(57)【要約】  少なくとも１つの神経刺激リード（１２）によって担持された複数の電極（２６）を有する神経刺激デバイス（１４、２４）と共に使用するための外部制御デバイス（１８）。外部制御デバイスは、神経刺激リードのグラフィック表示に対して、少なくとも１つの物体を表示するように構成された表示スクリーンを含む。物体は、刺激ターゲットの抽象化を表している。外部制御デバイスは、物体の近くに少なくとも１つのポインティング要素を置く段階を含む作動イベントを検出するように構成された検出回路を更に含む。外部制御デバイスは、作動イベントの検出に応答してディスプレイスクリー上の物体を操作し、それによって刺激ターゲット抽象化を修正し、修正された刺激ターゲット抽象化を模倣する刺激パラメータのセットを生成するように構成された処理回路を更に含む。外部制御デバイスは、刺激パラメータのセットを神経刺激デバイスに送信するように構成された出力回路を更に含む。【選択図】      図１
2013533092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの神経刺激リードによって担持された複数の電極を有する神経刺激デバイスと共に使用するための外部制御デバイスであって、
刺激ターゲットの抽象化を表す少なくとも１つの物体を少なくとも１つの神経刺激リードのグラフィック表示に対して表示するように構成された表示スクリーンと、
前記少なくとも１つの物体の近くに少なくとも１つのポインティング要素を置く段階を含む作動イベントを検出するように構成された検出回路と、
前記作動イベントの前記検出に応答して前記表示スクリーン上で前記少なくとも１つの物体を操作し、それによって前記刺激ターゲット抽象化を修正し、かつ該修正された刺激ターゲット抽象化を模倣する刺激パラメータのセットを生成するように構成された処理回路と、
前記刺激パラメータのセットを神経刺激デバイスに送信するように構成された出力回路と、
を含むことを特徴とする外部制御デバイス。
【請求項２】
前記作動イベントは、前記少なくとも１つのポインティング要素を前記表示スクリーンにわたって移動する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項３】
前記表示スクリーンは、前記少なくとも１つの物体の各々に隣接してグラフィック制御要素を表示するように構成され、前記作動イベントは、該少なくとも１つのポインティング要素をそれぞれ該少なくとも１つの制御要素上に置く段階を含み、前記処理回路は、該グラフィック制御要素が該少なくとも１つの操作された物体に隣接して表示されたままであるように、該少なくとも１つの物体の該操作と一体で該少なくとも１つのグラフィック制御要素を表示するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項４】
前記作動イベントは、前記少なくとも１つの制御要素をクリック又はタップする段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の外部制御デバイス。
【請求項５】
作動されるように構成された別の制御要素を更に含み、
前記処理回路は、前記作動イベントの前記検出に応答して第１の電流ステアリングアルゴリズムに従って前記刺激パラメータセットを生成するように、かつ前記他方の制御要素の作動に応答して第２の電流ステアリングアルゴリズムに従って別の刺激パラメータセットを生成するように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載の外部制御デバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つのポインティング要素の各々が、仮想ポインティング要素であり、前記作動イベントは、前記少なくとも１つの物体の近くに該少なくとも１つの仮想ポインティング要素をグラフィック的に置く段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つのポインティング要素の各々が、実ポインティング要素であり、前記作動イベントは、前記少なくとも１つの物体の近くに該少なくとも１つの実ポインティング要素を物理的に置く段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの実ポインティング要素は、複数の実ポインティング要素を含み、前記作動イベントは、該実ポインティング要素を前記少なくとも１つの物体の近くに同時に置く段階と、該実ポインティング要素を前記表示スクリーンにわたって互いに対して移動する段階とを含むことを特徴とする請求項７に記載の外部制御デバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの物体は、複数の物体を含み、前記作動イベントは、前記実ポインティング要素をそれぞれの該物体の近くに同時に置く段階を含み、前記処理回路は、該物体を互いに対して移動することによって前記表示スクリーン上で該物体を操作するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の外部制御デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの物体は、単一物体を含み、前記作動イベントは、前記実ポインティング要素を該単一物体の近くに同時に置く段階を含み、前記処理回路は、該物体の幾何学形状を修正することによって前記表示スクリーン上で該物体を操作するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の外部制御デバイス。
【請求項１１】
前記処理回路は、前記表示スクリーン上の前記少なくとも１つの物体を、該表示スクリーン上で該少なくとも１つの物体を変位させることによって、操作するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの物体は、複数の物体を含み、前記処理回路は、該物体を互いに対して変位させるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１３】
前記処理回路は、前記表示スクリーン上の前記少なくとも１つの物体を、該少なくとも１つの物体の幾何学形状を修正することによって操作するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１４】
前記処理回路は、前記表示スクリーン上の前記少なくとも１つの物体の前記形状を、該少なくとも１つの物体を拡張又は収縮させることによって修正するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の外部制御デバイス。
【請求項１５】
前記刺激ターゲット抽象化は、理想多極であることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１６】
前記刺激ターゲット抽象化は、理想電界であることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１７】
前記刺激ターゲット抽象化は、理想刺激領域であることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１８】
前記出力回路は、遠隔測定回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【請求項１９】
前記表示スクリーンと、制御要素と、処理回路と、出力回路とを収容するハウジングを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織刺激システムに関し、特に、神経刺激リードをプログラムするための神経刺激システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
埋め込み可能神経刺激システムは、広範な病気及び疾患の治療法であることが証明されている。ペースメーカー及び「埋め込み可能心臓除細動器（ＩＣＤ）」は、いくつかの心臓の病気（例えば、不整脈）の処置において非常に有効であることを証明している。「脊髄刺激（ＳＣＳ）」システムは、慢性疼痛症候群の処置のための治療法として受け入れられており、組織刺激の適用は、狭心症及び失禁のような追加の適用に広がり始めている。「脳深部刺激（ＤＢＳ）」も、再発性慢性疼痛症候群の処置のために１０年以上にわたって治療に適用されており、ＤＢＳはまた、近年、気分障害及びてんかんのような追加の領域において適用されている。更に、近年の調査では、「末梢神経刺激（ＰＮＳ）」システムは、慢性疼痛症候群及び失禁の処置において有効性を明らかにしており、いくつかの追加の適用は現在調査中である。更に、ＮｅｕｒｏＣｏｎｔｒｏｌ（米国オハイオ州のクリーブランド所在）によるフリーハンドシステムのような「機能的電気刺激（ＦＥＳ）」システムは、脊髄損傷患者の麻痺した四肢に対して何らかの機能を回復させるために適用されている。
