(57)【要約】  患者に対する電気刺激療法の送達を制御する、ホメオスタシス域を規定する技術が開示される。一実施例では、方法は、電気刺激療法を発生させ、電極を介してそれを患者の組織に送達することを含む。更に、方法は、患者の信号が下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法のパラメータのレベルを調節することを含む。下限は、患者が疾病の１つまたは複数の徴候を低減する薬物治療を受けている状態で、その１つまたは複数の徴候を低減するのに十分な電気刺激療法を受けている際の、信号の大きさであるように決定される。更に、上限は、患者が薬物治療を受けていないとき、１つまたは複数の徴候を低減するのに十分な電気刺激療法を受けている際の、信号の大きさであるように決定される。
2019534736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、
前記患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、前記電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された、処理回路構成とを備え、
前記上限および前記下限のうち第１の限界が、
疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を前記患者が受けている間の、前記感知信号の大きさ、あるいは、
前記患者の実質的な副作用を誘発することなく前記疾病または障害の前記１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさであり、
前記上限および前記下限のうち第２の限界が、
前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの前記第３の電気刺激療法を受けている間、および前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候の前記少なくともいくつかを低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさ、あるいは、
第４のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病または障害の前記１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、前記レベルを上回ると、前記１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）。
【請求項２】
前記感知信号が前記患者の脳のβ信号を示す信号であり、
前記第１の限界が前記下限であり、
前記第２の限界が前記上限である、請求項１に記載のＩＭＤ。
【請求項３】
前記感知信号が前記患者の脳のγ信号を示す信号であり、前記第１の限界が前記上限であり、
前記第２の限界が前記下限である、請求項１または２に記載のＩＭＤ。
【請求項４】
前記処理回路構成が、
前記電気刺激療法の前記少なくとも１つのパラメータの平均の大きさを周期的に判定し、
前記電気刺激療法を送達する際、前記電気刺激療法の前記少なくとも１つのパラメータの前記レベルをバイアスレベルの分増加させるように更に構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のＩＭＤ。
【請求項５】
前記電気刺激療法の前記少なくとも１つのパラメータが電圧振幅であり、
前記電気刺激療法に対する前記電圧振幅の前記バイアスレベルが、約０．１ボルトから約５ボルトの範囲から選択される、請求項４に記載のＩＭＤ。
【請求項６】
前記電気刺激療法の前記少なくとも１つのパラメータが電流振幅であり、
前記電気刺激療法に対する前記電流振幅の前記バイアスレベルが、約０．１ミリアンペアから約５ミリアンペアの範囲から選択される、請求項４に記載のＩＭＤ。
【請求項７】
前記感知信号が第１の感知信号を含み、前記処理回路構成が、前記患者の前記第１の感知信号および第２の感知信号のうち１つに基づいて、前記電気刺激療法の前記少なくとも１つのパラメータの前記レベルを調節するように更に構成され、前記患者の前記第１の感知信号および前記患者の前記第２の感知信号のうち前記１つが、前記患者の運動に応答する前記第１の感知信号の第１の変化、および前記患者の前記運動に応答する前記第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載のＩＭＤ。
【請求項８】
前記処理回路構成が、
前記患者の前記運動に応答する前記第１の感知信号の前記第１の変化を判定し、
前記患者の前記運動に応答する前記第２の感知信号の前記第２の変化を判定し、
前記患者の前記運動に応答する変化が最も少ない、前記第１の感知信号または第２の感知信号のうち１つを選択するように更に構成された、請求項７に記載のＩＭＤ。
【請求項９】
前記感知信号が第１の感知信号を含み、前記処理回路構成が、前記患者の前記第１の感知信号および第２の感知信号のうち１つに基づいて、前記電気刺激療法の前記少なくとも１つのパラメータの前記レベルを調節するように更に構成され、前記患者の前記第１の感知信号および前記患者の前記第２の感知信号のうち前記１つが、前記電気刺激療法に応答する前記第１の感知信号の第１の変化、および前記電気刺激療法に応答する前記第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載のＩＭＤ。
【請求項１０】
前記処理回路構成が、
前記電気刺激療法に応答する前記第１の感知信号の前記第１の変化を判定し、
前記電気刺激療法に応答する前記第２の感知信号の前記第２の変化を判定し、
前記電気刺激療法に応答する前記変化が最も少ない、前記第１の感知信号または第２の感知信号のうち前記１つを選択するように更に構成された、請求項９に記載のＩＭＤ。
【請求項１１】
前記第１の感知信号が、周波数帯内の第１の周波数を有する患者の脳の第１の信号であり、前記第２の感知信号が、前記周波数帯内であって前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する患者の脳の第２の信号である、請求項７から１０のいずれか一項に記載のＩＭＤ。
【請求項１２】
前記周波数帯が約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯であり、前記第１の周波数が約１５ヘルツの周波数を含む前記β帯の第１の副帯内であり、前記第２の周波数が、前記第１の副帯とは異なり、約２５ヘルツの周波数を含む前記β帯の第２の副帯内である、請求項１１に記載のＩＭＤ。
【請求項１３】
１つまたは複数のセンサと、
埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）であって、電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、
前記患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、前記電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された、処理回路構成とを備え、
前記上限および前記下限のうち第１の限界が、
疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を前記患者が受けている間の、前記感知信号の大きさ、あるいは、
前記患者の実質的な副作用を誘発することなく前記疾病または障害の前記１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさであり、
前記上限および前記下限のうち第２の限界が、
前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの前記第３の電気刺激療法を受けている間、および前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候の前記少なくともいくつかを低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさ、あるいは、
第４のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病または障害の前記１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、前記レベルを上回ると、前記１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される、医療用デバイスシステム。
【請求項１４】
電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達する手段と、
前記患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、前記電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節する手段とを備え、
前記上限および前記下限のうち第１の限界が、
疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を前記患者が受けている間の、前記感知信号の大きさ、あるいは、
前記患者の実質的な副作用を誘発することなく前記疾病または障害の前記１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさであり、
前記上限および前記下限のうち第２の限界が、
前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの前記第３の電気刺激療法を受けている間、および前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候の前記少なくともいくつかを低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさ、あるいは、
第４のレベルの前記電気刺激療法を受けている間、および前記疾病または障害の前記１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、前記レベルを上回ると、前記１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、前記疾病の前記１つもしくは複数の徴候を低減する前記薬物治療を前記患者が受けていない間の、前記感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、全体として、電気刺激療法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]医療用デバイスは、外部にあるかまたは埋め込まれてもよく、電気刺激療法を患者の様々な組織部位に送達して、慢性痛、震せん、パーキンソン病、他の運動障害、てんかん、尿もしくは便失禁、性機能不全、肥満、または胃不全麻痺などの、様々な徴候または状態を治療するのに使用されてもよい。医療用デバイスは、患者の脳、脊髄、骨盤神経、末梢神経、または胃腸管と関連付けられた、標的位置に近接して配置された電極を含む、１つまたは複数のリードを介して電気刺激療法を送達してもよい。したがって、電気刺激は、脳深部刺激（ＤＢＳ）、脊髄刺激（ＳＣＳ）、骨盤刺激、胃刺激、または末梢神経野刺激（ＰＮＦＳ）など、異なる治療用途で使用されてもよい。
【０００３】
[0003]臨床医は、埋込み可能な刺激装置によって患者に送達される電気刺激療法を規定するために、多数のプログラム可能なパラメータに対する値を選択してもよい。例えば、臨床医は、刺激を送達する１つまたは複数の電極、選択された電極それぞれの極性、電圧または電流振幅、パルス幅、およびパルス周波数を、刺激パラメータとして選択してもよい。電極の組合せ、電極の極性、振幅、パルス幅、およびパルス繰返し数を含むセットなど、パラメータのセットは、患者に送達される電気刺激療法を規定するという意味で、プログラムと呼ばれることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明の一実施例は、例えば、ホメオスタシス域を使用する適応型脳深部刺激法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0004]全体として、本開示は、患者に送達される電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータに関する境界を規定する治療域（ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ  ｗｉｎｄｏｗ）を規定する、例示の医療用デバイス、システム、および技術について記載する。本開示は更に、患者の信号を感知し、感知信号に基づいてホメオスタシス域（ｈｏｍｅｏｓｔａｔｉｃ  ｗｉｎｄｏｗ）を規定する技術について記載する。本明細書に記載されるように、ホメオスタシス域は、患者に対する電気刺激の１つまたは複数のパラメータの調節を制御するのに使用される。本開示は更に、電気刺激療法または患者の運動のうち少なくとも１つに対する信号の応答を判定することによって、上述したようなホメオスタシス域を規定するのに使用される信号を選択する技術について記載する。
【０００６】
[0005]一実施例では、本開示の技術は、電気刺激療法を患者に送達する方法について記載しており、方法は、電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するステップと、患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップとを含み、上限および下限のうち第１の限界は、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさ、あるいは、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさであり、上限および下限のうち第２の限界は、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの第３の電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候の少なくともいくつかを低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさ、あるいは、第４のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、そのレベルを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される。
【０００７】
[0006]別の実施例では、本開示の技術は、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）について記載しており、デバイスは、電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された、処理回路構成とを備え、上限および下限のうち第１の限界は、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさ、あるいは、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさであり、上限および下限のうち第２の限界は、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの第３の電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候の少なくともいくつかを低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさ、あるいは、第４のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、そのレベルを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される。
【０００８】
[0007]別の実施例では、本開示の技術は、医療用デバイスシステムについて記載しており、システムは、１つまたは複数のセンサと、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）であって、電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された、処理回路構成とを備える、ＩＭＤとを備え、上限および下限のうち第１の限界は、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさ、あるいは、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさであり、上限および下限のうち第２の限界は、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの第３の電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候の少なくともいくつかを低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさ、あるいは、第４のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、そのレベルを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される。
【０００９】
[0008]本開示の技術の１つまたは複数の実施例の詳細については、添付図面および以下の説明において記載する。技術の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面によって、また特許請求の範囲によって明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0009]本開示の技術の一例による、適応型ＤＢＳを患者に送達するように構成された埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）を含む例示のシステムを示す概念図である。
【図２】[0010]本開示の技術の一例による、適応型ＤＢＳ療法を送達する図１の例示のＩＭＤを示すブロック図である。
【図３】[0011]本開示の技術の一例による、適応型ＤＢＳ療法を送達する図１の外部プログラマを示すブロック図である。
【図４】[0012]本開示の技術の一例による、治療域に対する比例信号に対してホメオスタシス域の下限および上限を設定する図１の例示のシステムを示すタイミング図である。
【図５】[0013]本開示の技術の一例による、ホメオスタシス域の下限を設定する例示の動作を示すグラフである。
【図６】[0014]本開示の技術の一例による、反比例信号に対してホメオスタシス域の下限および上限を設定する図１の例示のシステムを示すタイミング図である。
【図７】[0015]本開示の技術の一例による、比例信号に対してホメオスタシス域の下限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。
【図８】[0016]本開示の技術の一例による、比例信号に対してホメオスタシス域の上限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。
【図９】[0017]本開示の技術の一例による、反比例信号に対してホメオスタシス域の上限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１０】[0018]本開示の技術の一例による、反比例信号に対してホメオスタシス域の下限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１１】[0019]本開示の技術の一例による、ホメオスタシス域からの信号の偏差に基づいて適応型脳深部刺激法（ＤＢＳ）を送達する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１２】[0020]本開示の技術の一例による、患者フィードバックに応答してホメオスタシス域を調節する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１３】[0021]本開示の技術の一例による、患者の生理学的パラメータを示す信号に応答してホメオスタシス域を調節する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１４】[0022]本開示の技術の一例による、適応型脳深部刺激を送達する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１５】[0023]本開示の技術の一例による、患者の脳の信号の電気刺激に対する例示の応答を示すグラフである。
【図１６】[0024]本開示の技術の一例による、適応型脳深部刺激を送達する例示の動作を示すフローチャートである。
【図１７】[0025]患者による運動中の患者の脳１２０の測定神経信号を示すグラフである。
【図１８】[0026]本開示の技術の一例による、適応型脳深部刺激を送達する例示の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0027]患者は、電気刺激療法によって治療が可能な１つまたは複数の徴候に苦しんでいることがある。しかしながら、これらの徴候は、例えば、患者の姿勢、患者の現在の活動性（例えば、患者が睡眠中、運動中、仕事中など）、患者のストレス度、患者に投与されている薬物療法もしくは他の療法、および他の多くの要因などの様々な状態に応じて、増大したり減少したりすることがある。したがって、一定の大きさで電気刺激療法を送達するシステムは、状況によっては、状態の範囲にわたって患者の徴候を治療するのに十分な療法を送達しないことがある。更に、他の状況では、大きさ固定の療法送達システムは、患者の徴候を治療するのに必要な大きさよりも大きい電気刺激を送達することがあり、それによって、患者の体内で副作用を引き起こすこと、および／または埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）による消費電力が過剰になることがある。
【００１２】
[0028]したがって、一実施例では、ＩＭＤを含むシステムは、患者の感知信号の下限および上限を規定するホメオスタシス域に基づいて選択され調節可能であってもよい、１つまたは複数のパラメータを有する電気刺激療法を送達する。いくつかの実施例では、感知信号は、患者の脳のβ周波数帯またはγ周波数帯内の神経信号など、患者の神経信号である。他の実施例では、感知信号は、システムの１つまたは複数のセンサによって感知された患者の生理学的パラメータを表す。更なる実施例では、システムは、患者に送達される電気刺激の１つまたは複数のパラメータに対する下限および上限を規定する治療域を含む。電気刺激の１つまたは複数のパラメータを治療域内で維持したまま、システムは、感知信号の変化に応答して、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを増加または減少させることによって、感知信号をホメオスタシス域の限界内で維持してもよい。この方式では、システムは、感知信号およびホメオスタシス域を使用して、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを制御してもよい。
【００１３】
[0029]例えば、１つもしくは複数の徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取していない状態で、臨床医は、１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な、最小電圧振幅または最小電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定する。臨床医は、電気刺激療法のこの大きさにおける患者の感知信号の大きさとして、ホメオスタシス域の上限を規定する。更に、臨床医は、徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取しているときに１つもしくは複数の徴候を低減するかまたはその低減を維持するのに十分な、最小電圧振幅または最小電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定してもよい。臨床医は、刺激のこの大きさにおける患者の感知信号の大きさとして、ホメオスタシス域の下限を規定する。
【００１４】
[0030]下限の設定の代替実施例では、患者が薬物治療を止めている状態で、臨床医は、最大の大きさ（即ち、後述するように、治療域の上限）を有する１つまたは複数のパラメータ、例えば治療域によって規定される最大電圧振幅または最大電流振幅を有する、電気刺激を送達する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者の体内で副作用を誘発する大きさをわずかに下回る、１つまたは複数のパラメータに関する値を有する電気刺激を送達する。一般的に、副作用を誘発する大きさよりもわずかに小さい大きさで電気刺激を送達することで、患者の疾病の１つまたは複数の徴候が最大限低減され、したがって信号が最大限低減される。臨床医は、副作用を誘発する大きさよりもわずかに小さい、刺激のこの大きさにおける患者の信号として、ホメオスタシス域の下限を規定する。
【００１５】
[0031]更なる実施例では、ホメオスタシス域の下限および上限は、患者入力および／または１つもしくは複数の患者状態に応答して調節されてもよい。しかしながら、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの値は、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内に留まるように制御されてもよい。一実施例では、患者は、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を調節して、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内で電気刺激の送達を調節してもよい。いくつかの実施例では、患者は、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節するフィードバックを提供してもよい。
【００１６】
[0032]別の実施例では、ＩＭＤは、例えば、信号がホメオスタシス域の大きい方の大きさを上回るか、またはホメオスタシス域の小さい方の大きさを下回るのに応答して、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内で、電気刺激の１つまたは複数のパラメータを自動的に調節してもよい。更なる実施例では、ＩＭＤは、感知信号に基づいて、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節してもよい。この実施例では、システムは、ＩＭＤを介して電気刺激を患者に送達し、ホメオスタシス域内の感知信号の活性に基づいて、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内の電気刺激を規定する、１つまたは複数のパラメータを調節してもよい。いくつかの実施例では、１つまたは複数のパラメータは、感知信号の大きさに比例する、例えば正比例または反比例する形で、調節されてもよい。
【００１７】
[0033]本開示の技術は、本開示の技術によって患者の信号をホメオスタシス域内で維持することが可能になってもよい閾値として、患者の脳のβ周波数帯内の信号などの神経信号のみを使用する、他の技術を上回る１つまたは複数の利点を提供してもよい。これは、システムが、電気刺激の大きさを継続的に一定の比率で増減するのを防ぐことによって、または電気刺激のパラメータを継続的に振動させるのを防ぐことによって、システムが過剰な処理を使用しないようにし、システムの電流ドレインを低減する助けとなり得る。したがって、かかるシステムによって、消費電力を低減し、電池寿命を向上させることが可能になり得る。更に、いくつかの実施例では、本開示の技術によるシステムは、システムが、感知信号をホメオスタシス域内で維持した状態で、より長時間にわたって一定の大きさの電気刺激のままであることができるようにすることによって、患者が経験する副作用を低減してもよい。更に、いくつかの実施例では、本開示のシステムは、特定の患者を標的にした療法を送達するだけではなく、療法が患者の挙動および活動性に関する状態の範囲に合わせて調整されるように、療法の調節も可能にしてもよい。したがって、本開示に記載するシステムは、適応型ＤＢＳの他の方法よりも良好に、変更の必要性および患者の活動性の大きさに合わせて調整される、適応型療法を提供してもよい。
【００１８】
[0034]更に、ホメオスタシス域の限界が患者の脳の神経信号によって規定される実施例では、患者の徴候の重症度に対するホメオスタシス域の相関は、どの神経信号が選択されて使用されるかに依存してもよい。例えば、神経信号の単一の周波数帯内で、患者は、周波数帯の異なる副帯にそれぞれ位置する、電気刺激に対する応答性の複数のピークを示してもよい。更に、これらの副帯はそれぞれ、電気刺激に対して異なるように応答してもよい。例えば、電気刺激が、第１の副帯における第１のピークの大きさを実質的に小さくしてもよく、同じ電気刺激が、第２の副帯における第２のピークの大きさをわずかだけ減少させてもよい。それに加えて、患者の運動によって、神経信号が非同期化（例えば、運動の存在下で大きさが小さくなる）してもよい。例えば、患者による運動が、第１の副帯における第１のピークの大きさを実質的に小さくし、即ち大きさを実質的に減少させてもよく、同じ運動が、第２の副帯における第２のピークの大きさを、第１の副帯における第１のピークの大きさの減少と比べてわずかだけ減少させてもよい。
【００１９】
[0035]本開示の技術によれば、電気刺激を規定するかまたはホメオスタシス域の限界を規定する、１つまたは複数のパラメータを制御する制御信号として使用される、周波数帯の副帯を選択する技術が開示される。一実施例では、選択された副帯の信号は、電気刺激を規定するか、または電気刺激に対する最小応答を示す副帯を決定することによってホメオスタシス域の限界を規定する、１つまたは複数のパラメータを制御する、制御信号として使用するように選択される。別の実施例では、副帯は、電気刺激を規定するか、または１つもしくは複数の他の副帯と比べて患者による運動に対する最小の非同期化応答を示す複数の副帯の１つを決定することによってホメオスタシス域の限界を規定する、１つまたは複数のパラメータを制御する制御信号として使用するように選択される。
【００２０】
[0036]図１は、適応型脳深部刺激を患者１１２に送達するように構成された埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）１０６を含む、例示のシステム１００を示す概念図である。ＤＢＳは、ＩＭＤ  １０６が、患者の活動性または運動の変化、患者の疾病の１つもしくは複数の徴候の重症度、に応答して、ＤＢＳによる１つもしくは複数の副作用の存在、または患者の１つもしくは複数の感知信号など、ＤＢＳの１つもしくは複数のパラメータの大きさを調節、増加、または減少してもよいという意味で、適応型であってもよい。例えば、患者の１つまたは複数の感知信号は、ＩＭＤ  １０６が、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを、１つまたは複数の感知信号の大きさと相関させるように、制御信号として使用されてもよい。本開示の技術による、システム１００は、ホメオスタシス域によって規定される範囲から逸脱する信号に応答して調節される、電圧または電流振幅など、１つまたは複数のパラメータを有する電気刺激療法を、ＩＭＤ  １０６を介して送達する。一実施例では、ホメオスタシス域の上限は、徴候を低減させるように選択された薬物を患者が摂取していないとき、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさの更なる増加が徴候の重症度の更なる低減をもたらさない、電圧または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさで、電気刺激療法が、ＩＭＤ  １０６を介して患者１１２の脳１２０に送達されたときの、信号の大きさとして規定される（更に詳細に後述）。更に、ホメオスタシス域の下限は、徴候を低減させるように選択された薬物を患者が摂取している状態で、１つもしくは複数の徴候を低減するかまたは低減を維持するのに十分な、最小電圧または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさで、電気刺激療法が、ＩＭＤ  １０６を介して患者１１２の脳１２０に送達されたときの、信号の大きさとして規定される（更に詳細に後述）。いくつかの実施例では、信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の信号、または比例信号と見なされる、つまり刺激が増加すると増加し、刺激が減少すると減少する別の信号などの、神経信号である。他の実施例では、信号は、患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の信号など、反比例信号、つまり刺激が増加すると減少し、刺激が減少すると増加する信号であってもよい。しかしながら、本開示の技術は、治療を送達するホメオスタシス域を規定するのに使用される、他の生理信号または神経信号を提供する。
【００２１】
[0037]更に別の実施例では、システムは、それぞれのホメオスタシス域によって規定される範囲からそれぞれ逸脱する複数の信号に応答して調節される、電圧または電流振幅など、１つもしくは複数のパラメータを有する電気刺激療法を送達する。例えば、システムは、第１のそれぞれのホメオスタシス域内にある患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の信号など、第１の神経信号と、第２のそれぞれのホメオスタシス域内にある患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の信号など、第２の神経信号とを感知してもよい。一実施例のシステムでは、ＩＭＤ  １６は、第１の信号または第２の信号のどちらが患者の１つまたは複数の徴候の重症度に対して最も正確に対応するかの決定に基づいて、１つまたは複数のパラメータの調節を制御するのに、第１の信号または第２の信号の１つを動的に選択する。別の実施例のシステムでは、ＩＭＤ  １０６は、第１の信号と第２の信号の比に基づいて、１つまたは複数のパラメータを調節する。
【００２２】
[0038]いくつかの実施例では、患者１１２によって摂取される薬物は、パーキンソン病による震せんまたは強直など、パーキンソン病の１つまたは複数の徴候を制御する薬物である。かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンが挙げられる。一般的に、ホメオスタシス域の上限を設定するには、患者は薬物治療を止めており、即ち、徴候を低減するように選択された薬物を患者が投薬されていないときに上限が設定される。患者は、上限が設定される時間の前に、患者が少なくとも約７２時間にわたってドーパミン作動薬の徐放性製剤を摂取していないとき、患者が少なくとも約２４時間にわたってドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤を摂取していないとき、ならびに患者が少なくとも約１２時間にわたって、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンを摂取していないとき、薬物を摂取していないと見なされてもよい。更に、一般的に、ホメオスタシス域の下限を設定するには、下限が設定されるときに、患者は薬物治療中であり、例えば、処方された用量および間隔で薬物を摂取しており、少なくとも約７２時間にわたってドーパミン作動薬の徐放性製剤を摂取しており、患者は薬物治療中であり、例えば、処方された用量および間隔で薬物を摂取しており、少なくとも約２４時間にわたってドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤を摂取しており、患者は薬物治療中であり、例えば、処方された用量および間隔で薬物を摂取しており、少なくとも約１２時間にわたって、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンを摂取している。
