(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の痛み感覚を覆い隠す知覚異常を用いずに患者の痛みを治療するための脊髄調整システムであって、
埋め込み型パルス発生器と、
前記パルス発生器が治療信号を送信できるように前記パルス発生器に接続された埋め込み型信号送出要素と、
を含み、
前記パルス発生器は、前記治療信号を生成し、かつ前記治療信号を前記信号送出要素に対して送信するための命令を収容する機械可読な媒体を含んでおり、
前記治療信号の少なくとも一部は、１．５ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの範囲の周波数、０．１ｍＡから２０ｍＡまでの範囲の振幅、そして、１０マイクロ秒から３３３マイクロ秒までの範囲のパルス幅を有し、前記治療信号は、知覚異常を生じることなく鎮痛効果を与える、
ことを特徴とする脊髄調整システム。
【請求項２】
前記振幅の範囲が、０．５ｍＡから１０ｍＡまでである、請求項１に記載の脊髄調整システム。
【請求項３】
前記振幅の範囲が、１ｍＡから６ｍＡまでである、請求項１に記載の脊髄調整システム。
【請求項４】
前記振幅の範囲が、１ｍＡから４ｍＡまでである、請求項１に記載の脊髄調整システム。
【請求項５】
前記振幅の範囲が、２ｍＡから３．５ｍＡまでである、請求項１に記載の脊髄調整システム。
【請求項６】
前記パルス幅の範囲が、２５マイクロ秒から１６６マイクロ秒までの範囲である、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項７】
前記パルス幅の範囲が、３０マイクロ秒から３５マイクロ秒までの範囲である、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項８】
前記周波数の範囲が、１．５ｋＨｚから５０ｋＨｚまでの範囲である、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項９】
前記周波数の範囲が、３ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの範囲である、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１０】
前記周波数の範囲が、３ｋＨｚから１５ｋＨｚまでの範囲である、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１１】
前記周波数の範囲が、３ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの範囲である、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１２】
前記周波数が、１０ｋＨｚである、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１３】
前記周波数の範囲が、５ｋＨｚから１５ｋＨｚまでの範囲である、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１４】
前記パルス発生器の信号送出パラメータを遠隔操作で更新するために前記埋め込み型パルス発生器と無線で通信可能に接続された内科医プログラマーをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１５】
前記内科医プログラマーは、周波数、振幅、パルス幅、又は信号送出位置を更新するよう構成されている、請求項１４に記載の脊髄調整システム。
【請求項１６】
前記パルス発生器は、５０％又はそれ以下の負荷サイクルで前記治療信号を送出するよう構成されている、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１７】
前記埋め込み型信号送出要素は、複数の離間されたコンタクトを有し、脊髄の硬膜外腔への埋め込みに適合した長形のリードを含んでいることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【請求項１８】
前記治療信号は、知覚異常を誘発しない治療信号である、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の脊髄調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、引用により本明細書に組み込まれる２００９年５月８日出願の米国特許仮出願第６１／１７６，８６８号明細書に対する優先権を請求するものである。本出願は、引用により本明細書に組み込まれる２００９年４月２２日出願の米国特許仮出願第６１／１７１，７９０号明細書に対する優先権を請求するものである。
【０００２】
本発明の開示は、一般的に、副作用が低減して痛みを抑制するための選択的な高周波脊髄調整及び関連のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
神経刺激装置は、痛み、運動障害、機能障害、痙縮、癌、心疾患、及び様々な他の病状を治療するために開発されている。埋め込み型神経刺激システムは、一般的に、神経組織又は筋組織に電気パルスを送出するために埋め込み型パルス発生器及び１つ又はそれよりも多くのリードを有する。例えば、脊髄刺激（ＳＣＳ）のためのいくつかの神経刺激システムは、円形断面形状を有するリード本体とリード本体の遠位端で互いに離間した１つ又はそれよりも多くの導電性リングとを含む円筒形リードを有する。導電性リングは、個々の電極として作動し、多くの場合、ＳＣＳリードは、探り針の支援の有無に関わらず、硬膜外腔に挿入された大きい針を通じて経皮的に埋め込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１２／７０３，６８３号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１２／５６２，８９２号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１２／３６２，２４４号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１２／２６４，５３６号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｒｏｓｓｍａｎ及びＮｅａｒｙ共著「神経解剖学」、１９９５年（Ｃｈｕｒｃｈｉｌｌ  Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎｅにより出版）
【非特許文献２】Ｌｉｎｄｅｒｏｔｈ及びＦｏｒｅｍａｎ共著「痛みを伴う症候群の脊髄刺激の機構：動物モデルの役割」、痛み医療、第５１巻、２００６年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
埋め込まれた状態で、パルス発生器は、電極に電気パルスを印加し、これは、次に、感覚的な刺激に対する患者の応答性を変更し、及び／又は患者の運動回路出力を変更するなどで患者の神経系の機能を修正する。痛み治療において、パルス発生器は、電極に電気パルスを印加し、これは、次に、痛みの患者の感覚を覆い隠すか、又はそうでなければそれを変更する感覚を発生させることができる。例えば、多くの場合、患者は、根本的な痛み感覚よりも心地よい及び／又は不快感が少ないと感知される疼痛又は知覚異常を報告している。多くの患者にこれが当て嵌まると考えられるが、多くの他の患者は、恩典の少ない効果及び／又は結果を報告する場合がある。従って、患者の痛みに対処するための改良型の技術及びシステムの必要性が依然として存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の開示のいくつかの実施形態により治療信号を送出するために脊椎に位置決めされた埋め込み型脊髄調整システムの部分概略図である。
【図１Ｂ】本発明の開示の実施形態により埋め込まれたリード本体に対して代表的な位置を示す患者の脊椎の部分概略断面図である。
【図２】基線レベル及び従来の脊髄刺激デバイスで達成されたレベルと比較した患者が本発明の開示の実施形態により治療を受けた４日間の治験にわたる患者の痛み低減レベルを示す棒グラフである。
【図３】従来の脊髄刺激を受ける患者に関する類似のデータと比較した患者が治験主導調整変更中に本発明の開示の実施形態による治療を受ける回数の比較の棒グラフである。
【図４】治験中に得られた本発明の開示の実施形態により治療を受ける患者に関する活動性改善を示す棒グラフである。
【図５Ａ】治験中に得られた様々な活動を行う患者に関する活動性レベルを比較する棒グラフである。
【図５Ｂ】治験中に得られた本発明の開示の実施形態により治療を受ける患者に関する睡眠改善を示す棒グラフである。
【図５Ｃ】治験中に得られた本発明の開示の実施形態により治療を受ける患者に関する睡眠改善を示す棒グラフである。
【図６Ａ】治験中に得られた本発明の開示の実施形態により治療を受ける患者に関する調整位置の関数として成功した治療結果を示す棒グラフである。
【図６Ｂ】本発明の開示の実施形態により行われた方法を示す流れ図である。
【図６Ｃ】本発明の開示の実施形態により行われた方法を示す流れ図である。
【図７Ａ】本発明の開示の実施形態により追加治験中に使用されたリードの配置を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の開示の実施形態により治療を受ける患者の追加治験から得られた結果を示す図である。
【図８】従来の脊髄刺激に関する予想作用機構と比較して本発明の開示による治療に関する可能な作用機構を識別する概略図である。
【図９】本発明の開示の実施形態によって構成されたリード本体の部分概略図である。
【図１０Ａ】本発明の開示の実施形態によって構成された延長可能なリードの部分概略図である。
【図１０Ｂ】本発明の開示の実施形態によって構成された延長可能なリードの部分概略図である。
【図１０Ｃ】本発明の開示の実施形態によって構成された延長可能なリードの部分概略図である。
【図１１Ａ】本発明の開示の実施形態によって構成された多心リードの部分概略図である。
【図１１Ｂ】本発明の開示の実施形態によって構成された多心リードの部分概略図である。
【図１１Ｃ】本発明の開示の実施形態によって構成された多心リードの部分概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
１．０．序論
現在の技術は、一般的に、一般的に副作用を低減又は排除した高周波数要素又は構成要素（例えば、高い基本周波数を有する部分）を有する波形を通じて痛みを抑制する脊髄調整及び関連のシステム及び方法に関する。このような副作用には、不要な運動刺激又は阻止、及び／又はターゲットの痛み以外の感覚的な機能との干渉を含むことができる。いくつかの実施形態は、簡易脊髄調整システム及び構成要素、及び開業医及び／又は患者のための簡易手順も提供する。本発明の開示のある一定の実施形態の特定の詳細は、患者の１つ又はそれよりも多くのターゲット神経母集団（例えば、神経）又は部位を調整する方法、及び調整を提供するための関連の埋め込み型構造体を参照して以下に説明する。選択した実施形態は、痛みを制御するために脊柱、後角、後根、後根入口帯、及び／又は脊柱の他の特定の領域を調整することを参照して以下に説明するが、調整は、一部の例においては脊髄の他の神経構造及び／又はターゲット神経母集団及び／又は他の神経組織に関する場合がある。一部の実施形態は、この節に説明するものと異なる構成、構成要素、又は手順を有することができ、他の実施形態では特定の構成要素又は手順を排除することができる。当業者は、従って、本発明の開示が付加的な要素を有する他の実施形態を含むことができ、及び／又は図１Ａ〜図１１Ｃを参照して以下に図示及び説明する特徴の一部がない他の実施形態を含むことができることを理解するであろう。