【０００３】
それらの埋め込み可能神経刺激システムは、典型的には、刺激リードを担持する１つ又はそれよりも多くの電極を含み、刺激リードは、望ましい刺激部位及び刺激部位から遠隔に埋め込まれた神経刺激器（例えば、埋め込み可能パルス発生器（ＩＰＧ））に埋め込まれるが、直接に刺激リードに又は間接的にリード延長部を通じて刺激リードにそのいずれかで結合される。神経刺激システムは、外部制御デバイスを更に含み、選択刺激パラメータに従って電気刺激パルスを発生させるように神経刺激器に遠隔的に命令することができる。
【０００４】
電気刺激エネルギは、電気パルス波形の形態で神経刺激器から電極に送出することができる。従って、刺激エネルギは、制御可能に電極に送出して神経組織を刺激することができる。電気パルスをターゲット組織に送出するのに使用する電極の組合せは、電極組合せを構成し、電極は、アノード（正）、カソード（負）、又はレフトオフ（ゼロ）として作用するように選択的にプログラムすることができる。言い換えると、電極組合せは、極性が正、負、又はゼロであることを表している。制御又は変更することができる他のパラメータは、電極アレイによって提供された電気パルスの振幅、幅、及び繰返し数を含む。電気パルスパラメータと共に各電極組合せは、「刺激パラメータセット」と呼ぶことができる。
【０００５】
一部の神経刺激システムにより、特に、独立して電流又は電圧供給源を制御したシステムにより、電極（電極として作用することができる神経刺激器の場合を含む）への電流の分配は、電流が多数の異なる電極構成を通じて供給されるように変更することができる。異なる構成では、電極は、正及び負電流又は電圧の異なる相対百分率の電流又は電圧を提供し、異なる電流分布（すなわち、分割電極の組合せ）を生成することができる。
【０００６】
上記で簡単に説明したように、外部制御デバイスを使用して、神経刺激器に命令し、選択刺激パラメータに従って電気刺激パルスを発生させることができる。典型的には、神経刺激器の中にプログラムされた刺激パラメータは、外部制御デバイスに対する制御を操作することによって調節され、神経刺激器システムによって患者に提供される電気刺激を修正することができる。従って、外部制御デバイスによってプログラムされた刺激パラメータに従って電気パルスを神経刺激器から刺激電極に送出し、刺激パラメータのセットに従って組織の容積を刺激又は活性化し、望ましい効率的治療を患者に提供することができる。最良の刺激パラメータセットは、典型的には、刺激された非ターゲット組織の容積を最小にしながら、治療利益（例えば、疼痛の治療）を提供するために刺激する必要がある組織の容積に刺激エネルギを送出するものになる。
【０００７】
しかし、様々な複合刺激パルスを発生させる機能と組み合わせた利用可能な電極の数は、臨床医又は患者に刺激パラメータセットの非常に大きな選択を呈するものである。例えば、プログラムすべき神経性劇システムが１６の電極のアレイを有する場合、何百万もの刺激パラメータセットが、神経刺激システムの中にプログラムするために利用することができる。今日、神経刺激システムは、最大３２の電極を有することができ、それによってプログラムするために利用可能な刺激パラメータセットの数を指数関数的に増加させる。
【０００８】
このような選択を容易にするために、臨床医は、一般的に、コンピュータ化プログラミングシステムにより神経刺激器をプログラムする。このプログラミングシステムは、内蔵型ハードウエア／ソフトウエアシステムとすることができ、又は標準パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で作動するソフトウエアによって主に形成することができる。ＰＣ又は特注ハードウエアは、神経刺激器によって発生する電気刺激の特性を能動的に制御し、最適刺激パラメータを患者フィードバック又は他の手段に基づいて判断し、その後に最適刺激パラメータの１つのセット又は複数のセットを有する神経刺激器をプログラムすることを可能にし、それらは、典型的には、治療有用性を提供するためにターゲット組織の全てを刺激するものになり、しかも刺激される非ターゲット組織の容積を最小にする。コンピュータ化プログラミングシステムは、いくつかのシナリオで患者を担当する医師によって作動させることができる。
【０００９】
例えば、ＳＣＳからの有効な成果を達成するために、１つ又は複数のリードは、電気刺激が異常感覚を引き起こすことになるような位置に置く必要がある。刺激によって誘起され患者によって知覚された異常感覚は、処置のターゲットである疼痛と患者の身体の略同じ位置に位置するはずである。リードが正確に位置決めされない場合、患者は埋め込みＳＣＳシステムから殆ど又は全く恩典を受けないことになる。従って、正しいリード配置は、有効な疼痛治療と効果のない疼痛治療の間の差を意味する可能性がある。電気リードが患者内に埋め込まれる時に、手術室（ＯＲ）のマッピング手順との関連でコンピュータ化プログラミングシステを使用して、リード及び／又は電極の配置を試験するために電気刺激を加えるように神経刺激器に命令することができ、それによってリード及び／又は電極が患者内の有効な位置に埋め込まれることを確実にする。
【００１０】
リードが正しく位置決めされた状態で、ナビゲーションセッションと呼ぶ場合がある調整手順は、外部制御デバイスと、適用可能な場合に疼痛部位に最も良く対処する刺激パラメータのセットを有する神経刺激器とをプログラムするようにコンピュータ化プログラミングシステムを使用して実施することができる。従って、ナビゲーションセッションを使用して、疼痛に対応する刺激領域又は区域を特定することができる。このようなプログラミング機能は、埋め込み中に、又はリードが漸次的に又は予想外に移動してターゲット部位から離れるように刺激エネルギを置き直す場合には埋め込み後に組織を標的にするのに特に有利である。神経刺激器を再プログラムすることによって（典型的には、電極に対する刺激エネルギを独立して変更することにより）、刺激領域は、多くの場合、リード及びその電極アレイを再位置決めするために患者を再手術する必要なく有効な疼痛部位に移動して戻ることができる。組織に対して刺激領域を調節する時に、神経繊維の空間的補充の変化が、滑らかで連続的であると患者が知覚することになるように、電流の割合を少し変化させ、区分的ターゲット機能を有することが望ましい。
【００１１】
ＳＣＳのための１つの公知のコンピュータ化プログラミングシステムは、「ボストン・サイエンティフィック・ニューロモジュレーション・コーポレーションから入手可能な「Ｂｉｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）」と呼ばれている。「Ｂｉｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）」は、好ましいＰＣに対して作動するソフトウエアパッケージであり、外部手持ち式プログラマー（遠隔制御器と呼ばれる）の中に臨床医が刺激パラメータをプログラムすることを可能にする。電極に対して分割電流分布（パーセントカソード電流、パーセントアノード電流として、又はオフ）を含む刺激パラメータの各セットは、「Ｂｉｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）」及び遠隔制御器の両方に格納され、次に、患者内の多重領域を刺激するのに使用することができる刺激プログラムの中に組み合わせることができる。
【００１２】
刺激プログラムを生成する前に、「Ｂｉｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）」は、「手動モード」で臨床医によって作動され、電極を貫流するパーセントカソード電流及びパーセントアノード電流を手動で選択することができ、又は「自動モード」で臨床医によって作動され、「実時間」で埋め込みリードに沿って電流を電気的に「ステアリング」することができ、それによって次に刺激プログラムの中に格納して最終的に組み合わせることができる最も効率的刺激パラメータを臨床医が判断することを可能にする。「Ｂｉｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）」は、２つの方法のうちの１つを使用して、埋め込みリードに沿って電流を電気的にステアリングすることができる。
【００１３】
