用于可植入的神经刺激器系统的外部单元技术方案

一种用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，包括线圈，该线圈能够感应耦合到可植入的神经刺激器单元的线圈——当它们彼此紧密靠近时。RF信号生成模块，用于生成和输出RF信号给线圈，用于感应功率和/或数据到可植入的神经刺激器单元的传送，连接到线圈的、用于在线圈处的电参数的测量的测量单元，以及连接到测量单元并且包括比较器和用于存储电参数的存储器的控制器。该控制器被配置为至少以正常操作模式和校正动作模式操作，并且在正常操作模式下，利用比较器确定所测量的电参数的变化，并且当变化超出阈值时，将控制器切换到校正动作模式；否则修改所存储的电参数。

An external unit for an implantable nerve stimulator system

An external unit for implantable nerve stimulator system, including coils, can be coupled to the coil of implantable nerve stimulator unit when they are close to each other. RF signal generation module to generate and output a signal to the RF coil for inductive power and / or data transfer unit to the implantable neural stimulator, connected to a measuring unit for measuring coil, for electric parameters of the coil, and the controller is connected to the measuring unit and the memory includes a comparator and for storing electrical parameters the. The controller is configured to at least to the normal operation mode and corrective action mode of operation, and in the normal mode of operation, changes to determine the electric parameters measurement using the comparator, and when the change exceeds a threshold, the controller is switched to corrective action mode; otherwise modify the stored electrical parameters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可植入的神经刺激器系统的外部单元本申请要求于2015年06月19日申请的美国临时专利申请62/181,822的优先权，其作为参考整体并入在本文中。
本专利技术涉及一种可植入的神经刺激系统、用于耳蜗植入系统、前庭假体、喉部或者心率起搏器的外部音频处理器单元，或者任何其它的可植入的神经刺激系统和操作其的方法。
技术介绍
神经刺激系统被广泛地用于替代或者支持人体的功能。典型地，这些系统包括外部的、人体佩带的单元和在病人的皮肤之下植入的可植入的神经刺激器单元。外部单元可以经由通过感应耦合的线圈的RF信号经皮传送和传输功率给可植入的神经刺激器单元。线圈通常在其两者之间仅仅与病人的皮肤彼此紧密靠近，并且例如与在线圈的中心的磁体彼此对准。可植入的神经刺激器单元可以经由负载调制与外部单元通信，这被称为返回遥测(back-telemetry)。这样的神经刺激系统例如可以是用于耳聋人的听觉神经刺激的耳蜗植入系统。其它的示例包括，但是不限于前庭修复术和喉部或者心率起搏器。US8315706公开了耳蜗植入物和方法，当没有检测到可植入的单元时，将外部音频处理器设置成功率降低模式以减少功率损耗。可以通过测量由外部音频处理器使用的电流通过缺失来自植入物或者来自反射阻抗的返回遥测信令来检测存在性，以驱动线圈用于对可植入单元通信和功率传送。这个申请不涉及有关更多的细节。