【０００９】
一般用語において、以下の実施形態の多くの態様は、患者の痛み低減を含む治療効果を生成することに関する。治療効果は、罹患した神経母集団の活動を抑制、抑止、下方調節、阻止、防止するか又はそうでなければ調整することによって生成することができる。本発明で開示する技術の多くの実施形態では、治療によって誘発された知覚異常は、標準ＳＣＳ技術と異なり、痛み低減達成の前提条件ではない。図１Ａ〜図１１Ｃを参照して以下に説明する技術は、既存の脊髄刺激療法が可能なものよりも有効で強固で複雑でない及び／又は他の点でより望ましい結果を生成することができると予想される。
【００１０】
図１Ａは、患者脊髄１９１の全体的な生体組織に対して配置された慢性的痛み及び／又は他の条件からの緩和を提供する代表的な治療システム１００を概略的に示している。システム１００は、パルス発生器１０１を含むことができ、これは、患者１９０内に皮下に埋め込んで信号送出要素１１０に結合することができる。代表的な例において、信号送出要素１１０は、埋め込み後に患者１９０に治療を送出する機能を伝えるリード又はリード本体１１１を含む。パルス発生器１０１は、リード１１１に直接に接続することができ、又は通信リンク１０２（例えば、延長部）を通じてリード１１１に結合することができる。従って、リード１１１は、切れ間１１４（図１Ａに概略的に図示）で延長部に解除可能に接続される末端区画を含むことができる。それによって単一のタイプの末端区画を異なる体型（例えば、異なる身長）の患者に対して使用することができる。本明細書で使用する時に、リード及びリード本体という用語は、患者１９０に治療信号を供給するデバイスを担持するいくつかの適切な担体及び／又は支持部材のいずれかを含む。例えば、リード１１１は、患者の緩和をもたらすためなどに患者の組織内に電気信号を誘導する１つ又はそれよりも多くの電極又は電気接点を含むことができる。他の実施形態では、信号送出要素１１０は、患者１９０に同じく電気信号及び／又は他のタイプの信号を誘導するリード本体以外のデバイス（例えば、パドル）を含むことができる。
【００１１】
パルス発生器１０１は、ターゲット神経を上方調節（例えば、刺激又は励起）及び／又は下方調節（例えば、阻止又は抑止）する信号送出要素１１０に信号（例えば、電気信号）を送信することができる。本明細書で使用する時及び特に断らない限り、「調整する」及び「調整」という用語は、一般的に、ターゲット神経に対するいずれかのタイプの上述の効果を及ぼす信号を指す。パルス発生器１０１は、適切な治療信号を発生及び送信するための命令を収容する機械可読（例えば、コンピュータ可読）媒体を含むことができる。システム１００のパルス発生器１０１及び／又は他の要素は、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ１０７、メモリ１０８、及び／又は入出力デバイスを含むことができる。従って、調整信号を供給して他の関連の機能を実行する処理は、コンピュータ可読媒体上に、例えば、プロセッサ１０７及び／又はメモリ１０８に収容されたコンピュータ−実行可能命令によって実行することができる。パルス発生器１０１は、図１Ａに示すように、単一のハウジングに又は複数のハウジングに収容された複数の部分、要素、及び／又はサブシステム（例えば、複数の信号送出パラメータに従って信号を誘導するための）を含むことができる。
【００１２】
パルス発生器１０１はまた、１つ又はそれよりも多くのソースから受け取る入力信号を受信及び応答することができる。入力信号は、治療命令が選択、実行、更新、及び／又は他の方法で実施される方法を誘導するか又は影響を及ぼすことができる。入力信号は、パルス発生器１０１によって担持される１つ又はそれよりも多くのセンサ１１２（１つのセンサが、例示を目的として図１に概略的に図示）から受信し、及び／又はパルス発生器１０１と依然として通信中にパルス発生器１０１外に（例えば、他の患者位置に）配信することができる。センサ１１２は、患者の状態（例えば、患者の位置、患者の姿勢、及び／又は患者の活動レベル）に依存するか又はそれを反映する入力、及び／又は患者とは独立している入力（例えば、時間）を供給することができる。他の実施形態では、入力は、より詳細に後述するように患者及び／又は開業医によって供給することができる。更なる詳細は、引用により本明細書に組み込まれる２０１０年２月１０日出願の現在特許出願中の米国特許出願第１２／７０３，６８３号明細書に含まれている。
【００１３】
一部の実施形態では、パルス発生器１０１は、外部電源１０３から治療信号を発生させる電力を得ることができる。外部電源１０３は、電磁誘導（例えば、ＲＦ信号）を使用して、埋め込まれたパルス発生器１０１に電力を伝達することができる。例えば、外部電源１０３は、埋め込み型パルス発生器１０１内の対応する内部コイル（図示せず）と通信する外部コイル１０４を含むことができる。外部電源１０３は、使いやすいように携帯型とすることができる。
【００１４】
別の実施形態では、パルス発生器１０１は、外部電源１０３に加えて又はその代わりに内部電源から治療信号を発生させる電力を得ることができる。例えば、埋め込まれたパルス発生器１０１は、このような電力を供給するために、非充電式バッテリ又は充電式バッテリを含むことができる。内部電源が充電式バッテリを含む時に、外部電源１０３は、バッテリを再充電するのに使用することができる。外部電源１０３は、適切な電源（例えば、従来の壁面コンセント）から再充電することができる。
【００１５】
一部の場合には、外部プログラマー１０５（例えば、試験調整器）は、パルス発生器１０１を埋め込む前に、初期埋め込み手順中に信号送出要素１１０に結合することができる。例えば、開業医（例えば、内科医及び／又は会社代表者）は、外部プログラマー１０５を使用して、リアルタイムで信号送出要素１１０に供給された調整パラメータを変えて最適又は特に有効なパラメータを選択することができる。これらのパラメータには、信号送出要素１１０の位置、並びに信号送出要素１１０に供給される電気信号の特性を含むことができる。典型的な処理において、開業医は、ケーブルアセンブリ１２０を使用して、信号送出デバイス１１０に外部プログラマー１０５を一時的に接続する。ケーブルアセンブリ１２０は、従って、外部プログラマー１０５に解除可能に接続される第１のコネクタ１２１及び信号送出要素１１０に解除可能に接続される第２のコネクタ１２２を含むことができる。従って、信号送出要素１１０は、信号送出要素１１０を信号発生器に直接に（十分に長い場合）又は間接的に（十分に長くない場合）接続することを可能にする接続要素を含むことができる。開業医は、初期位置において信号送出要素１１０が有効であるか否か試験することができる。開業医は、次に、ケーブルアセンブリ１２０を切り離し、信号送出要素１１０を移動させて、電気調整を再び適用することができる。この処理は、開業医が信号送出デバイス１１０の望ましい位置を得るまで反復的に実行することができる。任意的に、開業医は、ケーブルアセンブリ１２０を切り離すことなく、部分的に埋め込まれた信号送出要素１１０を移動させることができる。適切なケーブルアセンブリの方法及び関連の技術の更なる詳細は、引用により本明細書に組み込まれている２００９年９月１８日出願の現在特許出願中の米国特許出願第１２／５６２，８９２号明細書に説明されている。より詳細に後述するように、本発明の開示の特定的な態様は、上述の反復処理を有利に軽減又は排除することができる。
【００１６】
信号送出要素１１０の位置及び適切な信号送出パラメータが外部プログラマー１０５を使用して確立された後に、患者１９０は、一般的に制限期間にわたって外部プログラマー１０５によって発生された信号を通じて治療を受けることができる。代表的な用途において、患者１９０は、１週間にわたってこのような治療を受ける。この時間中に、患者は、体外にケーブルアセンブリ１２０及び外部プログラマー１０５を着用する。試験治療が有効であるか又は有効であるという保証が得られると仮定して、開業医は、次に、外部プログラマー１０５に代えて埋め込まれたパルス発生器１０１を使用し、試験期間中に得られた体験に基づいて選択されたパラメータでパルス発生器１０１をプログラムする。任意的に、開業医は、信号送出要素１１０を代わりに使用することができる。埋め込み型パルス発生器１０１が患者１９０に位置決めされた状態で、パルス発生器１０１によって供給された信号送出パラメータは、無線内科医プログラマー（例えば、内科医のリモコン）１１１及び／又は無線患者プログラマー１０６（例えば、患者のリモコン）を通じて遠隔操作で依然として更新することができる。一般的に、患者１９０が制御するパラメータ数は、開業医よりも少ない。例えば、患者プログラマー１０６の機能は、パルス発生器１０１の始動及び／又は停止、及び／又は信号振幅の調節に限定することができる。
【００１７】
上述の実施形態のいずれにおいても、パルス発生器１０１が信号を供給するパラメータは、治療療法の各部分中に調整することができる。例えば、周波数、振幅、パルス幅、及び／又は信号送出位置は、予め設定されたプログラム（患者及び／又は内科医入力）に従って及び／又はランダムに又は疑似乱数的に調整することができる。このようなパラメータ変動は、痛みの患者の知覚の変化、好適なターゲット神経母集団の変化、及び／又は患者の適応又は慣れを含むいくつかの潜在的な臨床状況に対処するのに使用することができる。
【００１８】
上述のシステム及び方法のある一定の態様は、本発明の開示の特定の実施形態において簡素化又は排除することができる。例えば、少なくとも何らかの例において、システムによって送出される治療信号は、従来の刺激システムよりもリード位置及び信号送出パラメータ（例えば、振幅）に遥かに影響されない効果を生成することができる。従って、上述のように、リード埋め込み手順中に適切なリード位置及び関連の信号送出パラメータを識別する試行錯誤的処理（又はこの処理の一部分）を排除することができる。この簡素化に加えて又はその代わりに、リード埋め込み後の試験期間を排除することができる。上述の簡素化に加えて又はその代わりに、信号送出パラメータを選択して長期的に信号を管理する処理を大幅に簡素化することができる。上記及び他の予想される有益な結果の更に別の態様を以下でより詳細に説明する。
【００１９】
２．０．代表的な治療パラメータ
本出願の譲受人である「Ｎｅｖｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」は、最初に従来の脊髄刺激（ＳＣＳ）技術で、その後、以下で更に開示する新開発の技術で複数の患者を治療した多点治験を行った。初期研究中に得られた結果を確認して拡張した新開発の技術を中心とした更に別の治験によりこの研究の追跡が行われた。新開発の技術、治療、及び／又はシステムの複数の実施形態は、本発明で開示する技術、治療、及び／又はシステム）又はより全般的に本発明で開示する技術と呼ぶ。
【００２０】
２．１．初期比較研究
初期治験前に、選択された患者は、１次慢性腰痛（患者により、例えば、神経障害性痛み及び／又は侵害性痛み、及び／又は他のタイプの痛み）を単独で又は他の区域、一般的に患者の脚に影響を与える痛みとの組合せで有すると識別される。全ての事例において、腰痛が主要なものであった。研究中に、患者は、２つのリードが取り付けられ、各々、図１Ａに示すものと全般的に類似の方法で脊髄領域に埋め込まれた。一方のリードは、脊髄正中線１８９の片側に埋め込まれ、他方のリードは、脊髄正中線１８９の反対側に埋め込まれた。図１Ｂは、リード１１０が代表的な患者において埋め込まれた位置と共に脊髄１９１及び隣接椎骨１９５の断面図である（一般的に、Ｃｒｏｓｓｍａｎ及びＮｅａｒｙ共著「神経解剖学」、１９９５年（Ｃｈｕｒｃｈｉｌｌ  Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎｅにより出版）からの情報に基づく）。脊髄１９１は、腹部に位置する腹部本体１９６と背面に位置する横突起１９８と棘状突起１９７の間に存在する。矢印Ｖ及びＤは、それぞれ、腹面及び背の方向を識別する。脊髄１９１自体は、硬膜１９９に位置し、硬膜１９９は、後根１９３及び後根神経節１９４を含む脊髄１９１を出る神経の部分を取り囲む。リード１１０は、２つのリード１１０が約２ｍｍ分互いから離間するように横方向の反対方向に脊髄正中線１８９（例えば、約１ｍｍオフセット）からちょうど離れて位置決めされている。
【００２１】
リード１１０が図１Ｂに示すように位置する患者には、最初に、リードは椎骨レベルＴ７−Ｔ８に位置決めされている。この位置は、一般的に腰痛の標準ＳＣＳ治療のためのものであり、その理由には、これより低い椎骨レベルでは、標準ＳＣＳ治療では、望ましくない副作用が生じて及び／又は有効性が劣ることが一般的に当て嵌まるからである。このような副作用には、不要な筋肉起動及び／又は痛みがある。リード１１０が埋め込まれた状態で、患者は、５日間にわたって標準ＳＣＳ治療を受けた。この療法は、１５００Ｈｚ未満（例えば、６０〜８０Ｈｚ）の周波数、１００〜２００μ秒のパルス幅、及び１００％の負荷サイクルでの刺激を含むものであった。
【００２２】
患者が研究の標準ＳＣＳ部分を完了した後に、患者は、次に、本発明で開示する技術に従って調整を受けた。これらの技術の一態様は、椎骨レベルＴ９、Ｔ１０、Ｔ１１、及び／又はＴ１２に位置するようにリード１１０を下方に移動させる段階を含むものであった。リード１１０が移動された後に、患者は、約３ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの周波数で治療信号を受け取った。特定の事例において、治療は、８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、又は１０ｋＨｚで行われた。これらの周波数は、標準ＳＣＳに関連の周波数よりも大幅に高く、従って、上記及び他の代表的な周波数（例えば、約１．５ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚ）の調整は、高周波数調整と本明細書で呼ぶことができる。調整は、約５０％から約１００％までの負荷サイクルで一般的に適用され、調整信号は、約１ミリ秒〜約２秒の期間にわたってオン、約１ミリ秒〜約５秒の期間にわたってオフである。印加されたパルスの幅は、約３０〜３５μ秒であり、振幅は、全体的に約１ｍＡから約４ｍＡ（名目上約２．５ｍＡ）に変化させた。上述のパラメータに従った調整は、一般的に初期治験中に約４日間にわたって患者に適用された。
【００２３】
図２〜図６Ａは、上述のパラメータに従って患者を試験することによって得られた臨床結果の要約をグラフ表示に示している。図２は、様々な状態に関する患者の「視覚的アナログ尺度（ＶＡＳ）」痛み得点を示す棒グラフである。図２に示す得点は、全体的痛みに関する。上述のように、これらの患者は、主として腰痛があり、従って、腰痛だけの痛み得点は、図２に示すものとほぼ同じであった。棒の各々は、研究のこの部分に関わった複数の患者により報告された値の平均を表している。棒２０１及び２０２は、それぞれ、薬物投与の恩典のない患者に関する８．７の基線痛みレベル及び薬物投与ありの６．８の基線レベルを示している。研究の日数ゼロでリード埋め込みを受け、上述のパラメータに従って高周波数調整を開始した後に、患者は、棒２０３により表されるように約４．０の平均的な痛み得点を報告した。次の３日にわたって（棒２０４〜２１３により表現）、患者は、図２に対応するラベル付きの棒によって示すように、毎日の朝、正午、及び夕方に日記に痛みレベルを記録した。更に、図２に対応するラベル付きの棒によって示すように、痛みレベルは、事例報告フォーマット（ＣＲＦ）に現地研究コーディネータにより毎日記録されている。この期間中に、患者の平均的な痛み得点は、約２．２（棒２１２及び２１３により表現）の報告された最小レベルに徐々に減少した。
【００２４】
比較を目的として、棒２１４は、研究の早期に標準ＳＣＳ療法を受けた同じ患者に関する痛み得点を示している。棒２１４は、標準ＳＣＳ療法に関する平均的な痛み値が３．８であったことを示している。本発明で開示する療法の結果とは異なり、標準ＳＣＳ療法では、数日にわたって比較的平坦な患者痛み結果が出る傾向があった。棒２１３及び２１４を比較すると、臨床結果により、本発明で開示する療法により標準ＳＣＳ療法と比較した時に痛みが４２％軽減されたことが見出される。
【００２５】
他の痛み指数は、全般的に一貫した結果を示している。「Ｏｓｗｅｓｔｒｙ障害指数」上では、平均的な得点は、５４の基線値から３３の値まで落ち、これは、「高度障害」から「中等度障害」への変化に対応する。患者全般の改善得点は、１（大幅改善）〜７（大幅悪化）の尺度で１．９とランクされている。
【００２６】
本発明で開示する療法で、標準ＳＣＳ療法よりも大きい痛み緩和を得るばかりでなく、患者は、図３〜図５Ｃを参照して以下で更に説明する他の利点も受けた。図３は、患者が調整の変更を開始した日当たりの回数を示す棒グラフである。結果は、標準ＳＣＳ療法（棒３０１）及び本発明で開示する療法（棒３０２）に対して示されている。患者により開始された調整の変更は、一般的に、印加された信号の振幅の変更であり、例えば、図１Ａを参照して上述したような外部調整器又はリモコンを通じて患者により開始されたものであった。標準ＳＣＳ療法を受ける患者は、１日につき平均４４回、信号送出パラメータの変更を開始した。開始された変更は、一般的に、患者が位置、活動レベル、及び／又は活動タイプを変更し、次に、治療信号から痛み緩和の低減、及び／又は不快な、心地よくない、辛い、不要な、又は不意の感覚を受けた時に引き起されている。本発明で開示する療法を受ける患者は、開業医の要請があり次第である場合を除き、信号送出パラメータを全く変更しなかった。特に、患者は、辛い刺激を回避するために信号振幅を変更したりしなかった。従って、図３は、本発明で開示する療法がリード移動、患者の位置、活動レベル、及び活動タイプに標準ＳＣＳ療法ほど大幅に影響を受けやすいものではないことを示している。
【００２７】
図４は、本発明で開示する療法を受ける患者に関する活動得点を示す棒グラフである。活動得点は、一般的に自分が着手することができる活動の量に対する満足感の患者のレベルを示す快生度得点である。４図に示すように、棒４０１は、治療を始まる前に１．９（例えば、不可〜可）の得点を有する患者を識別している。得点は、治療の２日目の終了時に患者がほぼ３（「良」の得点に相当）の得点を報告したように時間と共に改善した（棒４０２〜４０４）。研究の期間が長くなれば、患者の得点が図４に示す結果を上回って改善する可能性が十分にあることが予想される。しかし、図４に示す結果でさえも、３日間にわたって本発明で開示する療法を受ける患者の活動得点の改善は５３％であった（基線と比較）。事例研究によれば、患者は、標準ＳＣＳ療法を受ける時よりも本発明で開示する療法を受ける時の方が活動的であることを示している。事例研究の報告に基づくと、標準ＳＣＳ療法を受ける患者の同じ期間にわたる活動得点の改善は、１０〜１５％に過ぎないであろうと予想される。
【００２８】
図５Ａは、本発明で開示する療法を受けて６つの活動、すなわち、立つ、歩く、階段を登る、座る、車に乗る、及び食べることを行う患者に関する活動得点の変化を示す棒グラフである。これらの活動の各々に対して、棒の群（参照番号５０１、５０２、５０３．．．５０６により識別される個々の群に関する）は、患者の活動得点が全体的に時間の経過に伴って改善したことを示している。これらの結果は、活動の改善は幅広く、特定の活動に限定されないことを更に示している。更に、これらの結果は、食べることの３０％から立つ、歩く、及び階段を登ることの８０％−９０％にわたる各活動における重要な改善のレベルを示している。事例研究によれば、標準ＳＣＳ治療を受ける患者では、受ける患者の活動の改善は約１０％〜２０％に過ぎないであろうと予想される。また、事例研究によれば、活動レベルの改善は、標準ＳＣＳ治療を受ける時に猫背であり、かつ直立に立ち上がることができなかった少なくとも一部の患者において直接に観測されている。これとは対照的に、本発明で開示する療法を受けた時に、これらの患者は、直立に立ち上がって他の通常の活動に従事することができた。
【００２９】
患者が体験する改善は、活動の改善に限定されず、睡眠を含む相対的な非活動性までに及んだ。例えば、標準ＳＣＳ療法を受ける患者は、うつ伏せに横たわる時に特定のレベルで信号送出パラメータを確立する場合がある。睡眠中に寝返りを打った時に、患者は、患者を起こすために標準ＳＣＳ治療により行われる痛み低減の有意な十分な変化を体験する場合がある。多くの場合、患者は、ＳＣＳ信号が低減することを目的とする痛みに加えて、ＳＣＳ信号自体によって生成される痛みを更に受ける場合がある。本発明で開示する技術に対して、これとは対照的に、この望ましくない影響を回避することができる。図５Ｂ及び５Ｃは、本発明で開示する療法を受ける臨床患者に関する睡眠に及ぼす平均的な効果を示している。図５Ｂは患者障害の低減を示し、図５Ｃは、睡眠時間数の増加を示している。他の実施形態では、患者は、痛みの低減で他の作業を行うことができる場合がある。例えば、患者は埋め込み型デバイスによって達成される治療レベルを調整する必要がなく運転することができる。従って、本発明で開示する療法の方が、このような状況、及び／又は患者の快生度を改善する他の状況において患者に容易に用いることができる。
【００３０】
付加的な患者フィードバックに基づいて、ターゲット位置で本発明で開示する療法を受けた（例えば、目標とする位置から大幅に移動するリードなしで本発明で開示する療法を受けた）試験された患者の全員が、標準ＳＣＳ療法よりも本発明で開示する療法を好んだ。更に、患者が体験する痛み緩和のレベルに関わりなく、患者の８８％が、知覚異常を生じることなく痛みを低減したので標準ＳＣＳ療法よりも本発明で開示する療法を好んだ。これは、患者が痛みより知覚異常を好む場合があるが、過半数を大きく超える患者が痛み、知覚異常のいずれにも対する感覚を好まないことを示している。本発明で開示する療法を通じて得られたこの結果は、痛み緩和を生成するために知覚異常（すなわち、マスキング）に頼ると一般的に理解された標準ＳＣＳ療法に対しては利用不能である。
【００３１】
更に、事例研究的データは、本発明で開示する療法を受ける患者は、標準ＳＣＳを受ける時ほどの筋肉捕捉を受けなかったことを示している。特に、患者は、一部又は全てが標準ＳＣＳを受けた時に受けた痙攣、痛み、及び筋肉痛がなかったことを報告した。患者は、随意筋活動との干渉はないと報告しており、代わりに、本発明で開示する療法により妨げられずに運動課題を行うことができることも示した。更に、患者は、触覚（例えば、振動を検出する）、温度、及び固有受容感覚を含む他の感覚との干渉なしと報告した。殆どの場合、患者は、侵害性痛み感覚との干渉なしと報告した。しかし、一部の場合には、患者は、切開部痛み（信号送出リードを埋め込むために使用される切開部に関連）なし及び慢性周辺痛み（関節炎に関連）なしを報告した。従って、特定の実施形態では、本発明の開示する技術の態様は、急性周辺痛み及び／又は慢性周辺痛みを含む侵害性痛みに対処するのに使用することができる。例えば、少なくとも一部の場合には、低〜中の侵害性痛みを有する患者は、上述の治療の結果として緩和を受けた。より厳しい／慢性侵害性痛みを有する患者は、全体的に本発明の治療技術には完全には応答しなかった。この結果は、より詳細に後述するように、患者が体験する痛みのタイプを識別するための診断設定に使用することができる。