「ウィービング」として公知の１つの方法では、１つ又は複数のアノードが、カソードの周りを移動し、一方、カソードは、一連の電極をゆっくり下って進行する。「パンニング」として公知の別の方法は、所定の電極組合せが、電極組合せの基本形態を変えずに一連の電極を下ってシフトする。これらの電流ステアリング方法は、異なる臨床用途を有することができ（例えば、パンニングの場合は「スイートスポット」を見出し、又はウィービングの場合はカソードの周囲に電界を形作る）、従って、ユーザは、それらの２つの方法の間で切り換える必要があり、結果として試験されていない電極組合せ及び従って探索されていない治療選択肢、及び場合によっては最適以下の結果をもたらす。
【００１４】
本明細書に引用により組み込まれている「任意の電界を既存のリード電極にマップするためのシステム及び方法」という名称の米国特許仮出願出願番号第６１／２５７，７５３号明細書に説明する１つの新しい方法では、理想２極又は３極の形態の刺激ターゲットが形成され、電極の各々に分割電流値を含む刺激パラメータは、それらの理想極を模倣する方式でコンピュータ的に判断される。電流ステアリングは、電極に対する適切な分割電流値が、理想２極又は３極の様々な位置の各々に対してコンピュータで計算されるように、リードの周りで理想２極又は３極を移動することによって実施することができることを認めることができる。ウィービング及びパンニングを含む異なるタイプの電流ステアリングは、この技術に実施することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許仮出願出願番号第６１／２５７，７５３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，８９５，２８０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５１６，２２７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９９３，３８４号明細書
【特許文献５】米国特許出願出願番号第１２／５０１，２８２号明細書
【特許文献６】米国特許出願出願番号第１２／６１４，９４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
理想２極又は３極を模倣する刺激パラメータの計算は非常に有用であるが、ユーザが電極の中で刺激ターゲットを容易に移動し、一方同じくどの異なる電流ステアリングにするかにおいて異なる電流ステアリング方法の間で切り換えるための効率的方式を提供することを可能にする直感的制御機構の必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明により、少なくとも１つの神経刺激リードによって担持された複数の電極を有する神経刺激デバイスと共に使用するための外部制御デバイスを提供する。
【００１８】
外部制御デバイスは、少なくとも１つの神経刺激リードのグラフィック表示と相対的に少なくとも１つの物体を表示するように構成された表示スクリーンを含む。物体は、刺激ターゲットの抽象化（例えば、理想多極、理想電界、理想刺激領域、その他）を表している。
【００１９】
外部制御デバイスは、物体の近くに少なくとも１つのポインティング要素を置く段階を含む作動イベントを検出するように構成された検出回路を更に含む。作動イベントは、ポインティング要素を表示スクリーンにわたって移動する段階を更に含むことができる。一実施形態において、ポインティング要素の各々は、仮想ポインティング要素であり、その場合には、作動イベントは、物体の近くに仮想ポインティング要素をグラフィック的に置く段階を含むことができる。別の実施形態において、ポインティング要素の各々は、実ポインティング要素であり、その場合には、作動イベントは、物体の近くに実ポインティング要素を物理的に置く段階を含むことができる。
【００２０】
外部制御デバイスは、作動イベントの検出に応答して表示スクリーン上で物体を操作し、それによって刺激ターゲット抽象化を修正し、修正された刺激ターゲット抽象化を模倣する刺激パラメータのセットを生成するように構成された処理回路を更に含む。外部制御デバイスは、刺激パラメータのセットを神経刺激デバイスに送信するように構成された出力回路（例えば、遠隔測定回路）を更に含む。外部制御デバイスは、表示スクリーン、検出回路、処理回路、及び出力回路を収容するハウジングを有することができる。
【００２１】
一実施形態において、処理回路は、表示スクリーン上で物体を変位させることによって表示スクリーン上の物体を操作するように構成される。複数の物体がある場合、処理回路は、互いに対して物体を変位させるように構成することができる。別の実施形態において、処理回路は、少なくとも１つの物体の幾何学形状を修正することにより、例えば、物体を拡張又は収縮させることによって表示スクリーン上の物体を操作するように構成される。任意的実施形態において、外部制御デバイスは、作動されるように構成された別の制御要素を含むことができ、その場合には、処理回路は、作動イベントの検出に応答して第１の電流ステアリングアルゴリズムに従って刺激パラメータセットを生成するように、かつ他の制御要素の作動に応答して第２の電流ステアリングアルゴリズムに従って別の刺激パラメータセットを生成するように構成することができる。
【００２２】
一実施形態において、表示スクリーンは、物体の各々に隣接するグラフィック制御要素を表示するように構成され、その場合には、作動イベントは、ポインティング要素をそれぞれ制御要素上に置く段階及び制御要素をクリックする段階又はタップする段階を含むことができ、処理回路は、グラフィック制御要素が、操作された物体に隣接して表示されたままであるように、物体の操作と一体で制御要素を表示するように構成することができる。
【００２３】
ポインティング要素が複数の実ポインティング要素である場合、作動イベントは、実ポインティング要素を物体の近くに同時に置く段階と、実ポインティング要素を表示スクリーンにわたって互いに対して移動する段階とを含むことができる。複数の物体がある場合、作動イベントは、実ポインティング要素をそれぞれの物体の近くに同時に置く段階を含むことができ、その場合には、処理回路は、互いに対して物体を移動することによって表示スクリーン上の物体を操作するように構成することができる。単一の物体がある場合、作動イベントは、実ポインティング要素を単一物体の近くに同時に置く段階を含むことができ、その場合には、処理回路は、物体の幾何学形状を修正することによって表示スクリーン上の物体を操作するように構成することができる。
【００２４】
本発明の他の及び更に別の態様、並びに特徴は、本発明を以下に限定せずに例示するように考えられている好ましい実施形態の以下の詳細説明を読むと明らかになるであろう。
【００２５】
同様の要素が共通の参照番号で呼ばれる図面は、本発明の好ましい実施形態の設計及び有用性を示すものである。本発明の上記で引用した及びその他の利点、並びに目的がどのようにして得られるかをより良く理解するために、簡単に上述した本発明のより詳細な説明は、本発明の具体的な実施形態を参照してもたらされることになり、それらは、添付の図面に示されている。それらの図面は本発明の典型的な実施形態のみを描き、従って、本発明の範囲を限定すると考えるべきではないことを理解して、本発明を添付の図面の使用による付加的な特殊性及び詳細と共に以下に説明して解説する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態によって構成された「脊髄刺激（ＳＣＳ）」システムの平面図である。
【図２】患者に対する図１のＳＣＳシステムの配置の斜視図である。
【図３】図１のＳＣＳシステムで使用する埋め込み可能パルス発生器（ＩＰＧ）及び経皮リードの外形図である。
【図４】図１のＳＣＳシステムで使用する遠隔制御器（ＲＣ）の正面図である。
【図５】図４のＲＣの内部構成要素のブロック図である。
【図６】図１のＳＣＳシステムで使用する臨床医のプログラマー（ＣＰ）の内部構成要素のブロック図である。
【図７】図３のＩＰＧをプログラムするための図６のＣＰのユーザインタフェースの平面図である。
【図８Ａ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｂ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｃ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｄ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｅ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｆ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｇ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｈ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｉ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図８Ｊ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想極の操作を示す平面図である。
【図９Ａ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想電界の操作を示す平面図である。
【図９Ｂ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想電界の操作を示す平面図である。
【図９Ｃ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想電界の操作を示す平面図である。
【図９Ｄ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想電界の操作を示す平面図である。
【図９Ｅ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想電界の操作を示す平面図である。
【図９Ｆ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想電界の操作を示す平面図である。
【図１０Ａ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想刺激領域の操作を示す平面図である。
【図１０Ｂ】図７のユーザインタフェースによって生成されたプログラミングスクリーンにおける理想刺激領域の操作を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下の説明は、脊髄刺激（ＳＣＳ）システムに関する。しかし、本発明は、ＳＣＳにおける適用に適切であるが、本発明は、その最も広い態様ではそのように制限されるものではないことを理解すべきである。そうではなく、本発明は、組織を刺激するのに使用するあらゆるタイプの埋め込み可能電気回路と共に使用することができる。例えば、本発明は、ペースメーカー、除細動器、蝸牛刺激器、網膜刺激器、協働四肢移動を生じるように構成された刺激器、皮質刺激器、脳深部刺激器、末梢神経刺激器、超小型刺激器、又は尿失禁、睡眠時無呼吸、肩関節亜脱臼、頭痛、その他を処置するように構成されたいずれの他の神経刺激器の一部としても使用することができる。
【００２８】
最初に図１に移ると、例示的なＳＣＳシステム１０は、一般的に、複数の（この場合は２つの）埋め込み可能神経刺激リード１２、埋め込み可能パルス発生器（ＩＰＧ）１４、外部遠隔制御器ＲＣ１６、臨床医のプログラマー（ＣＰ）１８、外部試行刺激器（ＥＴＳ）２０、及び外部充電器２２を含む。
【００２９】
ＩＰＧ１４は、１つ又はそれよりも多くの経皮リード延長部２４を通じて神経刺激リード１２に物理的に接続され、神経刺激リード１２は、アレイに配置された複数の電極２６を担持する。図示の実施形態において、神経刺激リード１２は、経皮リードであり、この目的のために、電極２６は、神経刺激リード１２に沿って並んで配置される。以下でより詳細に説明するように、ＩＰＧ１４は、パルス化電気波形の形態（すなわち、時間的に連続した電気パルス）の電気刺激エネルギを刺激パラメータのセットに従って電極アレイ２６に送出するパルス発生回路を含む。
【００３０】
ＥＴＳ２０はまた、経皮リード延長部２８及び外部ケーブル３０を通じて神経刺激リード１２に物理的に接続することができる。ＩＰＧ１４と同様のパルス発生回路を有するＥＴＳ２０はまた、パルス電気波形の形態の電気刺激エネルギを刺激パラメータのセットに従って電極アレイ２６に送出する。ＥＴＳ２０とＩＰＧ１４の間の大きな違いは、ＥＴＳ２０が、神経刺激リード１２が埋め込まれた後及びＩＰＧ１４の埋め込み前に試験的に使用され、与えられるべき刺激の反応性を試験する非埋め込み可能デバイスであるということである。例示的なＥＴＳの更なる詳細は、引用により本明細書に明示的に組み込まれる米国特許第６，８９５，２８０号明細書に説明されている。
【００３１】
ＲＣ１６を使用して、双方向ＲＦ通信リンク３２を通じてＥＴＳ２０を遠隔測定で制御することができる。ＩＰＧ１４及び神経刺激リード１２が埋め込まれると、ＲＣ１６を使用して、双方向ＲＦ通信リンク３４を通じてＩＰＧ１４を遠隔測定で制御することができる。このような制御により、ＩＰＧ１４をオン又はオフにするか又は異なる刺激パラメータセットによりプログラムすることを可能にする。ＩＰＧ１４はまた、プログラムされた刺激パラメータを修正してＩＰＧ１４によって出力された電気刺激エネルギの特性を能動的に制御するように作動させることができる。以下でより詳細に説明するように、ＣＰ１８は、手術室及び追跡セッションにおいてＩＰＧ１４及びＥＴＳ２０をプログラムするために臨床医の詳細な刺激パラメータを提供する。
【００３２】
ＣＰ１８は、ＩＲ通信リンク３６を通じてＲＣ１６を通してＩＰＧ１４又はＥＴＳ２０と間接的に通信することによってこの機能を行うことができる。代替的に、ＣＰ１８は、ＲＦ通信リンク（図示せず）を通じてＩＰＧ１４又はＥＴＳ２０と直接に通信することができる。ＣＰ１８によって提供された臨床医の詳細な刺激パラメータはまた、刺激パラメータが、その後独立モードで（すなわち、ＣＰ１８の支援なしに）ＲＣ１６の作動によって修正することができるように、ＲＣ１６をプログラムするのに使用される。
【００３３】
外部充電器２２は、誘導リンク３８を通じて経皮的にＩＰＧ１４を充電するのに使用する携帯用デバイスである。簡略化するために、外部充電器２２の詳細は、本明細書では以下に説明しない。外部充電器の例示的な実施形態の詳細は、以前に引用により本明細書に組み込まれている米国特許第６，８９５，２８０号明細書に開示されている。ＩＰＧ１４がプログラムされ、その電源が外部充電器２２によって充電されるか又はそうでなければ補充された状態で、ＩＰＧ１４は、ＲＣ１６又はＣＰ１８が存在することなくプログラムされるように機能することができる。
【００３４】
図２に示すように、電極リード１２は、患者４０の脊髄後索４２内に埋め込まれる。電極リード１２の好ましい配置は、刺激すべき脊髄区域に隣接し、すなわち、その上に載っている。電極リード１２が脊髄後索４２を出る位置の近くの空間の欠如により、ＩＰＧ１４は、一般的に、腹部又は臀部の上のいずれかの外科的に作られたポケットに埋め込まれる。ＩＰＧ１４はまた、勿論、患者の身体の他の位置に埋め込むことができる。リード延長部２４は、電極リード１２の出口点から離れるようなＩＰＧ１４の位置決めを容易にする。図示のように、ＣＰ１８は、ＲＣ１６を通じてＩＰＧ１４と通信する。
【００３５】
ここで図３を参照して、神経刺激リード１２及びＩＰＧ１４の外部特徴部を簡単に説明する。神経刺激リード１２（１）の一方は、８つの電極２６（Ｅ１−Ｅ８とラベルつけされた）を有し、他方の神経刺激リード１２（２）は、８つの電極２６（Ｅ９−Ｅ１６とラベルつけされた）を有する。リード及び電極の実際の数及び形状は、勿論、意図する適用により異なることになる。ＩＰＧ１４は、電子及び他の構成要素（以下でより詳細に説明する）を収容するための外側ケース４４と、神経刺激リード１２の近位端が電極２６を外側ケース４４内の電極に電気的に接続する方式で嵌合するコネクタ４６とを含む。外側ケース４４は、チタンのような導電性の生体適合性材料から構成され、密封区画を形成し、内部電極は、身体組織及び体液から保護される。場合によっては、外側ケース４４は、電極として機能することができる。
【００３６】
ＩＰＧ１４は、バッテリと、ＩＰＧ１４の中にプログラムされた刺激パラメータのセットに従ってパルス化電気波形の形態の電気刺激エネルギを電極アレイ２６に送出するパルス発生回路とを含む。このような刺激パラメータは、刺激エネルギのパーセントが各電極（分割電極組合せ）に割り当られるアノード（正）、カソード（負）として活性化されかつオフ（ゼロ）にされる電極を形成する電極組合せと、パルス振幅（ＩＰＧ１４が一定の電流又は一定の電圧を電極アレイ２６に供給するか否かに依存するミリアンペア又はボルトで測定した）、パルス幅（マイクロ秒で測定した）、及びパルス繰返し数（１秒当たりのパルスで測定した）を定める電気パルスパラメータとを含むことができる。
【００３７】
電気刺激は、２つの（又はそれよりも多くの）活性電極の間で起こることになり、そのうちの１つは、ＩＰＧケースとすることができる。刺激エネルギは、単極又は多極（例えば、２極、３極、その他）様式で組織に送信することができる。単極刺激は、刺激エネルギが選択電極２６とケースの間に伝達されるように、リード電極２６のうちの選択された１つが、ＩＰＧ１４のケース４４と共に活性化される時に起こる。２極刺激は、刺激エネルギが選択電極２６の間に伝達されるように、リード電極２６のうちの２つが、アノード及びカソードとして活性化される時に起こる。例えば、第１のリード１２上の電極Ｅ３は、第２のリード１２上の電極Ｅ１１がカソードとして活性化される時に同時にアノードとして活性化することができる。３極刺激は、リード電極２６のうちの３つが、２つはアノードとして及び残りの１つはカソードとして又は２つはカソードとして及び残りの１つはアノードとして活性化される時に起こる。例えば、第１のリード１２上の電極Ｅ４及びＥ５は、第２のリード１２上の電極Ｅ１２がカソードとして活性化される時に同時にアノードとして活性化することができる。
【００３８】
図示の実施形態において、ＩＰＧ１４は、電極の各々を貫流する電流のマグニチュードを個々に制御することができる。この場合には、電流発生器を有することが好ましく、各電極に対する独立電流源からの個々の電流調節振幅は、選択的に生成することができる。このシステムは、本発明を利用するのに最適であるが、本発明で使用することができる他の刺激は、電圧調節出力を有する刺激器を含む。個々にプログラマブルな電極の振幅は、微調節を達成するのに最適であるが、電極にわたって切り換える単一出力源も、プログラムするのに殆ど微調節なしに使用することができる。混合電流及び電圧調節デバイスはまた、本発明で使用することができる。ＩＰＧの詳細な構造及び機能を説明する更なる詳細は、引用により本明細書に明示的に組み込まれる米国特許第６，５１６，２２７号明細書及び米国特許第６，９９３，３８４号明細書により完全に説明されている。
【００３９】
ＩＰＧではなく、ＳＣＳシステム１０は、代替的に神経刺激リード１２に接続された埋め込み可能受信機−刺激器（図示せず）を利用することができる点に注意すべきである。この場合には、電源、例えば、埋め込み受信機に電力を供給するためのバッテリ、並びに受信機−刺激器に命令する制御回路は、電磁リンクを通じて受信機−刺激器に誘導結合された外部コントローラに格納されることになる。データ／電力信号は、埋め込み受信機−刺激器の上に置かれたケーブル接続送信コイルから経皮的に結合される。埋め込み受信機−刺激器は、信号を受信し、制御信号に従って刺激を発生させる。
【００４０】
ここで図４を参照して、ＲＣ１６の一例示的実施形態を以下に説明する。上述したように、ＲＣ１６は、ＩＰＧ１４、ＣＰ１８、又はＥＴＳ２０と通信することができる。ＲＣ１６はケーシング５０を含み、ケーシング５０は、内部構成要素（プリント基板（ＰＣＢ）を含む）、並びにケーシング５０の外部によって担持される照明付き表示スクリーン５２及びボタンパッド５４を収容する。図示の実施形態において、表示スクリーン５２は、照明付き平面パネル表示スクリーンであり、ボタンパッド５４は、フレックス回路の上に位置決めされた金属ドームを有する膜スイッチと、ＰＣＢに直接に接続されたキーパッドコネクタとを含む。任意的実施形態において、表示スクリーン５２は、タッチスクリーン機能を有する。ボタンパッド５４は、多数のボタン５６、５８、６０、及び６２を含み、それらは、ＩＰＧ１４をオン及びオフにすることを可能にし、ＩＰＧ１４内の刺激パラメータの調節又は設定を行い、かつスクリーンの間の選択を行う。
【００４１】
図示の実施形態において、ボタン５６は、ＩＰＧ１４をオン及びオフにするように作動させることができるオン／オフボタンとして機能する。ボタン５８は、ＲＣ１６がスクリーンディスプレイ及び／又はパラメータの間で切り換えることを可能にする選択ボタンとして機能する。ボタン６０及び６２は、パルス振幅、パルス幅、及びパルス繰返し数を含むＩＰＧ１４によって発生するパルスの刺激パラメータのいずれかを増加又は低減するように作動させることができるアップ／ダウンボタンとして機能する。例えば、選択ボタン５８は、その間でパルス振幅をアップ／ダウンボタン６０、６２を通じて調節することができる「パルス振幅調節モード」、その間でパルス幅をアップ／ダウンボタン６０、６２を通じて調節することができる「パルス幅調節モード」、及びその間でパルス繰返し数をアップ／ダウンボタン６０、６２を通じて調節することができる「パルス繰返し数調節モード」にＲＣ１６を置くように作動させることができる。代替的に、専用アップ／ダウンボタンは、各刺激パラメータに提供することができる。アップ／ダウンボタンを使用するのではなく、ダイヤル、スライダーバー、又はキーパッドのようないずれかの他のタイプのアクチュエータを使用して、刺激パラメータを増加又は低減することができる。ＲＣ１６の機能性及び内部構成要素の更なる詳細は、以前に引用により本明細書に組み込まれている米国特許第６，８９５，２８０号明細書に開示されている。
【００４２】
図５を参照して、例示的なＲＣ１６の内部構成要素を以下に説明する。ＲＣ１６は、一般的に、プロセッサ６４（例えば、マイクロコントローラ）、プロセッサ６４によって実行するための作動プログラムを格納するメモリ６６、並びにナビゲーションテーブル（以下に説明する）における刺激パラメータセット、入力／出力回路、及び特に刺激パラメータをＩＰＧ１４に出力し、ＩＰＧ１４からステータス情報を受け入れるための遠隔測定回路６８、及びボタンパッド５４から刺激制御信号を受け入れ、ステータス情報を表示スクリーン５２（図４に示す）に送信するための入力／出力回路７０を含む。簡略化のために本明細書では以下に説明しないＲＣ１６の他の機能を制御すると共に、プロセッサ６４は、ボタンパッド５４のユーザ操作に応答して新しい刺激パラメータセットを生成する。それらの新しい刺激パラメータセットは、次に、遠隔測定回路６８を通じてＩＰＧ１４（又はＥＴＳ２０）に送信されると考えられる。ＲＣ１６の機能性及び内部構成要素の更なる詳細は、以前に引用により本明細書に組み込まれている米国特許第６，８９５，２８０号明細書に開示されている。
【００４３】
上記で簡単に説明したように、ＣＰ１８は、複数の電極組合せのプログラミングを大いに簡略化し、ユーザ（例えば、医師又は臨床医）がＩＰＧ１４、並びにＲＣ１６の中にプログラムすべき望ましい刺激パラメータを容易に判断することを可能にする。従って、埋め込み後ＩＰＧ１４のプログラマブルメモリにおける刺激パラメータの修正は、ＣＰ１８を使用してユーザによって実施され、ＣＰ１８は、ＩＰＧ１４と直接に通信するか又はＲＣ１６を通じてＩＰＧ１４と間接的に通信することができる。すなわち、ＣＰ１８は、脊髄の近くで電極アレイ２６の作動パラメータを修正するためにユーザを使用することができる。
【００４４】
図２に示すように、ＣＰ１８の全体の外観は、ラップトップパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の外観であり、実際に、方向性プログラミングデバイスを含むように適正に構成され、本明細書に説明する機能を実施するようにプログラムされているＰＣを使用して実施することができる。従って、プログラミング手法は、ＣＰ１８内に格納されたソフトウエア命令を実行することによって実施することができる。代替的に、このようなプログラミング手法は、ファームウエア又はハードウエアを使用して実施することができる。いずれの場合でも、ＣＰ１８は、ＩＰＧ１４（又はＥＴＳ２０）によって発生する電気刺激の特性を能動的に制御し、患者フィードバックに基づいてかつその後に最適刺激パラメータでＩＰＧ１４（又はＥＴＳ２０）をプログラムするように判断することを可能にすることができる。
【００４５】
ユーザがこれらの機能を実施することを可能にするために、ＣＰ１８は、マウス７２、キーボード７４、及びケース７８に収容されたプログラミング表示スクリーン７６を含む。マウス７２に加えて又はこの代わりに、キーボード７４に関連付けられたキーの一部として含まれるトラックボール、タッチパッド、ジョイスティック、又は方向キーのような他の方向性プログラミングデバイスを使用することができることは理解されるものとする。ＣＰ１８は、表示スクリーン７６上の作動イベントを検出することができる検出回路８０を更に含む。このような作動イベントは、表示スクリーン７６上に表示された少なくとも１つのグラフィック物体の近くに少なくとも１つのポインティング要素（図示せず）を置く段階を含むことができるが、場合によっては他のイベントは、以下でより詳細に説明するように、ポインティング要素をスクリーンにわたって移動する段階、又はポインティング要素によってクリックする段階又はタップする段階のようなポイント要素に関わるものを含む。
【００４６】
以下に説明する好ましい実施形態において、表示スクリーン７６は、能動的又は受動的のいずれかとすることができるデジタイザータッチスクリーンの形態を取る。受動的である場合、表示スクリーン７６は、指又は非電子スタイラスのような受動デバイスがスクリーンと接触する時に圧力又は電流の変化を認識する検出回路を含む。能動的である場合、表示スクリーン７６は、電子ペン又はスタイラスによって伝達された信号を認識する検出回路を含む。いずれの場合も、検出回路８０は、それが、ポインティングデバイスとスクリーンとの間で物理的接触しているか又はポインティングデバイスを所定の距離内のスクリーンに近い状態にするかを問わず、物理的ポインティングデバイス（例えば、指、非電子スタイラス、又は電子スタイラス）がスクリーンに近接している時を検出することができ、同時に物理的ポインティングデバイスが近くにいるスクリーンの位置を検出することができる。ポインティングデバイスがスクリーンに触れるか又はそうでなければスクリーンに近接している時に、タッチ点に隣接するスクリーン上のグラフィック物体は、操作用に「ロック」され、ポインティングデバイスがスクリーンから離れるように移動する時に、以前にロックされた物体は、アンロックされる。
【００４７】
以下に説明する一部の実施形態において、表示スクリーン７６は、有利なスクリーンの形態を取り、その場合には、ポインティング要素は、指又はスタイラスのような実ポインティングデバイスではなく、むしろマウス、ジョイスティック、トラックボール、その他によって制御されたカーソルのような仮想ポインティングデバイスである。
【００４８】
図６に示すように、ＣＰ１８は、一般的に、プロセッサ８２（例えば、中央演算処置装置（ＣＰＵ））と、プロセッサ８２によって実行されてユーザがＩＰＧ１４及びＲＣ１６をプログラムすることを可能にすることができる刺激プログラミングパッケージ８６を格納するメモリ８４とを含む。ＣＰ１８は、ＲＣ１６の遠隔測定回路６８を通じて刺激パラメータをＩＰＧ１４及びＲＣ１６にダウンロードするためのかつ既にＲＣ１６のメモリ６６に格納された刺激パラメータをアップロードするための出力回路８８（例えば、ＲＣ１６の遠隔測定回路を通じて）を更に含む。
【００４９】
プロセッサ８２によるプログラミングパッケージ８６の実行は、マウス７２の使用を通じてナビゲートすることができる多くの表示スクリーン（図示せず）を提供する。それらの表示スクリーンは、他の機能の中でも、臨床医が患者プロフィール情報（例えば、名前、誕生日、患者識別、医師、診断、及び住所）を選択又は入力し、手順情報（例えば、プログラミング／フォローアップ、インプラント試行システム、インプラントＩＰＧ、インプラントＩＰＧ及びリード、交換ＩＰＧ、交換ＩＰＧ及びリード、交換又は改定リード、外植、その他）を入力し、患者の疼痛マップを生成し、リードの構成及び向きを形成し、リード１２により出力された電気刺激エネルギを起動して制御し、かつ手術設定及び臨床設定の両方において刺激パラメータでＩＰＧ１４を選択してプログラムすることを可能にする。上述のＣＰ機能を説明する更なる詳細は、引用により本明細書に明示的に組み込まれる「電流ステアリングナビゲータによって使用可能なフォーマットで組織刺激プログラムを変換するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願出願番号第１２／５０１，２８２号明細書、及び「複数の神経刺激電極の中で刺激エネルギを分配するための適切なステアリングテーブルを判断するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願出願番号第１２／６１４，９４２号明細書に開示されている。
【００５０】
最も本発明に関連することとして、プログラミングパッケージ８６の実行は、刺激ターゲット（例えば、２極又は３極のような理想多極、理想電界、又は理想刺激領域）の抽象化を模倣する方式でユーザがＩＰＧ１４（又はＥＴＳ２０）をプログラムすることを便利に可能にするより直感的なユーザインタフェースを提供する。
【００５１】
ここで図７を参照して、ユーザがＩＰＧ１４（又はＥＴＳ２０）をプログラムすることを可能にするようにＣＰ１６によって生成された例示的なプログラミングスクリーン１００を以下に説明する。表示スクリーン７６は、デジタイザータッチスクリーンであるので、本明細書に説明する様々なグラフィック制御要素は、スクリーン上のそれぞれの制御要素に触れ、そうでなければ物理的ポインティングデバイスをそれぞれの制御要素と近接状態にすることによって作動させることができる。
【００５２】
プログラミングスクリーン１００は、代替的にＩＰＧ１４から電気刺激エネルギの送出を開始又は停止するように作動させることができる刺激オン／オフ制御器１０２を含む。プログラミングスクリーン１００は、刺激パラメータを手動で調節するようにユーザが操作することができる様々な刺激パラメータ制御器を更に含む。特に、プログラミングスクリーン１００は、パルス幅調節制御器１０４（マイクロ秒（μｓ）で表される）、パルス繰返し数調節制御器１０６（ヘルツ（Ｈｚ）で表される）、及びパルス振幅調節制御器１０８（ミリアンペア（ｍＡ）で表される）を含む。各制御器は、それぞれの刺激パラメータの値を低減するように作動させることができる第１の矢印と、それぞれの刺激パラメータの値を増加させるように作動させることができる第２の矢印とを含む。プログラミングスクリーン１００はまた、多極／単極刺激選択制御器１１０を含み、これは、代替的にユーザによって作動され、多極又は単極刺激を提供することができるチェックボックスを含む。プログラミングスクリーン１００はまた、３つの異なる電極組合せ１−４のうちの１つを選択するようにユーザによって作動させることができる矢印を有する電極組合せ制御器１１２を含む。電極組合せ１−４の各々は、様々な制御要素を使用して生成することができる。
【００５３】
プログラミングスクリーン１００は、電極２６’を含むリード１２’の２次元グラフィックレンダリングを表示する。図示のように、極性及び関連分割電流値は、活性電極２６’の次に表示される。プログラミングスクリーン１００は、刺激ターゲットの抽象化を表す少なくとも１つのターゲット物体２００を更に表示し、これは、本明細書の目的に対して、刺激すべきリード１２に対して望ましい組織領域の視覚化によってユーザに提供する従来の刺激パラメータ（パルス振幅、パルス幅、パルス繰返し数、電極組合せ、その他）の表示よりも高いレベルのあらゆる抽象的な情報として形成することができる。代替的な実施形態において、リード１２のグラフィックレンダリングは、３次元にすることができる。プログラミングスクリーン１００は、任意的に、グラフィックリード１２’に対して表示されたグラフィック身体構造領域（図示せず）を含むことができる。上記で簡単に説明したように、刺激ターゲット抽象化は、理想多極（図８Ａ〜図８Ｊ）とすることができ、その場合には、複数のターゲット物体（図示の実施形態において、理想２極を表す物体２００（１）及び２００（２）又は理想３極を表す物体２００（１）、２００（２）、及び２００（３））、又は理想電界（図９Ａ〜図９Ｅ）又は理想刺激領域（図１０Ａ〜図１０Ｂ）が存在することになり、その場合には、刺激することが望ましいターゲット組織領域の数に応じて、単一ターゲット物体又は複数のターゲット物体（図示の実施形態において、理想電界を表す単一物体２００（３）又は理想領域を表す単一物体２００（４））が存在する場合がある。
【００５４】
プロセッサ８２は、上記で簡単に説明した検出回路８０による作動イベントの検出に応答してターゲット物体２００を操作するように構成され、それによって刺激ターゲット抽象化を修正する。プロセッサ８２は、例えば、以前に引用により本明細書に組み込まれた米国特許仮出願出願番号第６１，２５７，７５３号明細書で説明のように、理想２極又は３極を模倣する方式で電極の各々に対して分割電流値をコンピュータ的に判断することにより、修正された刺激ターゲット抽象化を模倣する刺激パラメータのセットを生成するように更に構成される。各ターゲット物体２００が理想電界を表す場合には、米国特許仮出願出願番号第６１，２５７，７５３号明細書に説明する技術は、中間的解決法として理想２極又は３極から理想電界を形作り、理想電界を模倣するように電極に対して分割電流値をコンピュータで計算することができる。各ターゲット物体２００が理想刺激領域を表す場合には、理想電界は、理想刺激領域から容易に導出することができ、分割電流値は、理想電界を模倣するようにコンピュータで計算することができる。
【００５５】
プログラミングスクリーン１００はまた、理想２極を表す物体２００の各々を取り囲む矢印の形態で複数のグラフィック制御要素２０２を表示する。この場合には、上向き矢印、下向き矢印、左向き矢印、及び右向き矢印の４つの矢印がある。ポインティング要素（図示せず）は、制御要素２０２のいずれかの上に置いて作動イベントを実施することができる。デジタイザータッチスクリーンの場合には、ポインティング要素は、それぞれの制御要素２０２の上でスクリーンを物理的にタップするのに使用することができる実ポインティング要素（例えば、指又は能動的又は受動的スタイラス）になる。従来のスクリーンの場合には、ポインティング要素は、それぞれの制御要素２０２に対してグラフィック的にクリックするのに使用することができる仮想ポインティング要素（例えば、カーソル）になる。
