他の介護者に送信することができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、システム又は方法は、患者、臨床医又は介護者が刺激を延期する能力を可能にする。少なくとも幾つかの実施形態では、システム（例えば、ＩＰＧ１４、ＲＣ１６、ＣＰ１８、又は別のデバイス）は、外部デバイス（例えば、ＲＣ１６、ＣＰ１８、携帯電話等）を用いて、刺激が供給されている又は供給されようとしていることを患者、臨床医、又は介護者に警告することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、患者、臨床医又は介護者は、外部デバイスを使用して刺激を延期することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、外部デバイスは、一定期間（例えば、１、２、５、１０、１５、３０、４５、若しくは９０分、又は１、２、３、４、６、９、１２、若しくは１８時間、又は１日若しくはそれ以上、或いは他の何れかの適切な期間）刺激を延期することを可能にする少なくとも１つのコントローラを含む。

少なくとも幾つかの実施形態において、刺激は、刺激の期間中、患者の記憶又は認知能力に有害な影響を及ぼす可能性がある。少なくとも幾つかの実施形態では、電気刺激システム１０は、患者が眠っている可能性が高い夜間（又は他の期間）に刺激を送達するようにプログラムすることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、電気刺激システム１０又はＩＰＧ１２は、時間帯を追跡するように構成され、及び患者が眠っている可能性が高い夜間（又は他の期間）に刺激を送達するようにプログラムすることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、電気刺激システム１０又はＩＰＧ１２は、患者が目覚めているか眠っているかを判定又は推定するために患者の状態に関する情報を提供することができる外部又は埋め込み式センサ４０（例えば、心拍数、呼吸、姿勢、加速度計、又はバイオマーカーセンサ）又はセンサ４０を含むデバイス（例えば、携帯電話又はフィットネストラッカ）に結合可能とすることができる。ＩＰＧ１２は、ＩＰＧ又は電気刺激システム１０が、患者が眠っていると判定する（又は外部センサ４０又はセンサ４０を含むデバイスから情報を受信する）場合にのみ刺激を提供するように構成することができる。少なくとも幾つかの実施形態において、ＩＰＧ１２又は電気刺激システム１０は、患者の睡眠段階（例えば、レム睡眠）に関する外部デバイスからの情報を決定、推定又は受信し、１又は２以上の選択された又は指定された睡眠段階の間のみ刺激を提供することができる。

幾つかの実施形態では、電気刺激システム１０又はＩＰＧ１２は、「昼間」又は「覚醒」刺激パラメータと、「夜間」又は「睡眠」刺激パラメータとで構成することができ、時計又は上述の他のアプローチの何れかを使用して、刺激の期間が開始されたときにどちらを使用すべきかを決定することができる。

少なくとも幾つかの実施形態において、記憶又は認知能力に対する有害な影響は、刺激の停止と共に減少し、刺激の停止後、経時的に改善することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激中の患者の記憶又は認知能力に対する有害な影響は、時間の経過とともに減少する。本明細書に記載の方法及びシステムは、特定の理論に依存するものではないが、脳又はＮＢＭは、時間の経過とともに刺激に慣れる可能性があると考えられる。少なくとも幾つかの実施形態では、刺激と同時の認知能力は、馴化期間（１、２、５、７、１０、１４、１５、２１、２８、３０、４５、６０、９０、１２０、１８０日又は１、２、３、４、６、８、９、１０ヶ月又は１年以上又は他の何れかの適切な期間であってよい）にわたって改善する。馴化期間は、個体間で異なる場合があり、埋め込み部位又は配置によって異なる場合があり、又は刺激パラメータ若しくは刺激量等又はこれらの組み合わせによって異なる場合がある。

少なくとも幾つかの実施形態では、システム又は方法は、認知負荷が必要でないと予想される時間帯に最初に刺激を送達するように構成することができる。「認知負荷」という用語は、患者が仕事（専門職又は家庭）、レクリエーション、又は趣味のための作業を行っている期間、運転中、読書中、教育中、学習中、精神集中を必要とする作業の実行中、又はこれらに限定されないが、これらに限定されない期間など、患者が精神能力及びワーキングメモリを積極的に使用している期間を指す。認知負荷が必要でないと予想される場合としては、睡眠、休息、テレビ鑑賞、音楽鑑賞等が挙げられるが、これらに限定されない。少なくとも幾つかの実施形態では、患者、ユーザ、臨床医、プログラマ、又は他の何れかの適切な個人（又は複数の個人）は、認知的負荷を必要としないと予想される活動、又は認知的負荷を必要とする活動、又はこれらの何れかの組み合わせを定義するようにシステムをプログラムすることができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、システム又は方法のこの動作は、認知的負荷がかかる時間帯に刺激を送達することができるように経時的に変化させることができる。少なくとも幾つかの実施形態において、この変化は、自動的とすることができるか、又は手動で開始され得るか、又は両方のオプションが存在することができる。少なくとも幾つかの実施形態において、変化は、認知負荷の時間中に刺激が送達される時間を増加させながら漸進させることができる。