【００２３】
[0039]本明細書で記載するとき、患者の徴候を「低減する」または「抑制する」とは、患者の１つまたは複数の徴候の重症度を、全体的にまたは部分的に緩和することを指す。一実施例では、臨床医は、パーキンソン病統一評価スケール（Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｓｃａｌｅ）（ＵＰＤＲＳ）または国際運動障害学会によるパーキンソン病統一評価スケールの改訂版（Ｍｏｖｅｍｅｎｔ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ−Ｓｐｏｎｓｏｒｅｄ  Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｓｃａｌｅ）（ＭＤＳ−ＵＰＤＲＳ）を参照して、患者１１２のパーキンソン病の１つまたは複数の症状の重症度を判定する。ＭＤＳ−ＵＰＤＲＳの適用に関する考察は、Ｍｏｖｅｍｅｎｔ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ−Ｓｐｏｎｓｏｒｅｄ  Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｓｃａｌｅ（ＭＤＳ−ＵＰＤＲＳ）：Ｓｃａｌｅ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｌｉｎｉｍｅｔｒｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｒｅｓｕｌｔｓ，  Ｃ．  Ｇｏｅｔｚ  ｅｔ  ａｌ，  Ｍｏｖｅｍｅｎｔ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ，  Ｖｏｌ．  ２３，  Ｎｏ．  １５，  ｐｐ．  ２１２９−２１７０（２００８）によって提供されている。
【００２４】
[0040]上述したように、臨床医は、患者が薬物を摂取していない状態で、またＩＭＤ  １０６を介して、電気刺激療法が患者１１２の脳１２０に送達されている状態で、ホメオスタシス域の上限を決定する。一実施例では、臨床医は、電圧振幅または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさが増加しても、患者１１２の１つまたは複数の徴候がそれ以上低減または抑制されないポイントを決定する。例えば、臨床医は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを徐々に増加させ、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上増加させても、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２のスコアの更なる低減によって測定されるような、患者１１２における強直などのパーキンソン病の徴候の重症度がそれ以上低減されないポイントを決定してもよい。
【００２５】
[0041]別の実施例では、臨床医は、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候に関連する患者１１２の生理学的パラメータを測定し、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上増加させても、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候を低減させるそれ以上の陽性作用が得られないポイントを決定する。例えば、臨床医は、患者１１２の強直に相関する患者１１２の手首屈曲を測定してもよく、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上増加させても、患者１１２の手首屈曲において更なる陽性作用が得られないポイントを決定する。生理学的パラメータの他の例としては、患者１１２の震せんを示す加速度計からの信号を挙げることができる。大きさをそれ以上増加させても徴候の重症度がそれ以上低減されない、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し、この大きさをホメオスタシス域の上限として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさの増加に応答して、患者１１２の徴候がそれ以上低減されない大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量であるように、ホメオスタシス域の上限を選択してもよい。いくつかの実施例では、測定された大きさよりも低く上限を設定することは、その後の使用の間、治療の副作用および／または動力源の不要な消費による患者１１２の不快感を防ぐ、治療パラメータの大きさを選択することに役立ち得る。
【００２６】
[0042]やはり上述したように、臨床医は、患者が薬物を摂取している状態で、またＩＭＤ  １０６を介して、電気刺激療法が患者１１２の脳１２０に送達されている状態で、ホメオスタシス域の下限を決定する。一実施例では、臨床医は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを減少させることで、患者１１２の１つまたは複数の徴候のブレークスルーが起こるポイントを決定する。この徴候のブレークスルーは、１つまたは複数の電気刺激療法パラメータの大きさの減少による、再出現のポイントまで実質的に抑制されていた、少なくともいくつかの徴候の再出現を指してもよい。例えば、臨床医は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを徐々に減少させ、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２のスコアにおいて、震せんまたは強直に対する急激な増加によって測定される、パーキンソン病の徴候が患者１１２に出現するポイントを決定してもよい。別の実施例では、臨床医は、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候（例えば、患者１１２の手首屈曲）に相関する患者１１２の生理学的パラメータを測定し、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上減少させると、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候が急激に増大する（例えば、患者１１２の手首屈曲不全が発現する）ポイントを決定する。
【００２７】
[0043]電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上減少させると、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候が急激に増大する、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータ大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し、この大きさをホメオスタシス域の下限として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、１つまたは複数の電気刺激パラメータの大きさの減少中に、患者１１２の徴候が最初に発現する大きさよりも、例えば５％または１０％大きい所定量であるように、ホメオスタシス域の下限を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【００２８】
[0044]別の実施例では、臨床医は、１つまたは複数の徴候に対する薬物治療を患者が止めていることを最初に確保することによって、下限を設定する。この実施例では、臨床医は、治療域の上限にほぼ等しい１つまたは複数のパラメータの値を有する電気刺激を送達する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の体内で副作用を誘発する大きさをわずかに下回る１つまたは複数のパラメータの値を有する電気刺激を送達する。一般的に、このことによって、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候が最大限低減され、したがって信号が最大限低減される。１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の下限として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量であるように、ホメオスタシス域の下限の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【００２９】
[0045]更なる別の実施例では、臨床医は、上限および下限を互いの比として設定する。例えば、臨床医は、上述したように上限の値を設定し、上限のパーセンテージまたは比率として下限の値を設定してもよい。別の実施例では、臨床医は、上述したように下限の値を設定し、下限のパーセンテージまたは比率として上限の値を設定してもよい。更に別の実施例では、臨床医は、位相・振幅カップリング中の患者１１２の信号の最大振幅における上限、および位相・振幅カップリング中の患者１１２の信号の最小振幅における下限の少なくとも一方を設定する。
【００３０】
[0046]上述した方式では、上限および下限は比例信号に関して設定されてもよい。信号は、信号の大きさの変化によってシステム１００が作動して、システムによって送達される療法が相対的に変化する場合、比例信号と見なされる。例示の比例信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の信号など、神経信号を含む。β周波数帯は約１３ヘルツ〜約３０ヘルツである。例えば、システム１００は、比例信号に関する信号の大きさの減少を感知したのに応答して、療法の大きさ（例えば、刺激電圧または電流振幅）がシステム１００によって減少されてもよいように構成されてもよい。逆に、システム１００は、信号の大きさの増加を感知したのに応答して、療法の大きさがシステム１００によって増大されてもよいように構成されてもよい。患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の信号などの神経信号を含む他の信号は、反比例信号である。γ周波数帯は約３５ヘルツ〜約２００ヘルツである。かかる反比例信号の大きさが大きいことは、ジスキネシアなどの副作用の存在と相関することがある。これらの反比例信号の場合、システム１００は、感知信号の大きさの増加を感知したことに応答して、ＩＭＤ  １０６が電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの大きさを減少させてもよく、また感知信号の大きさの減少を感知したことに応答して、ＩＭＤ  １０６が電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させてもよいように、構成されてもよい。本明細書に記載するように、βまたはγ周波数範囲内の信号など、感知した神経信号の大きさは、神経信号のスペクトルパワーを指す。
【００３１】
[0047]反比例するγ周波数帯内の神経信号などの信号の場合、ホメオスタシス域の上限および下限の設定は、ホメオスタシス域の下限および上限がそれぞれ比例信号に対して設定されるのと同様の方式で遂行される。これについては以下で更に考察する。
【００３２】
[0048]本開示の技術によれば、治療域は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータのパラメータ範囲を規定する。臨床医は、治療域の上限を、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの最大値として設定してもよい。電圧制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の上限を、システムが超過しないであろう電気刺激の最大電圧振幅として設定する。電流制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の上限を、システムが超過しないであろう電気刺激の最大電流振幅として設定する。一般的に、治療域の上限は刺激の最大限安全な大きさである。換言すれば、治療域の上限は、患者の疼痛閾値または組織傷害閾値を実質的に下回る大きさである。しかしながら、場合によっては、治療域の上限は、患者の不快感を引き起こさない最も大きい刺激の大きさである。
【００３３】
[0049]臨床医は、治療域の下限を、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの最小値として設定してもよい。一実施例では、臨床医は、治療域の下限を、徴候を実質的に抑制する有効な療法のためにシステムが患者に対して継続的に提供すべきである、電気刺激の最小閾値の大きさとして設定する。電圧制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の下限を、徴候を抑制するのにシステムが患者に対して継続的に提供すべきである電気刺激の最大電圧振幅として設定する。電流制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の下限を、徴候を抑制する療法のためにシステムが患者に対して継続的に提供すべきである、電気刺激の最小電流振幅として設定する。
【００３４】
[0050]それに加えて、本開示の技術の一実施例では、システムは患者の信号をモニタリングする。一実施例では、信号は、患者の脳のβ周波数帯またはγ周波数帯内の信号など、患者の神経信号である。別の実施例では、信号は、発作または転倒などのイベントを患者が経験する確率に相関する、患者の神経信号の変形である。更なる別の実施例では、信号は、患者の徴候の重症度、患者の姿勢、患者の呼吸機能、または患者の活動レベルなど、患者の生理学的パラメータを示す信号である。
【００３５】
[0051]システムは、ＩＭＤを介して電気刺激を患者に送達し、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータは、モニタリングされる信号の大きさに比例する。
[0052]信号が患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の信号である一実施例として、システム１００は、患者１１２のβ帯信号の大きさをモニタリングする。患者１１２のβの大きさがホメオスタシス域の上限を超過したことを検出すると、システムは刺激を増加させ、例えば刺激電圧または電流振幅を増加させる。刺激は、βの大きさがホメオスタシス域内の大きさに戻るまで、または電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の上限に達するまで、臨床医によって決定される最大傾斜率で増加されてもよい。患者１１２のβの大きさがホメオスタシス域の下限を下回っていることを検出すると、システムは刺激を減少させ、例えば刺激電圧または電流振幅を減少させる。刺激は、βの大きさがホメオスタシス域内の大きさに戻るまで、または電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の下限に達するまで、臨床医によって決定される最大傾斜率で減少されてもよい。βの大きさがホメオスタシス域の限界内に戻ったことを検出すると、システムは、電気刺激の大きさを一定に保ってもよい。このように、電気刺激の１つまたは複数のパラメータを治療域内で維持したまま、システムは、感知信号の変化に応答して、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを増加または減少させることによって、感知信号をホメオスタシス域の限界内で維持してもよい。この方式では、システムは、感知信号およびホメオスタシス域を使用して、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを制御してもよい。ホメオスタシス域の更なる例示の実現例については、以下で更に詳細に提供する。
【００３６】
[0053]いくつかの実施例では、最大傾斜率は臨床医によって設定されるパラメータである。例えば、臨床医は、ある時限にわたる電気刺激の大きさの変化に対する患者１１２の耐性を判定し、患者１１２の快適さに適応する最大傾斜率を設定してもよい。更に、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの変化率が増加すると、一部のシステムは、患者１１２の信号などの制御信号を検出する能力における決定を損なうことがある。したがって、いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の１つまたは複数の神経信号の検出における信頼性を保ったまま、システム１００によって達成可能な最大傾斜率として、最大傾斜率を設定してもよい。いくつかの実施例では、最大傾斜率は４００ミリ秒当たり少なくとも約０．１ボルトである。いくつかの実施例では、臨床医は、４００ミリ秒当たり０．１ボルト、４００ミリ秒当たり０．５ボルト、４００ミリ秒当たり１ボルト、および４００ミリ秒当たり２ボルトなど、複数の傾斜の量を設定し、患者の耐性およびシステム１００の信頼性に基づいて最大傾斜率を選択する。
【００３７】
[0054]システム１００は、患者１１２の運動障害、神経変性障害、気分障害、または発作障害など、患者の状態を治療するように構成されてもよい。患者１１２は通常は人間の患者である。しかしながら、場合によっては、治療システム１００は、他の哺乳類または哺乳類以外の、人間ではない患者に適用されてもよい。本明細書では運動障害および神経変性障害について主に言及されるが、他の実施例では、治療システム１００は、発作障害（例えば、てんかん）または気分（もしくは精神的）障害（例えば、大うつ病性障害（ＭＤＤ）、双極性障害、不安障害、外傷後ストレス障害、気分変調性障害、および強迫性障害（ＯＣＤ））などであるがそれらに限定されない、他の患者症状の徴候を管理する治療を提供してもよい。これらの障害の少なくともいくつかは、１つまたは複数の患者の行動挙動において顕在化することがある。本明細書に記載するように、運動障害または他の神経変性障害としては、例えば、筋肉制御機能障害、運動機能障害、または強直、痙攣麻痺、動作緩慢、律動性多動（ｒｈｙｔｈｍｉｃ  ｈｙｐｅｒｋｉｎｅｓｉａ）、非律動性多動、および無動症などの他の運動の問題などの症状を挙げることができる。場合によっては、運動障害はパーキンソン病の徴候であることがある。しかしながら、運動障害は他の患者症状にも帰属し得る。
【００３８】
[0055]例示の治療システム１００は、医療用デバイスプログラマ１０４と、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）１０６と、リード延長部１１０と、電極の組１１６、１１８をそれぞれ備えたリード１１４Ａおよび１１４Ｂとを含む。図１に示される実施例では、リード１１４Ａ、１１４Ｂの電極１１６、１１８は、患者１１２の脳１２０の硬膜下にある脳深部部位など、脳１２０内の組織部位に電気刺激を送達するように位置決めされる。いくつかの実施例では、視床下核、淡蒼球、または視床など、脳１２０の１つまたは複数の領域に刺激を送達することは、パーキンソン病などの運動障害を管理するのに有効な治療であることがある。また、電極１１６、１１８の一部または全ては、患者１１２の脳１２０内の脳神経信号を感知するように位置決めされてもよい。いくつかの実施例では、電極１１６、１１８の一部は脳神経信号を感知するように構成されてもよく、電極１１６、１１８の他のものは適応型電気刺激を脳１２０に送達するように構成されてもよい。他の実施例では、電極１１６、１１８は全て、脳神経信号の感知および脳１２０への適応型電気刺激の送達の両方を行うように構成される。
【００３９】
[0056]ＩＭＤ  １０６は、リード１１４Ａおよび１１４Ｂそれぞれの電極１１６、１１８のサブセットを介して、電気刺激療法を発生させ患者１１２に送達するように構成された刺激発生装置を含む、治療モジュール（例えば、処理回路構成、信号発生回路構成、またはＩＭＤ  １０６に帰属する機能を実施するように構成された他の電気回路構成）を含む。電極１１６、１１８のサブセットは、電気刺激を患者１１２に送達するのに使用され、場合によっては、電極１１６、１１８のサブセットの極性は、刺激電極の組合せと呼ばれることがある。更に後述するように、刺激電極の組合せは、特定の患者１１２および標的組織部位に対して選択することができる（例えば、患者症状に基づいて選択される）。電極１１６、１１８の群は、少なくとも１つの電極を含み、複数の電極を含むことができる。いくつかの実施例では、複数の電極１１６および／または１１８は、２つ以上の電極がそれぞれのリードの周囲で異なる位置に配置されるように、複雑な電極の幾何学形状を有してもよい。
【００４０】
[0057]いくつかの実施例では、脳１２０内で感知された神経信号は、脳組織にわたる電位差の合計によって生成される、電流の変化を反映していることがある。脳神経信号の例としては、脳電図（ＥＥＧ）信号、または皮質脳波（ＥＣｏＧ）信号など、脳１２０の１つまたは複数の領域内で感知される局所電場電位（ＬＦＰ）から発生する電気信号が挙げられるが、それに限定されない。しかしながら、局所電場電位は、患者１１２の脳１２０内のより広範な種類の電気信号を含んでもよい。
【００４１】
[0058]いくつかの実施例では、刺激電極の組合せを選択するのに使用される脳神経信号は、電気刺激の標的組織部位と同じ脳１２０の領域内で感知されてもよい。上述したように、これらの組織部位としては、脳１２０の視床、視床下核、または淡蒼球などの解剖学的構造内の組織部位、ならびに他の標的組織部位を挙げることができる。脳１２０内の特定の標的組織部位および／または領域は、患者症状に基づいて選択されてもよい。したがって、いくつかの実施例では、刺激電極の組合せおよびセンス電極の組合せの両方が、同じセットの電極１１６、１１８から選択されてもよい。他の実施例では、電気刺激を送達するのに使用される電極は、脳神経信号を感知するのに使用される電極とは異なってもよい。
【００４２】
[0059]ＩＭＤ  １０６によって発生する電気刺激は、様々な障害および症状を管理するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、ＩＭＤ  １０６の刺激発生装置は、選択された刺激電極の組合せの電極を介して、電気刺激パルスを発生させ患者１１２に送達するように構成される。しかしながら、他の実施例では、ＩＭＤ  １０６の刺激発生装置は、連続波信号、例えば正弦波または三角波を、発生させ送達するように構成されてもよい。いずれの場合も、ＩＭＤ  １０６内の刺激発生装置は、治療におけるその所与の時間に選択された治療プログラムにしたがって、ＤＢＳに対する電気刺激療法を発生させてもよい。ＩＭＤ  １０６が刺激パルスの形態の電気刺激を送達する実施例では、治療プログラムは、刺激を患者１１２に送達する刺激電極の組合せ、パルス周波数、パルス幅、およびパルスの電流または電圧振幅など、治療パラメータ値（例えば、刺激パラメータ）のセットを含んでもよい。上述したように、電極の組合せは、刺激信号を患者１１２の組織に送達するように選択された特定の電極１１６、１１８、および選択された電極のそれぞれの極性を示してもよい。
【００４３】
[0060]ＩＭＤ  １０６は、鎖骨の上方の皮下ポケット内、あるいは頭蓋１２２上もしくはその中、または患者１１２の体内の他の任意の適切な部位に埋め込まれてもよい。一般に、ＩＭＤ  １０６は、体液による腐食および分解に耐える生体適合性材料で構成される。ＩＭＤ  １０６は、プロセッサ、治療モジュール、およびメモリなどの構成要素を実質的に封入する、気密性ハウジングを備えてもよい。
【００４４】
[0061]図１に示されるように、埋め込まれたリード延長部１１０は、コネクタ１０８（ＩＭＤ  １０６のコネクタブロックまたはヘッダとも呼ばれる）を介して、ＩＭＤ  １０６に連結される。図１の実施例では、リード延長部１１０は、ＩＭＤ  １０６の埋込み部位から患者１１２の首に沿って、患者１１２の頭蓋１２２まで横断して脳１２０にアクセスする。図１に示される実施例では、リード１１４Ａおよび１１４Ｂ（集合的に「リード１１４」）は、治療システム１００によって制御される患者の症状または障害に基づいて選択されてもよい、脳１２０の１つまたは複数の領域に電気刺激を送達するために、患者１１２の右半球および左半球にそれぞれ埋め込まれる。しかしながら、特定の標的組織部位、および標的組織部位に刺激を送達するのに使用される刺激電極は、例えば、特定された患者挙動および／または他の感知された患者パラメータにしたがって、選択されてもよい。他のリード１１４およびＩＭＤ  １０６の埋込み部位が想起される。例えば、ＩＭＤ  １０６は、いくつかの実施例では、頭蓋１２２上またはその中に埋め込まれてもよい。あるいは、リード１１４は同じ半球内に埋め込まれてもよく、またはＩＭＤ  １０６は単一の半球に埋め込まれた単一のリードに連結されてもよい。
【００４５】
[0062]既存のリードセットは、異なる軸線方向位置に配設されたリング電極を保持するアキシャルリードと、電極の平面アレイを保持するいわゆる「パドル」リードとを含む。アキシャルリード、パドルリード、または２つ以上の異なるリード内における電極の組合せの選択は、臨床医にとっての課題である。いくつかの実施例では、より複雑なリードアレイの幾何学形状が使用されてもよい。
【００４６】
[0063]リード１１４は共通のリード延長部１１０に連結されているものとして図１に示されているが、他の実施例では、リード１１４は、別個のリード延長部を介してＩＭＤ  １０６に、または直接コネクタ１０８に連結されてもよい。リード１１４は、電気刺激を脳１２０内の１つまたは複数の標的組織部位に送達して、患者１１２の運動障害と関連付けられる患者徴候を管理するように位置決めされてもよい。リード１１４は、頭蓋１２２のそれぞれの穴を通して、電極１１６、１１８を脳１２０の所望の位置に位置決めするように埋め込まれてもよい。リード１１４は、電極１１６、１１８が治療中に脳１２０内の標的組織部位に電気刺激を提供することができるように、脳１２０内の任意の位置に配置されてもよい。例えば、電極１１６、１１８は、患者１１２の頭蓋１２２の穿頭孔を介して、脳１２０の硬膜下または脳１２０の大脳皮質内に外科的に埋め込まれ、１つまたは複数のリード１１４を介してＩＭＤ  １０６に電気的に連結されてもよい。
【００４７】
[0064]図１に示される実施例では、リード１１４の電極１１６、１１８はリング電極として示されている。リング電極は、プログラミングが比較的単純で、電極１１６、１１８に隣接したいずれの組織にも電場を送達することができるので、ＤＢＳ用途に使用されてもよい。他の実施例では、電極１１６、１１８は異なる構成を有してもよい。例えば、いくつかの実施例では、リード１１４の電極１１６、１１８の少なくともいくつかは、整形された電場を生成することができる複雑な電極アレイの幾何学形状を有してもよい。複雑な電極アレイの幾何学形状は、１つのリング電極ではなく、各リード１１４の外周の周りに複数の電極（例えば、部分リングもしくはセグメント化電極）を含んでもよい。このようにして、電気刺激がリード１１４から特定の方向に向き付けられて、治療効率が向上し、大量の組織を刺激することによって起こり得る副作用が低減されてもよい。いくつかの実施例では、ＩＭＤ  １０６のハウジングは、１つもしくは複数の刺激および／またはセンス電極を含んでもよい。代替実施例では、リード１１４は、図１に示されるような細長い円筒状以外の形状を有してもよい。例えば、リード１１４は、パドルリード、球形リード、曲げリード、あるいは患者１１２の治療および／またはリード１１４の侵襲性の最小化に有効な、他の任意のタイプの形状であってもよい。
【００４８】
[0065]図１に示される実施例では、ＩＭＤ  １０６は、治療パラメータ値のセットをそれぞれ規定する、複数の治療プログラムを格納するメモリを含む。いくつかの実施例では、ＩＭＤ  １０６は、感知した患者パラメータおよび特定された患者挙動などの様々なパラメータに基づいて、治療プログラムをメモリから選択してもよい。ＩＭＤ  １０６は、選択された治療プログラムに基づいて電気刺激を発生させて、運動障害と関連付けられた患者徴候を管理してもよい。
【００４９】
[0066]外部プログラマ１０４は、必要に応じてＩＭＤ  １０６とワイヤレスで通信して、治療情報を提供または取得する。プログラマ１０４は、ユーザ、例えば臨床医および／または患者１１２がＩＭＤ  １０６と通信するのに使用してもよい、外部コンピューティングデバイスである。例えば、プログラマ１０４は、臨床医がＩＭＤ  １０６と通信し、ＩＭＤ  １０６に対して１つまたは複数の治療プログラムをプログラミングするのに使用する、臨床医プログラマであってもよい。あるいは、プログラマ１０４は、患者１１２がプログラムを選択、および／または治療パラメータを確認し修正するのを可能にする、患者プログラマであってもよい。臨床医プログラマは、患者プログラマよりも多くのプログラミング機構を含んでもよい。換言すれば、訓練を受けていない患者がＩＭＤ  １０６の望ましくない変更を行うのを防ぐため、より複雑または敏感なタスクは臨床医プログラマによってのみ可能にされてもよい。
【００５０】
[0067]プログラマ１０４が臨床医によって使用されるように構成されているとき、プログラマ１０４は、初期のプログラミング情報をＩＭＤ  １０６に伝達するのに使用されてもよい。この初期情報は、リード１１４のタイプおよび電極配置、脳１２０内におけるリード１１４の位置、電極アレイ１１６、１１８の構成、治療パラメータ値を規定する初期プログラム、ならびにＩＭＤ  １０６にプログラミングするのに臨床医が求める他の任意の情報など、ハードウェア情報を含んでもよい。プログラマ１０４はまた、（リード１１４の電極１１６、１１８のインピーダンスを測定する）機能性試験を完了することができてもよい。
【００５１】
[0068]臨床医はまた、プログラマ１０４を利用して、治療プログラムをＩＭＤ  １０６内に格納してもよい。プログラミングセッション中、臨床医は、患者症状と関連付けられた、また場合によっては、睡眠状態、運動状態、または安静状態など、１つもしくは複数の異なる患者状態に特異的な徴候に対処する、効果的な治療を患者１１２に提供してもよい、１つまたは複数の治療プログラムを決定してもよい。例えば、臨床医は、刺激を脳１２０に送達するのに用いられる、１つまたは複数の刺激電極の組合せを選択してもよい。プログラミングセッション中、臨床医は、患者１１２によって提供されるフィードバックに基づいて、または患者１１２の１つもしくは複数の生理学的パラメータ（例えば、筋肉活性、筋緊張、強直、震せんなど）に基づいて評価されている、特定のプログラムの効率を評価してもよい。あるいは、映像情報から特定された患者挙動が、初期およびその後のプログラミングセッション中にフィードバックとして使用されてもよい。プログラマ１０４は、潜在的に有益な治療パラメータ値を特定する系統的システムを提供することによって、臨床医が治療プログラムを作成／特定するのを支援してもよい。
【００５２】
[0069]プログラマ１０４はまた、患者１１２によって使用されるように構成されてもよい。患者プログラマとして構成された場合、プログラマ１０４は、患者１１２が、患者１１２にとって有害なことがある、ＩＭＤ  １０６またはアプリケーションの重大な機能の改変を行わないようにするため、（臨床医プログラマと比べて）限定された機能性を有してもよい。このように、プログラマ１０４は、特定の治療パラメータの値の調節、または特定の治療パラメータの値の利用可能な範囲の設定のみを、患者１１２が行うことを可能にしてもよい。
【００５３】
[0070]プログラマ１０４はまた、治療がいつ送達されるか、患者入力が治療の変化をいつ作動させたか、あるいはプログラマ１０４もしくはＩＭＤ  １０６内の電源をいつ交換または充電する必要があるか、患者１１２に対する指示を提供してもよい。例えば、プログラマ１１２は、警告用ＬＥＤを含んでもよく、プログラマディスプレイを介して患者１１２に対してメッセージを点滅させ、患者入力が受信されたことを確認する可聴音もしくは体性感覚キューを発生させて、例えば患者状態を示し、または治療パラメータを手動で修正してもよい。
【００５４】
[0071]治療システム１００は、数か月または数年間にわたって、長時間刺激療法を患者１１２に提供するように実現されてもよい。しかしながら、システム１００はまた、完全埋込みに取り掛かる前に治療を評価するため、試験的に用いられてもよい。一時的に実現された場合、システム１００の一部の構成要素は患者１１２の体内に埋め込まれないことがある。例えば、患者１１２は、ＩＭＤ  １０６ではなく、試験用刺激装置などの外部医療用デバイスに適合されてもよい。外部医療用デバイスは、経皮リードに、または経皮延長部を介して埋込みリードに連結されてもよい。試験用刺激装置が、ＤＢＳシステム１００が有効な治療を患者１１２に提供することを示した場合、臨床医は、比較的長期間の治療向けに長時間刺激装置を患者１１２の体内に埋め込んでもよい。
【００５５】
[0072]ＩＭＤ  １０４は電気刺激療法を脳１２０に送達するものとして記載されているが、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を患者１１２の他の解剖学的領域に向き付けるように構成されてもよい。他の実施例では、システム１００は、ＩＭＤ  １０６に加えて、またはその代わりに、埋込み可能な薬物ポンプを含んでもよい。更に、ＩＭＤは、運動障害を治療するのに、脊髄刺激などの他の電気刺激を提供してもよい。
【００５６】
[0073]本開示の技術によれば、システム１００は、適応型ＤＢＳを患者１１２に送達するため、ホメオスタシス域および治療域を規定する。システム１００は、適応的に電気刺激を送達し、ホメオスタシス域内の感知信号の活性に基づいて、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内で、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節してもよい。例えば、システム１００は、感知信号がホメオスタシス域の下限を下回るかまたは上限を超過するのに応答して、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節してもよいが、治療域の下限を下回るかまたは上限を超過するように、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節しなくてもよい。
【００５７】