US6321118公开了耳蜗植入设备和方法，用于表示在外部音频处理器和可植入的单元之间的工作感应耦合。该外部音频处理器具有一对定向的耦合器，这里一个测量正向功率，并且一个测量在线圈处的反射功率。当正向对反向电压的比超出某个阈值时，感应耦合被检测为正在工作。此外，消息被从外部音频处理器发送给植入物，并且等待作为握手的响应。这个耳蜗植入物和方法具有电路需要增加成本和功率消耗的额外的昂贵的部件的缺点。US5569307公开了具有用于从可植入的刺激器单元到外部音频处理器单元传送数据和状态信号的返回遥测功能的可植入的耳蜗刺激器。只有当在可植入的刺激器单元内的状态信号的组合满足时，返回遥测信号从可植入的刺激器单元被发送。当在音频处理器单元处接收时，返回遥测信号被用作握手信号以向音频处理器单元指示该可植入的刺激器单元与可植入的刺激器单元恰当的信号通信，并且正常操作能够继续进行。这样的机制具有从音频处理器单元到可植入的刺激器单元的数据传输在这个握手信令期间必须周期地中断的缺点。在一个方面中，这可能导致音频信号丢失，或者对在具有增加的功率消耗的感应的链路上增加的数据传输带宽的需要。因此，本专利技术的目的是利用最小并且还便宜的标准电子元件以及最低的可能的功率消耗来提供一种可植入的神经刺激系统，其允许可靠的和快速的检测在外部单元和可植入的单元之间感应耦合。本专利技术的另外目的是提供一种与现有的植入的神经刺激系统完全地后向兼容的外部单元，并且无需中断数据传输。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对一种用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，包括线圈，该线圈能够感应耦合到可植入的神经刺激器单元的线圈——当它们彼此紧密靠近时。RF信号生成模块，用于生成和输出RF信号给线圈，用于感应功率和/或数据到可植入的神经刺激器单元的传送；测量单元，连接到线圈、用于在线圈处电参数的测量，以及控制器，连接到测量单元并且包括比较器和用于存储电参数的存储器。该控制器被配置为至少以正常操作模式和校正动作模式操作，并且被配置为以正常操作模式重复地利用测量单元测量电参数，利用比较器相对于存储的电参数确定所测量的电参数的变化，当变化超出阈值时，将控制器切换到校正动作模式；否则，通过所测量的电参数修改存储的电参数。控制器可以被进一步配置为在校正动作模式下将外部单元的至少部分设置成低功率模式。仅仅在响应于发送命令而无法获得来自该可植入的神经刺激器单元的回复之后，该控制器可以这样做。电参数可以是RF信号幅度。阈值可以是电参数值的函数。函数可以随着电参数值的增加而降低。控制器可以被进一步配置为取决于电参数的函数生成重复次数。重复次数可以随着电参数值的提高而降低。本专利技术的实施例还针对一种操作具有可植入的神经刺激器的神经刺激系统的外部单元的方法，包括步骤：利用RF发生器生成RF信号，并且输出到连接的线圈，用于感应功率和/或数据到可植入的神经刺激器的传送，利用连接到线圈的测量单元测量在线圈处的电参数，操作包括比较器和用于存储由测量单元测量的电参数的存储器的控制器，并且重复地：i.利用测量单元测量电参数；ii.利用比较器相对于存储的电参数来确定测量的电参数的变化，和iii.当该变化超出阈值时，将控制器切换到校正动作模式；否则，iv.通过所测量的电参数修改存储的电参数。在校准动作模式中，外部单元可以被至少部分地设置成低功率模式。在无法从可植入的神经刺激器单元获得标识符之后，外部单元可以在校正动作模式下仅被设置成低功率模式。电参数可以是RF信号幅度。阈值可以是存储的电参数的函数。函数可以随着电参数值的增加而降低。本专利技术的实施例还可以针对一种神经刺激系统和操作其的方法，包括根据本专利技术的实施例操作的可植入的神经刺激器单元和外部单元。附图说明图1A示意地示出感应耦合到外部可佩带的单元的可植入的神经刺激器单元。图1B示意地示出感应耦合到外部耳后(BTE)音频处理器的可植入的神经刺激器单元。图2示意地示出根据本专利技术的一个实施例具有外部单元的神经刺激器系统。图3示意地示出根据本专利技术的一个实施例的外部单元的部分。图4示出根据本专利技术的一个实施例的外部单元的操作的流程图。图5示出根据本专利技术的一个实施例外部单元的在校正动作模式中的操作的流程图。图6描述作为距离f(d)的函数在线圈处所测量的电参数的相关性。