少なくとも幾つかの実施形態において、方法又はシステムは、最初に比較的低いレベルの刺激（例えば、比較的低い振幅、比較的低い持続時間等又はこれらの何れかの組み合わせ）を送達することができる。少なくとも幾つかの実施形態において、比較的低いレベルの刺激は、刺激中の記憶又は認知能力に対する有害な影響を低減又は除去することができる。時間の経過とともに、刺激レベルを増加又は傾斜させることができる。例えば、振幅、持続時間等又はこれらの何れかの組み合わせは、経時的（例えば、１、２、５、７、１０、１４、１５、２１、２８、３０、４５、６０、９０、１２０、１８０日又は１、２、３、４、６、８、９、１０ヶ月又は１年以上の期間又は他の何れかの適切な期間）に増加又は傾斜させることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、最終振幅又は最終持続時間は、初期振幅又は初期持続時間の少なくとも１．２倍、１．５倍、２倍、３倍、４倍、５倍、８倍、１０倍、１５倍又は２０倍である。

本明細書に記載される方法及びシステムは、特定の理論に依存するものではないが、刺激を増加又はランプアップするこの期間中に、脳が刺激を受けることに慣れることができると考えられる。少なくとも幾つかの実施形態では、増加又はランプのパラメータ（例えば、開始強度又は振幅、終了強度又は振幅、開始持続時間（例えば、開始デイリー持続時間）、終了持続時間（例えば、終了デイリー持続時間）、期間の持続時間、増加又はランプのタイプ－線形、非線形、段階的、指数関数的等、又は何れかの組み合わせ）は、臨床医又は他の個人によって選択又はプログラム可能である。少なくとも幾つかの実施形態において、ランプは、強度の増加、持続時間の増加（例えば、デイリー持続時間の増加）、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができる。

少なくとも幾つかの実施形態において、システム又は方法は、刺激が生理学的応答を呼び起こす時を検出するために、１又は２以上のセンサ４０（図１）を含む又は利用することができる。好適なセンサ４０の例としては、血流センサ（例えば、埋め込み式又は外部血流センサ）、心電図（ＥＣｏＧ）センサ（例えば、リードが配置された時点で例えば大脳皮質上に埋め込むことができる埋め込み式ＥＣｏＧセンサ）、脳波（ＥＥＧ）センサ（例えば、 外付け又は埋め込み式ＥＥＧセンサ）、運動センサ（例えば、少なくとも１つの加速度計、ジャイロスコープ、化学物質濃度センサ、酵素活性センサ等又はこれらの組み合わせ）であり、これらは内蔵又は外部デバイス（例えば、携帯電話、時計、運動モニター等）に搭載することができる。ＥＣｏＧ又はＥＥＧセンサは、アルファ波脳活動（例えば、８～１２Ｈｚの範囲の脳活動）のような脳活動の変化を検出するために使用することができる。活動量の増減など、活動量の変化を検出するためには、運動センサを用いることができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、センサ４０の測定値は、刺激パラメータを決定又は変更するため、外科的埋め込みを支援するため、又はシステムプログラミングを支援するために使用される。少なくとも幾つかの実施形態において、センサ４０の測定値は、患者の治療を調節するために使用される（例えば、あるレベルで生理学的反応を誘発するため、１日当たり又は指定期間当たりある回数生理学的反応を誘発するため、適切な治療を決定又は変更するために反応速度を測定するため、又はこのようなもの又はこれらの何れかの組み合わせ）。

少なくとも幾つかの実施形態では、埋め込み式パルス発生器（ＩＰＧ１４など）は、センサ４０の測定値を受信し、測定値に基づいて刺激パラメータを決定又は変更し、又は測定値に基づいて療法を変調することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、外部デバイス（ＲＣ１６、ＣＰ１８、携帯電話、コンピュータ等、又は何れかの組み合わせ）は、センサの測定値を受信し、測定値に基づいて刺激パラメータを決定又は変更し、又は測定値に基づいて療法を変調し、次いで刺激パラメータ又は変調療法を埋め込み式パルス発生器に伝達することができる。