[0074]一実施例では、外部プログラマ１０４は、ＩＭＤ  １０６に対してコマンドを出して、ＩＭＤ  １０６に、リード１１４を介して、電極１１６、１１８を通して電気刺激療法を送達させる。上述したように、治療域は、患者１１２に対する電気刺激療法の送達を規定する、１つまたは複数のパラメータの上限および下限を規定する。例えば、１つまたは複数のパラメータとしては、電流振幅（電流制御式システムの場合）または電圧振幅（電圧制御式システムの場合）、パルス繰返し数または周波数、およびパルス幅が挙げられる。パルスの「バースト」、または「オンタイム」および「オフタイム」によって規定される一連の電気パルスにしたがって、電気刺激が送達される実施例では、１つまたは複数のパラメータは、バースト、オンタイム、およびオフタイム当たりの多数のパルスのうち１つまたは複数を更に規定してもよい。一実施例では、治療域は、１つまたは複数のパラメータの上限および下限を規定する。（電流制御式システムにおける）電気刺激療法の電流振幅の上限および下限、または（電圧制御式システムにおける）電気刺激療法の電圧振幅の上限および下限を規定する。本明細書の実施例は、一般的に、電圧振幅または電流振幅の調節に対して与えられるが、本明細書の技術は、例えばパルス繰返し数またはパルス幅など、他のパラメータを使用して、ホメオスタシス域および治療域に等しく適用されてもよい。治療域の例示の実現例については、以下で更に詳細に提供する。
【００５８】
[0075]それに加えて、本開示の技術の一実施例では、システム１００は適応型ＤＢＳを提供する。例えば、システム１００は、例えば患者プログラマ１０４を介して、ホメオスタシス域の下限および上限を調節することにより、電気刺激の活性化、非活性化、および大きさを患者１１２が間接的に調節できるようにすることによって、適応型ＤＢＳを提供してもよい。例えば、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節することによって、患者１１２は、感知信号がホメオスタシス域から逸脱するポイントを調節して、システム１００を作動させて電気刺激の１つまたは複数のパラメータを治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内で調節してもよい。
【００５９】
[0076]いくつかの実施例では、患者は、例えばプログラマ１０４を介して、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節するフィードバックを提供してもよい。別の実施例では、プログラマ１０４および／またはＩＭＤ  １０６は、ホメオスタシス域の一方または両方の限界、ならびに治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内の電気刺激の１つまたは複数のパラメータを、自動的に調節してもよい。例えば、ＩＭＤ  １０６は、例えば、システム１００の１つまたは複数のセンサ１０９によって感知された生理学的パラメータに応答して、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を自動的に調節することによって、適応型ＤＢＳの送達を調節してもよい。更なる実施例として、プログラマ１０４および／またはＩＭＤ  １０６は、ＩＭＤ  １０６によって感知された患者１１２の１つもしくは複数の生理信号または神経信号に基づいて、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を自動的に調節してもよい。例えば、ホメオスタシス域外の患者の信号における偏差に応答して、システム１００（例えば、ＩＭＤ  １０６またはプログラマ１０４）は、感知信号の大きさに比例する形で、また１つまたは複数のパラメータの下限および上限を規定する治療域内で、患者に送達される電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータを自動的に調節してもよい。感知信号の偏差に基づいた、１つまたは複数の刺激療法パラメータの調節は、信号の大きさに比例または反比例していてもよい。
【００６０】
[0077]したがって、いくつかの実施例では、システム１００は、ホメオスタシス域を調節する患者入力に基づいて、あるいは感知した生理学的パラメータもしくは感知した神経信号など、１つもしくは複数の信号、あるいは上記のうち２つ以上の組合せに基づいて、プログラマ１０４またはＩＭＤ  １０６を介して、治療域内で、電圧または電流振幅などの電気刺激の１つまたは複数のパラメータを調節してもよい。特に、システム１００は、電気刺激パラメータの値が治療域の上限および下限によって指定される範囲内に留まるように制約されるという条件で、自動的に、ならびに／あるいはホメオスタシス域を調節する患者入力に応答して、電気刺激のパラメータを調節してもよい。この範囲は、上限および下限自体を含むものと見なされてもよい。
【００６１】
[0078]システム１００が電気刺激の複数のパラメータを調節するいくつかの実施例では、システム１００は、電圧振幅もしくは電流振幅、刺激周波数、パルス幅、または電極の選択などの少なくとも１つを調節してもよい。かかる実施例では、臨床医は、パラメータを調節する順序またはシーケンス（例えば、電圧振幅もしくは電流振幅を調節し、次に刺激周波数を調節し、次に電極の選択を調節する）を設定してもよい。他の実施例では、システム１００は、複数のパラメータに対する調節のシーケンスを無作為に選択してもよい。いずれの実施例でも、システム１００は、電気刺激のパラメータのうち第１のパラメータの値を調節してもよい。信号が、第１のパラメータの調節に対する応答を示さない場合、システム１００は、電気刺激のパラメータのうち第２のパラメータの値を調節し、信号がホメオスタシス域内に戻るまでそれを続けてもよい。
【００６２】
[0079]また、いくつかの実施例では、システム１００は、患者入力に基づいて、あるいは感知した生理学的パラメータもしくは感知した神経信号など、１つもしくは複数の信号、あるいは上記のうち２つ以上の組合せに基づいて、ホメオスタシス域の上限および／または下限を調節してもよい。このように、システム１００は、電気刺激の１つまたは複数のパラメータを、治療域によって規定される範囲内で適応的に調節するだけではなく、いくつかの実施例では、ホメオスタシス域自体の範囲も適応的に調節してもよく、例えば、患者入力、１つもしくは複数の感知信号、または患者入力のうち２つ以上の組合せに基づいて、電気刺激の１つまたは複数のパラメータをシステム１００に適応的に調節させる、閾値の調節を行う。したがって、システム１００のＩＭＤ  １０６は、ホメオスタシス域の上限および下限の調節によって、ＩＭＤ  １０６が刺激パラメータを治療域内で調節するように構成されてもよい。一例として、感知した神経信号の感知した生理学的パラメータがホメオスタシス域の上限を超過するか、またはホメオスタシス域の下限を下回る場合、システム１００は、例えば治療パラメータ値を治療域によって定められる範囲内に保つ、感知した生理学的パラメータまたは感知した神経信号をホメオスタシス域内に戻すように、１つまたは複数の刺激パラメータの値を調節してもよい。
【００６３】
[0080]神経信号に基づいてＤＢＳを適応的に調節するため、例えば、ＩＭＤ  １０６の２つ以上の電極１１６、１１８は、患者１１２の神経信号をモニタリングするように構成されてもよい。いくつかの実施例では、電極１１６、１１８のうち少なくとも１つは、ＩＭＤ  １０６のハウジング上に設けられて、単極刺激および／または感知構成を提供してもよい。一実施例では、神経信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の信号である。例えば、患者１１２のβ周波数帯内の神経信号は、患者１１２におけるパーキンソン病の１つまたは複数の徴候に相関してもよい。概して、患者１１２のβ周波数帯内の神経信号は、患者１１２の徴候の重症度にほぼ比例してもよい。例えば、パーキンソン病によって誘発される震せんが増加すると、患者１１２のβ周波数内の神経信号が増加する。更に、システム１００は、開示される技術にしたがって、信号の大きさの増加によってシステム１００を作動させて、送達された刺激療法の大きさを増加させるように構成されてもよいので、β周波数内の神経信号は比例していると見なされる。同様に、パーキンソン病によって誘発される震せんが減少すると、患者１１２のβ周波数内の神経信号が減少し、その減少によってシステム１００が作動して、送達された刺激の大きさを減少させる。
【００６４】
[0081]別の実施例では、ＩＭＤ  １０６によってモニタリングされる神経信号は、患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の信号であってもよい。患者１１２のγ周波数帯内の神経信号はまた、電気刺激療法によってもたらされる、患者１１２における１つまたは複数の副作用に相関してもよい。しかしながら、β周波数帯内の神経信号とは対照的に、概して、患者１１２のγ周波数帯内の神経信号は、信号に応答してシステム１００によって送達される刺激の大きさにほぼ反比例していてもよい。換言すれば、γ周波数帯内の信号の増大した大きさは、ジスキネシアなどの副作用が存在することを示してもよい。例えば、システム１００は、γ周波数帯内の信号の大きさが増加すると、それに応答してシステム１００によって治療の大きさが減少されてもよいように構成されてもよく、それによって副作用が低減または排除される。逆に、システム１００は、γ周波数帯内の信号の大きさが減少すると、本明細書に開示する技術にしたがって、システム１００によって治療の大きさが増加されてもよいように構成されてもよい。したがって、ＩＭＤ  １０６は、例えばリアルタイムまたは準リアルタイム変動など、モニタリングされた神経信号の変動に応答して、電気刺激パルスの電圧または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを調節することによって、適応型ＤＢＳを患者１１２に送達してもよい。例えば、ＩＭＤ  １０６は、β周波数帯内のモニタリングされた神経信号の大きさが、β帯信号に対して確立されたホメオスタシス域の下限を下回っていることに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、パラメータの大きさを低減してもよい。この場合、ホメオスタシス域の下限を下回ることによって、β帯信号は、徴候が低減されていることを示すので、刺激パラメータの大きさが同様にＩＭＤ  １０６によって低減される。あるいは、ＩＭＤ  １０６は、β周波数帯内のモニタリングされた信号の大きさがホメオスタシス域の上限を超過することに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、刺激パラメータの大きさを増加させてもよい。この場合、ホメオスタシス域の上限を超過することによって、β帯信号は、徴候が望ましくない量まで増加していることを示すので、刺激パラメータの大きさが、例えばβ帯信号をホメオスタシス域に戻すように、ＩＭＤ  １０６によって増加されることにより、徴候が抑制または部分的に抑制される。
【００６５】
[0082]逆に、ＩＭＤ  １０６は、γ周波数帯内のモニタリングされた信号の大きさが、γ帯信号に対して確立されたホメオスタシス域の下限を下回ることに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、刺激療法パラメータの大きさを増加させるように構成されてもよい。この場合、ホメオスタシス域の下限を下回ることによって、γ帯信号は、副作用が低減されていることを示すので、刺激パラメータの大きさがＩＭＤ  １０６によって増加される。あるいは、ＩＭＤ  １０６は、γ周波数帯内のモニタリングされた信号の大きさがホメオスタシス域の上限を上回ることに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、刺激パラメータの大きさを低減してもよい。この場合、ホメオスタシス域の上限を超過することによって、γ帯信号は、副作用が望ましくない量まで増加していることを示すので、刺激パラメータの大きさが、例えばγ帯信号をホメオスタシス域に戻し、またそれによって副作用を抑制または部分的に抑制するように、ＩＭＤ  １０６によって低減される。更に、モニタリングされた神経信号の大きさがホメオスタシス域内に留まっている間、またはモニタリングされた神経信号の大きさがホメオスタシス域に戻ると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を規定するパラメータの現在の大きさを維持する。しかしながら、この実施例では、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のパラメータに対するあらゆる調節が治療域の限界内であることを確保するように構成される。
【００６６】
[0083]更なる実施例では、ＩＭＤ  １０６は、発作または転倒などのイベントを患者が経験する確率を判定するように、神経信号の変形を判定する。かかる実施例では、臨床医は、患者がイベントを経験する最大確率および最小確率に対応する、ホメオスタシス域の上限および下限を設定してもよい。例えば、ＩＭＤ  １０６は、変形がホメオスタシス域の下限を下回っていることに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、パラメータの大きさを低減してもよい。この場合、変形が下限を下回っていることは、患者がイベントを経験する確率が減少していることを示してもよく、それにより、刺激パラメータの大きさがＩＭＤ  １０６によって低減される。あるいは、ＩＭＤ  １０６は、変形がホメオスタシス域の上限を超過していることに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、パラメータの大きさを増加させてもよい。この場合、変形が上限を上回っていることは、患者がイベントを経験する確率が増加していることを示してもよく、それにより、刺激パラメータの大きさがＩＭＤ  １０６によって増加される。
【００６７】
[0084]更なる実施例では、患者１１２の神経信号の代わりに、もしくはそれに加えて、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のセンサを介して生理学的パラメータをモニタリングする。例えば、臨床医は、神経信号の代わりに、患者１１２の震せんを示す感知されたパラメータを使用して、ホメオスタシス域の下限および上限を設定してもよい。ＩＭＤ  １０６は、加速度計を介して、患者１１２の震せんをモニタリングしてもよい。したがって、ＩＭＤ  １０６は、例えば震せんの大きさまたは周波数におけるリアルタイムもしくは準リアルタイム変動など、モニタリングされた震せん信号の変動に応答して、電気刺激パルスの電圧または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを調節することによって、適応型ＤＢＳを患者１１２に送達してもよい。例えば、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の震せんがホメオスタシス域の下限を下回っていることを示す、加速度計または他のセンサからの生理学的パラメータの大きさに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、パラメータの大きさを低減してもよい。この場合、震せん信号が下限を下回っていることは、徴候の低減を示してもよく、それにより、刺激パラメータの大きさがＩＭＤ  １０６によって低減される。あるいは、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の震せんがホメオスタシス域の上限を超過していることを示す、加速度計からの生理学的パラメータ信号の大きさに応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅など、パラメータの大きさを増加させてもよい。この場合、震せん信号が上限を超過していることは、徴候の増加を示してもよく、それにより、刺激パラメータの大きさがＩＭＤ  １０６によって増加される。更に、患者１１２の震せんを示す加速度計からの信号がホメオスタシス域内に留まっている間、または患者１１２の震せんを示す加速度計からの信号の大きさがホメオスタシス域に戻ると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を規定するパラメータの現在の大きさを維持する。しかしながら、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のパラメータに対するあらゆる調節が治療域の限界内であることを確保する。
【００６８】
[0085]システム１００は、治療域を使用して、適応型ＤＢＳを規定する１つまたは複数のパラメータの上限および下限を規定してもよい。例えば、システム１００は、ホメオスタシス域に対する患者入力または感知信号の変動に応答して、電気刺激療法の電流または電圧振幅を調節してもよいが、大きさが、治療域の大きさの上限および大きさの下限によって規定される大きさの範囲内であることを維持する。一般的に、臨床医は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの最大値として、治療域の上限を設定してもよい。電圧制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の上限を、システムが超過しないであろう電気刺激の最大電圧振幅として設定する。電流制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の上限を、システムが超過しないであろう電気刺激の最大電流振幅として設定する。一般的に、治療域の上限は刺激の最大限安全な大きさである。換言すれば、治療域の上限は、疼痛閾値または組織傷害閾値を実質的に下回る大きさである。いくつかの実施例では、臨床医は、代替的または追加的に、最大の安全な大きさが、患者に副作用を、または望ましくない程度の副作用を引き起こさない、刺激の大きさであるものと判定してもよい。しかしながら、場合によっては、治療域の上限は、患者の不快感を引き起こさない最も大きい刺激の大きさである。
【００６９】
[0086]臨床医は、治療域の下限を、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの最小値として設定してもよい。一実施例では、臨床医は、継続的な大きさおよび周波数で送達されたとき、患者の徴候を実質的に継続的に少なくとも最小限の程度まで抑制するのに十分な、刺激の最小の大きさに対応する治療域の下限を設定する。電圧制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の下限を、システムが患者に対して継続的に提供すべきである電気刺激の最小電圧振幅として設定する。電流制御式システムの一実施例では、臨床医は、治療域の下限を、治療のためにシステムが患者に対して継続的に提供すべきである、電気刺激の最小電流振幅として設定する。いくつかの実施例では、下限および上限は包括的である（即ち、システム１０６は、下限以上かつ上限以下である値の範囲内で電気刺激を規定するパラメータを選択してもよい）が、他の実施例では、下限および上限は排他的である（即ち、システム１０６は、下限よりも大きく上限よりも小さい値の範囲内で電気刺激を規定するパラメータを選択してもよい）。更に、患者は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを間接的に制御するようにホメオスタシス域の上限および下限を調節してもよいが、患者は一般的に、例えば安全上の関心事項を外れて、治療域の上限および下限を調節することはできない。
【００７０】
[0087]したがって、システム１００は、ＩＭＤ  １０６を介して、患者の信号を感知し、感知信号がホメオスタシス域内に留まるように、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを調節することによって、適応型である電気刺激療法を、即ち、患者１１２の１つまたは複数の徴候におけるリアルタイムの重症度に合わせて加減される療法を送達する。したがって、例えば、患者入力、感知した神経信号、および／または適用可能なホメオスタシス域の上限を超過する、感知した生理学的パラメータ信号によって示されるように、患者１１２の１つまたは複数の徴候の重症度が増加していることを検出すると、システム１００は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを一定の比率で増加させて、患者１１２の１つまたは複数の徴候が制御されたままであることを確保してもよい。更に、例えば、患者入力、感知した神経信号、および／またはホメオスタシス域の下限を下回る、感知した生理学的パラメータ信号によって示されるように、患者１１２の１つまたは複数の徴候の重症度が減少していることを検出すると、システム１００は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを一定の比率で減少させて、患者１１２の副作用の傾向を低減させ、ならびにＩＭＤ  １０６の消費電力を減少させるとともに電池寿命を向上させてもよい。また、一実施例として、１つまたは複数のパラメータは、刺激の電流振幅（電流制御式システムの場合）または電圧振幅（電圧制御式システムの場合）を含んでもよい。
【００７１】
[0088]上述したように、ホメオスタシス域の下限は、患者が薬物治療中であった間の患者の徴候のブレークスルーを防ぐのに十分であった、電気刺激の最小の大きさの間における、感知信号の、例えば神経信号または生理学的パラメータ信号の大きさで設定される。更に、ホメオスタシス域の上限は、患者が（上述したように）薬物治療を止めていた状態で、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさに対する更なる増加が徴候の重症度の更なる低減を引き起こさない、信号の大きさで設定される。しかしながら、いくつかの実施例では、ホメオスタシス域の上限は、１つまたは複数のパラメータにおける最大の大きさを有する電気刺激が患者１１２に送達されるときの、信号の大きさで設定される。電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節するための閾値として、上限および下限を発見的に規定するのに、ホメオスタシス域を使用することによって、システム１００は、ホメオスタシス域の下限および上限を介して感知信号、例えば感知した神経信号または感知した生理学的パラメータ信号が、予期される挙動の範囲内で浮遊し、信号が予期される挙動から逸脱しているときに電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節するためだけにＩＭＤ  １０６を作動させることを、確保してもよい。
【００７２】
[0089]更に、システム１００は、治療域の下限を介して、システム１００が、患者に継続的に送達されるべきものと臨床医が判定した最小の大きさを下回って、電気刺激の大きさを低減しないことを確保する。それに加えて、システム１００は、治療域の上限を介して、システム１００が、患者に対して安全および／または快適であるものと臨床医が判定した最大の大きさを上回って、電気刺激の大きさを増加させないことを確保する。１つまたは複数のパラメータの値が治療域の下限から上限までの値の範囲内に残るように制約しながら、感知した神経信号または生理学的パラメータ信号がホメオスタシス域内に留まるように維持するため、１つまたは複数の刺激パラメータを適応的に調節できるようにすることによって、システム１００は、治療効率および／または電力効率を促進してもよい。更に、システム１００は、１つまたは複数の刺激パラメータの継続的な調節、抑圧、または振動を回避して、患者の徴候の更なる治療を提供することなくシステムに対する過度な電力ドレインを回避してもよい。
【００７３】
[0090]別の実施例では、臨床医の代わりに、システム１００は、ホメオスタシス域の上限に対するパラメータを自動的に規定する。この実施例では、システム１００のセンサ１０９Ａ〜１０９Ｂ（集合的に、「センサ１０９」）は、患者１１２が１つまたは複数の徴候に対する薬物治療を止めている状態で、１つまたは複数の徴候を測定する。例えば、センサ１０９は、プログラマ１０４またはＩＭＤ  １０６によって使用される信号を感知して、患者１１２の手首屈曲を測定することによってパーキンソン病による強直を判定する、１つまたは複数の加速度計を含んでもよい。あるいは、センサ１０９は、プログラマ１０４またはＩＭＤ  １０６によって使用される信号を感知して、パーキンソン病による震せんの重症度を測定する、加速度計を含んでもよい。ＩＭＤ  １０６は、外部プログラマ１０４からのコマンドに応答して、電気刺激が１つまたは複数の徴候を所定の閾値まで低減させるまで、１つまたは複数のパラメータを増加させる。別の実施例では、ＩＭＤ  １０６は、外部プログラマ１０４からのコマンドに応答して、１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させても１つまたは複数の徴候がそれ以上緩和しないポイントまで、１つまたは複数のパラメータを増加させる。例えば、プログラマ１０４は、患者１１２の強直もしくは震せんが所定の程度排除または低減され、それによって徴候が低減されるまで、ＩＭＤ  １０６に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させる命令を、ＩＭＤ  １０６に対して発行してもよい。したがって、プログラマ１０４は、強直もしくは震せんが所定の程度排除または低減されたときの、感知信号の大きさ、例えば患者１１２の脳１２０内のβの大きさを測定し、この大きさをホメオスタシス域の上限として設定する。
【００７４】
[0091]別の実施例では、臨床医の代わりに、システム１００は、ホメオスタシス域の下限に対するパラメータを自動的に規定する。この実施例では、システム１００のセンサ１０９Ａ〜１０９Ｂ（集合的に、「センサ１０９」）は、（上述したように）患者１１２が１つまたは複数の徴候に対する薬物治療中である状態で、１つまたは複数の徴候を測定する。上述したように、センサ１０９は、プログラマ１０４またはＩＭＤ  １０６によって使用される信号を感知して、患者１１２の手首屈曲を測定することによってパーキンソン病による強直を判定する、１つまたは複数の加速度計を含んでもよい。あるいは、センサ１０９は、プログラマ１０４またはＩＭＤ  １０６によって使用される信号を感知して、パーキンソン病による震せんの重症度を測定する、加速度計を含んでもよい。ＩＭＤ  １０６は、外部プログラマ１０４からのコマンドに応答して、電気刺激が１つまたは複数の徴候を治療できなくなるまで、１つまたは複数のパラメータを減少させる。例えば、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の徴候が出現するまで、または徴候の重症度が所定の閾値まで増加するまで、１つまたは複数のパラメータを減少させてもよい。例えば、プログラマ１０４は、患者１１２の強直もしくは震せんが戻ってくるかまたは所定の程度まで増加するまで、ＩＭＤ  １０６に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの大きさを減少加させる命令を、ＩＭＤ  １０６に対して発行してもよい。したがって、プログラマ１０４は、徴候が出現するかまたは所定の閾値まで増加するポイントで、信号の大きさ、例えば患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号の大きさを測定し、この大きさをホメオスタシス域の下限として設定する。
【００７５】
[0092]上述の実施例では、１つまたは複数の徴候はパーキンソン病の徴候であった。しかしながら、本開示の技術の他の実現例では、１つまたは複数の徴候は、うつ病、てんかん、慢性痛などの他の障害からもたらされる徴候である。
【００７６】
[0093]それに加えて、一実施例では、患者１１２は、外部プログラマ１０４を介して、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を調節するフィードバックを提供してもよい。例えば、患者１１２が、電気刺激療法が有効に患者１１２の１つまたは複数の徴候を治療していない、または十分に治療していないと判定した場合、患者１１２は、フィードバックを提供して、外部プログラマ１０４にホメオスタシス域の上限を下方にシフトさせるか、またはホメオスタシス域全体を下方にシフトさせてもよい。信号をより下方の域に動かすため、システムは、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを増加させ、それによって電気刺激療法の大きさを増加させて、患者の徴候を低減する。別の実施例では、患者１１２が、電気刺激療法が不愉快であるか、副作用を引き起こすか、または別の形で患者１１２にとって不快であると判定した場合、患者１１２は、フィードバックを提供して、外部プログラマ１０４にホメオスタシス域の下限を上方にシフトさせるか、またはホメオスタシス域全体を上方にシフトさせてもよい。これには、信号がより下方の域で浮遊することが可能になって、システム１００が有効に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを減少させ、それによって電気刺激療法の大きさを減少させて、副作用を低減するという効果がある。患者１１２は、ホメオスタシス域の１つもしくは複数の限界、またはホメオスタシス域自体を調節して、患者の安全を確保してもよいが、患者１１２は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータに対する下限および上限を設定する、治療域を変更しなくてもよい。
【００７７】
[0094]別の実施例では、センサ１０９は、患者の生理学的パラメータを検出し、生理学的パラメータに応答して、外部プログラマ１０４は、ＩＭＤ  １０６に対してコマンドを自動的に発行して、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節する。例えば、センサ１０９からの信号に応答して、外部プログラマ１０４は、電気刺激療法が患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するには不十分であることを規定する、１つまたは複数のパラメータの大きさを決定してもよい。この実施例では、外部プログラマ１０４は、ＩＭＤ  １０６に対して命令を発行して、ホメオスタシス域の上限を下方にシフトさせるか、またはホメオスタシス域全体を下方にシフトさせてもよい。信号をより下方の域に動かすため、システム１００は有効に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを増加させ、それによって電気刺激療法の大きさを増加させて、患者の徴候を低減する。別の実施例では、センサ１０９からの信号に応答して、外部プログラマ１０４は、患者の徴候（例えば、震せん、強直、もしくは手首屈曲）、患者の姿勢（例えば、横臥位、座位、立位など）、または患者の活動レベル（即ち、睡眠中、歩行中、運動中など）に基づいて、外部プログラマ１０４が、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを調節すべきであると判定してもよい。外部プログラマ１０４は、ＩＭＤ  １０６に対して命令を発行して、ホメオスタシス域の下限、ホメオスタシス域の上限、またはホメオスタシス域全体を調節してもよい。信号が異なる大きさで浮遊するのを可能にすることによって、システム１００は電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを有効に調節し、それによって電気刺激療法の大きさを調節して、患者１１２の異なる活動レベルに対して補償する。一般的に、システム１００は、絶対値の意味または単位時間当たりの最大調節の意味で、上限、下限、または域のシフトに対する最大調節として表現されてもよい、臨床医によって設定された安全ガイドラインを越える治療域をリサイズしなくてもよい。
【００７８】
[0095]いくつかの実施例では、センサ１０９はそれぞれ、加速度計、結合圧電結晶、水銀スイッチ、またはジャイロである。いくつかの実施例では、センサ１０９は、患者の生理学的パラメータを示す信号を提供してもよく、それが次いで、患者活動性の関数として変動する。例えば、デバイスは、患者の心拍数、心電図（ＥＣＧ）モルフォロジー、脳電図（ＥＥＧ）モルフォロジー、呼吸数、呼吸量、核心温度、皮下温度、または筋活動を示す信号をモニタリングしてもよい。
【００７９】
[0096]いくつかの実施例では、センサ１０９は、患者活動性および患者姿勢の両方の関数としての信号を発生する。例えば、加速度計、ジャイロ、または磁力計は、患者１１２の活動性および姿勢の両方を示す信号を発生してもよい。外部プログラマ１０４は、姿勢に関するかかる情報を使用して、外部プログラマ１０４が治療域の調節を実施すべきか否かを判定してもよい。
【００８０】
[0097]例えば、姿勢を特定するために、加速度計などのセンサ１０９は、互いに対して実質的に直交して配向されてもよい。互いに対して実質的に直交して配向されるのに加えて、患者１１２の姿勢を検出するのに使用されるセンサ１０９はそれぞれ、患者１１２の体軸と実質的に整列されてもよい。例えば、加速度計がこのように整列された場合、加速度計によって発生する信号のＤＣ成分の大きさおよび極性は、地球の重力に対する患者の向き、例えば患者１１２の姿勢を示す。直交して整列された加速度計を使用して、患者の姿勢を判定することに関する更なる情報は、Ｔｏｄｄ  Ｊ．Ｓｈｅｌｄｏｎに発行された同一譲受人による米国特許第５，５９３，４３１号に見出すことができる。
【００８１】
[0098]患者１１２の姿勢を示す信号を発生させてもよい他のセンサ１０９としては、患者１１２の筋肉内の電気活性の関数としての信号を、例えば筋電図信号（ＥＭＧ）を発生させる電極、または筋肉の収縮の関数としての信号を発生させる結合圧電結晶が挙げられる。電極または結合圧電結晶は、患者１１２の脚、臀部、胸部、腹部、または背中に埋め込まれ、外部プログラマ１０４およびＩＭＤ  １０６のうち１つもしくは複数にワイヤレスで、または１つもしくは複数のリードを介して連結されてもよい。あるいは、電極はＩＭＤ  １０６のハウジングに統合されてもよく、または圧電結晶は、ＩＭＤ  １０６が患者１１２の臀部、胸部、腹部、または背中に埋め込まれている場合、ハウジングに連結されてもよい。これらの位置に埋め込まれた場合にかかるセンサによって発生する信号は、患者１１２の姿勢に基づいて変動してもよく、例えば、患者が立っているか、座っているか、横たわっているかに基づいて変動してもよい。
【００８２】
[0099]更に、患者１１２の姿勢は患者の胸部インピーダンスに影響を及ぼすことがある。結果として、センサ１０９は、ＩＭＤ  １０６のハウジングと統合された１つの電極と、患者１１２の胸部インピーダンスの関数としての信号を発生させる、電極１１６、１１８のうち１つとを含む、電極対を含んでもよく、ＩＭＤ  １０６は、信号に基づいて、患者１１２の姿勢または姿勢変化を検出してもよい。一実施例（図示なし）では、対の電極は患者の胸郭の両側に配置されてもよい。例えば、電極対は、ＳＣＳ療法を送達するため、患者の脊椎に近接して配置された電極を含んでもよく、電極がハウジングに統合されたＩＭＤ  １０６は、患者１１２の腹部または胸部に埋め込まれてもよい。別の実施例として、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の脳内に埋め込まれたリード１１４に加えて、胸部インピーダンスを検出するのに埋め込まれた電極を含んでもよい。姿勢または姿勢変化は、任意のタイプの神経障害を治療するための、患者１１２に対するＤＢＳまたはＳＣＳ療法の送達に影響を及ぼすことがあり、また本明細書に記載するように、患者の睡眠を検出するのに使用されることがある。
【００８３】
[0100]それに加えて、患者１１２の姿勢の変化は、患者の脳脊髄液（ＣＳＦ）による圧力変化を引き起こすことがある。結果として、センサ１０９は、１つもしくは複数のくも膜下または脳室内カテーテルに連結された圧力センサ、あるいはワイヤレスでまたはリード１１４の１つを介してＩＭＤ  １０６に連結された圧力センサを含んでもよい。姿勢の変化と関連付けられるＣＳＦの圧力変化は、患者の脳内において特に明らかなことがあり、例えば、くも膜下圧力（ＩＣＰ）波形において特に明白なことがある。
【００８４】
[0101]したがって、いくつかの実施例では、患者の神経信号をモニタリングする代わりに、システム１００は、患者１１２の生理学的パラメータの大きさを示す、センサ１０９からの１つまたは複数の信号をモニタリングする。センサ１０９からの１つまたは複数の信号がホメオスタシス域の上限を超過していることを検出すると、システム１００は、センサ１０９からの１つまたは複数の信号がホメオスタシス域内に戻るまで、あるいは電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の上限に達するまで、臨床医によって決定された最大傾斜率で刺激を増加させる。同様に、センサ１０９からの１つまたは複数の信号がホメオスタシス域の下限を下回っていることを検出すると、システムは、センサ１０９からの１つまたは複数の信号がホメオスタシス域内に戻るまで、あるいは電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の下限に達するまで、臨床医によって決定された最大傾斜率で刺激を減少させる。センサ１０９からの１つまたは複数の信号がホメオスタシス域の限界内にあることを検出すると、システムは、電気刺激の大きさを一定に保持する。
【００８５】
[0102]生理学的パラメータをモニタリングすることによって、適応型ＤＢＳを患者に送達するかかるシステム１００は、本開示の技術によってＩＭＤがヒステリシスを使用して治療の送達を制御することが可能になるという点で、神経信号を閾値として使用する他の技術を上回る利点を提供してもよい。換言すれば、かかるシステム１００は、患者の生理学的パラメータを使用して、治療の送達を制御するだけではなく、送達された治療の大きさも制御する、制御ループを作成する。システム１００は患者の現在の必要性に対するシミュレーションを採用し、したがって患者が経験する副作用を低減できるので、かかるシステムは、患者の活動性に対する侵入性が低いことがある。
【００８６】
[0103]更に、かかるシステム１００は、電極などの内部センサの代わりに、加速度計などの外部センサを使用して、患者の疾病の徴候を検出し、治療の１つまたは複数のパラメータの大きさに対する調節を制御してもよい。例えば、システム１００は、手首センサを使用して、パーキンソン病を患っている患者の手首屈曲または震せんを検出してもよい。したがって、本開示のシステムは、センス電極を患者１１２の脳に埋め込む必要がないことがあるので、かかるＩＭＤの生理学的パラメータのモニタリングは、他のＩＭＤシステムよりも低侵襲性であってもよい。
【００８７】
[0104]状況によっては、本明細書に記載するようなシステム１００は、ホメオスタシス域の上限および下限に基づいて、患者１１２が自身の徴候のブレークスルーを防ぐのに要するよりも小さい大きさの電気刺激を送達してもよい。例えば、ホメオスタシス域を使用して電気刺激療法の送達を制御する、ＩＭＤ  １０６からの治療を受けている患者は、特定の状況では、患者が最大の治療の大きさで継続的な電気刺激療法を受けた場合よりも最適ではない結果を経験することがある。この発生を防ぐため、システム１００は、上述したように、ホメオスタシス域によって規定されるような、少なくとも１つの電気刺激パラメータの値を決定してもよい。更に、システム１００のＩＭＤ  １０６は、患者１１２の徴候のブレークスルーを更に防ぐようにホメオスタシス域によって規定される、決定された大きさよりも大きいバイアス量の分、少なくとも１つの電気刺激パラメータの値を増加させてもよい。したがって、システム１００は、徴候のブレークスルーを防ぐのには不十分なことがある大きさの、電気刺激療法の送達を回避してもよい。
【００８８】
[0105]上述したバイアス技術の一実施例として、ＩＭＤ  １０６は、ホメオスタシス域内の感知信号の平均の大きさによって規定されるような、電気刺激の少なくとも１つのパラメータに対する時間に伴う平均値（例えば、電圧振幅または電流振幅の時間に伴う平均値）を決定してもよい。ＩＭＤ  １０６は、電気刺激の少なくとも１つのパラメータに対するバイアス量を更に決定してもよい。一実施例では、バイアス量は、感知信号の平均の大きさによって規定されるような、電気刺激の少なくとも１つのパラメータ、例えば電圧または電流振幅に対する平均値と、患者に対して継続的に提供される等価の継続的な（例えば、非適応型）電気刺激療法に対する、少なくとも１つの刺激療法パラメータに対する値との差である。電流制御式システムの一実施例では、電気刺激の少なくとも１つのパラメータは電流振幅であり、バイアス量は、例えば、約０．１ミリアンペア〜約５ミリアンペアの範囲から選択されてもよい（例えば、約１ミリアンペア）。電圧制御式システムの一実施例では、電気刺激の少なくとも１つのパラメータは電圧振幅であり、バイアス量は、例えば、約０．１ボルト〜約５ボルトの範囲から選択されてもよい（例えば、約１ボルト）。電気刺激療法を送達する際、ＩＭＤ  １０６は、ホメオスタシス域によって規定されるような電気刺激の少なくとも１つのパラメータに対する値を、バイアス量の分増加させる。このように、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激療法が最大の治療の大きさで送達される継続的な電気刺激療法と同程度有効であることを確保しながら、感知した生理学的パラメータまたは神経信号をホメオスタシス域内で維持するように選択された、１つまたは複数の刺激パラメータ値を有する、電気刺激療法を送達してもよい。
【００８９】
[0106]いくつかの実施例では、ＩＭＤ  １０６は、１秒〜２４時間の範囲から選択される時限（例えば、３０秒ごともしくは１０分ごと）など周期的に、電気刺激の少なくとも１つのパラメータおよびバイアス量に対する平均値を決定してもよい。別の実施例では、時限は薬物治療の時間経過に相関してもよく、約１０分〜約１５分であってもよい。他の実施例では、臨床医は、ＩＭＤ  １０６またはプログラマ１０４のメモリにバイアス量をプログラミングしてもよい。かかる実施例では、臨床医は、電流制御式システムにおける約０．５ミリアンペア〜約５ミリアンペアのバイアス量の範囲からバイアス量の大きさを選択するなど、バイアス量の大きさをプログラミングしてもよい。別の実施例では、臨床医は、約１０秒〜１時間の範囲から選択された時限の経過後に、平均値およびバイアス量を再計算するようにＩＭＤ  １０６をプログラミングするなど、決定がどの程度頻繁に実施されるかを指定してもよい。更に別の実施例では、臨床医は、先行する２０秒〜先行する５分の範囲から選択された時限中における、電気刺激の少なくとも１つのパラメータに対する値を平均化するなど、刺激パラメータの平均値の決定に含まれる時間長を指定してもよい。
【００９０】
[0107]図１に示されるシステム１００のアーキテクチャが一例として示される。本開示で説明するような技術は、図１の例示のシステム１００、ならびに本明細書には具体的に記載しない他のタイプのシステムにおいて実現されてもよい。例えば、臨床医は、ホメオスタシス域の上限および下限を決定してもよい。他の実施例では、外部プログラマ１０４およびＩＭＤ  １０４の一方が、ホメオスタシス域の上限および下限を決定する。更に、外部プログラマ１０４またはＩＭＤ  １０６のどちらかが、患者１１２の信号を表す信号を受信し、ＩＭＤ  １０６が患者１１２に送達する電気刺激療法を規定する、１つまたは複数のパラメータに対する調節を決定してもよい。本開示におけるいずれも、本開示の技術を、図１によって示される例示のアーキテクチャに限定するように解釈すべきでない。
【００９１】
[0108]図２は、適応型脳深部刺激療法を送達する、図１の例示のＩＭＤ  １０６のブロック図である。図２に示される実施例では、ＩＭＤ  １０６は、プロセッサ２１０と、メモリ２１１と、刺激発生装置２０２と、感知モジュール２０４と、スイッチモジュール２０６と、遠隔測定モジュール２０８と、センサ２１２と、電源２２０とを含む。これらのモジュールはそれぞれ、それぞれのモジュールに帰属された機能を実施するように構成された電気回路構成であってもよく、またはそれを含んでもよい。例えば、プロセッサ２１０は処理回路構成を含んでもよく、スイッチモジュール２０６はスイッチ回路構成を含んでもよく、感知モジュール２０４は感知回路構成を含んでもよく、遠隔測定モジュール２０８は遠隔測定回路構成を含んでもよい。メモリ２１１は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、電気消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリなど、任意の揮発性または不揮発性媒体を含んでもよい。メモリ２１１は、プロセッサ２１０によって実行されると、様々な機能をＩＭＤ  １０６に実施させる、コンピュータ可読命令を格納してもよい。メモリ２１１は、記憶デバイスまたは他の非一時的媒体であってもよい。
【００９２】
[0109]図２に示される実施例では、メモリ２１１は、メモリ２１１内の別個のメモリまたはメモリ２１１内の別個の区域に、治療プログラム２１４、ならびにセンス電極の組合せおよび関連する刺激電極の組合せ２１８を格納する。格納された治療プログラム２１４はそれぞれ、刺激電極の組合せ、電極極性、電流または電圧振幅、パルス幅、およびパルス繰返し数など、電気刺激パラメータの特定のセット（例えば、治療パラメータセット）を規定する。いくつかの実施例では、個々の治療プログラムは、刺激を発生させるのに用いられてもよい治療プログラムのセットを規定する、治療群として格納されてもよい。治療群の治療プログラムによって規定される刺激信号は、重なり合うまたは重なり合わない（例えば、時間インターリーブされた）基準でともに送達されてもよい。
【００９３】
[0110]センスおよび刺激電極の組合せ２１８は、センス電極の組合せおよび関連付けられた刺激電極の組合せを格納する。上述したように、いくつかの実施例では、センスおよび刺激電極の組合せは、電極１１６、１１８、電極として機能するＩＭＤ  １０６のハウジングの同じサブセットを含んでもよく、またはかかる電極の異なるサブセットもしくは組合せを含んでもよい。したがって、メモリ２１１は、複数のセンス電極の組合せを格納し、またセンス電極の各組合せに対して、それぞれのセンス電極の組合せと関連付けられる刺激電極の組合せを特定する情報を格納することができる。センス電極と刺激電極の組合せの関連は、例えば、臨床医によって、またはプロセッサ２１０によって自動で判定することができる。いくつかの実施例では、対応するセンスおよび刺激電極の組合せは、同じ電極のいくつかまたは全てを含んでもよい。しかしながら、他の実施例では、対応するセンスおよび刺激電極の組合せにおける電極のいくつかまたは全ては異なっていてもよい。例えば、刺激電極の組合せは、刺激療法の効率を増大させるために、対応するセンス電極の組合せよりも多数の電極を含んでもよい。いくつかの実施例では、上述したように、センス電極の組合せと関連付けられた組織部位内における、あらゆる不規則な振動または他の不規則な脳活性を緩和するために、刺激は、刺激電極の組合せを介して、対応するセンス電極の組合せに最も近い組織部位とは異なるが、脳１２０の同じ領域、例えば視床内である、組織部位に送達されてもよい。
【００９４】
[0111]刺激発生装置２０２は、プロセッサ２１０の制御下で、電極１１６、１１８の選択された組合せを介して、患者１１２に送達される刺激信号を発生させる。患者の運動障害を管理するのに、ＤＢＳにおいて有効であると考えられる電気刺激パラメータの例示の範囲としては、次のものが挙げられる。
【００９５】
１．パルス繰返し数、即ち周波数。約４０ヘルツ〜約５００ヘルツ、例えば約４０〜１８５ヘルツ、または例えば約１４０ヘルツ。
２．電圧制御式システムの場合、電圧振幅。約０．１ボルト〜約５０ボルト、例えば約２ボルト〜約３ボルト。
【００９６】
３．代替の電流制御式システムの場合、電流振幅。約０．２ミリアンペア〜約１００ミリアンペア、例えば約１．３ミリアンペア〜約２．０ミリアンペア。
４．パルス幅。約１０マイクロ秒〜約５０００マイクロ秒、例えば約１００マイクロ秒〜約１０００マイクロ秒、または約１８０マイクロ秒〜約４５０マイクロ秒。
【００９７】
[0112]したがって、いくつかの実施例では、刺激発生装置２０２は、治療域の上限および下限をパラメータのうち１つまたは複数に適用する、上述の電気刺激パラメータにしたがって電気刺激信号を発生させ、それによって適用可能なパラメータが域によって定められる範囲内に収まる。治療パラメータ値の他の範囲も有用なことがあり、患者１１２の体内の標的刺激部位に応じて決まってもよい。刺激パルスについて記載しているが、刺激信号は、連続時間信号（例えば、正弦波）など、任意の形態のものであってもよい。
【００９８】
[0113]プロセッサ２１０は、固定機能の処理回路構成および／またはプログラマブル処理回路構成であってもよく、例えば、マイクロプロセッサ、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、離散的論理回路構成のうちのいずれか１つもしくは複数を含んでもよく、あるいは本明細書のプロセッサ２１０に属する機能を提供するように構成された他の任意の処理回路構成は、ファームウェア、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せとして具体化されてもよい。プロセッサ２１０は、メモリ２１１に格納された治療プログラム２１４にしたがって刺激発生装置２０２を制御して、電圧振幅もしくは電流振幅、パルス幅、またはパルス繰返し数など、プログラムのうち１つまたは複数によって指定される特定の刺激パラメータ値を適用してもよい。
【００９９】
[0114]図２に示される実施例では、電極のセット１１６は、電極１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、および１１６Ｄを含み、電極のセット１１８は、電極１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ、および１１８Ｄを含む。プロセッサ２１０はまた、スイッチモジュール２０６を制御して、刺激発生装置２０２によって発生する刺激信号を、電極１１６、１１８の選択された組合せに適用する。特に、スイッチモジュール２０４は、刺激信号をリード１１４内の選択された導体に結合し、リードが次いで、刺激信号を選択された電極１１６、１１８にわたって送達してもよい。スイッチモジュール２０６は、スイッチアレイ、スイッチマトリックス、マルチプレクサ、または刺激エネルギーを選択された電極１１６、１１８に選択的に結合し、選択された電極１１６、１１８を用いて脳神経信号を選択的に感知するように構成された、他の任意のタイプの切替えモジュールであってもよい。したがって、刺激発生装置２０２は、スイッチモジュール２０６およびリード１１４内の導体を介して、電極１１６、１１８に連結される。しかしながら、いくつかの実施例では、ＩＭＤ  １０６はスイッチモジュール２０６を含まない。
【０１００】
[0115]刺激発生装置２０２は、単チャネルまたは多チャネル刺激発生装置であってもよい。特に、刺激発生装置２０２は、単一の電極の組合せを介して所与の時間に、単一の刺激パルス、複数の刺激パルス、または連続信号を、あるいは複数の電極の組合せを介して所与の時間に、複数の刺激パルスを送達することが可能であってもよい。しかしながら、いくつかの実施例では、刺激発生装置２０２およびスイッチモジュール２０６は、時間インターリーブされた基準で複数のチャネルを送達するように構成されてもよい。例えば、スイッチモジュール２０６は、異なる時間に異なる電極の組合せにわたって刺激発生装置２０２の出力を時分割して、刺激エネルギーの複数のプログラムまたはチャネルを患者１１２に送達するのに役立ってもよい。あるいは、刺激発生装置２０２は、それぞれの電極に連結されて電極をカソードまたはアノードとして駆動する、複数の電圧または電流源およびシンクを備えてもよい。この実施例では、ＩＭＤ  １０６は、異なる電極を介した刺激の時間インターリーブされた多重化を行う、スイッチモジュール２０６の機能性を要しないことがある。
【０１０１】
[0116]それぞれのリード１１４の電極１１６、１１８は、様々な異なる設計で構築されてもよい。例えば、リード１１４の一方または両方は、位置Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤそれぞれのリードの周囲の周りにおける異なる周囲位置にある複数の電極など、リードの長さに沿った各長手方向位置にある、２つ以上の電極を含んでもよい。一実施例では、電極は、リードのハウジング内にあり、リードの近位端にあるコネクタまで伸びる、直線もしくはコイル状のそれぞれのワイヤを介して、スイッチモジュール２０６に電気的に連結されてもよい。別の実施例では、リードの電極はそれぞれ、薄膜上に堆積された電極であってもよい。薄膜は、薄膜の長さを近位端コネクタまで伸びる、各電極の導電性トレースを含んでもよい。そのため、薄膜は、内部部材の周りに巻き付けられて（例えば、ヘリカルラップ）、リード１１４を形成する。これらおよび他の構造は、複雑な電極幾何学形状を有するリードを作るのに使用されてもよい。
【０１０２】
[0117]感知モジュール２０４は、図２の刺激発生装置２０２およびプロセッサ２１０と共通のハウジングに組み込まれるが、他の実施例では、感知モジュール２０４は、ＩＭＤ  １０６とは別個のハウジング内にあってもよく、有線または無線通信技術を介してプロセッサ２１０と通信してもよい。例示の脳神経信号としては、脳２８の１つまたは複数の領域内の局所電場電位（ＬＦＰ）から発生する信号が挙げられるが、それに限定されない。ＥＥＧおよびＥＣｏＧ信号は、脳１２０内で測定されてもよい局所電場電位の例である。しかしながら、局所電場電位は、患者１１２の脳１２０内のより広範な種類の電気信号を含んでもよい。
【０１０３】
[0118]センサ２１２は、それぞれの患者パラメータの値を感知する、１つまたは複数の感知要素を含んでもよい。例えば、センサ２１２は、１つまたは複数の加速度計、光学センサ、化学センサ、温度センサ、圧力センサ、または他の任意のタイプのセンサであってもよい。センサ２１２は、治療の送達を制御するフィードバックとして使用されてもよい、患者パラメータ値を出力してもよい。ＩＭＤ  １０６は、ＩＭＤ  １０６のハウジング内の、ならびに／またはリード１１４もしくは他のリードの１つを介して連結される、追加のセンサを含んでもよい。それに加えて、ＩＭＤ  １０６は、例えば、遠隔測定モジュール２０８を介して、遠隔センサからワイヤレスでセンサ信号を受信してもよい。いくつかの実施例では、これらの遠隔センサのうち１つまたは複数は患者の外部にあってもよい（例えば、皮膚の外表面で保持されるか、衣服に取り付けられるか、もしくは患者の外部に位置決めされる）。
【０１０４】
[0119]遠隔測定モジュール２０８は、プロセッサ２１０の制御下で、ＩＭＤ  １０６と外部プログラマ１０４または別のコンピューティングデバイスとの間のワイヤレス通信に対応する。ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、プログラムの更新として、大きさおよび電極の組合せなどの様々な刺激パラメータの値を、遠隔測定モジュール２０８を介してプログラマ１０４から受信してもよい。治療プログラムの更新は、メモリ２１１の治療プログラム２１４部分内に格納されてもよい。ＩＭＤ  １０６の遠隔測定モジュール２０８、ならびにプログラマ１０４など、本明細書に記載する他のデバイスおよびシステムの遠隔測定モジュールは、高周波（ＲＦ）通信技術による通信を遂行してもよい。それに加えて、遠隔測定モジュール２０８は、ＩＭＤ  １０６とプログラマ１０４との近位側の誘導的相互作用を介して、外部医療用デバイスプログラマ１０４と通信してもよい。したがって、遠隔測定モジュール２０８は、周期的間隔で、またはＩＭＤ  １０６もしくはプログラマ１０４からの要求があったときに、継続的に情報を外部プログラマ１０４に送ってもよい。
【０１０５】
[0120]電源２２０は、動作電力をＩＭＤ  １０６の様々な構成要素に送達する。電源２２０は、小さい充電可能または充電不能な電池と発電回路とを含んで、動作電力を生成してもよい。充電は、外部充電器とＩＭＤ  ２２０内の電磁誘導充電コイルとの近位側の誘導的相互作用を通して遂行されてもよい。いくつかの実施例では、電力要件は、ＩＭＤ  ２２０が患者の運動を利用し、運動エネルギー排出デバイスを実現して充電式電池をトリクル充電することを可能にするのに十分に小さくてもよい。他の実施例では、限定された時限の間、従来の電池が使用されてもよい。
【０１０６】
[0121]本開示の技術によれば、ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、リード１１４（および任意にスイッチモジュール２０６）に沿って置かれた電極１１６、１１８に、患者１１２に対する電気刺激療法を送達する。適応型ＤＢＳ療法は、メモリ２１１内に格納された、１つまたは複数のパラメータを有する１つまたは複数の治療プログラムによって規定される。例えば、１つまたは複数のパラメータとしては、電流振幅（電流制御式システムの場合）または電圧振幅（電圧制御式システムの場合）、パルス繰返し数または周波数、およびパルス幅、あるいはサイクル当たりのパルス数が挙げられる。パルスの「バースト」、または「オンタイム」および「オフタイム」によって規定される一連の電気パルスにしたがって、電気刺激が送達される実施例では、１つまたは複数のパラメータは、バースト、オンタイム、およびオフタイム当たりの多数のパルスのうち１つまたは複数を更に規定してもよい。一実施例では、治療域は、電気刺激療法の電圧振幅に対する上限および下限を規定する。別の実施例では、治療域は、電気刺激療法の電流振幅に対する上限および下限を規定する。特に、電圧または電流振幅などの電気刺激療法のパラメータは、振幅が下限以上かつ上限以下であるという条件で電圧または電流振幅が調節されるように、上限および下限を有する治療域に制約される。
【０１０７】
[0122]一実施例では、プロセッサ２１０は、ＩＭＤ  １０６の電極１１６、１１８を介して、ホメオスタシス域内の患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候に相関する、患者１１２の信号の挙動をモニタリングする。プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８を介して、患者１１２に適応型ＤＢＳを送達し、ホメオスタシス域内の感知信号の活性に基づいて、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内の電気刺激を規定する、１つまたは複数のパラメータを調節してもよい。
【０１０８】
[0123]一実施例では、信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号である。患者１１２のβ周波数帯内の信号は、患者１１２におけるパーキンソン病の１つまたは複数の徴候に相関してもよい。概して、患者１１２のβ周波数帯内の神経信号は、患者１１２の徴候の重症度にほぼ比例してもよい。例えば、パーキンソン病によって誘発される震せんが増加すると、電極１１６、１１８の１つまたは複数は、患者１１２のβ周波数帯内における神経信号の大きさの増加を検出する。
【０１０９】
[0124]同様に、パーキンソン病によって誘発される震せんが減少すると、プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８の１つまたは複数を介して、患者１１２のβ周波数帯内における神経信号の大きさの減少を検出する。別の実施例では、信号は、患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の神経信号である。患者１１２のγ周波数帯内の信号はまた、電気刺激療法の１つまたは複数の副作用に相関してもよい。しかしながら、β周波数帯内の神経信号とは対照的に、概して、患者１１２のγ周波数帯内の神経信号は、電気刺激療法の副作用の重症度にほぼ反比例していてもよい。例えば、電気刺激療法による副作用が増加すると、プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８の１つまたは複数を介して、患者１１２のγ周波数帯内における信号の大きさの減少を検出する。同様に、電気刺激療法による副作用が減少すると、プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８の１つまたは複数を介して、患者１１２のγ周波数帯内における信号の大きさの増加を検出する。
【０１１０】
[0125]患者の信号、例えば感知した生理学的パラメータ信号または感知した神経信号の検出が、ホメオスタシス域から逸脱していることに応答して、プロセッサ２１０は、例えば、パルス電流振幅もしくはパルス電圧振幅など、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの大きさを動的に調節して、患者の信号をホメオスタシス域内に戻す。例えば、信号が患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号である場合、プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８の１つまたは複数を介して、患者１１２のβの大きさをモニタリングする。患者１１２のβの大きさがホメオスタシス域の上限を超過していることを検出すると、プロセッサ２１０は、β帯内の神経信号の大きさがホメオスタシス域内に戻るまで、あるいは電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の上限に達するまで、臨床医によって決定された最大傾斜率で、電極１１６、１１８を介して送達される電気刺激の大きさを増加させる。同様に、患者１１２のβの大きさがホメオスタシス域の下限を下回っていることを検出すると、プロセッサ２１０は、βの大きさがホメオスタシス域内に戻るまで、あるいは電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の下限に達するまで、臨床医によって決定された最大傾斜率で刺激の大きさを減少させる。βの大きさが現在はホメオスタシス域の限界内であるか、またはホメオスタシス域の限界内に戻っていることを検出すると、プロセッサ２１０は、電気刺激の大きさを一定に保つ。
【０１１１】
[0126]別の実施例として、信号が患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の神経信号である場合、プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８の１つまたは複数を介して、患者１１２のγの大きさをモニタリングする。患者１１２のγの大きさがホメオスタシス域の下限を下回っていることを検出すると、プロセッサ２１０は、γの大きさが上昇してホメオスタシス域内に戻るまで、あるいは電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の上限に達するまで、臨床医によって決定された最大傾斜率で、電極１１６、１１８を介して送達される電気刺激の大きさを増加させる。同様に、患者１１２のγの大きさがホメオスタシス域の上限を上回っていることを検出すると、プロセッサ２１０は、γの大きさが下降してホメオスタシス域内に戻るまで、あるいは電気刺激の大きさが臨床医によって決定された治療域の下限に達するまで、臨床医によって決定された最大傾斜率で刺激を減少させる。γの大きさが現在はホメオスタシス域の限界内であるか、またはホメオスタシス域の限界内に戻っていることを検出すると、プロセッサ２１０は、電気刺激の大きさを一定に保つ。
【０１１２】
[0127]いくつかの実施例では、プロセッサ２１０は信号をリアルタイムで継続的に測定する。他の実施例では、プロセッサ２１０は、所定の周波数にしたがって、または所定の時間量後に信号を周期的にサンプリングする。いくつかの実施例では、プロセッサ２１０は、約１５０ヘルツの周波数で信号を周期的にサンプリングする。
【０１１３】
[0128]更に、プロセッサ２１０は、治療域の上限および下限によって制約される電気刺激療法を送達する。いくつかの実施例では、治療域を規定する値はＩＭＤ  １０６のメモリ２１１内に格納される。例えば、信号がホメオスタシス域から逸脱していることの検出に応答して、ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを調節して、応答性の治療を患者１１２に提供してもよい。例えば、信号がホメオスタシス域の上限を超過していることの検出に応答して、また電気刺激療法を送達する前に、プロセッサ２１０は、１つまたは複数のパラメータに対する調節が治療域の上限よりも大きいか否かを判定し、大きい場合、上限の大きさ以下になるように１つまたは複数のパラメータを低減する。例えば、臨床医が治療域の上限を３ボルトに設定している電圧制御式システムでは、プロセッサ２１０は、１つまたは複数のパラメータの調節が３ボルトよりも大きいか否かを判定し、大きい場合、３ボルトになるように調節を設定する。
【０１１４】
[0129]別の実施例では、信号がホメオスタシス域の下限を下回っていることの検出に応答して、また電気刺激療法を送達する前に、プロセッサ２１０は、１つまたは複数のパラメータの調節が治療域の下限よりも小さいか否かを判定し、小さい場合、下限の大きさ以上になるように１つまたは複数のパラメータを増加させる。例えば、臨床医が治療域の下限を２ボルトに設定している上述の電圧制御式システムでは、プロセッサ２１０は、１つまたは複数のパラメータの調節が２ボルト未満であるか否かを判定し、そうである場合、２ボルトになるように調節を設定する。それにより、ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、適応型ＤＢＳを患者１１２に送達してもよく、１つまたは複数のパラメータは、適応型ＤＢＳが治療域内であることを説明する。
【０１１５】
[0130]上述の実施例では、治療域の限界は包括的である（即ち、上限および下限は１つまたは複数のパラメータの有効値である）。しかしながら、他の実施例では、治療域の限界は排他的である（即ち、上限および下限は１つまたは複数のパラメータの有効値ではない）。排他的治療域のかかる実施例では、プロセッサ２１０は代わりに、二番目に大きい有効値（調節が潜在的に上限を超過する場合）または二番目に小さい有効値（調節が潜在的に下限を超過する場合）となるように、１つまたは複数のパラメータの調節を設定する。
【０１１６】
[0131]別の実施例では、治療域を規定する値は外部プログラマ１０４のメモリ３１１内に格納される。この実施例では、信号がホメオスタシス域から逸脱していることの検出に応答して、ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、遠隔測定モジュール２０８を介して、信号の測定値を表すデータを外部プログラマ１０４に送信する。一実施例では、信号がホメオスタシス域の上限を超過していることの検出に応答して、ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、遠隔測定モジュール２０８を介して、信号の測定値を表すデータを外部プログラマ１０４に送信する。外部プログラマ１０４は、１つまたは複数のパラメータの調節が治療域の上限よりも大きいか否かを判定し、大きい場合、１つまたは複数のパラメータを上限の大きさ以下となるように低減する。例えば、臨床医が治療域の上限を３ボルトに設定している電圧制御式システムでは、外部プログラマ１０４は、１つまたは複数のパラメータの調節が３ボルトよりも大きいか否かを判定し、大きい場合、調節を３ボルトに設定するようにＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０に命令する。
【０１１７】
[0132]別の実施例では、信号がホメオスタシス域の下限を下回っていることの検出に応答して、ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、遠隔測定モジュール２０８を介して、信号の測定値を表すデータを外部プログラマ１０４に送信する。外部プログラマ１０４は、１つまたは複数のパラメータの調節が治療域の下限よりも小さいか否かを判定し、小さい場合、１つまたは複数のパラメータを下限の大きさ以上となるように低減する。例えば、臨床医が治療域の下限を２ボルトに設定している電圧制御式システムでは、外部プログラマ１０４は、１つまたは複数のパラメータの調節が２ボルトよりも小さいか否かを判定し、小さい場合、調節を２ボルトに設定するようにＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０に命令する。
【０１１８】
[0133]別の実施例では、プロセッサ２１０は、遠隔測定モジュール２０８を介して外部プログラマ１０４から、治療域の１つまたは複数の限界を調節する命令を受信する。例えば、かかる命令は、電気刺激療法の効率に対する患者フィードバックに応答するか、または患者の信号を検出している１つまたは複数のセンサ１０９に応答してもよい。センサ１０９からのかかる信号としては、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の信号もしくはγ周波数帯内の信号などの神経信号、あるいは患者の活動レベル、姿勢、および呼吸機能の１つもしくは複数を示す信号などの、生理学的パラメータおよび測定値を挙げることができる。更に、センサ１０９からのかかる信号は、震せんもしくは強直など、患者１１２の１つまたは複数の徴候の低減がないこと、あるいは知覚異常などの電気刺激療法による副作用が存在することを示してもよい。これらの命令に応答して、プロセッサ２１０は、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を調節してもよい。例えば、プロセッサ２１０は、ホメオスタシス域によって規定される、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの調節に関する閾値自体が調節されるように、ホメオスタシス域の上限、下限の大きさを調節するか、または全体位置をシフトさせてもよい。その後、プロセッサ２１０は、電極１１６および１１８を介して、調節された電気刺激を患者１１２に送達する。
【０１１９】
[0134]一実施例として、プロセッサ２１０は、遠隔測定モジュール２０８を介して、手首屈曲の大きさを示すセンサ１０９からの入力を受信する。入力が、患者１１２の手首屈曲の能力が臨床医によって決定される治療の大きさを下回ることを示し、外部プログラマ１０４を介してＩＭＤ  １０６にプログラミングされている場合、プロセッサ２１０は、ホメオスタシス域を下方に調節する。いくつかの実施例では、プロセッサ２１０は、ホメオスタシス域の下限および上限を所定量、例えば前の値の５％または１０％、下方に調節する。プロセッサ２１０は、患者１１２がその後に手首屈曲タスクを実施するまで、ホメオスタシス域をこの新しい位置で維持してもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ２１０は、センサ１０９からの入力が、患者１１２の手首屈曲が臨床医によって決定される治療の大きさに達したことを示すまで、ホメオスタシス域を下方に調節し続ける。
【０１２０】
