用于闭环确定电模拟系统的刺激参数设置的系统和方法技术方案

提供了一种用于促进确定和设置用于使用闭环编程对电刺激系统进行编程的刺激参数的方法或系统。例如，脉冲发生器反馈逻辑由处理器执行，以通过合并一个或多个机器学习引擎来与可植入脉冲发生器的控制指令对接，以自动生成所建议的刺激参数值集，每个刺激参数值影响了可植入脉冲发生器的刺激方面，接收一个或多个临床响应并考虑到所接收的临床响应而自动生成修订后的值集合，并重复自动接收临床响应并考虑了临床响应而调整刺激参数值，直到或除非达到停止条件或治疗响应指示在指定容差内为止。

System and Method for Setting Stimulation Parameters of Electrical Analog System with Closed Loop

A method or system for facilitating the determination and setting of stimulus parameters for programming an electrical stimulus system using closed-loop programming is provided. For example, the pulse generator feedback logic is executed by a processor to automatically generate a set of recommended stimulus parameters by combining one or more machine learning engines with the control instructions of the implantable pulse generator. Each stimulus parameter value affects the stimulus aspect of the implantable pulse generator, receives one or more clinical responses and takes into account the clinical responses received. The revised set of values is automatically generated, and the clinical response is automatically received again and again, and the stimulus parameters are adjusted by considering the clinical response until or unless the stop condition is reached or the therapeutic response indication is within the specified tolerance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于闭环确定电模拟系统的刺激参数设置的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年10月14日提交的美国临时专利申请序列号62/408,399和2017年8月15日提交的美国临时专利申请序列号62/545,819的35U.S.C§119(e)下的权益，其两者通过引用并入本文。
本专利技术涉及可植入电刺激系统以及制造和使用该系统的方法的领域。本专利技术还涉及用于促进确定和设置用于对电刺激系统进行编程的刺激参数的系统和方法。
技术介绍
可植入电刺激系统已经被证明治疗各种疾病和病症。例如，脊髓刺激系统已被用作治疗慢性疼痛综合征的治疗方式。周围神经刺激已被用于治疗慢性疼痛综合征和失禁，其中其它许多应用正在调查中。功能性电刺激系统已经被应用于恢复脊髓损伤患者中瘫痪四肢的一些功能。对大脑的刺激(诸如深部脑刺激)可以用于治疗各种疾病或病症。已经开发出刺激器以提供用于各种治疗的疗法。刺激器可以包括：控制模块(具有脉冲发生器)、一个或多个引线、以及每个引线上的刺激器电极阵列。刺激器电极与要刺激的神经、肌肉或其它组织接触或接近其。控制模块中的脉冲发生器产生由电极递送到身体组织的电脉冲。
技术实现思路