追加的又は代替的に、ＮＢＭの光刺激を行うことができる。少なくとも幾つかの実施形態において、ＮＢＭへの光の送達は、神経変性を緩和する可能性がある。光又は電気光刺激リードを有する光刺激システム（その少なくとも幾つかは電気刺激も生じ、例えば、電気光刺激システム）は、例えば、米国特許第９，４１５，１５４号及び米国特許出願公開第２０１３／０３１７５７３号；第２０１７／０２２５００７号；第２０１７／０２５９０７８号；第２０１８／０１１０９７１号；第２０１８／０３６９６０６号；第２０１８／０３６９６０８号；第２０２０／０１５５８５４号；及び第２０２０／０３７６２６２号で見出され、これらは全て、引用により全体が本明細書に組み込まれる。

図９及び図１０は、ターゲットＮＢＭ７６０を刺激する刺激光９７２を生成する光送達素子９７０を有する光刺激リード９１２（又はオプションの電極１３４を有する図９の電気光リード）を示す。上述し、及び図１～図６に図示した電気刺激構成要素は、上記で引用した参考文献に更に記載されているように、光又は電気光学刺激システムで使用するために使用又は適合させることができる。

光送達要素９７０の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、又は光源（ＬＥＤ又はレーザダイオード等）に結合された光ファイバが挙げられるが、これらに限定されない。図９において、光送達素子９７０は、複数の光送達素子の組み合わせとすることができる。

限定ではないが、１本、２本、３本、４本又はそれ以上のリードを含む、何れかの適切な数のリード９１２を用いて、ＮＢＭを刺激することができる。複数のリード９１２が使用される場合、上方から下方への軌道（図１０）に埋め込まれたリード９１２及び側方から中央への軌道（図９）に埋め込まれたリードの何れかの好適な組み合わせとすることができる。リード９１２は、脳の半球の一方又は両方に埋め込んで、一方又は両方のＮＢＭ７６０を刺激することができる。各半球に対するリード９１２の配置は、同じであっても異なっていてもよい。

少なくとも幾つかの実施形態では、１又は２以上の光送達素子９７０による照明領域は、電気刺激のための刺激領域７６２に類似していると考えることができる。電気刺激について上述した特徴、追加パラメータ、及び他の選択肢及び考慮事項の全てを、光刺激に適用することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、光刺激は、１刺激期間当たり１分、２分、５分、１０分、１５分、３０分、６０分、又はそれ以上の持続時間（又は他の何れかの好適な持続時間）の間、１日当たり１又は２以上の刺激期間で送達することができる。

何れかの適切な波長、波長範囲、又は波長の組み合わせが、光送達素子９７０によって放出することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、リード９１２は、異なる波長の光を放出する又は複数の波長の光を送達することができる光送達要素９７０を含むことができる。少なくとも幾つかの実施形態では、リード９１２の光送達素子９７０の少なくとも１つは、６００～８５０ｎｍの範囲又は６２０～７２０ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を有する光を放出することができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、システムは、同じ又は異なるリードを用いて光刺激及び電気刺激の両方を与えるように構成される。例えば、リード１２及びリード９１２の何れかの組み合わせを使用することができ、及びリード軌道の何れかの組み合わせを使用することができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、電気光学刺激リードは、電極１３４及び光送達要素９７０の両方を含むことができる。このようなリードの例は、上で引用した文献に記載されている。少なくとも幾つかの実施形態では、電極１２及び光送達要素９１２は共に、共通の埋め込み式電源（例えば、図６の電源６１２）によって給電される。他の実施形態では、電極及び光送達要素は、異なる埋め込み可能電源に結合された異なるリードを用いて送達される。埋め込み式電源は、充電可能又は非充電可能とすることができる。