[0135]例えば、プロセッサ２０６は、遠隔測定モジュール２０８を介して、患者１１２からのフィードバックを示す情報を外部プログラマ１０４から受信して、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を調節してもよい。例えば、プロセッサ２０６は、遠隔測定モジュール２０８を介して、ホメオスタシス域の上限またはホメオスタシス域全体を下方にシフトさせる命令を受信する。信号をより下方の域に動かすため、プロセッサ２０６は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを増加させ、それによって電気刺激療法の大きさを増加させて、患者１１２の徴候を低減する。別の実施例では、プロセッサ２０６は、遠隔測定モジュール２０８を介して、ホメオスタシス域の下限またはホメオスタシス域全体を上方にシフトさせる、外部プログラマ１０４からの命令を受信する。これには、信号がより上方の域で浮遊することが可能になって、ＩＭＤ  １０６が有効に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを減少させ、それによって電気刺激療法の大きさを減少させて、副作用を低減するという効果がある。プロセッサ２０６は、患者１１２からの命令に応答して、ホメオスタシス域の１つもしくは複数の限界、またはホメオスタシス域自体を調節して、一般的に、患者の安全を確保してもよいが、プロセッサ２０６は、臨床医の認証なしに電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータに対する下限および上限を設定する、治療域を変更しなくてもよい。
【０１２１】
[0136]別の実施例では、プロセッサ２０６は、患者の生理学的パラメータを示すセンサ１０９からの信号を受信する。生理学的パラメータに応答して、プロセッサ２０６は、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節する。例えば、センサ１０９からの信号に応答して、プロセッサ２０６は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさが、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するには不十分であると判定してもよい。この実施例では、プロセッサ２０６は、ホメオスタシス域の上限またはホメオスタシス域全体を下方にシフトさせる。別の実施例では、センサ１０９からの信号に応答して、プロセッサ２０６は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさが、患者１１２に１つまたは複数の副作用をもたらすことがあると判定してもよい。この実施例では、プロセッサ２０６は、ホメオスタシス域の下限またはホメオスタシス域全体を上方にシフトさせる。更なる実施例では、プロセッサ２０６は、ホメオスタシス域の下限、ホメオスタシス域の上限、またはホメオスタシス域全体を調節する。信号が異なる大きさで浮遊するのを可能にすることによって、システム１００は電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを有効に調節し、それによって電気刺激療法の大きさを調節して、患者１１２の異なる活動レベルに対して補償する。一般的に、プロセッサ２０６は、絶対値の意味または単位時間当たりの最大調節の意味で、上限、下限、または域のシフトに対する最大調節として表現されてもよい、臨床医によって設定された安全ガイドラインを越える治療域を独自にリサイズしなくてもよい。
【０１２２】
[0137]上述したように、一実施例では、β周波数帯内の信号などの比例する神経信号の場合、臨床医は、ホメオスタシス域の上限を、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な電気刺激療法の最小の大きさを受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさとして設定する。あるいは、臨床医は、ホメオスタシス域の上限を、電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つまたは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさとして設定してもよく、電気刺激は、疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な大きさであるが、その大きさを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減はそれ以上達成されない。
【０１２３】
[0138]更に、一実施例では、β周波数帯内の信号などの比例する神経信号の場合、臨床医は、ホメオスタシス域の下限を、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な電気刺激療法の最小の大きさを受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさとして設定する。あるいは、臨床医は、ホメオスタシス域の上限を、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさとして設定してもよい。γ周波数帯内の信号など、反比例信号の場合、上限および下限を設定するプロセスは反転されることに留意すべきである。
【０１２４】
[0139]電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節するための閾値として、上限および下限を発見的に規定するのに、ホメオスタシス域を使用することによって、プロセッサ２０６は、ホメオスタシス域の下限および上限を介して、神経信号が予期される挙動の範囲内で浮遊し、神経信号が予期される挙動から逸脱しているときにのみ電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節することを、確保してもよい。更に、下限および上限は、患者が薬物治療を止めている間または薬物治療中の間に規定されるが、ホメオスタシス域を規定した後、電気刺激療法は、患者が薬物治療中であるか否かにかかわらず、ホメオスタシス域にしたがって送達されることに留意すべきである。
【０１２５】
[0140]更に、プロセッサ２０６は、治療域の下限を介して、ＩＭＤ  １０６が、患者に継続的に送達されるべきものと臨床医が判定した最小の大きさを下回って、電気刺激の大きさを低減しないことを確保する。それに加えて、プロセッサ２０６は、治療域の上限を介して、ＩＭＤ  １０６が、患者に対して安全または快適であるものと臨床医が判定した最大の大きさを上回って、電気刺激の大きさを増加させないことを確保する。１つまたは複数のパラメータの値がホメオスタシス治療域の下限から上限までの値の範囲内に残るように制約しながら、１つまたは複数の刺激パラメータを適応的に調節できるようにすることによって、プロセッサ２０６は、治療効率および／または電力効率を促進してもよい。更に、システム１００は、１つまたは複数の刺激パラメータの継続的な調節、抑圧、または振動を回避して、患者の徴候の更なる治療を提供することなくシステムに対する過度な電力ドレインを回避してもよい。
【０１２６】
[0141]それにより、プロセッサ２１０は、信号がホメオスタシス域から逸脱しているときのみ、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを調節して、正常状態下では、患者の必要性に適合するように電気刺激を動的に増加または減少させる能力を依然として保持しながら、電気刺激は一定のままであることを確保してもよい。
【０１２７】
[0142]図３は、図１の外部プログラマ１０４のブロック図である。プログラマ１０４は、全体として、手持ち式デバイスとして記載されることがあるが、プログラマ１０４は、より大きい可搬型デバイスまたはより定置型のデバイスであってもよい。それに加えて、他の実施例では、プログラマ１０４は、外部充電デバイスの一部として含まれるか、または外部充電デバイスの機能性を含んでもよい。図３に示されるように、プログラマ１０４は、プロセッサ３１０と、メモリ３１１と、ユーザインターフェース３０２と、遠隔測定モジュール３０８と、電源３２０とを含んでもよい。メモリ３１１は、プロセッサ３１０によって実行されると、本開示全体を通して外部プログラマ１０４に帰する機能性を、プロセッサ３１０および外部プログラマ１０４が提供するようにする、命令を格納してもよい。これらの構成要素、即ちモジュールはそれぞれ、本明細書に記載する機能性の一部または全てを実施するように構成された、電気回路構成を含んでもよい。例えば、プロセッサ３１０は、プロセッサ３１０に関して考察したプロセスを実施するように構成された、処理回路構成を含んでもよい。
【０１２８】
[0143]概して、プログラマ１０４は、プログラマ１０４に帰属する技術を実施する、単独またはソフトウェアおよび／もしくはファームウェアとの組合せのハードウェア、ならびにプロセッサ３１０、ユーザインターフェース３０２、およびプログラマ１０４の遠隔測定モジュール３０８の任意の適切な配置を備える。様々な実施例では、プログラマ１０４は、例えば、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または他の任意の等価な統合されたもしくは離散的な論理回路構成、ならびにかかる構成要素の任意の組合せによって形成されるような、固定機能の処理回路構成および／またはプログラマブル処理回路構成を含んでもよい、１つまたは複数のプロセッサを含んでもよい。プログラマ１０４はまた、様々な実施例では、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど、それらに帰属する動作を１つまたは複数のプロセッサに実施させる実行可能命令を含む、メモリ３１１を含んでもよい。更に、プロセッサ３１０および遠隔測定モジュール３０８は別個のモジュールとして記載されているが、いくつかの実施例では、プロセッサ３１０および遠隔測定モジュール３０８は、互いに機能的に統合されてもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ３１０および遠隔測定モジュール３０８は、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、または他のハードウェア装置など、個々のハードウェア装置に対応する。
【０１２９】
[0144]メモリ３１１（例えば、記憶デバイス）は、プロセッサ３１０によって実行されると、本開示全体を通してプログラマ１０４に帰する機能性を、プロセッサ３１０およびプログラマ１０４が提供するようにする、命令を格納してもよい。例えば、メモリ３１１は、プロセッサ３１０が、メモリからパラメータセットを取得し、空間電極運動パターンを選択し、またはユーザ入力を受信し、ＩＭＤ  １０４に対して対応するコマンドを送るようにする、命令、もしくは他の任意の機能性に関する命令を含んでもよい。それに加えて、メモリ３１１は複数のプログラムを含んでもよく、各プログラムは、刺激療法を規定するパラメータセットを含む。
【０１３０】
[0145]ユーザインターフェース３０２は、ボタンもしくはキーパッド、照明、音声コマンド用のスピーカー、液晶（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのディスプレイを含んでもよい。いくつかの実施例では、ディスプレイはタッチ画面であってもよい。ユーザインターフェース３０２は、刺激療法の送達、特定された患者挙動、感知した患者パラメータ値、患者挙動基準、または他の任意のかかる情報に関する、任意の情報を表示するように構成されてもよい。ユーザインターフェース３０２はまた、ユーザインターフェース３０２を介してユーザ入力を受信してもよい。入力は、例えば、キーパッド上のボタンの押下げ、またはタッチ画面からのアイコンの選択の形態であってもよい。
【０１３１】
[0146]遠隔測定モジュール３０８は、プロセッサ３１０の制御下で、ＩＭＤ  １０６とプログラマ１０４との間のワイヤレス通信に対応してもよい。遠隔測定モジュール３０８はまた、ワイヤレス通信技術、または有線接続を通した直接通信を介して、別のコンピューティングデバイスと通信するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、遠隔測定モジュール３０８は、ＲＦまたは近接誘導媒体を介してワイヤレス通信を提供する。いくつかの実施例では、遠隔測定モジュール３０８は、内部または外部アンテナなど、様々な形態を取ってもよいアンテナを含む。
【０１３２】
[0147]プログラマ１０４とＩＭＤ  １０６との間の通信を容易にするのに用いられてもよい、局所ワイヤレス通信技術の例としては、８０２．１１もしくはブルートゥース仕様設定または他の標準もしくは専用遠隔測定プロトコルに準拠した、ＲＦ通信が挙げられる。このように、他の外部デバイスは、安全なワイヤレス接続を確立する必要なく、プログラマ１０４と通信することができてもよい。本明細書に記載するように、遠隔測定モジュール３０８は、空間電極運動パターンまたは他の刺激パラメータ値をＩＭＤ  １０６に送信して、刺激療法を送達するように構成されてもよい。
【０１３３】
[0148]本開示の技術による、いくつかの実施例では、外部プログラマ１０４のプロセッサ３１０は、適応型ＤＢＳを患者１１２に送達する、メモリ３１１に格納されたホメオスタシス治療域のパラメータを規定する。一実施例では、外部プログラマ１０４のプロセッサ３１１は、遠隔測定モジュール３０８を介して、ＩＭＤ  １０６に対してコマンドを発行して、ＩＭＤ  １０６に、リード１１４を介して、電極１１６、１１８を通して電気刺激療法を送達させる。
【０１３４】
[0149]一実施例では、ホメオスタシス域は、ＩＭＤ  １０６が患者１１２に対して送達する電気刺激療法を規定する、１つまたは複数のパラメータの上限および下限をそれぞれ規定する、上限および下限を有する。例えば、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取していない間、臨床医は、外部プログラマ１０４のユーザインターフェース３０２を介して、最大電圧もしくは電流振幅などの１つまたは複数のパラメータを徐々に増加させ、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定して、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを更に増加させるポイントを決定して、患者の副作用を発現させるように、遠隔測定モジュール３０８を介してＩＭＤ  １０６に命令する。臨床医は、外部プログラマ１０４のユーザインターフェース３０２を介して、ホメオスタシス域の下限を、電気刺激のこの大きさにおける患者の信号の大きさとして規定する。
【０１３５】
[0150]更に、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療中の間、臨床医は、外部プログラマ１０４のユーザインターフェース３０２を介して、最小電圧もしくは電流振幅などの１つまたは複数のパラメータを徐々に減少させ、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定して、徴候のブレークスルーまたは再発現なしに、１つもしくは複数の徴候を低減するかまたは低減を維持するのに十分な１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定するように、遠隔測定モジュール３０８を介してＩＭＤ  １０６に命令する。臨床医は、外部プログラマ１０４のユーザインターフェース３０２を介して、適応型刺激を行っているときにデバイスが適応する、潜在的な治療下限としてこの大きさを規定してもよい。
【０１３６】
[0151]別の実施例では、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を患者が止めている間、センサ１０９は、１つまたは複数の徴候を測定し、遠隔測定モジュール３０８を介して、測定値を外部プログラマ１０４のプロセッサ３１０に中継する。プロセッサ３１０は、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定する、最小電圧または電流振幅などの１つもしくは複数のパラメータを徐々に増加させて、１つまたは複数の徴候を低減するのに十分な１つもしくは複数のパラメータの最小の大きさを決定するように、遠隔測定モジュール３０８を介してＩＭＤ  １０６に命令する。プロセッサ３１０は、電気刺激のこの大きさにおける患者の信号の大きさとして、ホメオスタシス域の上限を規定し、この値をメモリ３１１に格納する。
【０１３７】
[0152]更に、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療中の間、センサ１０９は、１つまたは複数の徴候を測定し、遠隔測定モジュール３０８を介して、測定値を外部プログラマ１０４のプロセッサ３１０に中継する。プロセッサ３１０は、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定する、最小電圧または電流振幅などの１つもしくは複数のパラメータを徐々に減少させて、徴候のブレークスルーまたは再発現なしに、１つまたは複数の徴候を低減するか低減を維持するのに十分な１つもしくは複数のパラメータの最小の大きさを決定するように、遠隔測定モジュール３０８を介してＩＭＤ  １０６に命令する。プロセッサ３１０は、電気刺激のこの大きさにおける患者の信号の大きさとして、ホメオスタシス域の下限を規定し、この値をメモリ３１１に格納する。
【０１３８】
[0153]それに加えて、一実施例では、患者１１２は、ユーザインターフェース３０２を介して、電気刺激療法の効率を示すフィードバックをプロセッサ３１０に提供する。フィードバックに応答して、プロセッサ３１０は、ホメオスタシス域の１つまたは複数の限界を調節する。例えば、患者１１２が、電気刺激療法が患者１１２の１つまたは複数の徴候を治療していないと判定した場合、患者１１２は、ユーザインターフェース３０２を介してフィードバックを外部プログラマ１０４に提供して、電気刺激療法を増加させてもよい。例えば、患者１１２が、電気刺激療法が患者１１２の１つまたは複数の徴候を有効に治療していないと判定した場合、患者１１２は、ユーザインターフェース３０２を介して、フィードバックをプロセッサ３１０に提供して、プロセッサ３１０にホメオスタシス域の上限を、またはホメオスタシス域全体を下方にシフトさせてもよい。感知信号をより下方の域に動かすため、プロセッサ３１０は、遠隔測定モジュール３０８を介してＩＭＤ  １０６に命令を発行して、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを増加させ、それによって電気刺激療法の大きさを増加させて、患者の徴候を低減する。別の実施例では、患者１１２が、電気刺激療法が不愉快であるか、副作用を引き起こすか、または別の形で患者１１２にとって不快であると判定した場合、患者１１２は、ユーザインターフェース３０２を介してプロセッサ３１０にフィードバックを提供して、プロセッサ３１０にホメオスタシス域の下限を、またはホメオスタシス域全体を上方にシフトさせてもよい。これには、信号がより上方の域で浮遊することが可能になって、ＩＭＤ  １０６が有効に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを減少させ、それによって電気刺激療法の大きさを減少させて、副作用を低減するという効果がある。患者１１２は、ホメオスタシス域の１つもしくは複数の限界、または、ホメオスタシス域自体を調節して、一般的に患者の安全を確保してもよいが、患者１１２は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータに対する下限および上限を設定する、治療域を変更しなくてもよい。
【０１３９】
[0154]別の実施例では、プロセッサ３１０は、遠隔測定モジュール３０８を介して、患者の生理学的パラメータを示すセンサ１０９からの信号を受信する。生理学的パラメータに応答して、外部プログラマ１０４のプロセッサ３１０はＩＭＤ  １０６に命令を発行して、ホメオスタシス域の一方または両方の限界を調節する。例えば、センサ１０９からの信号に応答して、プロセッサ３１０は、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさが、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するには不十分であると判定してもよい。この実施例では、プロセッサ３１０は、遠隔測定モジュール３０８を介してＩＭＤ  １０６に命令を発行して、ホメオスタシス域の上限またはホメオスタシス域全体を下方にシフトさせる。信号をより下方の域に動かすため、ＩＭＤ  １０６は有効に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを増加させ、それによって電気刺激療法の大きさを増加させて、患者の徴候を低減する。別の実施例では、センサ１０９からの信号に応答して、プロセッサ３１０は、患者の徴候（例えば、震せん、強直、もしくは手首屈曲）、患者の姿勢（例えば、横臥位、座位、立位など）、または患者の活動レベル（即ち、睡眠中、歩行中、運動中など）に基づいて、プロセッサ３１０が、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを調節すべきであると判定してもよい。プロセッサ３１０は、遠隔測定モジュール３０８を介して、ＩＭＤ  １０６に対して命令を発行して、ホメオスタシス域の下限、ホメオスタシス域の上限、またはホメオスタシス域全体を調節してもよい。信号が異なる大きさで浮遊するのを可能にすることによって、ＩＭＤ  １０６は電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを調節し、それによって電気刺激療法の大きさを調節して、患者１１２の異なる活動レベルに対して補償する。一般的に、プロセッサ３１０は、絶対値の意味または単位時間当たりの最大調節の意味で、上限、下限、または域のシフトに対する最大調節として表現されてもよい、臨床医によって設定された安全ガイドラインを越える治療域をリサイズしなくてもよい。
【０１４０】
[0155]図４は、本開示の技術による、比例信号に対してホメオスタシス域４１０の下限４１４および上限４１２を設定する、図１の例示のシステムを示すタイミング図である。図４の実施例では、横軸は時間を示し、両方のグラフ４００および４０１で同一である。グラフ４００の縦軸は、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを示し、グラフ４０１の縦軸は、感知した神経信号の大きさを示す。
【０１４１】
[0156]図４の実施例では、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数の電極を介して、患者の１つまたは複数の徴候の重症度に比例する信号４０２を、例えば患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号をモニタリングする。更に、ＩＭＤ  １０６は、治療域４２０の上限４２２および下限４２４内の電圧の大きさ４０４を有する電気刺激療法を送達する。グラフ４００は、ｘ軸に沿った時間に対する、ｙ軸に沿った、患者１１２に送達される電気刺激の電圧振幅を示している。グラフ４０１は、ｘ軸に沿った時間に対する、ｙ軸に沿った、患者１１２のβ周波数帯内の神経信号などの、信号の大きさを示している。グラフ４００は、グラフ４０１の測定された信号に応答して、ＩＭＤ  １０６によって提供される電気刺激を示している。
【０１４２】
[0157]図４の実施例では、患者１１２は、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物を摂取している。パーキンソン病の場合、かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンを挙げることができる。
【０１４３】
[0158]ホメオスタシス域４１０の下限４１４を決定するため、一実施例では、臨床医は、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療の１つを受けていることを確保する。一般的に、臨床医は、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された用量を規則的に摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療中であることを確保する。図４では、薬の有効性は、例えば、患者の脳のβ信号における減少４０６として観察されてもよい。他の実施例では、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物の代わりに、またはそれを補って、患者１１２は、患者の安全および／または快適さに関して治療域の上限によって規定されるような、電気刺激療法の最大の大きさを受け取って、１つまたは複数の徴候を低減する。
【０１４４】
[0159]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法の電圧振幅４０４の量を設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一般的に、臨床医は、電圧振幅４０４のある値において治療域のほぼ中間で開始し、電圧振幅４０４の大きさを徐々に減少させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。しかしながら、いくつかの実施例では、臨床医は、治療域の上限にほぼ等しい電圧振幅４０４の値で開始し、電圧振幅の大きさを徐々に減少させる。臨床医は、電圧振幅４０４の大きさが患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分であり、１つまたは複数のパラメータをそれ以上低減させると患者１１２の疾病の徴候が出現する、ポイントを決定する。パーキンソン病の例では、臨床医は、電圧振幅４０４をそれ以上低減させると、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２の徴候の重症度が増加する、ポイントを決定する。
【０１４５】
[0160]電圧振幅４０４のこの大きさで、臨床医は、患者１１２の信号４０２の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域４１０の下限４１４として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量であるように、ホメオスタシス域の下限４１４の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１４６】
[0161]別の実施例では、臨床医は、１つまたは複数の徴候に対する薬物治療を患者が止めていることを最初に確保することによって、下限を設定する。一般的に、臨床医は、下限が決定される時間の前に、患者が薬物治療を止めていること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物を摂取していないこと、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療を止めていること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療を止めていることを確保する。
【０１４７】
[0162]この実施例では、臨床医は、治療域の上限にほぼ等しい電圧振幅４０４の値を有する電気刺激を送達する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の体内で副作用を誘発する大きさをわずかに下回る電圧振幅の値を有する電気刺激を送達する。一般的に、このことによって、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候が最大限低減され、したがって信号が最大限低減される。電圧振幅４０４のこの大きさで、臨床医は、患者１１２の信号４０２の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域４１０の下限４１４として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の下限４１４の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１４８】
[0163]ホメオスタシス域４１０の上限４１２を決定するため、臨床医は、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を受けていないことを確保する。一般的に、ホメオスタシス域の上限を設定するため、臨床医は、患者が薬物治療を止めていること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物を摂取していないこと、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療を止めていること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療を止めていることを確保する。
【０１４９】
[0164]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法の電圧振幅４０４の量を設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一般的に、臨床医は、電圧振幅４０４の非常に低い値で開始し、電圧振幅４０４の大きさを徐々に増加させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一実施例では、臨床医は、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分な、電圧振幅４０４の最小の大きさを決定する。別の実施例では、臨床医は、電気刺激療法を規定する電圧振幅４０４の大きさを更に増加させても、患者１１２の疾病の徴候の重症度はそれ以上低減されない、ポイントを決定する。例えば、パーキンソン病の例では、臨床医は、電圧振幅４０４の大きさを増加させても、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２のスコアはそれ以上低減されない、ポイントを決定してもよい。電気刺激療法の電圧振幅４０４のこの大きさで、臨床医は、患者１１２の信号４０２の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域４１０の上限４１２として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、信号の測定された振幅よりも、例えば５％もしくは１０％大きい所定量である、ホメオスタシス域の上限４１２の値を選択して、その後の使用における、治療の副作用による患者１１２の不快感を防いでもよい。
【０１５０】
[0165]図４の実施例では、時間４３０の間、感知信号（例えば、患者１１２の感知した神経信号もしくは生理学的パラメータ）は、ホメオスタシス域の下限４１４未満である。したがって、ＩＭＤ  １０６は電気刺激の電圧振幅を漸減する。ＩＭＤ  １０６は、治療域の下限４２４を下回って刺激を漸減しないことに留意すべきである。同様に、時間４３２の間、信号はホメオスタシス域の上限４１２を上回る。したがって、ＩＭＤ  １０６は電気刺激の電圧振幅を漸減する。ＩＭＤ  １０６は、治療域の上限４２４を上回って刺激を漸増しないことに留意すべきである。時間４３４で信号がホメオスタシス域内に戻ると、ＩＭＤは、電気刺激の現在の電圧振幅を維持する。
【０１５１】
[0166]図５は、本開示の技術による、ホメオスタシス域の下限を設定する例示的な動作を示すグラフである。図５の実施例では、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数の電極を介して、患者の１つまたは複数の徴候の重症度に比例する信号を、例えば患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号をモニタリングする。更に、ＩＭＤ  １０６は、治療域の上限および下限内の電圧の大きさ４０４を有する電気刺激療法を送達する。センサ１０９は患者１１２の生理学的パラメータをモニタリングする。図５の実施例では、センサ１０９は、患者１１２の震せんの大きさ５０４をモニタリングする加速度計である。図５は、ｘ軸に沿った秒単位の時間に対してｙ軸に沿った、センサ１０９の出力信号５０４と電圧の大きさ４０４とを示している。
【０１５２】
[0167]ホメオスタシス域４１０の下限４１４を決定するため、臨床医は、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を受けていることを確保する。一般的に、臨床医は、下限が規定される時間の前に、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された用量を規則的に摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療中であることを確保する。
【０１５３】
[0168]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法の電圧振幅４０４の量を設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一般的に、臨床医は、電圧振幅４０４の中間範囲値で開始し、電圧振幅４０４の大きさを徐々に減少させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。臨床医は、電圧振幅４０４の大きさが患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分であり、１つまたは複数のパラメータをそれ以上低減させると患者１１２の疾病の徴候が出現する、ポイントを決定する。図５の実施例では、外部プロセッサは、患者１１２が、患者１１２の震せんの１つまたは複数の「ブレークスルー」イベント５０２Ａ〜５０２Ｂを、即ち徴候の低減の不全または徴候の復活を経験するまで、電気刺激療法の電圧振幅４０４を一定の比率で減少させる。
【０１５４】
[0169]「ブレークスルー」イベント５０２Ａ〜５０２Ｂが起こる電圧振幅４０４のこの大きさで、臨床医は、患者１１２の信号４０２の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域４１０の下限４１４として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の下限の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。それに加えて、臨床医は、この試験で見出される電圧振幅４０４の大きさを使用して、治療域の下限４２４を設定してもよい。換言すれば、臨床医は、この大きさを、システム１００が任意の徴候ブレークスルーを防ぐように、電気刺激電圧を低減してもよい、最小振幅として設定してもよい。
【０１５５】
[0170]図６は、本開示の技術による、反比例信号に対してホメオスタシス域の下限および上限を設定する、図１の例示のシステムを示すタイミング図である。図６の実施例では、横軸は時間を示し、両方のグラフ６００および６０１で同一である。グラフ６００の縦軸は、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを示し、グラフ４０１の縦軸は、感知した神経信号の大きさを示す。
【０１５６】
[0171]図６の実施例では、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数の電極を介して、電気刺激療法による副作用の重症度に反比例する生理学的信号６０２を、例えば患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の神経信号をモニタリングする。更に、ＩＭＤ  １０６は、治療域４２０の上限４２２および下限４２４内の電圧の大きさ４０４を有する電気刺激療法を送達する。グラフ６００は、ｘ軸に沿った時間に対する、ｙ軸に沿った、患者１１２に送達される電気刺激の電圧振幅を示している。グラフ６０１は、ｘ軸に沿った時間に対する、ｙ軸に沿った、患者１１２のγ周波数帯内の信号などの、信号の大きさを示している。グラフ６００は、グラフ６０１の測定された信号に応答して、ＩＭＤ  １０６によって提供される電気刺激を示している。
【０１５７】
[0172]図４とは対照的に、図６は電気刺激療法による副作用の重症度に反比例する信号を示していることに留意すべきである。換言すれば、電気刺激療法による副作用の重症度の大きさが増加すると、反比例信号の大きさが減少する。したがって、反比例信号の上限および下限は、図４の比例信号の上限および下限の反対である。
【０１５８】
[0173]図６の実施例では、患者１１２は、上述したように、評価の前に１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物を摂取していない。パーキンソン病の場合、かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンが挙げられる。
【０１５９】
[0174]ホメオスタシス域４１０の上限４１２を決定するため、臨床医は、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を受けていることを確保する。一般的に、臨床医は、上限を規定する前に、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された用量を規則的に摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療中であることを確保する。図６では、薬の有効性は、γ周波数帯内の神経信号における増加６０２として観察されてもよい。
【０１６０】
[0175]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法の電圧振幅４０４の量を設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一般的に、臨床医は、電圧振幅４０４の中間範囲値で開始し、電圧振幅４０４の大きさを徐々に減少させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。臨床医は、電圧振幅４０４の大きさが患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分であり、１つまたは複数のパラメータをそれ以上低減させると患者１１２の疾病の徴候が出現する、ポイントを決定する。パーキンソン病の例では、臨床医は、電圧振幅４０４をそれ以上低減させると、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２の徴候の重症度が増加する、ポイントを決定する。
【０１６１】
[0176]電圧振幅４０４のこの大きさで、臨床医は、患者１１２の信号４０２の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、信号のこの大きさをホメオスタシス域４１０の上限４１２として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の上限４１２の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１６２】
[0177]ホメオスタシス域４１０の上限４１２を決定するため、臨床医は、患者が１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を受けていることを確保する。一般的に、薬物および電気刺激が組み合わされたとき、γ信号は、β信号とは対照的に、ホメオスタシス域４１０を規定する感知信号として選択される。したがって、患者１１２の脳１２０のγ周波数帯内の信号をモニタリングするシステムに対してホメオスタシス域の上限を設定するため、一般的に、臨床医は、上限４１２を規定する前に、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された用量を規則的に摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療中であることを確保する。
【０１６３】
[0178]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法の電圧振幅４０４の量を設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一般的に、臨床医は、電圧振幅４０４の非常に低い値で開始し、電圧振幅４０４の大きさを徐々に増加させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一実施例では、臨床医は、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分な、電圧振幅４０４の最小の大きさを決定する。別の実施例では、臨床医は、電気刺激療法を規定する電圧振幅４０４の大きさを更に増加させると、患者１１２の疾病の副作用的徴候が起こる、ポイントを決定する。例えば、パーキンソン病の例では、臨床医は、電圧振幅４０４の大きさを増加させると副作用のジスキネシアが引き起こされる、ポイントを決定してもよい。
【０１６４】
[0179]電気刺激療法の電圧振幅４０４のこの大きさで、臨床医は、患者１１２の信号６０２の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域４１０の上限４１２として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、信号の測定された大きさよりも、例えば５％もしくは１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の上限４１２の値を選択して、その後の使用中における、治療の副作用による患者１１２の不快感を防いでもよい。
【０１６５】
[0180]図６の実施例では、時間６３０の間、信号はホメオスタシス域の下限４１４を下回る。したがって、ＩＭＤ  １０６は電気刺激の電圧振幅を漸減する。ＩＭＤ  １０６は、治療域の上限４２４を上回って刺激を漸増しないことに留意すべきである。同様に、時間６３２の間、信号はホメオスタシス域の上限４１２を上回る。したがって、ＩＭＤ  １０６は電気刺激の電圧振幅を漸減する。ＩＭＤ  １０６は、治療域の下限４２４を下回って刺激を漸減しないことに留意すべきである。時間４３４で信号がホメオスタシス域内に戻ると、ＩＭＤは、電気刺激の現在の電圧振幅を維持する。
【０１６６】
[0181]図７は、本開示の技術による、比例信号、例えばβ周波数帯内の神経信号に対して、ホメオスタシス域の下限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図７については、図１のシステム１００を参照して記載する。
【０１６７】
[0182]臨床医は、少なくとも上述したような評価の前の時限の間、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を患者が受けていることを確保する（７０２）。かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンが挙げられる。一般的に、ホメオスタシス域の下限を設定するため、臨床医は、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された用量を摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療中であることを確保する。
【０１６８】
[0183]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定する、電圧または電流振幅など、１つまたは複数のパラメータの量を下方に設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する（７０４）。一般的に、臨床医は、１つまたは複数のパラメータに関して治療域の中央または治療域の上限付近の値で開始し、１つまたは複数のパラメータの大きさを徐々に減少させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一実施例では、臨床医は、患者１１２の１つまたは複数の徴候のブレークスルーを防ぐのに十分な、１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定する（７０６）。例えば、パーキンソン病の例では、臨床医は、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２のスコアにおいて、震せんまたは強直に対する急激な増加によって測定される、パーキンソン病の徴候が患者１１２に出現するポイントを決定する。別の実施例では、臨床医は、患者の手首屈曲を測定し、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上減少させると、患者の手首屈曲不全の急激な増加が起こる、ポイントを決定する。
【０１６９】
[0184]電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号（例えば、β周波数帯内の信号）の大きさを測定し（７０８）、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の下限として設定する（７１０）。いくつかの実施例では、信号は、患者のβ周波数帯内の神経信号である。いくつかの実施例では、臨床医は、信号の測定された振幅よりも、例えば５％もしくは１０％大きい所定量である、ホメオスタシス域の下限の値を選択して、患者１１２の徴候のブレークスルーを防いでもよい。
【０１７０】
[0185]しかしながら、代替実施例では、臨床医は、１つまたは複数の徴候に対する薬物治療を患者が止めていることを最初に確保することによって、下限を設定する。この実施例では、臨床医は、治療域の上限にほぼ等しい１つまたは複数のパラメータの値を有する電気刺激を送達する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の体内で副作用を誘発する大きさをわずかに下回る１つまたは複数のパラメータの値を有する電気刺激を送達する。一般的に、このことによって、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候が最大限低減され、したがって信号が最大限低減される。１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の下限として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の下限の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１７１】
[0186]図８は、本開示の技術による、比例信号に対してホメオスタシス域の上限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図８については、図１のシステム１００を参照して記載する。いくつかの実施例では、比例信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号である。
【０１７２】
[0187]臨床医は、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を患者が受けていないことを確保する（８０２）。かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンが挙げられる。一般的に、ホメオスタシス域の上限を設定するため、臨床医は、ホメオスタシス域の上限を設定する前に、患者が薬物治療を止めていること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物を摂取していないこと、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療を止めていること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療を止めていることを確保する。
【０１７３】
[0188]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定する、最小電圧または電流振幅など、１つまたは複数のパラメータの量を上方に設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する（８０４）。一般的に、臨床医は、１つまたは複数のパラメータの中間範囲値で開始し、１つまたは複数のパラメータの大きさを徐々に増加させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。臨床医は、１つまたは複数のパラメータの大きさが、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分である、ポイントを決定する（８０６）。いくつかの実施例では、臨床医は、１つまたは複数のパラメータをそれ以上増加させても、患者１１２の疾病の徴候がそれ以上低減されない、ポイントを決定する。パーキンソン病の例では、臨床医は、１つまたは複数のパラメータをそれ以上増加させても、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２の症状の重症度がそれ以上低減されない、ポイントを決定する。
【０１７４】
[0189]電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し（８０８）、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の上限として設定する（８１０）。いくつかの実施例では、信号は、患者のβ周波数帯内の神経信号である。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の上限の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１７５】
[0190]図９は、本開示の技術による、反比例信号、例えばγ周波数帯内の信号に対して、ホメオスタシス域の上限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図９については、図１のシステム１００を参照して記載する。
【０１７６】
[0191]臨床医は、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を患者が受けていることを確保する（９０２）。かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンが挙げられる。一般的に、ホメオスタシス域の上限を設定するため、臨床医は、ホメオスタシス域の上限を設定する前に、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された量を規則的に摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療を止めていることを確保する。
【０１７７】
[0192]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定する、電圧または電流振幅など、１つまたは複数のパラメータの量を下方に設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する（９０４）。一般的に、臨床医は、１つまたは複数のパラメータに関して治療域の中央または治療域の上限付近の値で開始し、１つまたは複数のパラメータの大きさを徐々に減少させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。一実施例では、臨床医は、患者１１２の１つまたは複数の徴候のブレークスルーを防ぐのに十分な、１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定する（９０６）。例えば、パーキンソン病の例では、臨床医は、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２のスコアにおいて、震せんまたは強直に対する急激な増加によって測定される、パーキンソン病の徴候が患者１１２に出現するポイントを決定する。別の実施例では、臨床医は、患者の手首屈曲を測定し、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさをそれ以上減少させると、患者の手首屈曲不全の急激な増加が起こる、ポイントを決定する。
【０１７８】
[0193]電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し（９０８）、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の上限として設定する（９１０）。いくつかの実施例では、信号は、患者のγ周波数帯内の神経信号である。いくつかの実施例では、臨床医は、信号の測定された振幅よりも、例えば５％もしくは１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の上限の値を選択して、その後の使用中における、治療の副作用による患者１１２の不快感を防いでもよい。
【０１７９】
[0194]しかしながら、代替実施例では、臨床医は、１つまたは複数の徴候に対する薬物治療を患者が止めていることを最初に確保することによって、上限を設定する。この実施例では、臨床医は、治療域の上限にほぼ等しい１つまたは複数のパラメータの値を有する電気刺激を送達する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の体内で副作用を誘発する大きさをわずかに下回る１つまたは複数のパラメータの値を有する電気刺激を送達する。一般的に、このことによって、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候が最大限低減され、したがって信号が最大限低減される。１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の上限として設定する。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の上限の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１８０】
[0195]図１０は、本開示の技術による、反比例信号に対してホメオスタシス域の下限を設定する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図１０については、図１のシステム１００を参照して記載する。
【０１８１】
[0196]臨床医は、評価の前に、１つまたは複数の徴候を低減するように選択された薬物治療を患者が受けていないことを確保する（１００２）。かかる薬物としては、ドーパミン作動薬の徐放性製剤、ドーパミン作動薬の通常製剤、カルビドパ／レボドーパ（ＣＤ／ＬＤ）の放出制御製剤、ＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンが挙げられる。一般的に、ホメオスタシス域の下限を設定するため、臨床医は、患者が薬物治療中であること、即ち、ドーパミン作動薬の徐放性製剤の場合は少なくとも約７２時間、薬物の処方された用量を規則的に摂取していること、ドーパミン作動薬の通常製剤およびＣＤ／ＬＤの放出制御製剤の場合は少なくとも約２４時間、患者が薬物治療中であること、ならびにＣＤ／ＬＤの通常製剤、エンタカポン、ラサギリン、セレギリン、およびアマンタジンの場合は少なくとも約１２時間、患者が薬物治療中であることを確保する。
【０１８２】
[0197]臨床医は、外部プログラマ１０４を介して、患者１１２に送達される電気刺激療法を規定する、最小電圧または電流振幅など、１つまたは複数のパラメータの量を上方に設定するように、ＩＭＤ  １０６に命令する（１００４）。一般的に、臨床医は、１つまたは複数のパラメータの中間範囲値で開始し、１つまたは複数のパラメータの大きさを徐々に増加させるように、ＩＭＤ  １０６に命令する。臨床医は、１つまたは複数のパラメータの大きさが、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに十分である、ポイントを決定する（１００６）。いくつかの実施例では、臨床医は、１つまたは複数のパラメータをそれ以上増加させても、患者１１２の疾病の徴候がそれ以上低減されない、ポイントを決定する。パーキンソン病の例では、臨床医は、１つまたは複数のパラメータをそれ以上増加させても、ＵＰＤＲＳまたはＭＤＳ−ＵＰＤＲＳに基づいた患者１１２の症状の重症度がそれ以上低減されない、ポイントを決定する。
【０１８３】
[0198]電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータのこの大きさにおいて、臨床医は、患者１１２の信号の大きさを測定し（１００８）、外部プログラマ１０４を介して、この大きさをホメオスタシス域の下限として設定する（８１０）。いくつかの実施例では、信号は、患者のγ周波数帯内の神経信号である。いくつかの実施例では、臨床医は、患者１１２の徴候が発現する大きさよりも、例えば５％または１０％小さい所定量である、ホメオスタシス域の下限の値を選択して、その後の使用中における患者１１２の徴候の出現を防いでもよい。
【０１８４】
[0199]図１１は、本開示の技術による、ホメオスタシス域からの信号の偏差に基づいて適応型ＤＢＳを送達する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図１１については、図１のシステム１００を参照して、また更に、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内の神経信号などの比例信号を参照して記載する。
【０１８５】
[0200]システム１００は、適応的に電気刺激を送達し、ホメオスタシス域内の感知信号の活性に基づいて、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内で、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを調節してもよい。例えば、ＩＭＤ  １０６は、電極１１６、１１８を介して、患者１１２の脳１２０の信号を感知する（１１０２）。いくつかの実施例では、この信号は、脳１２０のβ周波数帯内の神経信号、または別の比例信号である。
【０１８６】
[0201]ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の感知信号がホメオスタシス域の上限よりも大きいか否かを判定する（１１０４）。患者１１２の信号がホメオスタシス域の上限よりも大きいと判定すると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させる（１１１０）。感知信号が、γ周波数帯内の神経信号などの反比例信号の代わりであった場合、電気刺激の大きさは代わりに減少させられることに留意すべきである。一般的に、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激が臨床医によって規定される最大傾斜率で増加されるように、１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させる。
【０１８７】
[0202]ＩＭＤ  １０６が、患者１１２の感知信号がホメオスタシス域の上限以下であると判定した場合、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の感知信号がホメオスタシス域の下限未満であるか否かを判定する（１１０６）。患者１１２の信号がホメオスタシス域の下限未満であると判定すると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを減少させる（１１１２）。一般的に、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激が臨床医によって規定される最大傾斜率で減少されるように、１つまたは複数のパラメータの大きさを減少させる。
【０１８８】
[0203]上述したように、信号は、患者の１つまたは複数の徴候の重症度に比例する（例えば、患者１１２の脳のβ周波数帯内の神経信号をモニタリングする場合と同様）ことに留意すべきである。それにより、βなどの比例信号の場合、ＩＭＤ  １０６は、信号が上限よりも大きいときは、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させ、信号が下限よりも小さいときは、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを減少させる。しかしながら、信号が患者の１つまたは複数の徴候の重症度に反比例する場合（例えば、患者１１２の脳のγ周波数帯内の神経信号をモニタリングする場合と同様）、ＩＭＤ  １０６は逆の形で動作する。したがって、γなどの反比例信号の場合、ＩＭＤ  １０６は、信号が下限よりも小さいときは、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを増加させ、信号が上限よりも大きいときは、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを減少させる。
【０１８９】
[0204]上述したように、最大傾斜率は、一般的に、患者の耐性およびシステム１００の能力に基づいて決定される。いくつかの実施例では、最大傾斜率は４００ミリ秒当たり少なくとも約０．１ボルトである。いくつかの実施例では、臨床医は、４００ミリ秒当たり０．１ボルト、４００ミリ秒当たり０．５ボルト、４００ミリ秒当たり１ボルト、および４００ミリ秒当たり２ボルトなど、複数の傾斜の量を設定し、患者の耐性およびシステム１００の信頼性に基づいて最大傾斜率を選択する。一般的に、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のパラメータの大きさを漸増的に調節する。例えば、ＩＭＤ  １０６は、図８の動作を特定の周波数で繰り返すことによって、ＩＭＤ  １０６が１つまたは複数のパラメータの大きさを最大傾斜率で有効に調節するように、１つまたは複数のパラメータの大きさを特定量、漸進的に増加または減少させてもよい。例えば、最大傾斜率が４００ミリ秒当たり０．１ボルトであり、ＩＭＤ  １０６が図１１の動作を１００ミリ秒ごとに繰り返す場合、ＩＭＤ  １０６は電圧振幅を０．０２５ボルトずつ調節する。したがって、ＩＭＤ  １０６は、４００ミリ秒にわたって０．０２５ボルトの調節を４回実施して、４００ミリ秒にわたって０．１ボルト、例えば最大傾斜率で、電圧振幅を一定の比率で有効に調整する。
【０１９０】
[0205]１つまたは複数の調節されたパラメータにしたがって電気刺激を送達する前に、ＩＭＤ  １０６および外部プログラマ１０４の一方は、１つまたは複数の調節されたパラメータが、治療域の下限よりも大きく治療域の上限よりも小さいことを確保する（１１１６）。１つまたは複数の調節されたパラメータが治療域の下限よりも小さい場合、ＩＭＤ  １０６および外部プログラマ１０４の一方は、１つまたは複数の調節されたパラメータの値に等しくなるように、治療域の下限をリセットしてもよい。このことには、これの実現を可能にするユーザ（例えば、臨床医）入力を要することがある。あるいは、調節されたパラメータは、治療域の下限まで上方に再調節されてもよい。１つまたは複数の調節されたパラメータが治療域の上限よりも大きい場合、ＩＭＤ  １０６および外部プログラマ１０４の一方は、１つまたは複数の調節されたパラメータの値に等しくなるように、治療域の上限をリセットしてもよい。やはり、これには、治療域の限界を無効にする臨床医の許可を提供する臨床医のプログラマからの入力など、何らかのタイプの入力を要することがある。あるいは、調節されたパラメータは、治療域の上限まで下方に再調節されてもよい。いずれの場合も、調節されたパラメータは、治療域または調節された治療域内である。１つまたは複数の調節されたパラメータが治療域内であると判定すると、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数の調節されたパラメータにしたがって電気刺激を送達する（１１１８）。電気刺激の送達後、ＩＭＤ  １０６は、動作プロセス全体を繰り返し、患者１１２の信号を再び感知する（１１０２）。
【０１９１】
[0206]患者１１２の感知信号がホメオスタシス域の上限以下であり、感知信号がホメオスタシス域の下限以上であると判定すると、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のパラメータの現在の大きさを維持し（１１０８）、１つまたは複数の調節されたパラメータにしたがって電気刺激を送達する（１１１４）。それにより、信号がホメオスタシス域の上限および下限内にある間、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のパラメータの現在の大きさで電気刺激を送達し続ける。更に、信号がホメオスタシス域外に逸脱した場合、信号がホメオスタシス域に戻ったことを検出すると、ＩＭＤ  １０６は、１つまたは複数のパラメータの前の大きさで電気刺激を送達し続ける。電気刺激の送達後、ＩＭＤ  １０６は、動作プロセス全体を繰り返し、患者１１２の脳１２０の信号を再び感知する（１１０２）。
【０１９２】
[0207]図１２は、本開示の技術による、患者フィードバックに応答してホメオスタシス域を調節する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図１２については、図１を参照して記載する。
【０１９３】
[0208]図１２の実施例では、外部プログラマ１０４は、ＩＭＤ  １０６によって送達される電気刺激の効率に関して、患者１１２からのフィードバックを受信する（１２０２）。例えば、外部プログラマ１０４は、ＩＭＤ  １０６によって送達される電気刺激が、患者１１２の１つまたは複数の徴候を制御するには不十分であること、あるいはＩＭＤ  １０６によって送達される電気刺激が、患者１１２に対して副作用、知覚異常、または不快感を引き起こすことの、患者１１２からのフィードバックを受信してもよい。
【０１９４】
[0209]患者１１２から受信したフィードバックに応答して、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域に対する調節を決定する（１２０４）。例えば、外部プログラマ１０４が、電気刺激療法が患者１１２の１つまたは複数の徴候を有効に治療していないという、患者１１２からのフィードバックを受信した場合、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域の上限またはホメオスタシス域全体を下方に調節することを決定してもよい。比例信号（例えば、β周波数帯内の神経信号）をより小さい大きさへと動かすため、システムは、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを増加させ、それによって電気刺激療法の大きさを増加させて、患者の徴候を低減する。あるいは、反比例信号（例えば、γ周波数帯内の神経信号）をより小さい大きさへと動かすため、システムは、電気刺激の１つまたは複数のパラメータを減少させる。
【０１９５】
[0210]同様に、外部プログラマ１０４が、電気刺激療法が不愉快であるか、副作用を引き起こすか、または別の形で患者１１２にとって不快であるという、患者１１２からのフィードバックを受信した場合、また、信号が比例信号（例えば、β周波数帯内の神経信号）である場合、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域の下限またはホメオスタシス域全体の上方への調節を決定してもよい。これには、神経信号がより上方の域で浮遊することが可能になって、システムが有効に電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータを減少させ、それによって電気刺激療法の大きさを減少させて、副作用を低減するという効果がある。
【０１９６】
[0211]患者１１２は、ホメオスタシス域の１つもしくは複数の限界、または、ホメオスタシス域自体を調節して、一般的に患者の安全を確保してもよいが、患者１１２は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータに対する下限および上限を設定する、治療域を変更しなくてもよい。したがって、ホメオスタシス域の調節を実施する前に、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域に対する調節が、治療域の上限を超過するかまたは治療域の下限未満の刺激パラメータ値をもたらすか否かを判定する（１２０６）。ホメオスタシス域の調節された限界が、治療域内にある刺激パラメータ値をもたらすと判定すると、外部プログラマは、ホメオスタシス域に対する調節を実施する（１２０８）。
【０１９７】
[0212]図１３は、本開示の技術による、患者の生理学的パラメータを示す信号に応答してホメオスタシス域を調節する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図１３については、図１を参照して記載する。
【０１９８】
[0213]図１３の実施例では、外部プログラマ１０４は、患者の生理学的パラメータを示す、センサ１０９からの信号を受信する（１３０２）。例えば、センサ１０９からの信号に応答して、外部プログラマ１０４は、電気刺激療法が患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するには不十分であることを規定する、１つまたは複数のパラメータの大きさを決定してもよい。別の実施例では、センサ１０９からの信号に応答して、外部プログラマ１０４は、患者の徴候（例えば、震せん、強直、もしくは手首屈曲）、患者の姿勢（例えば、横臥位、座位、立位など）、または患者の活動レベル（即ち、睡眠中、歩行中、運動中など）に基づいて、外部プログラマ１０４が、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを調節すべきであると判定してもよい。
【０１９９】
[0214]センサ１０９から受信した信号に応答して、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域に対する調節を決定する（１３０４）。例えば、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域の上限、下限、または全体の調節を決定してもよい。一実施例では、外部プログラマ１０４は、患者１１２に送達される電気刺激療法の大きさを有効に増加させる調節を行って、患者の１つまたは複数の徴候を更に低減する。別の実施例では、外部プログラマは、患者１１２に送達される電気刺激療法の大きさを有効に減少させる調節を行って、患者１１２に送達される電気刺激療法の１つまたは複数の風作用を低減する。