【００５６】
いずれの場合も作動イベントに応答してプロセッサ８２は、リード１２’に対して物体２００を操作することになる。プロセッサ８２はまた、制御要素２０２がそれぞれの物体２００に隣接して変位したままであるように、物体２００の操作と一体でそれぞれの物体２００に関連付けられた制御要素２０２の全てを変位させることになる。
【００５７】
１つの有利な実施形態において、プロセッサ８２は、作動イベント（この場合は、制御要素２０２のうちの１つの作動）の検出に応答して第１の電流ステアリングアルゴリズム（例えば、ウィービング電流ステアリングアルゴリズム）に従って刺激パラメータセットを生成する。ＣＰ１８のユーザインタフェースはまた、作動させることができる制御要素の別のセット（例えば、キーボード上の矢印キー又は物体２００から遠隔に位置するグラフィック矢印）を有することができ、プロセッサ８２は、他の制御要素のうちの１つの作動に応答して第２の電流ステアリングアルゴリズム（例えば、パンニング電流ステアリングアルゴリズム）に従って別の刺激パラメータを生成するように構成することができる。
【００５８】
作動イベントに応答したグラフィック物体２００の操作におけるプロセッサ８２の作動を一般的に説明したが、プロセッサ８２が様々なタイプの作動イベントに応答してグラフィック物体２００を操作する方式の具体的な例を以下に説明する。
【００５９】
図８Ａ〜図８Ｅを参照して、制御矢印２０２のうちの１つの作動に応答する理想２極の極のうちの１つを表す物体２００（１）の変位を説明する。制御矢印２０２のうちの１つの作動に応答し、プロセッサ８２は、作動する矢印２０２の方向にリード１２’に対して物体２００を変位させることになる。例えば、図８Ａに示す初期物体２００（１）を仮定すると、物体２００（１）に関連付けられた上部制御矢印２０２は、図８Ｂに示すようにリード１２’に対して上方に物体２００（１）を変位させるように作動させることができ、物体２００（１）に関連付けられた下部制御矢印２０２は、図８Ｃに示すようにリード１２’に対して下向きに物体２００（１）を変位させるように作動させることができ、物体２００（１）に関連付けられた左制御矢印２０２は、図８Ｄに示すようにリード１２’に対して左に物体２００（１）を変位させるように作動させることができ、物体２００（１）に関連付けられた右制御矢印２０２は、図８Ｅに示すようにリード１２’に対して右に物体２００（１）を変位させるように作動させることができる。勿論、正極を表す物体２００（２）に関連付けられた矢印２０２のいずれかは、作動矢印の方向にその物体２００を変位させるように作動させることができる。
【００６０】
代替的な実施形態において、物体から分離した視覚グラフィック制御要素は利用されない。代わりに、ポインティング要素（実又は仮想を問わず）は、単に物体２００の上に置かれ、物体２００を表示するようにスクリーンにわたって表示される。表示スクリーン７６がデジタイザータッチスクリーンである場合には、作動イベントは、代替的に、２つの実ポインティング要素（例えば、指又はスタイレット）それぞれを複数の物体２００の上に同時に置く段階及び互いに対して実ポインティング要素を移動する段階を含むことができる。ポインティング要素は、例えば、１つのポインティング要素を１つの物体２００上に置き、次に、第１のポインティング要素を第１の物体２００上に残しながら別のポインティング要素を他の物体２００上に置くことにより、又は単にポインティング要素をそれぞれ物体２００上に同時に置くことによってそれぞれの物体２００上に同時に置くことができる。
【００６１】
例えば、それぞれの物体２００は、互いに離れるように実ポインティング要素（指として示す）を直線的に移動することによって互いに離れるように直線的に移動することができ、又は互いの方向に実ポインティング要素を移動することによって互いの方向に直線的に移動することができる。例えば、２つの実ポインティング要素は、図８Ｆに示すように、それぞれ物体２００（１）及び２００（２）上に置き、互いの方向に物体２００（１）及び２００（２）を移動するように互いの方向に移動することができる。別の例として、それぞれの物体２００は、実ポインティング要素をポイントの周りで回転させることによって物体の間のポイントの周りで物体２００を回転させることによって互いに対して変位させることができる。例えば、２つの実ポインティング要素は、図８Ｇに示すように、それぞれ物体２００（１）及び２００（２）上に置き、ポイントの周りで回転させ、物体２００（１）及び２００（２）をポイントの周りで回転させることができる。
【００６２】
図８Ｈ〜図８Ｊを参照すると、更に別の実施形態において、中間カソード（物体２００（１）及び２つの側面アノード（物体２００（２）及び２００（３））から構成され３極は、３極全体がカソードの移動と共に移動することになる一般規則に従って実ポインティング要素（指として示す）を使用して操作することができ、アノードは、カソードに対して互いに独立し、又はカソードに対して依存して相対称的に移動することができる。従って、全ての物体２００（１）−２００（３）は、実ポインティング要素が物体２００（２）上に置かれて移動する時に一体で移動することになるが、物体２００（１）又は２００（３）のみは、実指示がこの物体の上に置かれて移動する時に移動することになる。
【００６３】
例えば、単一実ポインティング要素は、図８Ｈに示すように、物体２００（１）上に置かれて移動し、物体２００（１）の移動と一体で物体２００（１）−２００（３）を移動することができる。実ポインティング要素は、図８Ｉに示すように、物体２００（２）上に置くことができ、及び／又は実ポインティング要素は、物体２００（３）上に置き、物体２００（１）の方向に又はそれから離れるように独立して（又は従属的対称に）移動することができる。２つの実ポインティング要素は、図８Ｊに示すように、それぞれ物体２００（１）及び２００（２）上に置かれ、物体２００（３）の周りで回転して物体２００（１）及び２００（２）を物体２００（３）の周りで回転させることができる。
【００６４】
図９Ａ〜図９Ｅに示す実施形態において、プログラミングスクリーン１００はまた、電界を表す物体２００（３）を取り囲む矢印の形態で複数のグラフィック制御要素２０２を表示する。物体２００（３）は、物体２００（１）に関して上述した同じ方式でリード１２’に対して変位することができる。
【００６５】
加えて、表示スクリーン７６がデジタイザータッチスクリーンである場合、作動イベントは、代替的に、２つの実ポインティング要素（例えば、指又はスタイレット）をそれぞれ反対の位置に配置した制御要素２０２上に同時に置く段階と、それぞれの物体２００（３）を拡張させ（実ポインティング要素を互いに離れるように移動し）又はそれぞれの物体２００（３）を収縮させる（実ポインティング要素を互いの方向に移動する）ように互いに対して実ポインティング要素を移動する段階とを同時に含むことができる。例えば、実ポインティング要素は、上向き及び下向き矢印２０２上に置き、互いに離れるように移動し、物体２００（３）を拡張させ（図９Ｂ）又は互いの方向に移動して物体２００（３）を収縮させる（図９Ｃ）ことができる。ポインティング要素は、例えば、１つのポインティング要素を制御要素２０２上に置き、次に、第１のポインティング要素を第１の制御要素２０２上に残しながら別のポインティング要素を他の制御要素２０２上に置くことにより、又はポインティング要素をそれぞれ制御要素２０２上に単に同時に置くことによってそれぞれの制御要素２０２上に同時に置くことができる。
【００６６】
従って、制御要素２０２は、２つのポインティング要素を制御要素２０２上に置き、制御要素２０２を互いに対して変位させることにより、選択的に物体２００（３）を変位させ（例えば、ポインティング要素で制御要素２０２をタップ又はクリックすることにより）、又は物体２００（３）の幾何学形状を形作り、その場合は物体２００（３）を拡張又は収縮させるために使用することができることを認めることができる。
【００６７】
一実施形態において、互いに対する２つの実ポインティング要素の変位は、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、全ての方向に同様に拡張又は収縮することになる。例えば、実ポインティング要素をそれぞれ上向き及び下向き矢印２０２上に置き、それらを互いに離れるように移動することで、垂直及び水平方向の両方に物体２００（３）を拡張させることになる。
【００６８】