少なくとも幾つかの実施形態において、電源、光又は複合刺激システムは、高周波エネルギー又は他の外部エネルギー源（例えば、超音波）を介して経皮的に電力供給される。

図１１は、ＮＢＭを刺激する方法の一実施形態のフローチャートである。ＮＢＭを刺激する目的は、Ａｃｈの産生又は送達を増加させること、ＮＢＭのニューロンの変性を遅らせるか又は停止させること、又はこのようなこと、又はこれらの何れかの組み合わせとすることができる。ステップ１１０２では、１又は２以上の電気刺激リード、光刺激リード、電気－光刺激リード、又はこれらの何れかの組み合わせが、ＮＢＭ内又はその近傍に埋め込まれる。例えば、少なくとも１又は２以上の電極がＮＢＭ内又はその近傍に配置されるように、電気刺激リード又は電気光学刺激リードを患者の脳に埋め込むことができる。別の例として、光送達素子の少なくとも１又は２以上がＮＢＭ内又はその近傍に配置されるように、光刺激リード又は電気光刺激リードを患者の脳に埋め込むことができる。埋め込み後、プログラミングプロセスを用いて、上述したような治療のための刺激パラメータのセットを決定することができる。ＩＰＧも埋め込むことができる。少なくとも幾つかの実施形態では、ＩＰＧは、リード、又はリードに結合されたリード延長部が皮膚の下をＩＰＧまで延びた状態で胴体に埋め込まれる。少なくとも幾つかの実施形態では、リードは代わりにＥＴＳ又は他の外部刺激器に結合することができる。

ステップ１１０４において、電気刺激／光刺激がリードを通して供給され、設定された刺激パラメータを用いてＮＢＭを刺激する。電気的／光学的刺激の方法、考慮事項、及び例は上述したとおりである。

１つの態様は、患者の脳に側方中央軌道で電気刺激リードを埋め込み、電気刺激リードが電極を含み、電極の少なくとも１つが患者のＮＢＭに隣接して又はＮＢＭ内に配置され；及び電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達することを含む、マイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激する方法である。

少なくとも幾つかの態様において、本方法は、電気刺激リードの少なくとも１つの光送達要素を使用してＮＢＭに光刺激を送達することを更に含む。少なくとも幾つかの態様において、本方法は、患者の脳に光刺激リードを埋め込むことを更に含み、光刺激リードは、患者のＮＢＭに隣接して又はＮＢＭ内に配置された少なくとも１つの光送達要素を含み、少なくとも１つの光送達要素の少なくとも１つを通してＮＢＭに光刺激を送達する。

別の態様は、複数の電気刺激リードを患者の脳に埋め込み、電気刺激リードの各々が複数の電極を含み、電気刺激リードの各々の電極の少なくとも１つが患者のＮＢＭに隣接又はその中に配置されることを含む、マイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激する方法である； 及び、ＮＢＭの複数の異なる刺激領域の各々に対して、電極の少なくとも１つを通して電気刺激を送達し、ここで、刺激領域の少なくとも幾つかに対する電気刺激の送達は、インターリーブ又は連続的である。

少なくとも幾つかの態様において、埋め込みは、電気刺激リードの少なくとも１つを上方から下方への軌道で埋め込むことを含む。少なくとも幾つかの態様において、埋め込みは、電気刺激リードの少なくとも１つを側方から中央軌道で埋め込むことを含む。

更に別の態様は、ａ）少なくとも１つの電気－光刺激リードを患者の脳に埋め込むか、又はｂ）少なくとも１つの電気刺激リード及び少なくとも１つの光刺激リードの何れかを患者の脳に埋め込むことを含む、マイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激する方法であり、ここで、各電気刺激リード又は電気光学刺激リードは、少なくとも１つの電極を含み、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つは、患者のＮＢＭに隣接して又はＮＢＭ内に配置され、各光刺激リード又は電気光学刺激リードは、少なくとも１つの光送達素子を含み、少なくとも１つの光送達素子のうちの少なくとも１つは、患者のＮＢＭに隣接して又はＮＢＭ内に配置され、本方法は更に、電極の少なくとも１つを通してＮＢＭに電気刺激を送達すること、及び少なくとも１つの光送達素子の少なくとも１つを通してＮＢＭに光刺激を送達することを含む。

少なくとも幾つかの態様において、埋め込むことは、少なくとも１つの電気－光刺激リード又は少なくとも１つの光刺激リードの少なくとも一方を上方から下方への軌道で埋め込むことを含む。少なくとも幾つかの態様において、埋め込みは、少なくとも１つの電気光学刺激リード又は少なくとも１つの光刺激リードの少なくとも一方を、側方か中央への軌道で埋め込むことを含む。

少なくとも幾つかの態様において、電気的又は光学的刺激を送達することは、ＮＢＭのニューロンを刺激して１又は２以上のアセチルコリンを送達するため、又はＮＢＭのニューロンが大脳皮質へのアセチルコリンの送達を含むニューロンの機能を果たすことができるようにＮＢＭのニューロンの生存を支援するために、電気的又は光学的刺激をＮＢＭに送達することを含む。少なくとも幾つかの態様において、電気又は電気光学刺激リードの電極は、電気又は電気光学刺激リードの外周に配置された少なくともセグメント電極のセットを含む。