【０２００】
[0215]したがって、センサ１０９から受信した信号に応答して、外部プログラマ１０６は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを一定の比率で増加させて、信号をホメオスタシス域内に戻すため、ＩＭＤ  １０６を作動させるのに必要な信号の大きさを減少させて、ホメオスタシス域の上限を下方にシフトしてもよい。外部プログラマ１０６は、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに、電気刺激の１つまたは複数のパラメータのより大きい大きさが必要とされることを示すことがある、感知した神経信号の変化に、ＩＭＤ  １０６がより迅速に応答するように、上限をシフトしてもよい。外部プログラマは、反対の効果を有するように、ホメオスタシス域の上限を反対方向で調節してもよい。同様に、外部プログラマ１０６は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを一定の比率で減少させて、信号をホメオスタシス域内に戻すため、ＩＭＤ  １０６を作動させるのに必要な感知した神経信号の大きさを増加させて、ホメオスタシス域の下限を上方にシフトしてもよい。外部プログラマ１０６は、患者１１２における副作用の誘発を回避するのに、電気刺激の１つまたは複数のパラメータのより小さい大きさが必要とされることを示すことがある、感知した神経信号の減少に、ＩＭＤ  １０６がより迅速に応答するように、下限をシフトしてもよい。外部プログラマは、反対の効果を有するように、ホメオスタシス域の上限を反対方向で調節してもよい。外部プログラマは、反対の効果を有するように、ホメオスタシス域の下限を反対方向で調節してもよい。
【０２０１】
[0216]更なる別の実施例では、外部プログラマ１０６は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを一定の比率で増加させるように、ＩＭＤ  １０６を作動させるのに必要な、感知した神経信号の大きさ、ならびに電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータの大きさを一定の比率で減少させるように、ＩＭＤ  １０６を作動させるのに必要な、感知した神経信号の大きさの両方を調節し、それによって信号がホメオスタシス域内に戻されるように、ホメオスタシス域全体の位置を調節してもよい。したがって、外部プログラマ１０６は、個々の患者の必要性に合わせて調整される適応型ＤＢＳを送達するように、ホメオスタシス域の形状および位置を調節してもよい。
【０２０２】
[0217]一般的に、システム１００は、絶対値の意味または単位時間当たりの最大調節の意味で、上限、下限、または域のシフトに対する最大調節として表現されてもよい、臨床医によって設定された安全ガイドラインを越える治療域をリサイズしなくてもよい。したがって、ホメオスタシス域の調節を実施する前に、外部プログラマ１０４は、ホメオスタシス域に対する調節が、治療域の上限を超過するかまたは治療域の下限未満の刺激パラメータをもたらすか否かを判定する（１３０６）。ホメオスタシス域の調節された限界が、治療域内にある刺激パラメータ値をもたらすと判定すると、外部プログラマは、ホメオスタシス域に対する調節を実施する（１３０８）。
【０２０３】
[0218]図１４は、本開示の技術による、適応型脳深部刺激を送達する例示の動作を示すフローチャートである。便宜のため、図１４については、図２のＩＭＤ  １０６に関して記載する。
【０２０４】
[0219]一実施例では、ＩＭＤ  １０６の刺激発生装置２０２は電気刺激療法を発生させる（１４０２）。ＩＭＤ  １０６のプロセッサ２１０は、電極１１６、１１８を介して、電気刺激療法を患者１１２の組織に送達する（１４０４）。電気刺激療法を送達する間、プロセッサ２１０は、電極１１６、１１８を介して患者１１２の信号を感知する。いくつかの実施例では、この信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯またはγ周波数帯内の神経信号など、患者１１２の信号である。他の実施例では、この信号は、１つまたは複数の加速度計、ジャイロ、または磁力計など、１つまたは複数のセンサからの生理学的パラメータ信号である。この実施例では、信号は、パーキンソン病による患者の強直の大きさ、パーキンソン病による患者の震せんの大きさ、患者の手首屈曲の大きさ、患者の姿勢、患者の物理的活動レベル、または患者の睡眠状態など、患者１１２の生理学的パラメータを示してもよい。
【０２０５】
[0220]信号に応答して、プロセッサ２１０は、患者の感知信号がホメオスタシス域の下限以上かつホメオスタシス域の上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータの大きさを調節する（１４０６）。いくつかの実施例では、感知信号は、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯またはγ周波数帯内の神経信号である。例えば、１つもしくは複数の徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取していない状態で、臨床医は、１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な、最小電圧または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定する。臨床医は、電気刺激のこの大きさにおける患者の信号の大きさとして、ホメオスタシス域の上限を規定する。更に、臨床医は、徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取しているときに１つもしくは複数の徴候を低減するかまたはその低減を維持するのに十分な、最小電圧または電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定してもよい。臨床医は、刺激のこの大きさにおける患者の信号として、ホメオスタシス域の下限を規定する。
【０２０６】
[0221]図１５は、本開示の技術による、患者の脳の信号の電気刺激に対する例示の応答を示すグラフである。便宜のため、図１５については、図１を参照して記載する。図１５の実施例では、横軸はヘルツ単位の周波数を示し、縦軸は、μＶ／ｒｔＨｚ単位で測定された、感知した神経信号の大きさ（例えば、空間ノイズ密度）を示す。図１５の実施例では、電気刺激は、１４０ヘルツの周波数および９０マイクロ秒のパルス幅を更に含む。
【０２０７】
[0222]いくつかの実施例では、患者１１２の脳１２０の神経信号は、感知した神経信号の周波数帯内における複数のピークの大きさを示してもよい。これらピークの大きさはそれぞれ、周波数帯の異なる副帯内に位置してもよい。更に、これらの副帯はそれぞれ、電気刺激に対して異なるように応答してもよい。患者１１２の脳１２０の神経信号の感知または追跡に基づいて電気刺激が送達される、システム１００の実施例では、患者における徴候の重症度に対する神経信号の相関は、電気刺激を規定するように神経信号のどの副周波数帯が選択されるかに応じて決まることがある。
【０２０８】
[0223]上述の一実施例として、患者１１２はパーキンソン病を患っており、強直および震せんなどの徴候を示すことがある。更に、患者１１２の脳１２０は、単一のβ周波数帯内における活動の２つ以上のピークの大きさ（例えば、マルチモーダルピーク）を示す。この実施例では、第１のピークの大きさはβ周波数帯の第１の副帯内に存在し、第２のピークの大きさはβ周波数帯の第２の副帯内に存在する。更に、電気刺激療法に応答して、第１のピークの大きさは、大きさの最小限の抑制または低減を表し、第２のピークの大きさは、大きさの多量の抑制または低減を表す。換言すれば、第１のピークの大きさは、第１のピークの大きさを特定の量まで低減するのに要する電気刺激の大きさがはるかに大きいことがあり、第２のピークの大きさは、第２のピークの大きさを同じ量まで低減するのに要する電気刺激の大きさがはるかに小さいことがある。
【０２０９】
[0224]この実施例では、患者１１２は、パーキンソン病による強直および／または震せんを抑制する電気刺激療法を受け取る。電気刺激療法を受け取っている間、患者の強直および震せんの重症度の変化は、β周波数帯の第１の副帯内にある第１のピークの大きさにおける変化に対する相関が最も大きく、β周波数帯の第２の副帯内にある第２のピークの大きさにおける変化に対する相関が最も小さいことを示している。換言すれば、患者の強直および震せんの重症度の変化は、電気刺激に応答して大きく上下するβ周波数の他の副帯内にある他のピークの大きさと比べて、電気刺激療法に応答しての変化が最も少ない、β周波数帯の第１の副帯内にあるピークの大きさ（例えば、抑制すべき電気刺激療法の最も高いレベルを要するピークの大きさ）に対する相関が最も大きい。
【０２１０】
[0225]したがって、本開示の技術は、システム１００が、ＩＭＤ  １０２が送達する電気刺激療法が患者１１２の徴候の重症度により正確に相関するように、電気刺激を制御する制御信号として使用するのに、副周波数帯をどのように選択できるかについて記載する。更に、かかる副周波数帯は、上述したようなホメオスタシス域の限界を正確に規定するのに使用されてもよい。例えば、システム１００は、電気刺激に対する最小の応答を示す副周波数帯を選択してもよいが、それは、その副帯が、電気刺激に対して示す応答がより大きい他の副帯よりも、患者１１２の徴候の重症度に対して示す相関がより大きいことが見出されているためである。
【０２１１】
[0226]例えば、図１５の実施例に示されるように、ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、複数の電圧振幅で患者１１２の脳１２０に電気刺激を送達する。図１５の実施例では、ＩＭＤ  １０６は、様々な電圧振幅で複数の電気刺激療法を送達する。更に、ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、患者１１２の脳１２０の約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯内に位置する、神経信号の局所電場電位の応答を感知する。
【０２１２】
[0227]各電気刺激療法に対する患者１１２の脳１２０の感知した神経信号の応答が、図１５に示されている。例えば、ＩＭＤ  １０２が電気刺激を送達していない場合、感知した神経信号はベースライン応答１５０１を示す。例えば、ＩＭＤ  １０２が１ボルトの電圧振幅を含む電気刺激を送達する場合、感知した神経信号は第１の応答１５０２を示す。更に、ＩＭＤ  １０２が２ボルトの電圧振幅を含む電気刺激を送達する場合、感知した神経信号は第２の応答１５０３を示す。ＩＭＤ  １０２が２．５ボルトの電圧振幅を含む電気刺激を送達する場合、感知した神経信号は第３の応答１５０４を示す。ＩＭＤ  １０２が３ボルトの電圧振幅を含む電気刺激を送達する場合、感知した神経信号は第４の応答１５０５を示す。ＩＭＤ  １０２が３．５ボルトの電圧振幅を含む電気刺激を送達する場合、感知した神経信号は第５の応答１５０６を示す。
【０２１３】
[0228]図１５の実施例に示されるように、β周波数帯内に位置する神経信号は２つのピークを示す。第１のピークは、約１３ヘルツ〜約２２ヘルツで、また約１５ヘルツを中心にして、β周波数帯の第１の副帯１５１０内にある。第２のピークは、約２３ヘルツ〜約２８ヘルツで、また約２５ヘルツを中心にして、β周波数帯の第２の副帯１５２０内にある。図１５に更に示されるように、電気刺激の電圧振幅が増加すると、周波数の第１の副帯１５１０内における信号の大きさが比較的わずかに小さくなり、周波数の第２の副帯１５２０内における信号の大きさが比較的大幅に小さくなる。したがって、本開示の技術によれば、第１の副帯１５１０は、第２の副帯１５２０よりも電気刺激療法に対して示す応答性が低いので、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを制御する制御信号として選択されてもよい。
【０２１４】
[0229]同様に、第１の副帯１５１０は、上述したようなホメオスタシス域の限界を規定するのに使用されてもよい。例えば、上述したように、１つもしくは複数の徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取していない状態で、臨床医は、１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な、最小電圧振幅または最小電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定する。臨床医は、電気刺激療法のこの大きさにおける患者の第１の副帯１５１０の大きさとして、ホメオスタシス域の上限を規定する。更に、臨床医は、徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取しているときに１つもしくは複数の徴候を低減するかまたはその低減を維持するのに十分な、最小電圧振幅または最小電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定してもよい。臨床医は、刺激のこの大きさにおける患者の第１の副帯１５１０の大きさとして、ホメオスタシス域の下限を規定する。
【０２１５】
[0230]図１５の実施例は、β周波数帯内における２つのピークの大きさのみを示しているが、他の患者は３つ以上のピークの大きさを有してもよく、したがって、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを制御する制御信号として、またはホメオスタシス域を規定するために選択されてもよい、３つ以上の副周波数帯を有してもよいことが認識される。かかる実施例では、３つ以上の副周波数帯のうち、電気刺激療法に対して示す応答性が最も低い副帯は、電気刺激療法を制御する制御信号として選択されてもよい。
【０２１６】
[0231]更に、図１５の実施例では、電気刺激の電圧振幅の変動に対する、感知した神経信号の応答性が決定されるが、本開示の技術は、電気刺激を規定する他のタイプのパラメータを、副周波数帯を選択するのに変動させてもよいことを認識する。例えば、電気刺激を送達する１つまたは複数の電極、１つまたは複数の選択された電極の極性、電流振幅（電流制御式システムの場合）、電気刺激パルス幅、電気刺激パルス周波数、あるいは上記の任意の組合せの選択は、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを制御する制御信号として使用する副周波数帯を選択するか、あるいはホメオスタシス域を規定するのに使用されてもよい。
【０２１７】
[0232]図１６は、本開示の技術による、適応型脳深部刺激を送達する例示の動作を示すフローチャートである。具体的には、図１６は、電気刺激を制御する制御信号として、またはホメオスタシス域の限界を規定するのに使用される、副周波数帯内の神経信号を選択する、例示の動作を示している。便宜のため、図１６については、図１を参照して記載する。上述したように、いくつかの実施例では、患者１１２の脳１２０の神経信号は、感知した神経信号の周波数帯内における複数のピークの大きさを示す。これらのピークの大きさはそれぞれ、周波数帯の異なる副帯内、例えばβ帯内に位置してもよい。更に、これらの副帯はそれぞれ、電気刺激に対して異なるように応答してもよい。
【０２１８】
[0233]ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、患者１１２の脳１２０に電気刺激を送達する（１６０２）。更に、ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、例えば、神経信号の電圧振幅に関して、患者１１２の脳１２０の周波数帯内に位置する神経信号の応答を感知する。一実施例では、周波数帯は約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯である。
【０２１９】
[0234]電気刺激を送達している間、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激に対する第１の感知した神経信号の第１の応答を決定する（１６０４）。更に、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激に対する第２の感知した神経信号の第２の応答を決定する（１６０６）。いくつかの実施例では、第１の感知した神経信号は、患者１１２の脳１２０の周波数帯における第１の副周波数帯内である。一実施例では、第１の感知した神経信号は、約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯の第１の副帯内であり、第１の副帯は約１３ヘルツ〜約２２ヘルツの周波数を含む。いくつかの実施例では、第１の感知した神経信号は約１５ヘルツの神経信号を含む。いくつかの実施例では、第２の感知した神経信号は、患者１１２の脳１２０の周波数帯の第２の副周波数帯内であり、第１の副周波数帯とは異なる周波数を含む。一実施例では、第２の副帯の周波数は第１の副帯の周波数よりも大きい。一実施例では、第２の感知した神経信号は、約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯の第２の副帯内であり、第２の副帯は約２３ヘルツ〜約２８ヘルツの周波数を含む。いくつかの実施例では、第２の感知した神経信号は約２５ヘルツの神経信号を含む。
【０２２０】
[0235]ＩＭＤ  １０６は、電気刺激に対するそれぞれの応答に基づいて、電気刺激を制御する制御信号として使用する、または上述したように、ホメオスタシス域の限界を規定する、第１の感知信号および第２の感知信号の１つを選択する（１６０８）。例えば、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激療法に応答して、第１の感知信号の第１の大きさにおける第１の抑制の大きさを決定する。更に、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激療法に応答して、第２の感知信号の第２の大きさにおける第２の抑制の大きさを決定する。この実施例では、ＩＭＤ  １０６は、第１の大きさを第２の大きさと比較して、第１の感知信号および第２の感知信号のどちらが、電気刺激に対して示す応答が小さいかを判定する。ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を制御する制御信号として使用する、またはホメオスタシス域の限界を規定する、電気刺激に対して示す応答が最も小さい、第１の感知信号および第２の感知信号の１つを選択する。上述したように、電気刺激に対する応答において示す抑制が最も小さい感知信号は、電気刺激に対する応答において示す抑制がより大きい別の感知信号よりも、患者の徴候の重症度をより正確に示してもよい。
【０２２１】
[0236]その後、ＩＭＤ  １０６は、選択された信号（例えば、上述の実施例における第１の感知信号）に基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータを調節する（１６１０）。例えば、第１の感知信号の大きさが増加すると、ＩＭＤ  １０６は、電圧振幅（電圧制御式システムの場合）または電流振幅（電流制御式システムの場合）など、電気刺激療法を規定する少なくとも１つのパラメータを増加させる。別の実施例として、第１の感知信号の大きさが減少すると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激療法を規定する少なくとも１つのパラメータを減少させる。このようにして、ＩＭＤ  １０６は、第１の感知信号に基づいて患者１１２に適応型ＤＢＳを提供して、第１の感知信号が１つまたは複数の徴候の重症度に対して強い相関があることを確保しながら、１つまたは複数のシステムの重症度に比例する、患者１１２の１つまたは複数の徴候を抑制してもよい。
【０２２２】
[0237]図１７は、患者１１２による運動中の患者１１２の脳１２０の測定神経信号を示すグラフである。便宜のため、図１７については、図１を参照して記載する。図１７の横軸はヘルツ単位の周波数を示し、縦軸は、μＶ／ｒｔＨｚ単位で、感知した神経信号の大きさ（例えば、スペクトル電力）を示す。上述したように、いくつかの実施例では、患者１１２の脳１２０の神経信号は、感知した神経信号の周波数帯内における複数のピークの大きさを示す。これらピークの大きさはそれぞれ、周波数帯の異なる副帯内に位置してもよい。これらの副帯はそれぞれ、上述したように、電気刺激に対して異なるように応答してもよいが、これらの副帯はそれぞれ、患者１１２による運動中の異なる量の運動非同期化を更に示してもよい。運動非同期化は、患者１１２の脳１２０内の神経信号が、患者１１２による運動中の大きさの低減を表す現象を指す。脳内の異なる神経信号は、運動非同期化の異なる量を示してもよい。例えば、患者１１２による運動が、第１の副帯における第１のピークの大きさを実質的に減少させてもよく、同じ運動が、第２の副帯における第２のピークの大きさを、第１の副帯における第１のピークの大きさの減少と比べてわずかだけ減少させてもよい。換言すれば、患者運動の間、信号の第１の副帯における第１のピークの大きさは、患者移動がない場合のそれぞれのピークの大きさに対して、信号の第２の副帯における第２のピークの大きさよりも減少してもよい。この場合、第１の副帯における第１のピークの大きさは、例えばβ帯の、第２の副帯における第２のピークの大きさよりも大きい量の運動非同期化を示す。
【０２２３】
[0238]患者１１２の脳１２０の神経信号の感知または追跡に基づいて電気刺激が送達される、システム１００の実施例では、患者１１２における徴候の重症度に対する神経信号の相関、またしたがって、電気刺激療法の有効性は、電気刺激を規定するように神経信号のどの副周波数帯が選択されるかに応じて決まることがある。例えば、第１の副帯が電気刺激を制御する制御信号として選択され、第１の副帯が多量の運動非同期化を示す場合、患者１１２の運動は、第１の副帯内の信号に対する抑制と相関されてもよい。これにより、患者１１２の疾病の１つまたは複数の徴候を有効に抑制するため、患者１１２が電気刺激の１つまたは複数のパラメータのより大きい大きさを要することがあるという事実にかかわらず、ＩＭＤ  １０６が、患者１１２に送達される電気刺激の１つまたは複数のパラメータの大きさを不適正に低減することがある。例えば、パーキンソン病による強直を患っている患者が動くと、神経信号のβ周波数帯の信号の大きさが小さくなって、ＩＭＤ  １０６が電気刺激を減少させ、結果として患者の四肢の運動が低下することがある。したがって、本開示の技術は、システム１００が、患者１１２による運動にかかわらず、ＩＭＤ  １０２が送達する電気刺激療法が患者１１２の徴候の重症度により正確に相関するように、電気刺激を制御する制御信号として使用するのに、副周波数帯をどのように選択できるかについて記載する。更に、かかる副周波数帯は、上述したようなホメオスタシス域の限界を正確に規定するのに使用されてもよい。例えば、システム１００は、選択された帯（例えば、β帯）の他の副帯に対して、運動中に最小の抑制を示す副周波数帯を選択してもよいが、それは、その副帯が、運動中により大きい抑制を示す他の副帯よりも、患者１１２の徴候の重症度に対して示す相関がより大きいことが見出されているためである。
【０２２４】
[0239]例えば、図１７の実施例に示されるように、ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、電気刺激療法を患者１１２に送達して、パーキンソン病による強直および震せんを抑制する。ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、患者１１２の脳１２０の約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯内に位置する、神経信号の大きさを感知する。ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の安静時に感知される、β周波数帯内の神経信号の第１の大きさ１７０１を記録する。更に、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２が前進歩行運動（ｗａｌｋｉｎｇ  ｆｏｒｗａｒｄ  ｅｘｅｒｃｉｓｅ）（ＷＦＥ）を実施しているときに感知される、β周波数帯内の神経信号の第２の大きさ１７０２を記録する。図１７に示されるように、前進歩行運動の実施の際、β周波数内の神経信号は運動非同期化を経験する。このことは、例えば約１３ヘルツ〜約３３ヘルツの、β周波数帯内の神経信号に対する抑制として示される。運動非同期化は、特に、約１０ヘルツ〜約２５ヘルツの副帯範囲内にある周波数に関して観察可能なことがある。しかしながら、かかる運動非同期化の特定の周波数は、各患者に固有のことがあり、約１３ヘルツ〜約３３ヘルツの範囲内のいずれかであってもよい。図１７の実施例では、２５ヘルツを中心とする第１の副周波数帯、および１５ヘルツを中心とする第２の副周波数帯が、電気刺激の送達を制御する制御信号として使用するのに適していてもよい。図１７の実施例では、２５ヘルツを中心とする第１の副周波数帯は、患者１１２の運動による最小変化量を示すので、ＩＭＤ  １０６は、２５ヘルツを中心とする第１の副周波数帯を、電気刺激を制御する制御信号として、またはホメオスタシス域を規定するのに使用するのに選択してもよい。対照的に、１５ヘルツを中心とする第２の副周波数帯は、多量の運動非同期化を示すので、ＩＭＤ  １０６は、１５ヘルツを中心とする第２の副周波数帯を、電気刺激を制御する制御信号として、またはホメオスタシス域を規定するのに使用するのに選択しないことがある。
【０２２５】
[0240]しかしながら、運動非同期化による抑制の特定の領域は、患者ごとに異なることがある。したがって、多量の運動非同期化を示す副周波数帯が制御信号として使用される場合、患者１１２が運動すると、制御信号が運動非同期化によって低減されて、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２が依然として電気刺激を必要としているときに電気刺激を不適正に低減する。したがって、電気刺激を制御する制御信号として使用する、またはホメオスタシス域を規定するのに使用する、最小の運動非同期化を示す副周波数帯を選択することによって、システム１００は、制御信号が患者１１２の徴候の重症度により正確に関連することを確保する。それに加えて、システム１００は、上述したように、非同期化と関連付けられた患者の運動による抑制された神経信号を考慮に入れて、ホメオスタシス域の閾値設定を選択することによって、制御信号が患者１１２の徴候の重症度に正確に関連することを更に確保してもよい。更に、システム１００は、非同期化と関連付けられた短期間の運動によって生じる神経信号における変化の影響を受けにくい、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの傾斜率（例えば、変化率）を選択することによって、制御信号が患者１１２の徴候の重症度に正確に関連することを更に確保してもよい。
【０２２６】
[0241]図１７の実施例は、β周波数帯内における２つのピークの大きさのみを示しているが、他の患者は３つ以上のピークの大きさを有してもよく、したがって、電気刺激を規定する１つまたは複数のパラメータを制御する制御信号として、またはホメオスタシス域を規定するために選択されてもよい、３つ以上の副周波数帯を有してもよいことが認識される。かかる実施例では、３つ以上の副周波数帯のうち、運動非同期化の量が最も少ない副帯は、電気刺激療法を制御する制御信号として選択されてもよい。
【０２２７】
[0242]別の方法として、またはそれに加えて、周波数帯内における神経信号の大きさの変化を判定すると、システム１００は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの傾斜率（例えば、変化率）を調節してもよい。例えば、高速ランピングシステム（例えば、電気刺激の１つまたは複数のパラメータが、１秒未満の時間ステップで調節されるシステム）では、患者１１２のβ周波数帯が運動非同期化の影響を受けやすいと判定すると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの変化率を減少させてもよい。代替実施例では、歩行など、β周波数帯の非同期化に関連する患者１１２の運動を検出すると、ＩＭＤ  １０６は、運動が検出されているときの電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータにおける変化率を減少させてもよい。更なる実施例では、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの変化率は、患者１１２の運動の持続時間にわたって、電気刺激の１つまたは複数のパラメータが一定のままであるように選択される。更に、上述したようにホメオスタシス域の限界を規定するとき、少なくとも１つのパラメータの下限は、患者１１２の運動によってβ周波数帯の非同期化が起こったときであっても、ＩＭＤ  １０６が電気刺激の１つまたは複数のパラメータを一定の比率で増加させるように規定される。一実施例として、電流制御式システムでは、電流振幅が、約２５０ミリ秒〜約１秒から選択される時限にわたって、ゼロから、約１．３ミリアンペア〜約２．０ミリアンペアの範囲から選択される最大電流へと増加される。別の実施例として、電圧制御式システムでは、電圧振幅が、約２５０ミリ秒〜約１秒から選択される時限にわたって、ゼロから、約２ボルト〜約３ボルトの範囲から選択される最大電圧へと増加される。
【０２２８】
[0243]更なる実施例では、非同期化と関連付けられた運動を検出すると、ＩＭＤ  １０６は、高速ランピングシステムから低速ランピングシステム（例えば、電気刺激の１つまたは複数のパラメータが、１秒超過の時間ステップで調節されるシステム）へと切り替えてもよい。換言すれば、通常動作の間、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激の１つまたは複数のパラメータを毎秒１回を超過する速度で調節してもよい。非同期化と関連付けられた運動を検出すると、ＩＭＤ  １０６は、ＩＭＤ  １０６が電気刺激の１つまたは複数のパラメータを毎秒１回未満の速度で調節するように、傾斜率を減少させる。
【０２２９】
[0244]更なる実施例として、低速ランピングシステムでは、ＩＭＤ  １０６は、患者１１２の１つまたは複数の徴候を低減するのに、患者１１２に投与される薬物の治療中段階および治療停止段階を追跡する、適応型電気刺激療法を送達してもよい。例えば、患者１１２は、パーキンソン病を患っており、ジスキネシアを抑制し寿命を改善するように投与される薬物を摂取していてもよい。かかる薬物は、患者１１２におけるジスキネシアの徴候を抑制するとともに、患者１１２の脳１２０のβ周波数帯内にある神経信号も抑制してもよい。患者１１１２に対するかかる薬物の効果は、投与後約３０分にわたって効果を示さないことがあり、薬物は、約１０分間の浸透（ｗａｓｈ−ｉｎ）期間にわたって徐々に全強度に達してもよい。同様に、薬物が失効するにつれて、ジスキネシアを抑制する薬物の効果も徐々に小さくなることがある。
【０２３０】
[0245]したがって、システム１００は、電気刺激の１つまたは複数のパラメータを薬物浸透期間（例えば、患者が薬物を摂取したときから、薬物が全強度に達するときまでの期間）とほぼ同じ速度で増加させるように、電気刺激療法の１つまたは複数のパラメータの変化率をより低速で調節してもよい。一実施例として、電流制御式システムでは、電流振幅が、約１０分〜約３０分から選択される時限にわたって、ゼロから、約１．３ミリアンペア〜約２．０ミリアンペアの範囲から選択される最大電流へと増加される。かかる時限は、臨床医によって、患者が摂取する特定の薬物の浸透期間に基づいて設定されてもよい。別の実施例として、電圧制御式システムでは、電圧振幅が、約１０分〜約３０分から選択される時限にわたって、ゼロから、約２ボルト〜約３ボルトの範囲から選択される最大電圧へと増加される。かかる時限も、臨床医によって、患者が摂取する特定の薬物の浸透期間に基づいて設定されてもよい。かかる傾斜率によって、ＩＭＤ  １０６が、薬物による患者１１２のβ周波数帯における変化を追跡することが可能になってもよい。更に、かかる傾斜率によって、ＩＭＤ  １０６が、１０分未満の持続時間が予測される患者１１２の運動による、β周波数帯における非同期化の期間を回避することが可能になってもよい。
【０２３１】
[0246]更に、図１７の実施例では、電流振幅または電圧振幅の一方の傾斜率が調節される実施例が提供されるが、本開示の技術は、感知した神経信号によって表される運動非同期化の量の関数として、電気刺激を規定する他のタイプのパラメータが調節されてもよいことを認識する。例えば、電気刺激を送達する１つまたは複数の電極の選択、１つまたは複数の選択された電極の極性、電流振幅（電流制御式システムの場合）、電気刺激パルス幅、電気刺激パルス周波数、または上記の任意の組合せのうち、１つまたは複数の傾斜率が調節されてもよい。
【０２３２】
[0247]図１８は、本開示の技術による、適応型脳深部刺激を送達する例示の動作を示すフローチャートである。具体的には、図１８は、電気刺激を制御する制御信号として、またはホメオスタシス域の限界を規定するのに使用される、副周波数帯内の神経信号を選択する、例示の動作を示している。便宜のため、図１８については、図１を参照して記載する。上述したように、いくつかの実施例では、患者１１２の脳１２０の神経信号は、感知した神経信号の周波数帯内における複数のピークの大きさを示す。これらピークの大きさはそれぞれ、周波数帯の異なる副帯内に位置してもよい。更に、これらの副帯はそれぞれ、患者１１２の運動中の非同期化の異なる量を表してもよい。
【０２３３】
[0248]ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、患者１１２の脳１２０に電気刺激を送達する（１８０２）。更に、ＩＭＤ  １０６は、リード１１４に沿って配設された電極１１６、１１８を介して、患者１１２の脳１２０の周波数帯内に位置する、神経信号の大きさを感知する。一実施例では、周波数帯は約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯である。
【０２３４】
[0249]電気刺激を送達している間、ＩＭＤ  １０６は、患者の運動中における第１の感知した神経信号の第１の大きさを決定する（１８０４）。更に、ＩＭＤ  １０６は、患者の運動中における第２の感知した神経信号の第２の大きさを感知する（１８０６）。いくつかの実施例では、第１の感知した神経信号は、患者１１２の脳１２０の周波数帯における第１の副周波数帯内である。一実施例では、第１の感知した神経信号は、約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯の第１の副帯内であり、第１の副帯は約１３ヘルツ〜約２２ヘルツの周波数を含む。いくつかの実施例では、第１の感知した神経信号は約１５ヘルツの第１の副帯内にある神経信号を含む。いくつかの実施例では、第２の感知した神経信号は、患者１１２の脳１２０の周波数帯の第２の副周波数帯内であり、第１の副周波数帯とは異なる周波数を含む。一実施例では、第２の感知した神経信号は、β周波数帯の第２の副帯内であり、第２の副帯は約２３ヘルツ〜約２８ヘルツの周波数を含む。いくつかの実施例では、第２の感知した神経信号は約２５ヘルツの第２の副帯内にある神経信号を含む。