【００３２】
図６Ａは、本発明で開示する療法が行われたリード上のアクティブ接点の位置（椎骨レベルにより指示）の関数として成功した治療結果の件数を示す棒グラフである。一部の場合には、患者は、調整が１つよりも多い椎骨の位置で行われた時に成功した結果を得ていた。６Ａ図に示すように、成功した結果は、椎体Ｔ９〜Ｔ１２の大きい軸線方向の範囲（脊椎に沿って上下方向に測定した時）にわたって得られた。これは、好適なターゲット位置（例えば、Ｔ１０辺りで）があると考えられるが、リードは、広範な位置に位置決めして依然として成功した結果を出すことができることを示している点で驚くべき結果である。特に、隣接椎体は、一般的に、ほぼ３２ｍｍ（特定の患者解剖学的組織による）により互いから離間しており、成功した結果は、４つの椎体の広範囲（約１２８ｍｍ）にわたって、かつ１〜２つの椎体のそれより狭い範囲（約３２〜６４ｍｍ）にわたって得られた。これとは対照的に、標準ＳＣＳデータによれば、一般的に、治療は、僅か１ｍｍのずれで効果ありから効果なしに変化する場合がある。より詳細に後述するように、本発明で開示する療法に関連の柔軟性及び多用性は、患者及び開業医に対して有意な恩典をもたらすことができる。
【００３３】
図６Ｂ及び図６Ｃは、本発明の開示の特定の実施形態により患者を治療する方法を示す流れ図である。製造業者又は他の適切な事業体は、本明細書で開示する上記及び他の方法を実行する指示を開業医に与えることができる。製造業者は、少なくともこれらの方法の一部を実行するように開示するシステムのデバイスをプログラムすることができる。図６Ｂは、患者に信号発生器を埋め込む段階（ブロック６１０）を含む方法６００を示している。信号発生器は、患者の腰又は他の適切な位置に埋め込むことができる。方法６００は、更に、患者の脊髄領域（ブロック６２０）で信号送出デバイス（例えば、リード、パドル、又は他の適切なデバイス）を埋め込む段階を含む。本方法のこの部分は、約Ｔ９から約Ｔ１２（例えば、約Ｔ９〜Ｔ１２、包含的）（ブロック６２１）の範囲の椎骨レベルで、及び脊髄正中線からＤＲＥＺ（包含的）（ブロック６２２）の範囲の横位置でデバイス（例えば、デバイスのアクティブ接点）を埋め込む段階を含むことができる。ブロック６３０で、本方法は、信号発生器及び信号送出デバイスを通じて高周波数波形を印加する段階を含む。特定の例において、信号（又は少なくとも信号の一部）の周波数は、約１．５ｋＨｚから約１００ｋＨｚまで、又は約１．５ｋＨｚから約５０ｋＨｚまで、又は約３ｋＨｚから約２０ｋＨｚまで、又は約３ｋＨｚから約１５ｋＨｚまで、又は約５ｋＨｚから約１５ｋＨｚまで、又は約３ｋＨｚから約１０ｋＨｚまでとすることができる。方法６００は、更に、患者の痛み、例えば、慢性腰痛を阻止、抑止、抑制、又は他の方法で低減する段階（ブロック６４０）を含む。本方法のこの部分は、不要な感覚的な影響及び／又は制限事項なしで（ブロック６４１）、及び／又は運動の影響なしで（ブロック６４２）痛みを低減する段階を含むことができる。例えば、ブロック６４１は、他の感覚の患者による知覚を低減することなく、及び／又は更に別の痛みを引き起こすことなく痛みを低減又は排除する段階を含むことができる。ブロック６４２は、筋活動を引き起こすことなく及び／又は運動信号伝送を妨げることなく痛みを低減又は排除する段階を含むことができる。
【００３４】
図６Ｃは、図６Ｂを参照して上述したものに追加の特徴を含む方法６０１を示している。例えば、高周波数波形（ブロック６３０）を印加する処理は、望ましくない感覚及び／又は運動干渉（ブロック６３１）のような不要な副作用をもたらすことなく広い変動範囲（例えば、一実施形態では１ｍＡ未満から最大約８ｍＡまで、他の実施形態では、それぞれ、約６ｍＡまで約５ｍＡ）にわたって処理する段階を含むことができる。別の実施形態では、高周波数波形を印加する処理は、固定振幅で波形を印加する段階（ブロック６３２）を含むことができる。更に後述するように、これらの態様の各々は、患者及び／又は開業医に恩典を与えることができる。
【００３５】
患者痛みを阻止、抑止、又は他の方法で低減する処理（ブロック６４０）は、知覚異常をもたらすことなく、代わりに、意図的に生成された知覚異常に関連して処理する段階（ブロック６４４）を含むことができる。上述のように、臨床結果によれば、殆どの患者は、知覚異常があることよりも知覚異常がないことを好み、その理由には、例えば、知覚異常の感覚は、患者が位置を変え及び／又は信号振幅を調整した時に心地よくないか又は辛い感覚に変わる場合があるからである。しかし、一部の場合には、患者は、知覚異常（例えば、ＳＣＳを前に受けたた患者）の感覚を好む場合があり、従って、ＳＣＳを受ける選択肢を有することができる。知覚異常を誘発する調整と知覚異常を誘発しない調整の組合せを含む方法の更なる詳細は、引用により本明細書に先に組み込まれた米国特許仮出願第６１／１７１，７９０号明細書に含まれている。他の場合には、知覚異常は、部位選択に向けて（例えば、アクティブ電極が位置決めされる位置を判断するために）開業医が利用することができる。上記に加えて、患者痛みを低減する段階は、標準ＳＣＳが通常非常に影響を受けやすい患者属性に相対的な無感覚な状態でそうする段階（ブロック６４５）を含むことができる。これらの属性には、患者の動き（ブロック６４６）及び／又は患者の位置（ブロック６４７）を含むことができる。
【００３６】
２．２．追加研究
本出願の譲受人である「Ｎｅｖｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」は、上述の療法の特定のパラメータ及び結果を評価するために追加研究を行った。追加研究において、患者は、埋め込まれたリード及びシミュレータを受け入れて数カ月にわたって治療を受けた。この研究には、各患者に関する従来のＳＣＳ技術との直接的な比較は含まれてなかったが、患者の一部は、本発明の技術による調整を受ける前に従来のＳＣＳ療法を受けた。選択した結果に対して以下で更に説明する。
【００３７】
図７Ａは、追加研究中に用いた一般的なリード配置の概略図である。この研究において、２つのリード１１１（第１のリード１１１ａ及び第２のリード１１１ｂと図示）は、患者の脊椎のいくつかの椎骨レベルに及ぶ調整機能が得られるようにほぼ両端を突合せて位置決めされた。リード１１１ａ、１１１ｂは、リード位置のシフトの可能性を考慮するように僅かに重なり合うように位置決めされた。治療中に、２つのリード１１１ａ、１１１ｂの接点Ｃを一度に１つのリードで起動させた。換言すると、一方のリード１１１のみの接点Ｃが、いずれかの１つの時間にアクティブであり、信号は、異なるリード１１１上に位置する接点Ｃの間に誘導されなかった。２つのリードが治験中に使用したが、一般的な使用において、単一のリードを適切な椎骨レベルに位置決めすることができることが予想される。リードは、図９を参照して以下でより詳細に説明するように、本明細書に説明するものと同じか又は類似の効果をもたらすためにより広く離間した接点を有することができる。
【００３８】
各リード１１１ａ、１１１ｂの接点Ｃは、ほぼ３ｍｍの幅Ｗ２を有し、ほぼ１ｍｍの距離Ｄ１により互いから分離される。従って、隣接接点Ｃの間の心間隔Ｓは、ほぼ４ｍｍである。リード１１１ａ、１１１ｂは、患者の脊髄正中線１８９で又はその近くに位置決めされた。一方のリードは、脊髄正中線１８９の片側に位置決めし、他方のリードは、脊髄正中線１８９の反対側に位置決めされた。研究中に、いくつかの重要な効果が観測されている。例えば、リード１１１ａ、１１１ｂは、治療の有効性に大幅に影響を与えることなく、正中線１８９（例えば、６〜１０ｍｍの全幅）から、±３〜５ｍｍの全幅を有する比較的広い窓Ｗ１内の様々な位置のいずれにも位置決めすることができる。更に、相互的な痛みがある（例えば、正中線１８９の両側）患者は、リード１１０ａ、１１０ｂの横位置に関係がない相互的な緩和を報告した。例えば、リードが正中線１８９の片側上の窓Ｗ１に位置する患者は、正中線１８９の反対側の痛み緩和を報告した。これは、従来のＳＣＳ療法と異なっており、従来のＳＣＳ療法に対して、相互的な緩和は、少しでも得られた時には、厳密に正中線リード位置からの逸脱があれば一般的に非常に影響を受けやすい。更に、隣接アクティブ接点間の距離は、標準ＳＣＳに対してより一般的であるものよりも大幅に大きかった。例えば、開業医は、隣接アクティブ接点が２０ｍｍの中心間間隔、及び１７ｍｍの縁部間距離を有するようにいくつかの連続的な接点を「スキップ」（例えば、作動停止）することができた。更に、患者は、アクティブ接点の軸線方向の位置に比較的鈍感であった。例えば、開業医は、２つの椎体（例えば、約６４ｍｍ）まで延びることが予想される広範囲にわたる接点間隔にわたって同じか又はほぼ同じレベルの痛み緩和を確立することができた。更に、開業医は、本出願と同時出願でありかつ引用により本明細書に組み込まれる現在特許出願中の米国特許出願第１２／＿＿＿＿＿＿号明細書（代理人登録番号第６６２４５．８０２４ＵＳ）においてより詳細に説明するように、特定の接点が陰極又は陽極と識別されたか否かに関わらず類似の治療効果を得た。
【００３９】
追加研究における殆どの患者に対して、リードをＴ９〜Ｔ１０椎骨の位置で埋め込んだ。これらの患者は、一般的に、治療を受ける前に主として腰痛を受けていたが、脚の痛みも受けていた患者もいた。追加研究及び初期研究中に得られる結果に基づいて、腰痛に対処するための全体的な椎骨位置範囲は、約Ｔ９から約Ｔ１２までであると予想される。この範囲では、Ｔ１２又はＴ１１〜Ｔ１２の調整が腰痛及び脚の痛みがある患者をより有効に治療することができると更に予想される。しかし、一部の場合には、患者は、椎骨の位置が高いほど（例えば、Ｔ９〜Ｔ１０）大きい脚の痛み緩和を受けており、更に別の特定の場合には、Ｔ９の調整によりＴ１０の調整より大きな脚の痛み緩和が得られた。従って、上述の一般的な範囲では、特定の患者は、生理特性又は対応する好適な椎骨の位置を生成する他の要素を有することができる。
【００４０】
追加研究における治療を受ける患者は、約１０ｋＨｚの周波数で方形波信号を受け取った。患者は、約２ｍＡの初期電流振幅（２相性）で１００％の負荷サイクルで調整を受けた。患者及び開業医は、信号振幅を一般的に最大約５ｍＡまで調整することができた。上述のレベルのいずれかで、信号パルスは、閾値上であると予想され、これは、ターゲット神経母集団でのいずれかの固有の神経活動と関無係にターゲット神経母集団において活動電位を引き起こすことができることを意味する。
【００４１】
調整システム１００が埋め込まれて起動した後に、追加研究における患者を定期的に評価した。３０日間治療を受けた後にこれらの患者により報告されたＶＡＳ得点は、平均が約１．０であり、これは、図２に関して上述した傾向が何らかの期間にわたって続いたことを示すものであった。これらの患者の少なくとも一部は、約２．２５のレベルまでのＶＡＳ得点の増加を報告した。この増加が患者の活動レベルの増大から生じたと予想される。従って、この増加は治療の有効性において低減を示すのではなく、むしろ患者が他の場合ではあれば従事しない活動に従事することを可能にする有効な治療を示すと考えられる。
【００４２】
図７Ｂは、様々な活動に従事して追加研究プロトコルに従って調整を受ける患者に関する全体的なＯｓｗｅｓｔｒｙ得点を示している。１００点は、完全な障害状態に対応し、０点は、障害なしに対応する。例えば、これらの得点は、初期研究からの結果と合致し、実際には、初期研究からの結果を上回って改善した経時的な一般的な改善を示している。更に、一部の患者は、上述の実施形態により治療を受けた後に杖又は車椅子をもはや必要としないか又は使用しないことを報告した。
【００４３】
追加研究からの結果により、治療の治療効果は、比較的電流振幅の変化の影響を受けないことが確認されている。特に、患者は、通常、約２．０ｍＡから約３．５ｍＡまでのレベルで調整を受けた。殆どの場合、患者から、印加された信号の振幅を変更した時の痛み低減の大きな変化の報告はなかった。患者は、一部の場合には、望ましくない副作用を報告する前に約５ｍＡのレベルまで電流振幅を増大させることができた。更に、副作用は、突然にではなく徐々に起こり始めるものであった。一部の患者からの事例研究的フィードバックによれば、いずれかの望ましくない副作用の始まりと関無係に、高い振幅（例えば、５ｍＡを超える時）で治療有効性が下がり始めた。患者は、２ｍＡ未満の電流振幅で有効な治療を受けることができると更に予想される。この予想は、少なくとも部分的に、負荷サイクルを低減しても（例えば、７０％に）有効性が低減しないことを示すデータに基づくものである。
【００４４】
また、追加研究の結果によれば、殆どの患者（例えば、患者のほぼ８０％）は、システムが埋め込まれて起動された状態で、信号送出パラメータの何らかの特徴（例えば、アクティブ接点の数及び／又は位置及び／又は電流振幅）を変更しなくても少なくとも満足な痛み低減を受けた。患者の小さい部分集合（例えば、約２０％）は、特定の活動に従事した時に電流振幅の増大の恩典を受け、及び／又は睡眠中に低電流振幅化の恩典を受けていた。これらの患者に対して、活動に従事中に信号振幅を増大させると、痛み緩和の程度の増加が得られ、夜間に振幅を低減すると省電力と同時に過度の刺激の見込みが低減した。代表的な例において、患者は２つのこのようなプログラム、すなわち、比較的高い電流振幅（例えば、約１ｍＡから約６ｍＡまで）で信号を供給する「強い」プログラム及びそれより低い電流振幅（例えば、約０．１ｍＡから約３ｍＡまで）で信号を供給する「弱い」プログラムの中から選択した。
【００４５】
追加研究中に別の観測された効果は、患者は、本発明の技術に従って調整を受ける前に自発的にオピオイド及び／又は痛みに対処するために受けていた他の痛み薬物投与の摂取量を低減したことであった。患者の自発的な薬物摂取量低減は、現在の技術に従って行われた調整の直接的な結果である薬物の必要性の減少の直接的な結果であることが予想される。しかし、オピオイドは習慣性があるために、患者が簡単にオピオイドの使用を自発的に絶ったことは驚くべきであった。従って、少なくとも一部の患者に対しては、本発明の技術が、痛み低減に加えて、これらの薬物に対する化学的依存性を低減するように働いたとも予想される。従って、少なくとも一部の実施形態では、本発明の開示による治療技術は、患者は腰痛に対してみ治療されたか及び／又は治療中であるかと関無係に、患者の化学的依存性を低減又は排除するために用いることができることが更に予想される。
【００４６】
追加研究に参加した患者は、通常、神経障害性痛み、侵害性痛み、又は神経障害性痛み及び侵害性痛みの組合せを体験していた。神経障害性痛みは、痛みを訴える神経機構の機能障害から生じる痛みを一般的に指し、この機能障害は、外部神経トリガがなくても痛みの感覚をもたらす可能性がある。侵害性痛みは、特定の機械的又は他の物理的影響（例えば、椎間板ヘルニア、筋肉損傷、又は骨損傷）により引き起こされた時に患者により適正に感知される痛みを一般的に指す。一般的に、神経障害性痛みは、絶え間なく、侵害性痛みは、例えば、患者位置又は活動で変動する。少なくとも一部の実施形態では、本発明の技術に従った治療は、侵害性痛みより神経障害性痛みに有効に対処するように思われる。例えば、治療（主に神経障害性痛みを示す）に入る前に低いレベルの痛み変動を報告した患者は、治療中に、痛みが大幅に変動した患者より大きい痛み緩和を受けた。２つの特定の場合には、治療が有効ではなく、これは患者の腰の解剖学的組織に関する機械的問題から生じたと思われ、それによってその患者は、本発明の治療より外科手術の格好の候補であると識別されている。従って、神経障害性痛み及び（少なくとも一部の場合に）侵害性痛みに対処することに加えて、本発明の技術による手法は、主として神経障害性痛みよりもむしろ侵害性痛みを有する患者を識別する選別ツールとして作用することができる。例えば、本発明の技術に従って信号を受ける時に、開業医は、少なくとも部分的に、痛み低減の存在及び／又は量（変動の量を含む）に対応する患者からのフィードバックに基づいてそのような識別を行うことができる。この診断技術を使用する結果として、これらの患者は、侵害性痛みに直接に対処することができる外科手術又は他の処置の対象とすることができる。特に、患者は本発明の技術に従って信号を受け取ることができ、これらの患者が反応しない場合、外科的介入の適切な候補になる場合がある。言うまでもなく、患者が反応する場合、治療として本発明の技術に従って信号を受信し続けることができる。
【００４７】
３．０．作用の機構
本発明の技術の実施形態によって供給される治療のための潜在的な作用機構と共に、図８は標準ＳＣＳ治療のための予想作用機構を示す概略図である（Ｌｉｎｄｅｒｏｔｈ及びＦｏｒｅｍａｎ共著「痛みを伴う症候群の脊髄刺激の機構：動物モデルの役割」、痛み医療、第５１巻、２００６年に基づく）。抹消神経が傷ついた時に、Ａδ侵害受容体及びＣ侵害受容体は、脊髄の後角で２次神経に興奮性伝達物質レベルの増大をもたらすと考えられる。矢印７０１により表す標準ＳＣＳ療法は、２つの効果を有することが予想される。一方の効果は、患者の脳に脊柱に沿って伝達されて知覚異常として感知される順行性効果である。他方の効果は、介在神経細胞プールを励起する逆方向性効果であり、介在神経細胞プールは、２次神経への入力を抑制する。
【００４８】
本発明で開示する療法のための１つの潜在的な作用機構は、矢印７１０により表しており、後根レベルで不完全な導通ブロック（例えば、求心性神経及び／又は導出性信号伝送の不完全なブロック）を生成することを含む。このブロックは、後根に加えて又はその代わりに脊柱、後角、及び／又は後根入口帯で発生する場合がある。これらの事例のいずれにおいても、導通ブロックは、小さい方のＡδ及び／又はＣ線維を選り好みし、及び／又は優先的に小さい方のＡδ及び／又はＣ線維に影響を与え、従って、２次神経への興奮性入力の減少を生成し、従って、脊髄視床路に沿って供給された痛み信号の減少が生成されることが予想される。
【００４９】
別の潜在的な作用機構（図８で矢印７２０により表される）は、より深く介在神経細胞プールを起動させ、従って、２次神経への入力の抑制を増大させることを含む。それによって事実上、潜在的に２次神経が鈍感になり、慢性的痛み関連の信号の効果が患者上に影響を与える前に正常状態により近く変換される可能性がある。
【００５０】
更に別の潜在的な作用機構は、慢性的痛みがある患者における神経細胞の感受性に関する。このような患者において、痛み伝達神経細胞は慢性的痛みを受けない人々の同じ神経細胞と比較すると異なる過敏な状態にある場合があり、従って、「敏感状態」にあり、かつ慢性的痛みを体験にしない人々の細胞より低い刺激の閾値で頻繁にかつ異なるパターンで発火する非常に増感した細胞になると考えられる。従って、脳は、大幅に変更された送信パターンで大幅に増大した量の活動電位を受け取る。従って、本発明で開示する療法が作業することができる潜在的な作用機構は、慢性的痛み患者内の神経細胞の「基線」を回復させるか又は非慢性的痛み患者の通常の基線及び発火頻度に向けて移動させるこの過敏性を低減することによるものである。この効果により、他の神経伝達（例えば、感触、熱など）に影響を与えることなく、この患者母集団において痛みの感覚を低減することができる。
【００５１】
上述の作用機構は、上述の臨床結果を考慮することができる可能な作用機構とここで識別している。特に、これらの作用機構により、小さくて遅いＡ［δ］及びＣ線維により伝達された痛み信号を大きくて速いＡ［β］ファイバに沿って信号伝送に影響を与えることなく抑制することができる驚くべき結果を明らかにすることができる。これは、標準ＳＣＳ治療を通じて得られる一般的な結果に反しており、標準ＳＣＳ治療中では、調整信号は、一般的に低い振幅でＡβ線維に影響を与えて、信号振幅がＡβ線維により伝達される痛み又は他の不要な効果をもたらすほど高くなるまでＡδ及びＣ線維には影響を与えない。しかし、本発明の開示の態様は、このような機構に直接に結び付ける必要はない。更に、２つの上述の提案する機構の両方の特徴は、一部の実施形態では観測された結果に組み合わせて考慮することができ、他の実施形態では、単独で又は２つの上述の機構のいずれか一方と組み合わせて観測された結果を他の機構により考慮することができる。１つのこのような機構には、脊髄周り脳脊髄液（ＣＳＦ）に浸透する高周波（標準ＳＣＳ刺激と比較）調整の機能の増大がある。別のこのような機構は、標準ＳＣＳ周波数と比較する時に、高周波数に即して患者の組織によって示されるインピーダンスの予想される低減である。更に別のこのような機構は、引用により本明細書に組み込まれる２００９年１月２９日出願の現在特許出願中の米国特許出願第１２／３６２，２４４号明細書により詳細に開示されているような非同期神経応答を引き出す高周波信号の機能である。本発明で開示する技術に関連するより高い周波数には従来のＳＣＳ技術よりも多くの電源が必要であるように初めは思われる場合があるが、従来のＳＣＳ値と比較すると、信号振幅を低減することができ（改良型信号浸透力のために）、及び／又は負荷サイクルを低減することができる（後述する持続効果のために）。従って、本発明で開示する技術は、標準ＳＣＳ技術と比較した時に結果として正味の省電力を得ることができる。
【００５２】
４．０．ある一定の実施形態に関連の予想される恩典
標準ＳＣＳ療法と比較した時に、患者及び／又は開業医に対して、上述の実施形態のある一定のものは、様々な利点の１つ又はそれよりも多くをもたらすことができる。これらの恩典の一部に対しては上述している。例えば、患者は、脊髄に沿って通常の感覚的な信号及び運動信号に対する患者検出可能な阻害なしで有効な痛み緩和を受け取ることができる。特定の実施形態では、この療法により通常の運動信号及び／又は感覚的な信号に及ぼす何らかの効果をもたらすことができるが、その効果は、例えば、計器又は他のデバイスを通じた外部支援の助けを借りずに患者が本質的に確実に検出することができるレベルよりも小さいものである。従って、運動信号伝達及び他の感覚的な信号伝達（ターゲット痛みに関連の信号伝達以外）の患者のレベルは、治療前のレベルに維持することができる。例えば、上述のように、患者は、主に患者の動き及び位置に関係がない著しい痛み低減を受けることができる。特に、患者は、様々な位置を仮定し、及び／又は療法が患者に適用されるパラメータ（例えば、信号振幅）を調整する必要がなく、日常生活の活動及び／又は他の活動に関連の様々な運動に着手することができる。この結果により、様々な活動に従事しながら、患者の生活を大幅に簡素化すると共に痛み緩和を受けるのに必要とされる努力を低減することができる。この結果により、図５Ｂ及び図５Ｃを参照して上述したように、睡眠中に痛みを受ける患者に対して生活様式を改善することができる。
【００５３】
信号振幅の変化から治療の恩典を受ける患者に対してさえも、上述の療法は、恩典をもたらすことができる。例えば、このような患者は、各々が異なる振幅及び／又は他の信号送出パラメータを有する限られた数（例えば、２つ又は３つ）のプログラムから患者の痛みの一部又は全てに対処することを選択することができる。１つのこのような例において、患者は、寝る前に１つのプログラムを、起きた後に別のプログラムを起動させる。別のこのような例において、患者は寝る前に１つのプログラムを、起きた後に第２のプログラムを、そうでない場合であれば痛みを引き起こす特定の活動に従事する前に第３のプログラムを起動させる。患者選択肢の組をこのように低減すると、療法が有効に痛みに対処する状況を低減することなく（実際は増加する）、簡単に痛みを管理する患者の機能を大幅に簡素化することができる。複数のプログラムを含むいずれかの実施形態では、患者の作業負荷は、自動的に患者状況の変化を検出し、適切な療法を自動的に識別及び送出することによって更に低減することができる。このような技術及び関連システムの更なる詳細は、引用により本明細書に先に組み込まれた現在特許出願中の米国特許出願第１２／７０３，６８３号明細書に開示されている。
【００５４】
上述の治験中に観測される別の恩典は、患者が療法レベルにおいて変化を確かに受ける時に、それが段階的な変化であるという点である。これは、従来のＳＣＳ療法に関連の一般的な変化と異なるものである。従来のＳＣＳ療法では、患者が位置を変更し、及び／又は振幅設定を変更した場合、患者は、耐えがたいと患者が説明することが多い痛みの突然の始まりを体験することがある。これとは対照的に、本発明で開示する療法で治療された時に、上述の治験の患者は、信号振幅が増大して閾値レベルの域を超えた時に、及び／又は患者が位置を変更した時に徐々に心地よくなくなると説明する痛みがある痛みの段階的な始まりを報告した。１人の患者は、痛みがやって来るが決して完全には増大しきらないのに似た感覚だと説明した。信号送出パラメータの変化に対する患者の反応のこの著しい差は、患者が、効果があっても直ちに痛みがあるのではないかと思うことなく、必要に応じてより自由に信号送出パラメータ及び／又は姿勢を変えることを可能にすることができる。
【００５５】
上述の治験からの別の観測は、有効な療法の始まりと痛み又は不快の始まりの間の振幅「窓」が比較的広範囲にわたって、特に、標準ＳＣＳ治療の場合でも広範囲にわたるという点である。例えば、標準ＳＣＳ治療中に、患者は、通常、特定の振幅で痛み低減を受け、その振幅の約１．２〜約１．６倍で治療信号から痛みを受け始める（上述のように、突然の始まりがある場合がある）。これは、約１．４の平均的な変動範囲に対応する。更に、標準ＳＣＳ刺激を受ける患者は、通常、痛み始まりレベルの近くで刺激を受けることを望むが、その理由は、療法はそのレベルが最も有効であるからである。従って、患者の好みにより、有効な変動範囲が更に低減される場合がある。これとは対照的に、本発明で開示する技術に従った療法では、結果的に、患者は、１ｍＡ又はそれ未満で痛み緩和を取得し、かつ非常に遥かに大きい変動範囲（例えば、一部の実施形態内において、１．６又は６０％より大きいか、又は他の実施形態では１００％より大きい）に対応し、印加された信号が４ｍＡの振幅になるまで、一部の場合には、約５ｍＡ、６ｍＡ又は８ｍＡまで痛み又は筋肉捕捉には遭遇しなかった。上述の振幅レベルでさえも、患者が体験する痛みは、標準ＳＣＳ痛みの始まりに関連の痛みを大幅に下回るものであった。この結果の予想される利点は、患者及び開業医は、標準ＳＣＳによる方法よりも本発明で開示する方法の方が適切な療法振幅を選択する際には大幅に広い許容範囲を有することができるという点である。開業医は、例えば、不要な副作用を引き起こすことなく、脊髄でより多くの（例えば、より深い）線維に影響を与えようとして信号振幅を増大させることができる。より広い振幅窓の存在は、本発明で開示する療法が患者の姿勢及び／又は活動の変化に比較的影響されないことに寄与することができる。例えば、埋め込まれたリードとターゲット神経母集団との間の相対位置が、患者が移動する時に変化する場合、ターゲット神経母集団に到達する時の信号の有効な強度も変わる場合がある。ターゲット神経母集団がより広い範囲な信号強度の影響を受けない時に、この効果は、望ましくない副作用を引き起こすことなくより大きい患者の可動域を可能にすることができる。
【００５６】
本発明で開示する療法は、開業医が振幅のより広域の範囲にわたって調整を提供することを可能にすることができるが、少なくとも一部の事例において、開業医は、範囲全体を使用する必要がある場合がある。例えば、上述のように、患者が療法を調整する必要があると考えられる例は、標準ＳＣＳ療法と比較した時に大幅に低減することができる。その理由には、本発明で開示する療法は、比較的患者位置、姿勢、及び活動レベルの影響を受けないからである。上述の効果に加えて又はその代わりに、本発明で開示する技術に従って印加される信号の振幅は、標準ＳＣＳに関連の振幅よりも低くすることができ、その理由には、本発明で開示する技術は、脊髄の表面により近い神経細胞をターゲットにすることができるからである。例えば、腰痛に関連の神経繊維は、Ｔ９とＴ１２の間の脊髄に入り、従って、これらの椎骨の位置で脊髄面に近いと考えられる。従って、治療信号（例えば、電流振幅）の強度は、控え目とすることができ、その理由には、信号は、目標とする効果を有するために脊髄組織の著しい深さを浸透する必要がないからである。このような低い振幅信号は、不要な感覚的な応答及び／又は運動応答などの副作用を引き起こす傾向を低減する（又はゼロにする）ことができる。このような低い振幅信号は、埋め込まれたパルス発生器により必要とされる電源を低減することができ、従って、電池寿命及び再充電及び／又はバッテリ交換の間の関連の時間を延ばすことができる。
【００５７】
上述のパラメータに従って治療を行う更に別の予想される恩典は、開業医は、一般的に標準ＳＣＳリード配置に必要とされるのと同じレベルの精度でリードを埋め込む必要がないという点である。例えば、上述の結果は、２つのリード（脊髄正中線の両側に位置決めされたリード）を有する患者に対して特定されたが、患者は、単一のリードのみを正中線で設けた状態で同じか又はほぼ類似の痛み緩和を受けることになることが予想される。従って、開業医は、２本ではなく１本のリードのみを埋め込みさえすればよいことになる。患者は、リードが反対方向に脊髄正中線からシフトさせて位置決めされる時に人体の片側で痛み緩和を受けることができることが更に予想される。従って、たとえ患者が例えば片側上で反対側よりもひどい痛みを伴って相互的な痛みを有するとしても、患者の痛みは、単一の埋め込まれたリードで対処することができる。従って、更に、リード位置は、解剖学的及び／又は生理的脊髄正中線から脊髄正中線から３〜５ｍｍ離れた位置まで横方向に変えることができることが予想される（例えば、後根入口帯又はＤＲＥＺへ外に）。正中線の上述の識別子は異なる場合があるが、予想されることして、上述の範囲は、正中線の解剖学的識別及び生理的識別に有効である（例えば、本発明の療法の確固たる性質の結果として）。更に、リード（代わりに、より具体的には、リード上の１つ又は複数のアクティブ接点）は、一実施形態においては約Ｔ９〜Ｔ１２の範囲で、及び別の実施形態内においてはＴ９−Ｔ１２内の２つの椎体に１つの範囲で様々な軸線方向の位置のいずれかに位置決めされ、依然として有効な治療を行うことができることが予想される。従って、開業医の選択した埋め込み部位は、標準ＳＣＳ手順の場合ほど正確に識別され又は位置する必要はなく（軸線方向に及び／又は横方向に）、一方、依然として患者に対して著しい恩典がもたらされる。特に、開業医は、治療有効性及び／又は患者快適さを増大させようとして接点位置を調整することなく、上述の範囲でアクティブ接点の位置を特定することができる。更に、特定の実施形態では、上述の位置での接点は、患者に療法を送出する唯一のアクティブ接点とすることができる。上述の特徴は、単独で又は組み合わせて、リードを埋め込むのに必要とされる時間を低減することができ、かつリードを埋め込む時により大きい柔軟性を開業医に与えることができる。例えば、患者が好適な埋め込み部位で瘢痕組織又は別の障害を有する場合、開業医は、他の位置でリードの位置を特定することができ、依然として有用な結果を得ることができる。
【００５８】
リード配置及び信号振幅に対する上述の観測された鈍感性から得ることができる更に別の予想される恩典は、リードが埋め込まれる時にマッピング手順を行う必要性を大幅に低減又は排除することができるという点である。これは、患者及び開業医の両方に利点であり、その理由には、時間及び有効な療法を確立するのに必要とされる試みが低減されるからである。特に、標準ＳＣＳ療法では、通常、開業医は、痛み低減がもたらされたか否かを報告する患者が手術室にいる間にリードの位置及びリードによって送出される信号の振幅を調整する必要がある。本発明で開示する技術は、比較的リード位置及び振幅の影響を受けないので、マッピング処理を完全に排除することができる。代替的に、開業医は、選択した椎骨の位置（例えば、約Ｔ９〜Ｔ１２）でリードを設けて予め選択した振幅（例えば、１〜２ｍＡ）で信号を印加し、試行錯誤による最適化処理（接点選択及び／又は振幅選別のための）が大幅に低減又は排除され、次に、患者を緩和することができる。上述の効果に加えて又はその代わりに、開業医は、少なくとも一部の実施形態では、治療信号を走査するか又は他の方法で誘導するために既存のシステムに使用される三極又は他のより複雑な構成とは対照的に、電極の単一の双極構成で患者に有効な療法を行うことができる。上述の効果を考慮して、患者リード埋め込み手順を完了して信号送出パラメータを選択するのに必要とされる時間は、特定の実施形態では、２倍又はそれよりも多く低減することができると予想される。従って、開業医は、１日当たりより多くの患者を治療することができ、患者は、痛みなしで活動により迅速に従事することができる。
【００５９】
上述の効果は、開業医の施設で行われるマッピング手順だけでなく、その後の試験期間にも及ぶ可能性がある。特に、一般的に標準ＳＣＳ治療を受ける患者は、リード埋め込みを受けた後１週間を過ごし、その間、様々な患者の位置及び患者活動のいずれかに対して適切な振幅を確立しようとしてリードに印加される振幅を調整する。本発明で開示する療法の実施形態は、患者位置及び活動レベルの影響を比較的受けないので、この試行錯誤期間の必要性を低減又は排除することができる。
【００６０】
本発明で開示する治療の実施形態に関連の更に別の予想される恩典は、この治療の方が患者が慣習的になりにくいと考えられるという点である。特に、従って、少なくとも一部の場合には、患者に印加された高周波信号は、引用により本明細書に先に組み込まれた現在特許出願中の米国特許出願第１２／３６２，２４４号明細書に開示されているような非同期神経応答を生成することができることが予想される。非同期応答は、より低い周波数による調整で得られる可能性がある同期応答よりも習慣性が出る可能性が少ないと考えられる。
【００６１】
上述の療法の実施形態の更に別の特徴は、この療法は、陽極接点と陰極接点を区別せずに適用することができるという点である。米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号明細書（代理人登録番号第６６２４５．８０２４ＵＳ、引用により本明細書に既に組み込んでいる）においてより詳細に説明しているように、この特徴により、患者に対して療法を確立する処理を簡素化することができる。更に、波形の高周波数のために、隣接組織は、疑似定常状態信号として波形を感知することができる。上述の効果の一方又は両方の結果として、両方の電極の近くの組織は、有利に影響を受けることができる。これは１つの電極が一貫して陰極であり、もう１つが一貫して陽極である標準ＳＣＳ波形と異なるものである。
【００６２】
上述の実施形態のいずれかにおいて、患者に行われる療法の態様は、上述の臨床試験中に使用されるパラメータ内又は外で変えることができ、依然として慢性腰痛がある患者に有用な結果を得ることができる。例えば、リード本体（及び特にリード本体電極又は接点）の位置は、上述の有意な横方向及び／又は軸線方向の範囲にわたって変化することができる。印加された信号の他の特性は、変えることができる。例えば、上述のように、信号は、約１．５ｋＨｚから約１００ｋＨｚまで、特定の実施形態では、約１．５ｋＨｚから約５０ｋＨｚまで）の周波数で送出することができる。より特定の実施形態では、信号は、約３ｋＨｚから約２０ｋＨｚまで、又は約３ｋＨｚから約１５ｋＨｚまで、又は約５ｋＨｚから約１５ｋＨｚまで、又は約３ｋＨｚから約１０ｋＨｚの周波数で供給することができる。信号の振幅は、特定の実施形態において、約０．１ｍＡから約２０ｍＡまでに及ぶことができ、更に特定の実施形態では、約０．５ｍＡから約１０ｍＡまで、又は約０．５ｍＡから約４ｍＡまで、又は約０．５ｍＡから約２．５ｍＡまでに及ぶことができる。印加された信号の振幅は、増加又は低減することができる。特定の実施形態では、振幅は、治療効果を確立するために初期レベルで増大又は設定し、次に、引用により本明細書に先に組み込まれた現在特許出願中の２００８年１１月４日出願の米国特許出願第１２／２６４，５３６号明細書に開示されているように、有効性を放棄することなく電源を保存するためにより低いレベルに低減することができる。特に、信号振幅は、例えば、電流制御されたシステムに関する電流レベルを指す。他の実施形態では、信号振幅は、例えば、電圧制御されたシステムに対して電圧レベルを指すことができる。パルス幅（例えば、パルスのまさに陰極位相の）は、約１０マイクロ秒から約３３３マイクロ秒まで変えることができる。更に別の特定の実施形態では、パルス幅は、約２５マイクロ秒から約１６６マイクロ秒まで、又は約３３マイクロ秒から約１００マイクロ秒まで、又は約５０マイクロ秒から約１６６マイクロ秒まで及ぶことができる。上述のパラメータに向けて選択した特性値は、患者間、表示間、及び／又は選択した椎骨位置に基づいて変わる場合がある。更に、本方法は、患者療法をモニタ及び／又は制御するために、上述のそれらに加えて又はその代わりに他のパラメータを利用することができる。例えば、パルス発生器が定電流構成よりもむしろ定常電圧構成を含む場合、上述の電流値は、対応する電圧値と入れ替えることができる。
【００６３】
少なくとも一部の実施形態では、上述の振幅が超閾値になると予想される。少なくとも一部の実施形態では、上述の信号に対する神経応答は、上述のように、非同期になることも予想される。従って、信号の周波数は、患者の脊髄のターゲット神経細胞の不応期より高く（例えば、２〜１０倍高い）なるように選択することができ、それによって少なくとも一部の実施形態では非同期応答が生成されることが予想される。
【００６４】
患者は、本発明の開示の更に別の実施形態により、複数の信号を受け取ることができる。例えば、患者は、各々を異なる信号送出パラメータで１つよりも多い信号を受け取ることができる。１つの特定の例において、信号は、互いに交互配置される。例えば、患者は、１０ｋＨｚのパルスと交互配置される５ｋＨｚのパルスを受け取ることができる。他の実施形態では、患者は、異なる周波数でパルスの連続した「パケット」を受け取ることができ、各パケットは、特定の患者及び表示よっては１秒未満、数秒、数分又はそれよりも多くの持続時間を有する。
【００６５】
更に別の実施形態では、負荷サイクルは、オン／オフ作動の期間の長さを変えることができるように上述の５０％−１００％の値の範囲から変えることができる。例えば、患者が調整を停止した後に、大幅な期間にわたって持続する治療効果（例えば、痛み低減）を有することができることが観測されている。特定の例において、有用な効果は、一部の場合は１０〜２０分間、他の場合は最大１時間まで、更に別の場合には、１日又はそれよりも多く持続することができる。従って、シミュレータは、有用な効果を再開する時間するのに必要な時間に対して適切な余裕を持たせて、最大１時間までの期間にわたって調整を停止させるようにプログラムすることができる。この構成は、これより高い負荷サイクルを有するシステムと比較して、かつこれよりも短いオン／オフ期間を有するシステムと比較してシステム電力消費量を大幅に低減することができる。
【００６６】
５．０．代表的なリード構成
図９は、本発明の開示の特定の実施形態により調整信号を送出するように位置決めされた第１及び第２の接点Ｃ１、Ｃ２を有するリード９１０の部分概略図である。接点は、従って、埋め込まれた時で患者の組織を接触するように位置決めされる。リード９１０は、各接点グループ分けを通じて双極調整信号を支持するために、少なくとも２つの第１の接点Ｃ１及び少なくとも２つの第２の接点Ｃ２を含むことができる。この実施形態の一態様では、リード９１０は、接点Ｃ１、Ｃ２が長軸Ａから等しく離間した状態で主要又はリード軸線Ａに沿って長形とすることができる。一般的に、長形という用語は、幅を超える長さ（例えば、脊髄に沿って）を有するリード又は他の信号送出要素を指す。リード９１０は、一般的なリードのそれより長いである全長Ｌ（そにわたってアクティブ接点が位置決めされる）を有することができる。特に、長さＬは、１つ又はそれよりも多くの椎骨の位置（関連の神経母集団を含む）で第１の接点Ｃ１を位置決めし、第１の接点から離間してかつ第１の接点の上位にある別の椎骨の位置（関連の神経母集団を含む）で第２の接点Ｃ２を位置決めするのに十分とすることができる。例えば、第１の接点Ｃ１は、腰痛を治療するために、椎骨レベルＴ９〜Ｔ１２に位置決めすることができ、第２の接点Ｃ２は、アーム痛みを治療するために、上位椎骨の位置（例えば、子宮頸部の位置）に位置決めすることができる。代表的なリードの長さは、約３０ｃｍから約１５０ｃｍまで、特定の実施形態では約４０ｃｍから約５０ｃｍまでである。パルスは、いくつかの異なる構成に従って接点の両方の群に印加することができる。例えば、一方の群に供給されたパルスを他の群に印加されたパルスと交互配置することができ、又は同じ信号を一方の群から他方の群に迅速に切り換えることができる。他の実施形態では、個々の接点、接点の対及び／又は異なる群の接点に印加された信号は、他の方法で多重送信することができる。これらの実施形態のいずれにおいても、接点Ｃ１、Ｃ２の各々は、例えば、約３ｍｍ2から約２５ｍｍ2まで、特定の実施形態では、約８ｍｍ2から約１５ｍｍ2の範囲で適切に選択された表面積を有することができる。特定のリード上の個々の接点は、上述の範囲で、リードの隣接又は他の接点と異なる表面積値を有することができ、選択される値は、個々の接点の椎骨の位置を含む特徴に依存する。
【００６７】
図９に示すリード９１０の実施形態の別の特徴は、第１の接点Ｃ１が、一般的に標準ＳＣＳ接点に関連するより大幅に広い間隔を有することができることである。例えば、第１の接点Ｃ１は、直近の第２の接点Ｃ２間の対応する第２の距離Ｓ２より大きい第１の距離Ｓ１分離間させる（例えば、最も近い縁部と最も近い縁部同士で）ことができる。代表的な実施形態では、第１の距離Ｓ１は、約３ｍｍから椎体の半分、１つの椎体又は２つの椎体（例えば、それぞれ、約１６ｍｍ、３２ｍｍ又は６４ｍｍ、）に対応する距離までに及ぶことができる。別の特定の実施形態では、第１の距離Ｓ１は、約５ｍｍから約１５ｍｍまでとすることができる。この間隔の増大により、リード９１０の複雑性を低減することができ、依然として患者に有効な治療を行うことができ、その理由には、上述のように、本発明で開示する療法の効果は、比較的信号送出接点の軸線方向の位置の影響を受けないからである。第２の接点Ｃ２は、本発明で開示する手法に従って高周波調整を適用するのに使用される時に同様の広い間隔を有することができる。しかし、別の実施形態では、リード９１０の異なる部分は、異なる距離だけ離間している接点を有することができる。例えば、患者が第１の椎骨の位置で第１の接点Ｃ１を通じて高周波数痛み抑制治療を受ける場合、患者は、距離Ｓ２分離間している第２の接点Ｃ２を通じて第２の椎骨の位置で低周波数（例えば、１５００Ｈｚ又はそれ未満、又は１２００Ｈｚ又はそれ未満）知覚異常誘発信号を任意的に受け取ることができる。距離Ｓ２は、距離Ｓ１より小さいとすることができ、特定の実施形態では、これらの接点がこのような治療を行うために使用することができる時に、標準ＳＣＳ治療の接点間隔（例えば、４ｍｍ間隔）を代表するものとすることができる。従って、第１の接点Ｃ１は、第２の接点Ｃ２に関連のものと異なる信号送出パラメータに従って調整を送出することができる。更に別の実施形態では、下位の第１の接点Ｃ１は、接近した間隔Ｓ２を有することができ、上位の第２の接点Ｃ２は、患者指示及び／又は好みに基づいて、広い間隔Ｓ１を有することができる。更に別の実施形態では、上述のように、下位及び上位位置の接点は、例えば、脊髄に沿って複数の位置で高周波数調整を支持するために広い間隔を有することができる。他の実施形態では、リード９１０は、特定の患者及び表示に基づいて、異なる接点間隔の他の構成を含むことができる。例えば、第２の接点Ｃ２（及び／又は第１の接点Ｃ１）の幅は、図９に概略的に表されるより大きく、隣接接点間の間隔の一部分とすることができる。隣接第１の接点Ｃ１間の距離Ｓ１は、椎体全体よりも小さいか（例えば、５ｍｍ又は１６ｍｍ）又は１つの椎体を超えることができ、依然として間隔増大に関連の利点、例えば、複雑性の低減を有することができる。リード９１０は、等しく離間した（例えば、最大約２つの椎体分）全ての接点を有することができ、又は接点は、上述のように、異なる間隔を有することができる。１つよりも多い第１の接点Ｃ１は、１つの椎骨レベル（例えば、Ｔ９）で調整を適用することができ、一方、１つよりも多い更に別の第１の接点Ｃ１は、異なる椎骨レベル（例えば、Ｔ１０）で同じか又は異なる周波数による調整を提供することができる。
【００６８】
一部の場合には、下位接点Ｃ１と上位接点Ｃ２の間の距離を調整することが望ましい場合がある。例えば、リード９１０は、コイル構成（電話機コードなど）又は開業医が選択的に接点のセット間の距離を変えることを可能にする他の長さ調整機能を有することができる。この構成の特定的な態様では、リードのコイル状部分は、第１の接点Ｃ１及び第２の接点Ｃ２の間に位置することができる。例えば、図１０Ａに示す実施形態では、リード９１０は、第１の接点Ｃ１を担持する近位部分９１０ａ、第２の接点Ｃ２を担持する遠位部分９１０ｃ、及び事前成形可変長歪み緩和特徴、例えば、正弦形状又は螺旋形の特徴を有する中間部分９１０ｂを含むことができる。リード９１０は、近位部分９１０ａから遠位部分９１０ｃまでリード９１０を通って延びる探り針溝又は内腔９１５も含む。
【００６９】
次に、図１０Ｂを参照すると、開業医は、埋め込みに向けてリード９１０を直線的にする探り針内腔９１５に探り針９１６を挿入する。開業医は、次に、遠位部分９１０ｃ及び関連の第２の接点Ｃ２が望ましい位置に来るまで探り針９１６を通じてリード９１０を患者に挿入する。開業医は、次に、遠位リードデバイス９１７ｃで患者に対して遠位部分９１０ｃを固定する。遠位リードデバイス９１７ｃは、拡張可能なバルーンを含むがこれに限定されないリードを固定する様々な適切な遠隔操作で配備可能な構造体のいずれかを含むことができる。
【００７０】
次に、図１０Ｃを参照すると、開業医は、部分的に又は完全に探り針９１６を除去し、かつリード９１０の特性（例えば、その初期形状を示す中間部分９１０ｂの本来の傾向）により遠位部分９１０ｃに向けて近位部分９１０ａを引くことを可能にすることができる。近位部分９１０ａが遠位部分９１０ｃに対して望ましい間隔を有する時に、開業医は、近位リードデバイス９１７ａ（例えば、縫合糸又は他のリードアンカー）で患者に対して近位部分９１０ａを固定することができる。このようにして、開業医は、近位部分９１０ａでの第１の接点Ｃ１と、脊椎に沿って複数の患者位置で有効な治療を行う遠位部分９１０ｃでの第２の接点Ｃ２との間の適切な間隔を選択することができる。
【００７１】
図１１Ａは、本発明の開示の特定の実施形態による内部構成を示すリード９１０の近位部分９１０ａの拡大図である。図１１Ｂは、概略図１１Ａの線１１Ｂ−１１Ｂに沿って切り取られたリード９１０の断面視図である。図１１Ｂをここで参照すると、リード９１０は、外部絶縁要素９１８内に配置された複数の導体９２１、例えば、プラスチックスリーブを含むことができる。特定の実施形態では、導体９２１は、中心導体９２１ａを含むことができる。別の実施形態では、中心導体９２１ａを排除して上述の探り針内腔９１５と入れ替えることができる。これらの実施形態のいずれかにおいて、各個々の導体９２１は、個々の導体絶縁要素９２０によって取り囲まれる複数の導体ストランド９１９（例えば、多心構成）を含むことができる。製造中に、外部絶縁９１８及び個々の導体絶縁要素９２０の選択した部分は、除去することができ、従って、個々の導体９２１がリード９１０の長手（長さ）方向に沿って選択した位置で露出する。これらの露出した部分は、それ自体接点として機能することができ、従って、患者に調整を提供することができる。別の実施形態では、リング（又はシリンダ）接点は、例えば、圧着又は溶接により露出した部分に取り付けられる。製造業者は、特定の方法で外部絶縁要素９１８の除去した部分及び導体絶縁要素９２０を離間させることによってリード９１０をカスタマイズすることができる。例えば、製造業者は、ステンシル又は他の構成を使用して、切除処理を含むことができるがこれに限定されない除去処理を案内することができる。この構成により、リード９１０の同じ構成全体を大きな変更なしに様々な用途及び患者に使用することができる。この実施形態の別の態様では、編組か又はコイル状にされた構成ではなく、導体９２１の各々は、外部絶縁９１８内のリード９１０の長軸に沿って、他と平行に延びることができる。更に、個々の導体要素９２０の導体ストランド９１９の各々は、螺旋状に進むことなくも隣接物と平行に延びることができる。従って、これらの特徴は、単独で又は組み合わせて、リード９１０全体の柔軟性を増大させることになり、それによってリード９１０を従来のリードよりも大きなレベルの多用性及び／又はより様々な患者解剖学的組織に挿入することができることが予想される。
【００７２】
図１１Ｃは、図１１Ａに示す近位部分９１０ａの部分概略拡大例示である。図１１Ｂを参照して上述した多心ケーブルの１つの予想される利点は、導体９２１の各々のインピーダンスは、従来のコイル導体と比較すると低減することができるという点である。従って、導体９２１の直径を低減することができ、リード９１０の全径を低減することができる。リード直径を有利な態様で低減する１つの結果は、接点Ｃ１は、有効な調整に必要な所要の表面積をもたらすためにより大きい長さを有することができることである。接点Ｃ１が導体９２１の露出部分から形成される場合、これは、問題にはならないと予想される。接点Ｃ１がリング又は円筒形接点である場合、特定の実施形態では、接点の長さは、患者に挿入中に容易にリード９１０を操作する開業医の機能を抑制するほど増大する場合がある。この潜在的な問題に対処する１つの手法は、６つの下位接点Ｃ１ａ〜Ｃ１ｆとして特定の接点Ｃ１を図１１Ｃに示す複数の下位接点に分割することである。この実施形態では、個々の下位接点Ｃ１ａ−Ｃ１ｆの各々は、図１１のＢに示すのと同じ導体９２１に接続することができる。従って、特定の導体９２１に接続した下位接点の群は、リード９１０の柔軟性を抑制することなく、本質的に１つの長い接点として作動させることができる。
【００７３】
上述のように、上述の構成の１つの特徴は、上述の構成が設計及び製作しやすいものとすることができることである。例えば、製造業者は、特定の患者用途により、異なる接点間隔をもたらすために異なるステンシルを使用することができる。上述の効果に加えて又はその代わりに、上述の構成は、リング電極及び／又は他の剛性接点を排除するか又は接点を下位接点に分割することによって操作性の増大を含み、かつ埋め込み処理を容易にすることができる。他の実施形態では、他の構成を使用して接点柔軟性をもたらすことができる。例えば、接点は、導電シリコーン、例えば、白金、イリジウム、又は別の貴金属などの導電材料の適切な装着により含浸したシリコーンで形成することができる。
【００７４】
図９に示すリードの実施形態の更に別の特徴は、患者は、アクティブ接点の単一の双極対のみで有効な療法を受けることができるという点である。接点の１つよりも多い対がアクティブ場合、接点の各対は、アクティブ接点が互いに短絡することができるように同一波形を受け取ることができる。別の実施形態では、埋め込まれたパルス発生器（図９において見えない）は、帰還電極として機能することができる。例えば、パルス発生器は、帰還電極として機能するハウジングを含むことができ、又はパルス発生器は、パルス発生器に対して固定位置を有する帰還電極を他の方法で担持することができる。従って、アクティブ接点により行われる調整は、標準ＳＣＳ治療に関連のより一般的な双極刺激とは対照的に、単極調整とすることができる。
【００７５】
６．０．代表的なプログラマー構成
本発明で開示する療法技術の確固たる特性は、図１Ａ〜図１Ｂを参照して上述したシステム全体の他の態様を簡素化することを可能にすることができる。例えば、患者リモコン及び内科医プログラマーは、大幅に簡素化することができ、その理由には、信号送出パラメータを変更する必要性を大幅に低減するか又は完全に排除することができるからである。従って、特に、ある一定の実施形態では、リードが埋め込まれた状態で、患者は、広範囲にわたる位置を仮定して広範囲にわたる活動に従事しながら、信号振幅又は他の信号送出パラメータを変更する必要がなく有効な療法を受け取ることができることが予想される。その結果、引用により本明細書に既に組み込んでいる米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号明細書（代理人登録番号第６６２４５．８０２４ＵＳ）において更に説明しているように、患者リモコンは、いずれかのプログラミング機能を含む必要がなく、その代わりに単一のオン／オフ作動の機能（例えば、オン／オフ作動のボタン又はスイッチ）を含むことができる。患者リモコンは、パルス発生器がアクティブである時を識別するインジケータ（例えば、光）を含むことができる。この特徴は、特に本発明で開示する療法に関連して有用であると考えられ、その理由には、患者は、一般的に、システムが療法信号に加えて意図的に知覚異常を生成するように構成及びプログラムされていない限り知覚異常を感じないからである。特定の実施形態では、内科医プログラマーは、同様に簡素化することができるが、一部の場合には、少なくとも部分的にレベルのプログラミング機能を内科医プログラマーに維持することが望ましいと考えられる。このような機能は、内科医が、アクティブ接点の変化及び／又は他の信号送出パラメータを必要とするほど重大であるリードが移動するか又は患者が生理的変化（例えば、瘢痕）又は生活様式の変化（例えば、新しい活動）をする稀な例において異なる接点及び／又は他の信号送出パラメータを選択することを可能にすることができる。
【００７６】
７．０．代表的な調整位置及び兆候
上述の実施形態の多くは、慢性の神経障害性腰痛を下部胸部椎骨（Ｔ９〜Ｔ１２）に印加される調整信号で治療する状況に説明するものであった。他の実施形態では、上述のそれらとほぼ類似のものであるパラメータ（例えば、周波数、パルス幅、振幅、及び／又は負荷サイクル）を有する調整信号を他の兆候に対処するために他の患者位置に印加することができる。例えば、上述の方法は、脊髄正中線からＤＲＥＺまでの横位置照準で調整を適用する段階を含むが、他の実施形態では、調整は、ＤＲＥＺから横方向に外方に小孔領域に適用することができる。他の実施形態では、調整は、患者の他の脊髄レベルに適用することができる。例えば、調整は、仙骨部、より具体的には、仙椎神経が仙骨に入る「馬の尾」領域に適用することができる。尿失禁及び便失禁は、この位置で適用される調整で治療することができることが予想される例示的な兆候を表している。他の実施形態では、調整は、他の胸部椎骨に適用することができる。例えば、調整は、Ｔ９より上方の胸部椎骨に適用することができる。特定の実施形態では、調整は、Ｔ３〜Ｔ６の領域に適用して狭心症を治療することができる。調整は、高胸部椎骨に適用して帯状疱疹に関連の痛みを治療することができる。調整は、慢性地域の痛み症候群及び／又は全身痛みに対処するために頸椎に適用することができ、かつ頸部手術に取って代わるように行うことができる。適切な子宮頸部の位置には、椎骨レベルＣ３−Ｃ７（包含的）がある。他の実施形態では、調整は、例えば、片頭痛に対処するために後頭神経に適用することができる。
【００７７】
上述のように、上述のパラメータに従った調整は、急性及び／又は慢性の侵害性痛みを治療するために適用することができる。例えば、これらのパラメータに従った調整は、麻酔薬（例えば、脊椎穿刺）を補足するか及び／又はそれに取って代わるように手術中に使用することができる。このような適用は、腫瘍除去、膝手術、及び／又は他の手術手法に用いることができる。類似の手法は、術後の痛みに対処するために埋め込み型デバイスと共に使用することができ、かつ局所用リドカインの必要性を回避することができる。更に別の実施形態では、上述のパラメータに従った調整は、他の末梢神経に対処するために用いることができる。例えば、調整は、幻肢痛に対処するために抹消神経に直接に適用することができる。
【００７８】
以上から、本発明の開示の特定の実施形態は、例示を目的として本明細書に説明したが、様々な修正を本発明の開示から逸脱することなく行うことができることが認められるであろう。例えば、上述の特定のパラメータ範囲及び指示は、更に実施形態において異なる場合がある。上述のように、開業医は、特定の手順（例えば、マッピング、試験期間、及び／又は電流ステアリング）の使用を回避することができるが、他の実施形態では、このような手順は、特定の例に使用することができる。図９〜図１１Ｃを参照して上述したリードは、２つよりも多い群の接点を有することができ、及び／又は他の実施形態において他の接点間隔を有することができる。一部の実施形態では、上述のように、患者に印加される信号振幅は、一定とすることができる。他の実施形態では、振幅は、予め選択された方法で、例えば、増加又は低減、及び／又は複数の振幅間の循環を通じて変えることができる。信号送出要素は、図１Ｂに関して上述したように、硬膜外の位置を有することができ、かつ他の実施形態では、硬膜外の位置を有することができる。上述の特定の実施形態では、上述の特性を有する信号は、調整が約Ｔ９から約Ｔ１２の椎骨レベルで適用された時に腰痛み及び／又は脚の痛みを有する患者に治療の恩典をもたらすことが予想される。少なくとも一部の他の実施形態では、この範囲は、約Ｔ５から約Ｌ１まで延びる可能性があると考えられる。
【００７９】
特定の実施形態という関連で説明した本発明の開示のある一定の態様は、他の実施形態において組み合わせるか又は排除することができる。例えば、上述のように、試験期間、手術室マッピング処理、及び／又は外部調整器は、特定の実施形態では排除又簡素化することができる。更に別の実施形態では特定の兆候のための療法を組み合わせることができる。更に、ある一定の実施形態に関連の利点は、それらの実施形態の関連で説明したが、他の実施形態も、このような利点を示す場合があり、全ての実施形態が、本発明の開示の範囲に該当するこのような利点を必ずしも示すというわけではない。従って、本発明の開示及び関連の技術は、本明細書で明示的に図示又は説明していない他の実施形態を包含することができる。
【符号の説明】
【００８０】
６００  方法
６１０  患者に信号発生器を埋め込むブロック
６２０  患者の脊椎領域で単一の送出デバイスを埋め込むブロック
６３０  高周波波形を適用するブロック
６４０  痛みを抑制／阻止するブロック
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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