少なくとも幾つかの態様において、電気刺激を送達することは、異なる期間においてＮＢＭの複数の刺激領域に電気刺激を送達することを含む。少なくとも幾つかの態様において、本方法は、各刺激領域がＮＢＭの一部をカバーするように複数の刺激領域を選択することを更に含む。少なくとも幾つかの態様において、選択することは、ＮＢＭをより多くカバーすることを促進し、刺激領域の重複にペナルティを科すスコアリング基準を用いて複数の刺激領域を選択することを含む。少なくとも幾つかの態様において、本方法は更に、刺激領域の各々を、刺激パラメータの特定のセットに対する刺激の有効領域の推定体積としてアルゴリズム的に決定することを含む。

少なくとも幾つかの態様において、電気刺激を送達することは、ＮＢＭにアノード刺激を送達することを含む。

少なくとも幾つかの態様において、電気的又は光学的刺激を送達することは、患者が眠っていると推定されるときに電気的又は光学的刺激を送達することを含む。少なくとも幾つかの態様において、患者が眠っていると推定されるときに電気刺激又は光刺激を送達することは、電気刺激リード又は光刺激リード又は埋め込み式パルス発生器に連結された埋め込み式パルス発生器内の時計又は電気刺激リード又は光刺激リード又は埋め込み式パルス発生器と通信する外部デバイス内の時計に基づいて、患者が眠っていると推定することを含む。少なくとも幾つかの態様において、患者が眠っていると推定されるときに電気刺激又は光刺激を送達することは、電気刺激リード又は光刺激リードに結合された埋め込み式パルス発生器と通信している外部センサ又は外部デバイスからの測定値又は指示に基づいて、患者が眠っていると推定することを含む。

少なくとも幾つかの態様において、電気刺激を送達することは、患者又は他の者が送達を指示したときに電気刺激又は光刺激を送達することを含む。

フローチャート図の各ブロック、及び本明細書に開示されたフローチャート図及び方法のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施できることが理解されるであろう。加えて、特徴抽出エンジン、記憶エンジン、視覚化エンジン、及び記憶プログラミングエンジンは、コンピュータプログラム命令によって実施することができる。これらのプログラム命令は、プロセッサ上で実行される命令が、本明細書に開示されるフローチャートブロック又はブロック又はエンジンで指定される動作を実施するための手段を作成するように、機械又はエンジンを生成するためにプロセッサに提供することができる。コンピュータプログラム命令は、プロセッサによって実行され、一連の動作ステップをプロセッサに実行させて、コンピュータ実装プロセスを生成させることができる。また、コンピュータプログラム命令は、動作ステップの少なくとも幾つかを並行して実行させることもできる。更に、ステップの幾つかは、マルチプロセッサコンピューティングデバイスにおいて生じ得るように、１つ以上のプロセッサにまたがって実行されることもある。加えて、１又は２以上のプロセスは、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、他のプロセスと同時に、又は図示とは異なる順序で実行することもできる。

コンピュータプログラム命令は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（「ＤＶＤ」）若しくは他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は所望の情報を格納するために使用することができ、コンピューティングデバイスによってアクセスすることができる他の媒体を含むが、これらに限定されない、何れかの適切なコンピュータ読み取り可能媒体に格納することができる。コンピュータプログラム命令は、ローカル又は非ローカル（例えば、クラウド）に格納することができる。

上記の明細書及び実施例は、本発明の構成及び使用の説明を提供する。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の多くの実施形態を作ることができるので、本発明はまた、添付の特許請求の範囲に存する。

１０ 電気刺激システム
１２ 刺激リード
１４ 埋め込み式パルス発生器（ＩＰＧ）
１６ 外部リモコン（ＲＣ）
２０ 外部試験刺激器（ＥＴＳ）
２２ 充電器
２４ リード延長部
２８ 経皮リード延長部
３０ 外部ケーブル
４０ センサ

Claims (15)

1. 患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムであって、
   複数の電極を含み、前記患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に前記電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された埋め込み式電気刺激リードと、
   前記埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、前記埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通して前記ＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、
   を備え、
   前記埋め込み式パルス発生器は、ユーザの要求に応じて、期間が少なくとも１ヶ月であり開始及び終了を有する初期刺激期間中に、刺激期間の持続時間又は前記電気刺激の振幅の少なくとも一方を、前記初期刺激期間の開始時の初期値から前記初期刺激期間の終了時の最終値まで経時的に増加させるように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む、システム。
2. 前記プロセッサは、前記電気刺激の振幅を経時的に増加させながら、前記初期刺激期間中に前記電気刺激を送達するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記プロセッサは、前記電気刺激の持続時間を経時的に増加させながら、前記初期刺激期間中に前記電気刺激を送達するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記プロセッサは、前記電気刺激の振幅を経時的に増加させながら、前記初期刺激期間中に前記電気刺激を送達するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記持続時間又は前記振幅の少なくとも一方の経時的増加は、前記持続時間又は前記振幅の少なくとも一方を線形ランプに従って前記初期値から前記最終値まで増加させることを含む、請求項１～４の何れか１項に記載のシステム。
6. 前記持続時間又は前記振幅の少なくとも一方の経時的増加は、前記持続時間又は前記振幅の少なくとも一方を非線形ランプに従って前記初期値から前記最終値まで増加させることを含む、請求項１～５の何れか１項に記載のシステム。
7. 前記プロセッサは、前記初期刺激期間中、前記患者の認知負荷が予想される期間中に前記電気刺激を送達しないように更に構成されている、請求項１～６の何れか１項に記載のシステム。
8. 前記プロセッサは、ｉ）電気刺激が送達されている、又はｉｉ）電気刺激が間もなく送達される、の少なくとも一方をユーザに示すように更に構成され、
   前記プロセッサは、前記電気刺激の送達を延期するための制御を前記ユーザに提供し、前記制御の作動時に、前記電気刺激の送達を延期するように更に構成される、請求項７に記載のシステム。
9. 血流センサ、脳波（ＥＥＧ）センサ、皮質脳波（ＥＣｏＧ）センサ、運動センサ、又はこれらの何れかの組み合わせから選択されるセンサを更に備え、前記センサは、前記電気刺激に対する前記患者の応答をモニターするように構成され、前記プロセッサは、任意選択的に、ＥＥＧセンサ又はＥＣｏＧセンサを用いて前記患者のα波脳活動をモニターするように構成される、請求項１～７の何れか１項に記載のシステム。
10. 患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムであって、
    複数の電極を含み、前記患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に前記電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された埋め込み式電気刺激リードと、
    前記埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、前記埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通して前記ＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、
    を備え、
    前記埋め込み式パルス発生器は、前記電極の少なくとも１つを通して前記ＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された少なくとも１つのプロセッサを含み、期間が少なくとも１ヶ月である初期刺激期間中に、前記患者の認知負荷が予想される期間中には前記電気刺激は送達されない、システム。
11. 前記プロセッサは、前記初期刺激期間の後、前記患者の認知負荷が予想される期間中に前記電気刺激が送達される１日の時間量を経時的に増加させるように更に構成される、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記プロセッサは、前記初期刺激期間中に、前記電気刺激の持続時間又は振幅の少なくとも一方を、前記初期刺激期間の開始時の初期値から前記初期刺激期間の終了時の最終値まで経時的に増加させるように更に構成されている、請求項１０又は１１に記載のシステム。
13. 前記増加させることが、前記持続時間又は前記振幅の少なくとも一方を、線形ランプに従って前記初期値から前記最終値まで経時的に増加させることを含む、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記増加させることが、前記持続時間又は前記振幅の少なくとも一方を、非線形ランプに従って前記初期値から前記最終値まで経時的に増加させることを含む、請求項１２に記載のシステム。
15. 患者のマイネルト基底核（ＮＢＭ）を刺激するためのシステムであって、
    複数の電極を含み、前記患者のＮＢＭに隣接して又はその内部に前記電極の少なくとも１つが埋め込まれるように構成された埋め込み式電気刺激リードと、
    前記埋め込み式電気刺激リードに結合可能であり、前記埋め込み式電気刺激リードの電極の少なくとも１つを通して前記ＮＢＭに電気刺激を送達するように構成された埋め込み式パルス発生器と、
    を備え、
    前記埋め込み式パルス発生器が、
    前記電極の少なくとも１つを通じて前記ＮＢＭに電気刺激を送達し、
    血流センサ、脳波（ＥＥＧ）センサ、皮質脳波（ＥＣｏＧ）センサ、運動センサ、又はこれらの組み合わせから選択されるセンサを用いて前記患者をモニターし、
    前記センサのモニターに基づいて前記電気刺激を変更する、
    ように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む、システム。

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