【０２３５】
[0250]ＩＭＤ  １０６は、患者の運動中におけるそれぞれの大きさに基づいて、電気刺激を制御する制御信号として使用する、または上述したようなホメオスタシス域の限界を規定する、第１の感知信号および第２の感知信号の１つを選択する（１８０８）。例えば、ＩＭＤ  １０６は、患者の運動中の第１の感知信号の第１の大きさにおける第１の抑制の大きさを決定する。更に、ＩＭＤ  １０６は、患者の運動中の第２の感知信号の第２の大きさにおける第２の抑制の大きさを決定する。この実施例では、ＩＭＤ  １０６は、第１の大きさを第２の大きさと比較して、第１の感知信号および第２の感知信号のどちらがより小さい変化を示すか、例えば患者の運動中における大きさのより小さい変化を示すかを判定する。ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を制御する制御信号として使用する、またはホメオスタシス域の限界を規定する、患者の運動中に示す変化が最も小さい、第１の感知信号および第２の感知信号の１つを選択する。上述したように、患者の運動中に示す抑制が最も小さい感知信号を使用することによって、システム１００は、システム１００が運動によって起こる神経信号の抑制を検出する環境を緩和して、抑制が電気刺激療法に対する患者１１２による必要性の低減として不正確に解釈され、電気刺激の１つまたは複数のパラメータの低減によって応答することがある。
【０２３６】
[0251]その後、ＩＭＤ  １０６は、選択された信号（例えば、上述の実施例における第１の感知信号）に基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータを調節する（１８１０）。例えば、第１の感知信号の大きさが増加すると、ＩＭＤ  １０６は、電圧振幅（電圧制御式システムの場合）または電流振幅（電流制御式システムの場合）など、電気刺激療法を規定する少なくとも１つのパラメータを増加させる。別の実施例として、第１の感知信号の大きさが減少すると、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激療法を規定する少なくとも１つのパラメータを減少させる。あるいは、ＩＭＤ  １０６は、上述したように、電気刺激療法を規定する少なくとも１つのパラメータの変化率を調節してもよい。このようにして、ＩＭＤ  １０６は、第１の感知信号に基づいて患者１１２に適応型ＤＢＳを提供して、電気刺激に対する制御信号として選択される神経信号が、制御信号が運動非同期化に対して堅牢であるように選択されることを確保しながら、１つまたは複数のシステムの重症度に比例する、患者１１２の１つまたは複数の徴候を抑制してもよい。
【０２３７】
[0252]一実施例として、ＩＭＤ  １０６は、上述したようなホメオスタシス域の限界を規定する第１の感知信号として使用してもよい。例えば、上述したように、１つもしくは複数の徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取していない状態で、臨床医は、１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な、最小電圧振幅または最小電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定する。臨床医は、電気刺激療法のこの大きさにおける患者の第１の感知信号の大きさとして、ホメオスタシス域の上限を規定する。更に、臨床医は、徴候を低減するように選択された薬物を患者が摂取しているときに１つもしくは複数の徴候を低減するかまたはその低減を維持するのに十分な、最小電圧振幅または最小電流振幅など、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータの最小の大きさを決定してもよい。臨床医は、刺激のこの大きさにおける患者の第１の感知信号の大きさとして、ホメオスタシス域の下限を規定する。続いて、ＩＭＤ  １０６は、電気刺激を患者に送達し、ホメオスタシス域内の第１の感知信号の活性に基づいて、治療域の下限および上限によって規定されるパラメータ範囲内の電気刺激を規定する、１つまたは複数のパラメータを調節してもよい。
【０２３８】
[0253]以下の実施例は、本明細書に記載する方法、デバイス、およびシステムを例証している。
【実施例１】
【０２３９】
[0254]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するステップと、患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップとを含み、上限および下限のうち第１の限界が、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさ、あるいは、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさであり、上限および下限のうち第２の限界が、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの第３の電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候の少なくともいくつかを低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさ、あるいは、第４のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、そのレベルを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される、電気刺激療法を患者に送達する方法。
【実施例２】
【０２４０】
[0255]感知信号が患者の脳のβ信号を示す信号であり、第１の限界が下限であり、第２の限界が上限である、実施例１の方法。
【実施例３】
【０２４１】
[0256]感知信号が患者の脳のγ信号を示す信号であり、第１の限界が上限であり、第２の限界が下限である、実施例１の方法。
【実施例４】
【０２４２】
[0257]感知信号が患者の生理学的パラメータを示す感知信号であり、生理学的パラメータが、パーキンソン病による患者の強直、パーキンソン病による患者の震せん、患者の手首屈曲、患者の呼吸機能、または患者の物理的活動レベルのうち少なくとも１つである、実施例１の方法。
【実施例５】
【０２４３】
[0258]生理学的パラメータを示す信号に応答して、下限の大きさおよび上限の大きさのうち少なくとも１つを調節するステップを更に含む、実施例４の方法。
【実施例６】
【０２４４】
[0259]患者入力に応答して、下限の大きさおよび上限の大きさのうち少なくとも１つを調節するステップを更に含む、実施例１から５のいずれかの方法。
【実施例７】
【０２４５】
[0260]電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータの平均の大きさを周期的に判定するステップと、電気刺激療法を送達しながら、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータをバイアスレベル分増加させるステップとを更に含む、実施例１から６のいずれかの方法。
【実施例８】
【０２４６】
[0261]電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータが電圧振幅であり、電気刺激療法の電圧振幅のバイアスレベルが約０．１ボルト〜約５ボルトの範囲から選択される、実施例７の方法。
【実施例９】
【０２４７】
[0262]電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータが電流振幅であり、電気刺激療法の電流振幅のバイアスレベルが約０．１ミリアンペア〜約５ミリアンペアの範囲から選択される、実施例７の方法。
【実施例１０】
【０２４８】
[0263]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された、処理回路構成とを備え、上限および下限のうち第１の限界が、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさ、あるいは、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさであり、上限および下限のうち第２の限界が、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの第３の電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候の少なくともいくつかを低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさ、あるいは、第４のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、そのレベルを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）。
【実施例１１】
【０２４９】
[0264]感知信号が患者の脳のβ信号を示す信号であり、第１の限界が下限であり、第２の限界が上限である、実施例１０のＩＭＤ。
【実施例１２】
【０２５０】
[0265]感知信号が患者の脳のγ信号を示す信号であり、第１の限界が上限であり、第２の限界が下限である、実施例１０のＩＭＤ。
【実施例１３】
【０２５１】
[0266]感知信号が患者の生理学的パラメータを示す感知信号であり、生理学的パラメータが、パーキンソン病による患者の強直、パーキンソン病による患者の震せん、患者の手首屈曲、患者の呼吸機能、または患者の物理的活動レベルのうち少なくとも１つである、実施例１０のＩＭＤ。
【実施例１４】
【０２５２】
[0267]処理回路構成が、生理学的パラメータを示す信号に応答して、下限の大きさおよび上限の大きさのうち少なくとも１つを調節するように更に構成された、実施例１３のＩＭＤ。
【実施例１５】
【０２５３】
[0268]処理回路構成が、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータの平均の大きさを周期的に判定し、電気刺激療法を送達しながら、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータをバイアスレベル分増加させるように更に構成された、実施例１０から１４のいずれかのＩＭＤ。
【実施例１６】
【０２５４】
[0269]電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータが電圧振幅であり、電気刺激療法の電圧振幅のバイアスレベルが約０．１ボルト〜約５ボルトの範囲から選択される、実施例１５のＩＭＤ。
【実施例１７】
【０２５５】
[0270]電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータが電流振幅であり、電気刺激療法の電流振幅のバイアスレベルが約０．１ミリアンペア〜約５ミリアンペアの範囲から選択される、実施例１５のＩＭＤ。
【実施例１８】
【０２５６】
[0271]処理回路構成が、上限および下限の第１の限界と、上限および下限の第２の限界とを決定する、実施例１０から１７のいずれかのＩＭＤ。
【実施例１９】
【０２５７】
[0272]外部プログラマが、上限および下限の第１の限界と、上限および下限の第２の限界とを決定する、実施例１０から１７のいずれかのＩＭＤ。
【実施例２０】
【０２５８】
[0273]１つまたは複数のセンサと、埋込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）であって、電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、患者の感知信号が範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された、処理回路構成とを備え、上限および下限のうち第１の限界が、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第１のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けている間の、感知信号の大きさ、あるいは、患者の実質的な副作用を誘発することなく疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を最大限低減するのに十分な、第２のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさの１つであり、上限および下限のうち第２の限界が、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分な最小レベルである、第３のレベルの第３の電気刺激療法を受けている間、および疾病の１つもしくは複数の徴候の少なくともいくつかを低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさ、あるいは、第４のレベルの電気刺激療法を受けている間、および疾病または障害の１つもしくは複数の徴候を低減するのに十分であるが、そのレベルを上回ると、１つもしくは複数の徴候の実質的な低減がそれ以上達成されない、疾病の１つもしくは複数の徴候を低減する薬物治療を患者が受けていない間の、感知信号の大きさのうちの１つであるように決定される、医療用デバイスシステム。
【実施例２１】
【０２５９】
[0274]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するステップと、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップとを含み、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つが、患者の運動に応答する第１の感知信号の第１の変化、および患者の運動に応答する第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、電気刺激療法を患者に送達する方法。
【実施例２２】
【０２６０】
[0275]患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つを選択するため、患者の運動に応答する第１の感知信号の第１の変化を判定するステップと、患者の運動に応答する第２の感知信号の第２の変化を判定するステップと、患者の運動に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号または第２の感知信号のうち１つを選択するステップとを更に含む、実施例２１の方法。
【実施例２３】
【０２６１】
[0276]第１の感知信号および第２の感知信号がそれぞれ神経信号である、実施例２１または２２の方法。
【実施例２４】
【０２６２】
[0277]第１の感知信号が、周波数帯内の第１の周波数を有する患者の脳の第１の信号であり、第２の感知信号が、周波数帯内であって第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する患者の脳の第２の信号である、実施例２３の方法。
【実施例２５】
【０２６３】
[0278]周波数帯が約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯であり、第１の周波数が約１５ヘルツの周波数を含むβ帯の第１の副帯内であり、第２の周波数が、第１の副帯とは異なり、約２５ヘルツの周波数を含むβ帯の第２の副帯内である、実施例２４の方法。
【実施例２６】
【０２６４】
[0279]第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップが、第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータの変化率を調節するステップを含む、実施例２１〜２５のいずれかの方法。
【実施例２７】
【０２６５】
[0280]第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータの変化率を調節するステップが、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータを、約１秒未満で第１の値から第２の値へと調節することから、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータを、約１秒超過で第１の値から第２の値へと調節することへと切り替えるステップを含む、実施例２６の方法。
【実施例２８】
【０２６６】
[0281]第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップが、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節する前に、第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいた遅延の長さを増加させるステップを含む、実施例２１〜２７のいずれかの方法。
【実施例２９】
【０２６７】
[0282]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するステップが、パーキンソン病の徴候を抑制するため、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータを選択するステップを含む、実施例２１〜２８のいずれかの方法。
【実施例３０】
【０２６８】
[0283]患者の第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つが、範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップを更に含む、実施例２１〜２９のいずれかの方法。
【実施例３１】
【０２６９】
[0284]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された処理回路構成とを備え、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つが、患者の運動に応答する第１の感知信号の第１の変化、および患者の運動に応答する第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、医療用デバイス。
【実施例３２】
【０２７０】
[0285]患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つを選択するため、処理回路構成が、患者の運動に応答する第１の感知信号の第１の変化を判定し、患者の運動に応答する第２の感知信号の第２の変化を判定し、患者の運動に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号または第２の感知信号のうち１つを選択するように更に構成された、実施例３１の医療用デバイス。
【実施例３３】
【０２７１】
[0286]患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つを選択するため、外部プログラマが、患者の運動に応答する第１の感知信号の第１の変化を判定し、患者の運動に応答する第２の感知信号の第２の変化を判定し、患者の運動に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号または第２の感知信号のうち１つを選択するように構成された、実施例３１または３２の医療用デバイス。
【実施例３４】
【０２７２】
[0287]第１の感知信号が、周波数帯内の第１の周波数を有する患者の脳の第１の神経信号であり、第２の感知信号が、周波数帯内であって第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する患者の脳の第２の神経信号である、実施例３１から３３のいずれかの医療用デバイス。
【実施例３５】
【０２７３】
[0288]周波数帯が約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯であり、第１の周波数が１５ヘルツを含むβ帯の第１の副帯内であり、第２の周波数が、第１の副帯とは異なり、２５ヘルツを含むβ帯の第２の副帯内である、実施例３４の医療用デバイス。
【実施例３６】
【０２７４】
[0289]第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するため、処理回路構成が、第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータの変化率を調節するように更に構成された、実施例３１〜３５のいずれかの医療用デバイス。
【実施例３７】
【０２７５】
[0290]第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するため、処理回路構成が、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータを、約１秒未満で第１の値から第２の値へと調節することから、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータを、約１秒超過で第１の値から第２の値へと調節することへと切り替えるように更に構成された、実施例３１〜３６のいずれかの医療用デバイス。
【実施例３８】
【０２７６】
[0291]第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するため、処理回路構成が、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節する前に、第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つに基づいた遅延の長さを増加させるように更に構成された、実施例３１〜３７のいずれかの医療用デバイス。
【実施例３９】
【０２７７】
[0292]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するため、処理回路構成が、パーキンソン病の徴候を抑制するため、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータを選択するように構成された、実施例３１〜３８のいずれかの医療用デバイス。
【実施例４０】
【０２７８】
[0293]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達する手段と、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節する手段とを備え、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つが、患者の運動に応答する第１の感知信号の第１の変化、および患者の運動に応答する第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、医療用デバイスシステム。
【実施例４１】
【０２７９】
[0294]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するステップと、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップとを含み、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つが、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化、および電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、電気刺激療法を患者に送達する方法。
【実施例４２】
【０２８０】
[0295]患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つを選択するため、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化を判定するステップと、電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化を判定するステップと、電気刺激療法に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号または第２の感知信号のうち１つを選択するステップとを更に含む、実施例４１の方法。
【実施例４３】
【０２８１】
[0296]第１の感知信号および第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップが、患者の第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップを更に含み、第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つが、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化、電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化、および電気刺激療法に応答する第３の感知信号の第３の変化に基づいて選択される、実施例４１または４２の方法。
【実施例４４】
【０２８２】
[0297]第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つを選択するため、電気刺激療法に応答する第３の感知信号の第３の変化を判定するステップと、電気刺激療法に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つを選択するステップとを更に含む、実施例４３の方法。
【実施例４５】
【０２８３】
[0298]第１の感知信号および第２の感知信号がそれぞれ神経信号である、実施例４１〜４４のいずれかの方法。
【実施例４６】
【０２８４】
[0299]第１の感知信号が、周波数帯内の第１の周波数を有する患者の脳の第１の信号であり、第２の感知信号が、周波数帯内であって第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する患者の脳の第２の信号である、実施例４５の方法。
【実施例４７】
【０２８５】
[0300]周波数帯が約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯であり、第１の周波数が約１５ヘルツの周波数を含むβ帯の第１の副帯内であり、第２の周波数が、第１の副帯とは異なり、約２５ヘルツの周波数を含むβ帯の第２の副帯内である、実施例４６の方法。
【実施例４８】
【０２８６】
[0301]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するステップが、パーキンソン病の徴候を抑制するため、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータを選択するステップを含む、実施例４１〜４７のいずれかの方法。
【実施例４９】
【０２８７】
[0302]患者の第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つが、範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するステップを更に含む、実施例４１〜４８のいずれかの方法。
【実施例５０】
【０２８８】
[0303]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するように構成された刺激発生回路構成と、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように構成された処理回路構成とを備え、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つが、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化、および電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、医療用デバイスシステム。
【実施例５１】
【０２８９】
[0304]患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つを選択するため、処理回路構成が、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化を判定し、電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化を判定し、電気刺激療法に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号または第２の感知信号のうち１つを選択するように更に構成された、実施例５０の医療用デバイスシステム。
【実施例５２】
【０２９０】
[0305]第１の感知信号および第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するため、処理回路構成が、患者の第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように更に構成され、第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つが、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化、電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化、および電気刺激療法に応答する第３の感知信号の第３の変化に基づいて選択される、実施例５０または５１の医療用デバイスシステム。
【実施例５３】
【０２９１】
[0306]第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つを選択するため、処理回路構成が、電気刺激療法に応答する第３の感知信号の第３の変化を判定し、電気刺激療法に応答する変化が最も少ない、第１の感知信号、第２の感知信号、および第３の感知信号のうち１つを選択するように更に構成された、実施例５２の医療用デバイスシステム。
【実施例５４】
【０２９２】
[0307]第１の感知信号および第２の感知信号がそれぞれ神経信号である、実施例５０〜５３のいずれかの医療用デバイスシステム。
【実施例５５】
【０２９３】
[0308]第１の感知信号が、周波数帯内の第１の周波数を有する患者の脳の第１の信号であり、第２の感知信号が、周波数帯内であって第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する患者の脳の第２の信号である、実施例５４の医療用デバイスシステム。
【実施例５６】
【０２９４】
[0309]周波数帯が約１３ヘルツ〜約３０ヘルツのβ周波数帯であり、第１の周波数が約１５ヘルツの周波数を含むβ帯の第１の副帯内であり、第２の周波数が、第１の副帯とは異なり、約２５ヘルツの周波数を含むβ帯の第２の副帯内である、実施例５５の医療用デバイスシステム。
【実施例５７】
【０２９５】
[0310]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達するため、処理回路構成が、パーキンソン病の徴候を抑制するため、電気刺激療法を規定する１つまたは複数のパラメータを選択するように更に構成された、実施例５０〜５６のいずれかの医療用デバイスシステム。
【実施例５８】
【０２９６】
[0311]処理回路構成が、患者の第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つが、範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節するように更に構成された、実施例５０〜５７のいずれかの医療用デバイスシステム。
【実施例５９】
【０２９７】
[0312]電極を介して電気刺激療法を患者の組織に送達する手段と、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つに基づいて、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節する手段とを備え、患者の第１の感知信号および患者の第２の感知信号のうち１つが、電気刺激療法に応答する第１の感知信号の第１の変化、および電気刺激療法に応答する第２の感知信号の第２の変化に基づいて選択される、医療用デバイスシステム。
【実施例６０】
【０２９８】
[0313]患者の第１の感知信号および第２の感知信号のうち選択された１つが、範囲の下限以上かつ上限以下であるように、電気刺激療法の少なくとも１つのパラメータのレベルを調節する手段を更に備える、実施例５９の医療用デバイスシステム。
【０２９９】
[0314]本開示に記載した技術は、少なくとも部分的に、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実現されてもよい。例えば、記載した技術の様々な態様は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、あるいは他の任意の等価の統合されたまたは離散的な論理回路構成、ならびにかかる構成要素の組合せを含む、固定機能の処理回路構成および／またはプログラマブル処理回路構成など、１つまたは複数のプロセッサ内で実現されてもよい。「プロセッサ」または「処理回路構成」という用語は、一般に、単独のもしくは他の論理回路構成と組み合わせた、上述の論理回路構成、または他の任意の等価の回路構成のいずれかを指してもよい。ハードウェアを備える制御装置も、本開示の技術の１つまたは複数を実施してもよい。
【０３００】
[0315]かかるハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアは、本開示に記載の様々な動作および機能に対応するように、同じデバイス内または別個のデバイス内で実現されてもよい。それに加えて、記載したユニット、モジュール、または構成要素のいずれも、離散的であるが相互運用可能な論理デバイスとして、併合してもしくは別個に実現されてもよい。モジュールまたはユニットとしての異なる機構についての記述は、異なる機能的態様を強調するためのものであり、かかるモジュールまたはユニットが別個のハードウェアもしくはソフトウェア構成要素によって実現されなければならないことを必ずしも示唆するものではない。それよりもむしろ、１つもしくは複数のモジュールまたはユニットと関連付けられた機能性は、別個のハードウェアもしくはソフトウェア構成要素によって実施されるか、あるいは共通もしくは別個のハードウェアまたはソフトウェア構成要素内で統合されてもよい。
【０３０１】
[0316]本開示に記載した技術はまた、命令を含有するコンピュータ可読記憶装置などのコンピュータ可読媒体において具体化または符号化されてもよい。コンピュータ可読記憶装置において埋め込まれるかまたは符号化された命令は、例えば命令が実行されたとき、プログラマブルプロセッサ、または他のプロセッサによって方法を実施させてもよい。コンピュータ可読記憶媒体としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、カセット、磁気媒体、光学媒体、または他のコンピュータ可読媒体を挙げることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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