別の実施形態において、物体２００（３）は、互いに対して第１の２つのポインティング要素を変位させながら、ユーザが変更したくない方向に対応して反対の位置に配置された矢印２０２上に別の２つのポインティング要素を置くこと及び保持することによって一方向にのみ拡張又は収縮することができる。例えば、２つのポインティング要素は、それぞれ上向き及び下向き矢印２０２上に置くことができ、２つのポインティング要素は、左及び右下向き矢印２０２上に置くことができる。次に、上向き及び下向き矢印２０２上の２つのポインティング要素は、互いに対して変位することができるが、左向き及び右向き矢印２０２上の２つのポインティング要素は、維持することができる。その結果、物体２００（３）は、垂直方向にのみ拡張（図９Ｄ）又は収縮（図９Ｅ）することができる。代替的に、物体２０２は、ポインティング要素が反対の位置に配置された矢印２０２の他方の対上に置かれるか否かに関係なく、ポインティング要素によって作動された反対の位置に配置された矢印の対に沿った方向に拡張又は収縮することになるに過ぎない。
【００６９】
更に別の実施形態において、物体２００は、物体２００の境界上にポインティング要素を置き、境界を変位させるようにポインティング要素を移動することによって形作ることができる。物体２００の境界のあらゆるセグメントは、物体２００を形作ってユーザが望むあらゆる形態にすることができるように、このようにして変位することができる。例えば、図１０Ｂに示すように、ポインティング要素は、理想刺激領域を表す物体２００（４）の境界の様々な領域上に置き、物体２００（４）を無定形に形成するように変位させることができる。
【００７０】
上述の技術は、ＣＰ１８に埋め込まれると説明したが、この技術は、代替的に又は追加的にＲＣ１６に実施することができる点に注意すべきである。
【００７１】
本発明の特定的な実施形態を図示して説明したが、本発明を好ましい実施形態に限定するように考えているものではないことは理解され、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変形及び修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。従って、本発明は、代替形態、修正、及び均等物を包含することを意図し、それらは、特許請求の範囲によって定められるような本発明の精神及び範囲に含むことができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  ＳＣＳシステム
１２  神経刺激リード
２２  外部充電器
２４、２８  リード延長部
２６  電極、電極アレイ
３０  外部ケーブル
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図８Ｊ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月17日(2013.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの神経刺激リード（１２）によって担持された複数の電極（２６）を有する神経刺激デバイス（１４）と共に使用するための外部制御デバイス（１８）であって、
少なくとも１つの神経刺激リード（１２）のグラフィック表示（１２’）に対してそれぞれ理想多極の極を表す複数の物体（２００）を表示するように構成された表示スクリーン（７６）と、
前記複数の物体（２００）のうちの１つの近くにポインティング要素を置く段階を含む作動イベントを検出するように構成された検出回路（８０）と、
前記作動イベントの前記検出に応答して前記ディスプレイスクリー（７６）上で前記１つの物体（２００）を前記複数の物体（２００）のうちの少なくとも別の１つに対して直線的に移動し、それによって前記理想多極を修正し、かつ該修正された理想多極を模倣する刺激パラメータのセットを生成するように構成された処理回路（８２）と、
前記刺激パラメータのセットを神経刺激デバイス（１４）に送信するように構成された出力回路（８８）と、
を含むことを特徴とする外部制御デバイス（１８）。
【請求項２】
前記作動イベントは、前記ポインティング要素を前記表示スクリーン（７６）にわたって移動する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項３】
前記表示スクリーン（７６）は、前記１つの物体（２００）に隣接してグラフィック制御要素（２０２）を表示するように構成され、前記作動イベントは、前記ポインティング要素をそれぞれ該グラフィック制御要素（２０２）上に置く段階を含み、前記処理回路（８２）は、該グラフィック制御要素（２０２）が該１つの操作された物体（２００）に隣接して表示されたままであるように、該１つの物体（２００）の前記直線移動と一体で該グラフィック制御要素（２０２）を直線的に移動するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項４】
前記作動イベントは、前記グラフィック制御要素（２０２）をクリック又はタップする段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項５】
作動されるように構成された別の制御要素を更に含み、
前記処理回路（８２）は、前記作動イベントの前記検出に応答して第１の電流ステアリングアルゴリズムに従って前記刺激パラメータセットを生成するように、かつ前記他方の制御要素の前記作動に応答して第２の電流ステアリングアルゴリズムに従って別の刺激パラメータセットを生成するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項６】
前記ポインティング要素は、仮想ポインティング要素であり、前記作動イベントは、前記１つの物体（２００）の近くに該仮想ポインティング要素をグラフィック的に置く段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項７】
前記ポインティング要素は、実ポインティング要素であり、前記作動イベントは、前記物体（２００）の近くに該実ポインティング要素を物理的に置く段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項８】
前記作動イベントは、前記１つの物体（２００）の近くへの前記実ポインティング要素の前記物理的配置と同時に、前記複数の物体（２００）のうちの別の１つの近くに別の実ポインティング要素を物理的に置く段階を含み、前記処理回路（８２）は、該作動イベントの検出に応答して該１つの物体（２００）及び該他方の物体（２００）を互いに相対的に前記表示スクリーン（７６）上に表示し、それによって前記理想多極を修正するように構成されることを特徴とする請求項７に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項９】
前記理想多極は、理想２極であることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項１０】
前記理想多極は、理想３極であることを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項１１】
前記理想多極は、中間カソード及び２つの側面アノードを含み、前記複数の物体（２００）は、それぞれ、該中間カソードを表す１つの物体（２００（２））と該２つの側面アノードをそれぞれ表す２つの物体（２００（１）及び２００（３））とを含み、前記作動イベントは、該２つの物体（２００（１）及び２００（３））のうちの１つの近くにポインティング要素を置く段階を含み、前記処理回路（８２）は、該作動イベントの検出に応答して該２つの物体（２００（１）及び２００（３））を該１つの物体（２００（２））に対して対称的に移動し、それによって該理想多極を修正するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項１２】
前記検出回路（８０）は、前記１つの物体（２００（２））の近くにポインティング要素を置く段階を含む別の作動イベントを検出するように構成され、前記処理回路（８２）は、該他方の作動イベントの検出に応答して前記複数の物体（２００（１）−２００（３））を一体で前記表示スクリーン（７６）上に表示するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項１３】
前記出力回路（８８）は、遠隔測定回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【請求項１４】
前記表示スクリーン（７６）と、検出回路（８０）と、処理回路（８２）と、出力回路（８８）とを収容するハウジング（７８）を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の外部制御デバイス（１８）。
【国際調査報告】
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