[發明專利]用于脊髓刺激的系統和方法

有效

• 申請號: 201580050199.1
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN107223065B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 沃倫·M·格瑞;張天河
• 申請（專利權）人: 杜克大學
• 主分類號: A61N1/08
• 分類號: A61N1/08;A61N1/36
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

1.一種用于向受試對象的脊髓傳遞電脈沖刺激的系統，所述系統包括：

遙控裝置，所述遙控裝置被配置為至少間歇地發送時間脈沖信號程序;

刺激裝置，被配置為傳遞脊髓刺激，所述刺激裝置包括控制模塊，至少一個電極與所述控制模塊通信，以及與所述遙控裝置至少間歇通信以接收所述時間脈沖信號程序的輸入裝置，所述刺激裝置被配置為根據所述時間脈沖信號程序通過所述至少一個電極向所述受試對象傳遞電脈沖刺激；

其中，時間脈沖信號程序包括由遺傳算法確定的優化的時間脈沖信號，該遺傳算法被配置為使用痛覺回路的生物物理模型來優化時間脈沖信號程序，該生物物理模型包括負責傳遞傷害感受信息的背角寬動態范圍（WDR）投射神經元和與副作用感覺異常相關的背柱核（DCN）神經元。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述至少一個電極包括多個電極，每個所述電極放置在所述受試對象的脊髓的相應部分附近。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述時間脈沖信號程序包括用于由多個所述電極中的每一個傳遞電脈沖刺激的相應指令。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述遙控裝置被配置為至少間歇地無線地傳送時間脈沖信號程序，并且所述刺激裝置的所述輸入裝置至少間歇地與所述遙控裝置無線通信以接收所述時間脈沖信號程序。

5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述遙控裝置和所述刺激裝置通過以下方式中的至少一個進行通信：射頻（RF）傳輸; 藍牙傳輸; 和無線局域網（WLAN）。

6.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，還包括處理器，其被配置為通過優化時間脈沖信號來生成所述時間脈沖信號程序：使用計算模型通過模擬向所述計算模型傳遞脈沖信號來生成所述時間脈沖信號，以及通過確定每個特定脈沖信號以及被確定為擬合的交叉脈沖信號的適合度來迭代產生連續世代脈沖信號。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述處理器被配置為通過進一步迭代產生時間脈沖信號集合的連續世代來優化所述時間脈沖信號：根據任意特定世代時間脈沖信號去促進電脈沖刺激對所述受試對象的脊髓的傳遞；測量受到根據所述特定世代時間脈沖信號向所述受試對象的脊髓傳遞電脈沖刺激影響的功效參數，效率參數以及副作用參數;使用所測量的功效參數，效率參數以及副作用參數確定所述特定世代時間脈沖信號的適合度; 根據所確定的特定世代時間脈沖信號的適合度，使用所述特定世代時間脈沖信號來產生下一代時間脈沖信號。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，每個所述時間脈沖信號包括傳遞具有可調節脈寬和幅度的脈沖的指令。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述幅度對應于電壓或電流。

10.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述處理器是所述遙控裝置的機載組件。

11.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述處理器是所述刺激裝置的機載組件。

12.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述處理器將所述時間脈沖信號程序下載到所述遙控裝置。

13.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述遙控裝置被配置為生成所述時間脈沖信號程序。

14.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述遙控裝置被配置為接收和存儲時間脈沖信號程序。

15.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述時間脈沖信號程序包括多個時間脈沖信號集合，并且其中所述遙控裝置包括用戶輸入設備，用戶通過所述用戶輸入設備選擇所述多個時間脈沖信號集合中的特定時間脈沖信號集合以發送到所述刺激裝置。