一个实施例是一种使用闭环编程促进与患者相关联的可植入脉冲发生器的编程设置的系统，该系统包括计算机处理器和存储脉冲发生器反馈控制逻辑的存储器。脉冲发生器反馈逻辑由处理器执行，以通过以下动作与可植入脉冲发生器的控制指令对接：合并一个或多个机器学习引擎，自动生成建议的刺激参数值集，每个刺激参数值影响IPG的刺激方面；转发自动生成的建议的刺激参数值集，以相应地配置IPG的刺激参数；作为IPG被配置为建议的刺激参数值集的结果，接收一个或多个临床响应值；考虑到接收到的临床响应值，通过合并一个或多个机器学习引擎而自动生成修订后的建议的刺激参数值集；转发修订后的建议的集合以将IPG的刺激参数配置为修订后的建议的刺激参数值集；并且重复以下动作：作为IPG被配置为修订后的建议的集合的结果，接收一个或多个临床响应值；通过合并一个或多个机器学习引擎而自动生成修订后的建议的刺激参数值集、以及转发修订后的建议的刺激参数值集以相应地配置IPG的刺激参数，直到或除非已经达到停止条件或一个或多个接收到的临床响应值指示对应于指定容差内的治疗响应指示的值为止。在该系统的至少一些实施例中，IPG是深部脑刺激器。在该系统的至少一些实施例中，每个影响IPG的刺激方面的刺激参数值包括以下中的一个或多个：电极确定、电流振幅、电流频率、脉冲宽度、刺激的传播和/或焦点、和/或受刺激组织的几何形状。在该系统的至少一些实施例中，至少一个刺激参数指示设置在电刺激器的引线上的电极的位置。在这些实施例的一些实施例中，电极是环形电极或分段电极。在该系统的至少一些实施例中，至少一个刺激参数指示导致电流被限制在单个方向上的电极的位置。在该系统的至少一些实施例中，从与患者相关联的传感器自动接收一个或多个临床响应值。在这些实施例的至少一些实施例中，从传感器接收临床响应值允许对IPG的编程自动化或至少半自动化，使得临床医生不需要在场以对IPG进行编程。在该系统的至少一些实施例中，脉冲发生器反馈控制逻辑并入多个机器学习技术以自动生成建议的刺激参数值集和/或修订后的建议的刺激参数值集。在这些实施例的至少一些实施例中，机器学习技术被同时部署。在至少一些实施例中，多个学习技术基于生成(对应于指定容差内的治疗响应指示的)刺激参数值集的能力或基于其它度量而被自动评级(或排名)。这些评级可以在刺激参数设置内或在不同会话之间改变。在该系统的至少一些实施例中，通过合并一个或多个机器学习引擎而自动生成修订后的建议的刺激参数值集还包括：使用一个或多个机器学习引擎，针对尚未接收到临床响应值的IPG的多个刺激参数的多个值而自动生成一个或多个预测治疗响应值；以及部分地基于预测治疗响应值中的至少一个，自动选择修订后的建议的刺激参数值集以配置IPG。在这些实施例的至少一些实施例中，多个机器学习引擎被部署为生成一个或多个预测治疗响应值的多个预测。在这些实施例的至少一些实施例中，用于配置IPG的修订后的建议的刺激参数值集考虑了预测治疗响应值中的至少一个，以确定要尝试的下一个刺激参数值集。在该系统的至少一些实施例中，自动生成修订后的建议的多个刺激参数的值集是基于一个或多个规则的。在这些实施例的至少一些实施例中，规则对剩下的可能建议的值集进行排名。在这些实施例的至少一些实施例中，规则包括以下中的至少一个：基于在多次迭代内重试位置的规则，基于建议的刺激参数值集与已经测试的刺激参数值集的数学接近度的规则，基于导致不良副作用的刺激参数的值的规则，和/或基于相同刺激参数的值之间的步长的规则。在该系统的至少一些实施例中，作为IPG被配置为建议的刺激参数值集的结果而接收一个或多个临床响应值指示出是否已经发生了不期望的副作用。在该系统的至少一些实施例中，在每个后续迭代中以接触顺序确定修订后的建议的刺激参数值集，其中接触顺序意味着在测试引线上的下一次近端接触之前，沿着第一次接触进行测试，直到副作用过高(prohibitive)为止。在该系统的至少一些实施例中，通过选择性地选择沿着引线的主轴的接触并针对每个选择性选择的接触来改变其它刺激参数，在每个后续迭代中确定修订后的建议的刺激参数值集。在该系统的至少一些实施例中，基于患者的模型、空间搜索算法或通过改变跳转到修订后的建议的刺激参数值集的跳转大小，而随机地在每个后续迭代中确定修订后的建议的刺激参数值集。在其它实施例中，可以使用其它技术或规则来确定修订后的建议的刺激参数值集。另一个实施例是一种用于使用闭环编程来促进与患者相关联的电刺激器的编程设置的方法，该方法包括：接收多个刺激参数的指示和期望的治疗响应值的指示；自动生成初始建议的刺激参数值集，以用于测试根据这些初始值进行编程的电刺激器；基于在接受者上测试被编程的电刺激器而接收临床结果的指示，其中接收到的指示表明治疗响应值；使用机器学习，针对尚未接收到临床结果的指示的多个刺激参数的多个值而自动生成一个或多个预测治疗响应值；部分地基于预测治疗响应值中的至少一个，自动生成并指示下一个所建议的刺激参数值集，以用于测试被相应编程的电刺激器；并且重复以下动作：基于测试被编程的电刺激器而接收临床结果的指示、使用机器学习来自动生成一个或多个预测的治疗响应值、以及自动生成并指示下一个建议的刺激参数值集，以用于测试被相应编程的电刺激器，直到或除非已经达到停止条件或接收到的临床结果的指示表明在指定容差内的治疗响应值。在该方法的一些实施例中，电刺激器是可植入脉冲发生器。在该方法的一些实施例中，至少一个刺激参数指示被设置在电刺激器的引线上的电极的位置。在该方法的一些实施例中，电极是环形电极或分段电极。在该方法的一些实施例中，至少一个刺激参数在多个方向上立刻产生电流刺激。在该方法的一些实施例中，至少一个刺激参数指示导致电流被限制在单个方向上的电极的位置。在该方法的至少一些实施例中，多个刺激参数值包括以下中的一个或多个：电极位置、电流振幅、电流频率、脉冲宽度、刺激的传播、和/或受刺激组织的几何形状。在该方法的至少一些实施例中，基于测试具有电刺激器的接受者而接收临床结果的指示表明是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于促进与患者相关联的可植入脉冲发生器的编程设置的计算系统，包括：处理器；存储器；以及脉冲发生器反馈控制逻辑，该脉冲发生器反馈控制逻辑被存储在所述存储器中并且被配置为：当由所述处理器执行时，通过执行以下动作而与所述可植入脉冲发生器(IPG)的控制指令对接：合并一个或多个机器学习引擎，自动生成所建议的刺激参数值集，每个刺激参数值影响IPG的刺激方面；转发自动生成的所建议的刺激参数值集，以将IPG的刺激参数配置为所述所建议的刺激参数值集；作为IPG被配置为所述所建议的刺激参数值集的结果，接收一个或多个临床响应值；通过合并一个或多个机器学习引擎，考虑接收到的临床响应值，而自动生成修订后的所建议的刺激参数值集；转发修订后的所建议的集以将IPG的刺激参数配置为所述修订后的所建议的刺激参数值集；以及重复以下动作：作为IPG被配置为修订后的所建议的集合的结果，接收一个或多个临床响应值；通过合并一个或多个机器学习引擎，自动生成修订后的所建议的刺激参数值集；并转发修订后的所建议的刺激参数值集以相应地配置IPG的刺激参数，直到或除非已经达到停止条件或者一个或多个接收到的临床响应值指示出对应于指定容差内的治疗响应指示的值为止。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.14 US 62/408,620;2017.08.15 US 62/545,8191.一种用于促进与患者相关联的可植入脉冲发生器的编程设置的计算系统，包括：处理器；存储器；以及脉冲发生器反馈控制逻辑，该脉冲发生器反馈控制逻辑被存储在所述存储器中并且被配置为：当由所述处理器执行时，通过执行以下动作而与所述可植入脉冲发生器(IPG)的控制指令对接：合并一个或多个机器学习引擎，自动生成所建议的刺激参数值集，每个刺激参数值影响IPG的刺激方面；转发自动生成的所建议的刺激参数值集，以将IPG的刺激参数配置为所述所建议的刺激参数值集；作为IPG被配置为所述所建议的刺激参数值集的结果，接收一个或多个临床响应值；通过合并一个或多个机器学习引擎，考虑接收到的临床响应值，而自动生成修订后的所建议的刺激参数值集；转发修订后的所建议的集以将IPG的刺激参数配置为所述修订后的所建议的刺激参数值集；以及重复以下动作：作为IPG被配置为修订后的所建议的集合的结果，接收一个或多个临床响应值；通过合并一个或多个机器学习引擎，自动生成修订后的所建议的刺激参数值集；并转发修订后的所建议的刺激参数值集以相应地配置IPG的刺激参数，直到或除非已经达到停止条件或者一个或多个接收到的临床响应值指示出对应于指定容差内的治疗响应指示的值为止。2.根据权利要求1所述的系统，其中，从与所述患者相关联的传感器自动接收一个或多个临床响应值。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述脉冲发生器反馈控制逻辑合并多个机器学习技术以自动生成所述所建议的刺激参数值集和/或所述修订后的所建议的刺激参数值集。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多个机器学习技术被同时部署，并且基于生成与所述指定容差内的治疗响应指示相对应的刺激参数值集的能力而被自动评级。5.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，通过合并一个或多个机器学习引擎，考虑接收到的临床响应值，而自动生成修订后的所建议的刺激参数值集还包括：使用所述一个或多个机器学习引擎，针对尚未接收到临床响应值的IPG的多个刺激参数的多个值而自动生成一个或多个预测的治疗响应值；和自动选择修订后的所建议的刺激参数值集以部分地基于预测的治疗响应值中的至少一个来配置IPG。6.根据权利要求5所述的系统，其中，多个机器学习引擎被部署为生成对所述一个或多个预测的治疗响应值的多个预测。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，基于一个或多个规则而自动生成修订后的所建议的多个刺激参数的值集。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述规则包括以下中的至少一个：基于在多次迭代内重试位置的规则、基于所建议的刺激参数值集与已经测试的刺激参数值集的数学接近度的规则、基于导致不良副作用的刺激参数的值的规则、和/或基于相同刺激参数的值之间的步长的规则。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·布卢姆，赫曼特·博基尔，谢里·林，迈克尔·A·莫菲特，
申请(专利权)人：波士顿科学神经调制公司，
类型：发明
国别省市：美国,US