具体实施方式本专利技术的实施例指向了提供一种神经刺激系统，该系统包括具有线圈的外部单元，和具有线圈的目标神经组织的刺激的在病人中的可植入的神经刺激单元，该系统允许在外部单元和可植入的神经刺激单元之间感应耦合的可靠的和快速的检测，并且当没有检测到感应耦合时，将外部单元切换成低功率模式以节省功率，在低功率模式中外部单元的至少部分被停用以节省功耗。这利用最少的额外的便宜的标准电子元件和由外部单元需要的最低的可能的功率消耗来实现，并且可以进一步是完全地与现有的植入神经刺激系统后向兼容。再一个目的是无需中断，连续不断地通信，特别地从外部单元到可植入的神经刺激器单元的数据传输。现在参考附图的图1A。所示出的是现有技术可植入的神经刺激系统100，该可植入的神经刺激系统100包括具有线圈单元102的外部单元101和具有在病人的皮肤105之下植入的线圈单元104的可植入的单元103。可植入的单元103可以包括用于目标神经组织刺激的电极107。线圈单元102和104例如在每个线圈的中心与磁体106彼此对准，并且通常仅仅被间隔有病人的皮肤105的厚度d。间隔距离d是在某个毫米的范围之内，通常8mm，并且可以达到20mm，或者偶尔甚至更大。用这种方法，线圈单元103和104两者被感应地耦合，即，通过外部单元101将RF信号施加到线圈单元102，在可植入的单元的线圈单元104中感应RF电流。外部单元101可以经由电缆108连接到线圈单元102。这是用于人体佩带外部单元101的情形。例如，对于耳蜗的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，包括：线圈，所述线圈可感应耦合到可植入的神经刺激器单元的线圈——当它们彼此紧密靠近时，RF信号生成模块，所述RF信号生成模块用于生成和输出RF信号给所述线圈，用于感应功率和/或数据到所述可植入的神经刺激器单元的传送，测量单元，所述测量单元连接到所述线圈，用于在所述线圈处的电参数的测量，控制器，所述控制器连接到所述测量单元并且包括比较器和用于存储所述电参数的存储器，而所述控制器被配置为至少以正常操作模式和校正动作模式操作，并且在正常操作模式下重复地：i.利用所述测量单元测量所述电参数，ii.利用所述比较器相对于存储的电参数确定测量的电参数的变化，iii.当所述变化超出阈值时，将所述控制器切换到校正动作模式中；否则，iv.通过所述测量的电参数修改所述存储的电参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 US 62/181,8221.一种用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，包括：线圈，所述线圈可感应耦合到可植入的神经刺激器单元的线圈——当它们彼此紧密靠近时，RF信号生成模块，所述RF信号生成模块用于生成和输出RF信号给所述线圈，用于感应功率和/或数据到所述可植入的神经刺激器单元的传送，测量单元，所述测量单元连接到所述线圈，用于在所述线圈处的电参数的测量，控制器，所述控制器连接到所述测量单元并且包括比较器和用于存储所述电参数的存储器，而所述控制器被配置为至少以正常操作模式和校正动作模式操作，并且在正常操作模式下重复地：i.利用所述测量单元测量所述电参数，ii.利用所述比较器相对于存储的电参数确定测量的电参数的变化，iii.当所述变化超出阈值时，将所述控制器切换到校正动作模式中；否则，iv.通过所述测量的电参数修改所述存储的电参数。2.根据权利要求1所述的用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，其中，所述控制器被进一步配置为在校正动作模式下将所述外部单元的至少部分设置成低功率模式。3.根据权利要求1所述的用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，其中，所述控制器被进一步配置为在校正动作模式下，仅仅在响应于发送命令而无法获得来自所述可植入的神经刺激器单元的回复之后，将所述外部单元的至少部分设置成低功率模式。4.根据权利要求1所述的用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，其中，所述电参数是RF信号幅度。5.根据权利要求1所述的用于可植入的神经刺激器系统的外部单元，其中，所述阈值是所述电参数值的函数。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·保珈特纳尔，马丁·西默林，
申请(专利权)人：MEDEL电气医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT