(57)【要約】  脊髄刺激（ＳＣＳ）患者を試験及び処置する方法及びシステムを開示する。患者は、最終的に亜知覚（錯感覚のない）療法を用いて処置される。しかし、患者に対して活性電極が選択される「スイートスポット検索」中には超知覚刺激が使用される。これは、スイートスポット検索を有意に迅速にかつ試される様々な電極組合せをウォッシュインする必要なく行うことを可能にする。超知覚療法を用いて電極を選択した後に、療法は、選択電極を用いて亜知覚レベルまで漸変される。そのような亜知覚療法を１０ｋＨｚ又はそれよりも低いパルスを用いて調査し、パルス幅（ＰＷ）とＳＣＳ患者が背痛のような症状の有意な軽減を体感するこの周波数範囲にある周波数（Ｆ）との間に統計的に有意な相関関係が存在することを決定した。有益なことに、そのような低周波数での亜知覚刺激は、患者の神経刺激器内の電力消費を有意に低減する。【選択図】図１１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
脊髄刺激器、
を含み、
前記脊髄刺激器は、複数の電極のうちの少なくとも１つに対する周波数及びパルス幅を含む形状の刺激パルスを発生させるようにプログラムされた刺激回路を含み、
前記周波数及び前記パルス幅は、錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関連する情報に基づいて選択される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記刺激パルスは、患者の組織に双極を形成するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記刺激回路は、患者の組織に仮想双極を形成するために前記複数の電極のうちの少なくとも３つへの刺激パルスを発生させるようにプログラムされる請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記脊髄刺激器は、制御回路を更に含み、
前記情報は、前記制御回路に格納される、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記周波数は、前記制御回路に提供され、
前記パルス幅は、前記情報を用いて決定される、
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記パルス幅は、前記制御回路に提供され、
前記周波数は、前記情報を用いて決定される、
請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
制御回路を含む外部デバイスを更に含み、
前記情報は、前記制御回路に格納される、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御回路は、錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数又は前記パルス幅のうちの少なくとも一方を前記情報を用いて決定するように構成され、
前記制御回路は、前記周波数又は前記パルス幅のうちの前記少なくとも一方を前記脊髄刺激器に無線送信するように更に構成される、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記周波数及びパルス幅は、前記刺激パルスに対して最低の電力量を必要とする周波数及びパルス幅として前記情報を用いて選択される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記刺激パルスの各々が、第１の極性の第１の位相と、該第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを有する２相パルスを含み、
前記第１及び第２の位相は、前記脊髄刺激器内の刺激回路によって能動的に駆動される、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記刺激パルスの各々が、対称２相パルスを含み、
前記第１の位相の持続時間が、前記第２の位相の持続時間に等しく、
前記第１の位相の振幅が、前記第２の位相の振幅に等しいが、それとは反対の極性のものである、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記パルス幅は、（ｉ）前記第１及び第２の位相の合計持続時間、又は（ｉｉ）該第１の位相又は該第２の位相のいずれかの持続時間を含む請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記周波数は、１ｋＨｚである請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記周波数は、１ｋＨｚよりも低い請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（１０Ｈｚ、２６５μｓ）、（１０Ｈｚ、４３５μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、及び（５０Ｈｚ、２３０μｓ）によって定められる線形有界領域上又は内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、及び（１００Ｈｚ、１９５μｓ）によって定められる線形有界領域上又は内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、及び（２００Ｈｚ、１６０μｓ）によって定められる線形有界領域上又は内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、及び（４００Ｈｚ、１４０μｓ）によって定められる線形有界領域上又は内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、及び（６００Ｈｚ、１２０μｓ）によって定められる線形有界領域上又は内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、及び（８００Ｈｚ、１０５μｓ）によって定められる線形有界領域上又は内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、点（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、（１０００Ｈｚ、１５０μｓ）、及び（１０００Ｈｚ、９０μｓ）によって定められる線形有界領域内である請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、１０Ｈｚから１ｋＨｚの範囲で一定である周波数及びパルス幅に関連する負荷サイクルを含まない請求項１４に記載のシステム。
【請求項２３】
前記周波数は、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲にある請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２４】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、以下の点：
（ｉ）（１ｋＨｚ、９８．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１０９μｓ）、（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、（１０ｋＨｚ、２９．９μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．１μｓ）
によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内である、
請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、以下の点：
（ｉ）（１ｋＨｚ、９６．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１１２μｓ）、（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、（１０ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．０μｓ）
によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内である、
請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、以下の点：
（ｉ）（１ｋＨｚ、６９．６μｓ）、（１ｋＨｚ、１３８．４μｓ）、（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、及び（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、及び（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、（１０ｋＨｚ、３５．２μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２１．８μｓ）
によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内である、
請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の前記周波数及びパルス幅は、以下の点：
（ｉ）（１ｋＨｚ、５０．０μｓ）、（１ｋＨｚ、２００．０μｓ）、（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、及び（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、（１０ｋＨｚ、４０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２０．０μｓ）
によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内である、
請求項２３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記刺激回路は、前記刺激パルスが患者に印加される場所を調節するために前記複数の電極間で電流をステアリングするように構成可能である請求項１から請求項２７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記刺激回路は、前記刺激パルスの振幅を該刺激パルスが前記患者に印加される前記調節された場所に基づいて調節するように更に構成される請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記周波数、パルス幅、及び振幅が、前記刺激パルスを発生させるのに使用される１組の刺激パラメータのうちの３つを構成し、
前記刺激回路は、命令に応答して前記刺激パラメータのうちの少なくとも１つを設定量又は設定パーセントまで又はそれだけ低減するように構成可能である、
請求項１から請求項２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記周波数及びパルス幅は、前記刺激パルスを発生させるのに使用される１組の刺激パラメータのうちの２つを構成し、
前記刺激回路は、患者の位置又は活動の変化に応答して前記刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節するように構成可能である、
請求項１から請求項３０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記脊髄刺激器は、プログラミングセッション中にプログラム可能であるように構成され、
前記脊髄刺激器は、錯感覚を伴わずに患者に疼痛緩和を提供するための前記プログラミングセッション中に１時間又はそれ未満の期間にわたって前記刺激パルスをウォッシュインするように構成される、
請求項１から請求項３１のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、埋込可能な医療デバイス（ＩＭＤ）、一般的に脊髄刺激器に関連し、より具体的にはそのようなデバイスの制御の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋込可能な神経刺激器デバイスは、不整脈を処置するためのペースメーカー、心細動を処置するための細動除去器、難聴を処置するための蝸牛刺激器、盲目を処置するための網膜刺激器、協働する体肢運動を生成するための筋肉刺激器、慢性疼痛を処置するための脊髄刺激器、運動障害及び心理的障害を処置するための皮質及び脳深部刺激器、及び尿失禁、睡眠時無呼吸、肩関節亜脱臼などを処置するための他の神経刺激器のような様々な生物学的障害の治療に向けて電気刺激を発生させて身体神経及び組織に送出するデバイスである。以下の説明は、一般的に米国特許第６，５１６，２２７号明細書に開示されているような脊髄刺激（ＳＣＳ）システム内での本発明の使用に重点を置くことになる。しかし、本発明は、あらゆる神経刺激器デバイスシステムとの適用性を見出すことができる。
【０００３】
ＳＣＳシステムは、典型的に、図１に示す埋込可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１０を含む。ＩＰＧ１０は、ＩＰＧが機能するのに必要な回路及びバッテリ１４を保持する生体適合性デバイスケース１２を含む。ＩＰＧ１０は、電極アレイ１７を形成する１又は２以上の電極リード１５を通して電極１６に結合される。電極１６は、患者の組織に接触するように構成され、かつ各電極１６に結合された個々のリードワイヤ２０を同じく収容する可撓性の本体１８上に担持される。リードワイヤ２０は、ＩＰＧ１０上のヘッダ２３に固定されたリードコネクタ２４内に挿入可能である近位接点２２にも結合され、このヘッダは、例えばエポキシを含むことができる。挿入された状態で、近位接点２２は、リードコネクタ２４内のヘッダ接点に接続され、リードコネクタは、次に、ケース貫通孔を通して貫通ピンによってケース１２内の回路に結合されるが、これらの詳細は図示していない。
【０００４】
図示のＩＰＧ１０では、２つのリード１５の間で分割された１６個のリード電極（Ｅ１〜Ｅ１６）が存在し、ヘッダ２３は、リードコネクタ２４の２×１アレイを含有する。しかし、ＩＰＧ内のリード及び電極の個数は用途固有のものであり、従って、変わる可能性がある。導電ケース１２は、電極（Ｅｃ）を含むこともできる。ＳＣＳ用途では、電極リード１５は、典型的に、患者の脊柱内の硬膜の近くで脊髄正中線の右側と左側に埋め込まれる。近位電極２２は、ＩＰＧケース１２が埋め込まれた臀部のような離れた場所まで患者の組織の中を通して誘導され、この点でリードコネクタ２４に結合される。刺激を必要とする部位への直接の埋め込みに向けて設計された他のＩＰＧの例では、ＩＰＧは、リードなしとすることができ、患者の組織に接触するために、代わりにＩＰＧの本体上に顕在する電極１６を有する。他のＩＰＧソリューションでは、ＩＰＧリード１５は、ケース１２と統合し、それに永久接続することができる。ＳＣＳ療法の目標は、患者の症状、取りわけ慢性背痛を緩和するための電気刺激を電極１６から与えることである。
【０００５】
ＩＰＧ１０は、図４に示すように、いくつかの外部デバイスと双方向通信することを可能にするためのアンテナ２６ａを含むことができる。図１に示すアンテナ２６ａは、ケース１２内の導電コイルとして示したものであるが、コイルアンテナ２６ａは、ヘッダ２３内に顕在することができる。アンテナ２６ａがコイルとして構成される場合に、外部デバイスとの通信は、近距離磁気誘導を用いて好ましくは発生する。ＩＰＧは、無線周波数（ＲＦ）アンテナ２６ｂを含むことができる。図１には、ヘッダ２３内にＲＦアンテナ２６ｂが示されているが、ＲＦアンテナ２６ｂは、ケース１２内に存在することができる。ＲＦアンテナ２６ｂは、パッチ、スロット、又はワイヤを含むことができ、単極又は双極として作動することができる。ＲＦアンテナ２６ｂは、遠距離電磁波を用いて好ましくは通信する。ＲＦアンテナ２６ｂは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、ＷｉＦｉ、及びＭＩＣＳなどのようなあらゆる数の公知のＲＦ通信規格に従って作動することができる。
【０００６】
ＩＰＧ１０での刺激は、図２に示すように、典型的にパルスによって提供される。刺激パラメータは、典型的には、パルスの振幅（Ａ、電流又は電圧のいずれか）と、パルスの周波数（Ｆ）及びパルス幅（ＰＷ）と、そのような刺激を提供するように活性化される電極１６（Ｅ）と、そのような活性電極の極性（Ｐ）、すなわち、活性電極がアノード（組織に電流を吐き出す）又はカソード（組織から電流を吸い込む）のいずれで機能するかとを含む。これらの刺激パラメータは、合わさって患者に治療刺激を提供するためにＩＰＧ１０が実行することができる刺激プログラムを構成する。
【０００７】
図２の例では、電極Ｅ５がアノードとして選択されており、従って、振幅＋Ａの正の電流を組織に吐き出すパルスを供給する。電極Ｅ４は、カソードとして選択されており、従って、振幅−Ａの対応する負の電流を組織から吸い込むパルスを供給する。この例は、組織に刺激を提供するのに２つのリードベースの電極（１つのアノード、１つのカソード）しか使用されない双極刺激の例である。しかし、１よりも多い電極が所与の時間にアノードとして機能することができ、１よりも多い電極が所与の時間にカソードとして機能することができる（例えば、三極刺激、四極刺激など）。
【０００８】
図２に示すパルスは２相のものであり、第１の位相３０ａを含み、その直後に反対の極性の第２の位相３０ｂが続く。公知であるように、２相パルスの使用は、能動的電荷回収に対して有利である。例えば、組織への各電極の電流経路は、第１の位相３０ａ中に充電され、第２の位相３０ｂ中に放電する（回収される）直列接続ＤＣ阻止コンデンサーを含むことができ、例えば、米国特許出願公開第２０１６／０１４４１８３号明細書を参照されたい。図示の例では、第１の位相３０ａと第２の位相３０ｂは、同じ持続時間及び振幅（反対の極性ではあるが）を有し、両方の位相中の同じ量の電荷を保証する。しかし、公知であるように、２つの位相の振幅及び持続時間の積分がマグニチュードで等しい場合は、第２の位相３０ｂに第１の位相３０ａと釣り合うように充電を行うことができる。この場合に、各パルスの幅ＰＷは、第１のパルス位相３０ａの持続時間として定められるが、パルス幅は、第１のパルス位相３０ａと第２のパルス位相３０ｂの合計持続時間を指す場合もある。刺激が与えられない相関期間（ＩＰ）を２つの位相３０ａ及び３０ｂの間に設けることができることに注意されたい。
【０００９】
ＩＰＧ１０は、刺激プログラムによって定められた通りに電極において刺激パルスを生成するようにプログラムすることができる刺激回路２８を含む。刺激回路２８は、例えば、両方共に２０１６年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／３８６，０００号明細書及び第６２／３９３，００３号明細書、又は米国特許第８，６０６，３６２号明細書及び第８，６２０，４３６号明細書に記載されている回路を含むことができる。
【００１０】
図３は、患者内へのＩＰＧ１０の埋め込みに先行することができる外部試行刺激環境を示している。外部試行刺激中には、ＩＰＧ１０を埋め込む場所まで進めることなく予想される埋め込み患者に対して刺激を試すことができる。代わりに、１又は２以上の試行リード１５’が、上述のように脊柱の内部のようなターゲット場所３４にある患者の組織３２の中に埋め込まれる。試行リード１５’の近位端は、切開部３６を抜け出て外部試行刺激器（ＥＴＳ）４０に接続される。ＥＴＳ４０は、ＩＰＧ１０の作動を全体的に模擬し、従って、上述のように患者の組織に刺激パルスを供給することができる。例えば、ＥＴＳを開示する第９，２５９，５７４号明細書を参照されたい。ＥＴＳ４０は、一般的に、患者によってしばらくの間（例えば、２週間）外部的に着用され、それによって患者及び担当臨床医が、患者の症状（例えば、疼痛）を緩和する刺激プログラムを試して見出すことが可能になる。外部試行刺激によって良好な結果が誘導されることが見出された場合に、試行リード１５’が取り出されて完全なＩＰＧ１０及びリード１５が上述のように埋め込まれ、失敗に終わった場合は単純に試行リード１５’が取り出される。
【００１１】
ＩＰＧ１０と同様に、ＥＴＳ４０は、図４に関して更に説明する外部デバイスとの双方向通信を可能にする１又は２以上のアンテナを含むことができる。そのようなアンテナは、上述のように、近距離磁気誘導コイル４２ａ及び／又は遠距離ＲＦアンテナ４２ｂを含むことができる。ＥＴＳ４０は、刺激プログラムに従って刺激パルスを形成することができる刺激回路４４を含むことができ、この回路は、ＩＰＧ１０に存在する刺激回路２８と類似か又はそれと同じ刺激回路を含むことができる。ＥＴＳ４０は、作動電力のためのバッテリ（図示せず）を含むことができる。
【００１２】
図４は、患者手持ち式外部コントローラ４５及び臨床医プログラマー５０を含むＩＰＧ１０及びＥＴＳ４０とデータを無線通信することができる様々な外部デバイスを示している。デバイス４５及び５０の両方は、刺激プログラムをＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０に送る、すなわち、上述の望ましい形状及びタイミングを有するパルスを生成するように刺激回路２８及び４４をプログラムするのに使用することができる。両方のデバイス４５及び５０は、ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０が現在実行している刺激プログラムの１又は２以上の刺激パラメータを調節するのに使用することができる。デバイス４５及び５０は、例えば、様々なステータス情報のような情報をＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０から受信することができる。
【００１３】
外部コントローラ４５は、例えば、米国特許出願公開第２０１５／００８０９８２号明細書に記載されているようなものとすることができ、ＩＰＧ１０と協働するように構成された専用コントローラを含むことができる。外部コントローラ４５はまた、米国特許出願公開第２０１５／０２３１４０２号明細書に記載されているように、医療デバイスアプリケーション（ＭＤＡ）を用いてプログラムされてＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０に対する無線コントローラとして機能することを可能にする携帯電話のような汎用モバイル電子デバイスを含むことができる。外部コントローラ４５は、指令を入力するための手段（例えば、ボタン又はアイコン）を含むユーザインタフェースとディスプレイ４６を含む。外部コントローラ４５’のユーザインタフェースは、患者が刺激パラメータを調節することを可能にするが、それは、直ぐ以下に説明するより強力な臨床医プログラマー５０と比較して機能が限られる場合がある。
【００１４】
外部コントローラ４５は、ＩＰＧ１０及びＥＴＳ４０と通信する機能を有する１又は２以上のアンテナを有することができる。例えば、外部コントローラ４５は、ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０内のコイルアンテナ２６ａ又は４２ａと無線通信する機能を有する近距離磁気誘導コイルアンテナ４７ａを有することができる。外部コントローラ４５は、ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０内のＲＦアンテナ２６ｂ又は４２ｂと無線通信する機能を有する近距離ＲＦコイルアンテナ４７ｂを更に有することができる。
【００１５】
外部コントローラ４５は、電子デバイスに命令を実行させる機能を有する例えばマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ、他のデジタル論理構造などのような制御回路４８を更に有することができる。制御回路４８は、例えば、刺激パラメータに対する患者調節を受け入れてＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０に無線送信される刺激プログラムを生成することができる。
【００１６】
臨床医プログラマー５０は、米国特許出願公開第２０１５／０３６００３８号明細書により詳しく記載されており、本明細書ではこれに対して単に簡単に説明する。臨床医プログラマー５０は、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、又はノートブックコンピュータ、タブレット、モバイルスマート電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）型のモバイルコンピュータデバイスなどを含むことができる。図４には、便宜上全てを示してはいない例えば画面５２、マウス、キーボード、スピーカ、スタイラス、プリンタなどのような典型的なコンピュータユーザインタフェース手段を含むラップトップコンピュータとしてのコンピュータデバイス５１が示されている。更に、図４には、通常は刺激コントローラとしてのその作動に固有のものである臨床医プログラマー５０に対する付属デバイス、例えば、コンピュータデバイス５１上の適切なポート、例えば、ＵＳＢポート５９等に結合可能な通信「ワンド」５４及びジョイスティック５８等が示されている。
【００１７】
ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０と通信するために臨床医プログラマー５０に使用されるアンテナは、これらのデバイス内に含まれるアンテナのタイプに基づくことができる。患者のＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０がコイルアンテナ２６ａ又は４２ａを含む場合に、短い距離で近距離磁気誘導通信を確立するためにワンド５４も同じくコイルアンテナ５６ａを含む。この事例では、ワンド５４は、患者によって着用可能であり、患者のＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０の近くにあるベルト又はホルスター内にワンド５４を配置することなどによって患者の直近に固定することができる。
【００１８】
ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０がＲＦアンテナ２６ｂ又は４２ｂを含む場合に、長めの距離でＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０との通信を確立するためにワンド５４、コンピュータデバイス５１、又はこれらの両方が同じくＲＦアンテナ５６ｂを含むことができる（ワンド５４は、この状況では必要ではない可能性がある）。臨床医プログラマー５０はまた、他のデバイス及びインターネットのようなネットワークとの通信を無線リンクで又はイーサネット又はネットワークポートで提供される有線リンクを通じてのいずれかで確立することができる。
【００１９】
ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０に対する刺激プログラム又はパラメータをプログラムするために、臨床医は、コンピュータデバイス５１のディスプレイ５２上に提供されている臨床医プログラマーグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）６４とインタフェースする。当業者は理解されるように、ＧＵＩ６４は、コンピュータデバイス５１の不揮発性メモリ６８に格納することができる臨床医プログラマーソフトウエア６６のデバイス上での実行によってレンダリングすることができる。更に、当業者は、コンピュータデバイス内でプログラムを実行する機能を有するマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ、他のデジタル論理構造などのような制御回路７０により、コンピュータデバイス５１内の臨床医プログラマーソフトウエア６６の実行を容易にすることができることを認識するであろう。そのような制御回路７０は、臨床医プログラマーソフトウエア６６を実行すること及びＧＵＩ６４をレンダリングすることに加えて、選択された刺激パラメータをＧＵＩ６４を通して患者のＩＰＧ１０に通信するためのアンテナ５６ａ又は５６ｂを通じた通信を可能にすることができる。
【００２０】
ＧＵＩ６４の一部分を図５の一例に示している。当業者は、ＧＵＩ６４の詳細は、臨床医が行ったＧＵＩ選択に依存することになる臨床医プログラマーソフトウエア６６が実行段階内の何処にあるかに依存することになることを理解するであろう。図５は、患者に対する刺激パラメータの設定と刺激プログラムとしてのこれらのパラメータのストレージとを可能にする点でのＧＵＩ６４を示している。左には、’０３８号明細書により詳しく記載されているように患者に対する刺激プログラムの命名、読み込み、及び保存を可能にするプログラムインタフェース７２が示されている。右には、刺激プログラムに対して特定の刺激パラメータ（Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｅ、Ｐ）を内部で定めることができる刺激パラメータインタフェース８２が示されている。波形（Ａ、この例では電流）の形状、パルス幅（ＰＷ）、及び周波数（Ｆ）に関する刺激パラメータに対する値は、臨床医がこれらの値を増減するのに使用することができるボタンを含む波形パラメータインタフェース８４内に示されている。
【００２１】
電極１６に関する刺激パラメータ（活性化された電極Ｅ及びその極性Ｐ）は、電極パラメータインタフェース８６内で調節可能になる。電極刺激パラメータは、例えば、脊柱の左側及び右側での互いに対するほぼ適正な位置にリード１５（又は１５’）を表示するリードインタフェース９２内でも見ることができ、かつ操作することができる。リードインタフェース９２内で特定の電極を選択するために、カーソル９４（又はマウスポインタのような他の選択手段）を使用することができる。電極パラメータインタフェース８６内のボタンは、選択電極（ケース電極Ｅｃを含む）をアノード、カソード、又はオフとして指定することを可能にする。電極パラメータインタフェース８６は、選択電極のアノード電流又はカソード電極の相対強度を百分率Ｘ用いて指定することを更に可能にする。この指定は、’０３８号明細書に記載されているように、所与の時間において１よりも多い電極がアノード又はカソードとして機能される場合に特に有利である。図２に示す例示的波形に従ってリードインタフェース９２内に示すように、電極Ｅ５が、電流を吐き出す唯一のアノードとして選択されており、この電極はＸ＝１００％の指定アノード電流＋Ａを受け入れる。同様に、電極Ｅ４が、電流を吸い込む唯一のカソードとして選択されており、この電極は、Ｘ＝１００％の当該カソード電流−Ａを受け入れる。
【００２２】
ＧＵＩ６４は、図示のように、第１のパルス位相３０ａのパルス幅ＰＷのみを指定する。それにも関わらず、実行されてＧＵＩ６４から入力を受け入れる臨床医プログラマーソフトウエア６６は、２相パルスを使用すべきである場合に、ＩＰＧ１０及びＥＴＳ４０が、刺激プログラムを２相パルスにするようにプログラムされることを保証することになる。例えば、臨床医プログラマーソフトウエア６６は、パルス位相３０ａ及び３０ｂの両方に対する持続時間及び振幅を自動的に決定することができる（例えば、各々がＰＷの持続時間及び反対の極性＋Ａ及び−Ａを有する）。高度なメニュー８８は、（取りわけ）パルス位相３０ａ及び３０ｂの相対的な持続時間及び振幅を定め、かつ例えば刺激パルスに対する負荷サイクル（オン／オフ時間）の設定及び刺激がプログラム指定振幅（Ａ）に到達するのに要する立ち上がり時間のような他のより高度な修正を可能にするために同じく使用することができる。モードメニュー９０は、臨床医が刺激パラメータを決定するための様々なモードを選択することを可能にする。例えば、’０３８号明細書に記載されているように、モードメニュー９０は、カソードを双極方式で移動することによって電極アレイに沿って電流ステアリングを実施する自動プログラミングモードを含む電子トローリングを可能にするのに使用することができる。
【００２３】
ＧＵＩ６４は、臨床医プログラマー５０内で作動するように示されているが、外部コントローラ４５のユーザインタフェースが類似の機能を提供する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】米国特許第６，５１６，２２７号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２０１６／０１４４１８３号明細書
【特許文献３】米国仮特許出願第６２／３８６，０００号明細書
【特許文献４】米国仮特許出願第６２／３９３，００３号明細書
【特許文献５】米国特許第８，６０６，３６２号明細書
【特許文献６】米国特許第８，６２０，４３６号明細書
【特許文献７】米国特許第９，２５９，５７４号明細書
【特許文献８】米国特許出願第２０１５／００８０９８２号明細書
【特許文献９】米国特許出願第２０１５／０２３１４０２号明細書
【特許文献１０】米国特許出願第２０１５／０３６００３８号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第２０１６／０３６７８２２号明細書
【特許文献１２】米国仮特許出願第６２／６８０，５３９号明細書
【特許文献１３】米国仮特許出願第６２／５９８，１１４号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，１８１，９６９号明細書
【特許文献１５】米国特許出願第２０１８／００７１５１３号明細書
【特許文献１６】米国特許出願第２０１８／００７１５２０号明細書
【特許文献１７】米国仮特許出願第６２／５５９，２４７号明細書
【特許文献１８】米国特許出願第２０１２／００９５５２９号明細書
【特許文献１９】米国特許出願第２０１２／００９２０３１号明細書
【特許文献２０】米国特許出願第２０１２／００９５５１９号明細書
【特許文献２１】米国特許第９，００８，７９０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２５】
第１の例では、アレイを構成する複数の電極を有する脊髄刺激器をプログラムする方法を開示し、本方法は、複数の電極のうちの少なくとも２つに対する周波数及びパルス幅を含む形状の刺激パルスを発生させるように患者に埋め込まれた脊髄刺激器をプログラムする段階を含むことができ、周波数及びパルス幅は、錯感覚を伴わずに患者に疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関連する情報に基づいて選択される。
【００２６】
刺激パルスは、患者の組織に双極を形成することができる。脊髄刺激器は、患者の組織に仮想双極を形成するために複数の電極のうちの少なくとも３つに対する刺激パルスを発生させるようにプログラムすることができる。
【００２７】
脊髄刺激器は、制御回路を更に含むことができ、情報は、制御回路に格納される。周波数は、制御回路に提供することができ、パルス幅は、この情報を用いて決定することができる。パルス幅は、制御回路に提供することができ、周波数は、この情報を用いて決定することができる。これらの情報は、脊髄刺激器をプログラムするのに使用される外部デバイスの制御回路に格納することができる。制御回路は、錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数又はパルス幅のうちの少なくとも一方をこれらの情報を用いて決定することができ、制御回路は、更に、周波数又はパルス幅のうちの少なくとも一方を脊髄刺激器に無線送信することができる。周波数及びパルス幅は、刺激パルスに対して最低の電力量しか必要としない周波数及びパルス幅としてこれらの情報を用いて選択することができる。
【００２８】
刺激パルスの各々は、第１の極性の第１の位相と、第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを有する２相パルスを含むことができ、第１及び第２の位相は、脊髄刺激器内の刺激回路によって能動的に駆動される。刺激パルスの各々は、対称２相パルスを含むことができ、第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間に等しく、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅に等しいが、反対の極性のものである。パルス幅は、（ｉ）第１の位相と第２の位相の合計持続時間、又は（ｉｉ）第１の位相又は第２の位相のいずれかの持続時間を含むことができる。
【００２９】
周波数は、１ｋＨｚである又は１ｋＨｚよりも低い場合がある。錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（１０Ｈｚ、２６５μｓ）、（１０Ｈｚ、４３５μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、及び（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、
（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、及び（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、
（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、及び（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、
（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、及び（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、
（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、及び（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、
（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、及び（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、又は
（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、（１０００Ｈｚ、１５０μｓ）、及び（１０００Ｈｚ、９０μｓ）。
【００３０】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅は、１ｋＨｚよりも低く一定である周波数及びパルス幅に関連する負荷サイクルを含まない場合がある。
【００３１】
周波数は、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲にある場合がある。錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（ｉ）（１ｋＨｚ、９８．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１０９μｓ）、（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、（１０ｋＨｚ、２９．９μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．１μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、９６．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１１２μｓ）、（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、（１０ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．０μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、６９．６μｓ）、（１ｋＨｚ、１３８．４μｓ）、（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、及び（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、及び（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、（１０ｋＨｚ、３５．２μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２１．８μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、５０．０μｓ）、（１ｋＨｚ、２００．０μｓ）、（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、及び（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、（１０ｋＨｚ、４０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２０．０μｓ）。
【００３２】
本方法は、刺激パルスが患者に印加される場所を調節するために複数の電極間で電流をステアリングする段階を更に含むことができる。本方法は、刺激パルスが患者に印加される調節された場所に基づいて刺激パルスの振幅を調節する段階を更に含むことができる。
【００３３】
周波数、パルス幅、及び振幅は、刺激パルスを発生させるのに使用される１組の刺激パラメータのうちの３つを構成することができ、本方法は、命令に応答して刺激パラメータのうちの少なくとも１つを設定量又は設定百分率まで又はそれだけ低減する段階を更に含むことができる。命令に応答して刺激回路は、刺激パルスの振幅を設定量又は設定百分率まで又はそれだけ低減することができる。
【００３４】
周波数及びパルス幅は、刺激パルスを発生させるのに使用される１組の刺激パラメータのうちの２つを構成することができ、本方法は、患者の位置又は活動の変化に応答して刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節する段階を更に含むことができる。脊髄刺激器は、プログラミングセッション中にプログラムすることができ、刺激パルスは、このプログラミングセッション中に錯感覚を伴わずに患者に疼痛緩和を提供するために１時間又はそれ未満の期間にわたってウォッシュインすることができる。
【００３５】
第２の例では、複数の電極のうちの少なくとも１つに対する周波数及びパルス幅を含む形状の刺激パルスを発生させるようにプログラムされた刺激回路を含む脊髄刺激器を含むことができるシステムを開示し、周波数及びパルス幅は、錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関連する情報に基づいて選択される。
【００３６】
刺激パルスは、患者の組織に双極を形成するように構成することができる。刺激回路は、患者の組織に仮想双極を形成するために複数の電極のうちの少なくとも３つに対する刺激パルスを発生させるようにプログラムすることができる。脊髄刺激器は、制御回路を更に含むことができ、情報は、制御回路に格納される。周波数は、制御回路に提供することができ、パルス幅は、この情報を用いて決定することができる。パルス幅は、制御回路に提供することができ、周波数は、この情報を用いて決定することができる。
【００３７】
システムは、制御回路を含む外部デバイスを更に含むことができ、これらの情報は、この制御回路に格納される。制御回路は、錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数又はパルス幅のうちの少なくとも一方をこれらの情報を用いて決定するように構成することができ、周波数又はパルス幅のうちの少なくとも一方は、脊髄刺激器に無線送信されるように更に構成される。
【００３８】
周波数及びパルス幅は、刺激パルスに対して最低の電力量しか必要としない周波数及びパルス幅としてこれらの情報を用いて選択することができる。
【００３９】
刺激パルスの各々は、第１の極性の第１の位相と、第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを有する２相パルスを含むことができ、第１及び第２の位相は、脊髄刺激器内の刺激回路によって能動的に駆動される。刺激パルスの各々は、対称２相パルスを含むことができ、第１の位相の持続時間は第２の位相の持続時間に等しく、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅に等しいが、反対の極性のものである。パルス幅は、（ｉ）第１の位相と第２の位相の合計持続時間、又は（ｉｉ）第１の位相又は第２の位相のいずれかの持続時間を含むことができる。
【００４０】
周波数は、１ｋＨｚである又は１ｋＨｚよりも低い場合がある。錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる線形有界領域上又は内である。
（１０Ｈｚ、２６５μｓ）、（１０Ｈｚ、４３５μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、及び（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、
（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、及び（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、
（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、及び（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、
（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、及び（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、
（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、及び（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、
（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、及び（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、又は
（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、（１０００Ｈｚ、１５０μｓ）、及び（１０００Ｈｚ、９０μｓ）。
【００４１】
錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅は、１０Ｈｚから１ｋＨｚの範囲で一定である周波数及びパルス幅に関連する負荷サイクルを含まない場合がある。
【００４２】
周波数は、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲にあるとすることができる。錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（ｉ）（１ｋＨｚ、９８．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１０９μｓ）、（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、（１０ｋＨｚ、２９．９μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．１μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、９６．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１１２μｓ）、（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、（１０ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．０μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、６９．６μｓ）、（１ｋＨｚ、１３８．４μｓ）、（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、及び（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、及び（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、（１０ｋＨｚ、３５．２μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２１．８μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、５０．０μｓ）、（１ｋＨｚ、２００．０μｓ）、（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、及び（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、（１０ｋＨｚ、４０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２０．０μｓ）。
【００４３】
刺激回路は、刺激パルスが患者に印加される場所を調節するために複数の電極間で電流をステアリングするように構成可能である場合がある。刺激回路は、刺激パルスが患者に印加される調節された場所に基づいて刺激パルスの振幅を調節するように更に構成することができる。
【００４４】
周波数、パルス幅、及び振幅は、刺激パルスを発生させるのに使用される１組の刺激パラメータのうちの３つを構成することができ、刺激回路は、命令に応答して刺激パラメータのうちの少なくとも１つを設定量又は設定パーセントまで又はそれだけ低減するように構成可能である。
【００４５】
周波数及びパルス幅は、刺激パルスを発生させるのに使用される１組の刺激パラメータのうちの２つを構成することができ、刺激回路は、患者の位置又は活動の変化に応答して刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節するように構成可能である。
【００４６】
脊髄刺激器は、プログラミングセッション中にプログラム可能であるように構成することができ、脊髄刺激器は、このプログラミングセッション中に錯感覚を伴わずに患者に疼痛緩和を提供するために１時間又はそれ未満の期間にわたって刺激パルスをウォッシュインするように構成される。
【００４７】
第３の例では、アレイを構成する複数の電極を有する脊髄刺激器をプログラムする方法を開示し、本方法は、（ａ）脊髄刺激器に複数の異なる第１の刺激パラメータセットを提供する段階であって、各第１の刺激パラメータセットが、脊髄刺激器に電極のうちの少なくとも２つにおいて２相試験パルスを形成させ、各２相試験パルスが、第１の極性の第１の位相と、第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを含み、第１のパルス位相と第２のパルス位相の両方が、脊髄刺激器内の刺激回路によって能動的に駆動され、各第１の刺激パラメータセットが、アレイに対する異なる場所で超知覚刺激を発生させる上記提供する段階と、（ｂ）患者の疼痛症状を処置する第１の刺激パラメータセットを決定する段階であって、決定された第１の刺激パラメータセットが、アレイに対する治療場所に対応する上記決定する段階と、（ｃ）脊髄刺激器に電極のうちの少なくとも２つにおいて治療パルスを形成させる第２の刺激パラメータセットを脊髄刺激器に提供する段階であって、第２の刺激パラメータセットが、治療場所で亜知覚刺激を発生させる上記提供する段階とを含むことができる。
【００４８】
２相試験パルスは、１３０Ｈｚ又はそれ未満で形成することができる。第１の位相の電荷は、第２の位相の電荷に等しいとすることができる。第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間とは異なる場合があり、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅と異なる場合がある。２相試験パルスは、対称２相パルスを含むことができ、第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間と等しく、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅に等しいが、反対の極性のものである。第１の位相の電荷は、第２の位相の電荷と等しくない場合がある。
【００４９】
治療パルスは、第１の極性の第１の位相と、第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを有する２相パルスを含むことができる。治療パルスは、対称２相パルスを含むことができ、第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間と等しく、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅に等しいが、反対の極性のものである。
【００５０】
第２の刺激パラメータセットは、アレイに対する治療場所を調節することなく決定された第１の刺激パラメータセットの刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節することによって決定することができる。決定された第１の刺激パラメータセットは、患者が疼痛症状の処置に対して好意的に応答する刺激パラメータセットを含むことができる。
【００５１】
各第１の刺激パラメータセットは、異なる場所で超知覚刺激を多極として発生させることができる。第１の刺激パラメータセットの少なくとも一部又は全ては、異なる場所で超知覚を双極として発生させることができる。第１の刺激パラメータセットの少なくとも一部は、異なる場所で超知覚刺激を仮想双極として発生させることができる。第２の刺激パラメータは、治療場所で亜知覚刺激を多極として発生させることができる。第２の刺激パラメータは、治療場所で亜知覚刺激を双極として発生させることができる。第２の刺激パラメータは、治療場所で亜知覚刺激を仮想双極として発生させることができる。
【００５２】
決定された第１の刺激パラメータセットは、患者からのフィードバックを用いて決定される場合がある。決定された第１の刺激パラメータセットは、試験パルスの振幅を含むことができ、第２の刺激パラメータセットは、治療パルスの振幅を含み、治療パルスの振幅は、試験パルスの振幅よりも小さい。決定された第１の刺激パラメータセットは、試験パルス及び治療パルスの振幅においてのみ第２の刺激パラメータセットと異なる場合がある。
【００５３】
各第１の刺激パラメータセット及び第２の刺激パラメータセットは、少なくとも２つの電極のうちのどれが活性であるかの表示、少なくとも２つの電極の極性の表示、及び少なくとも２つの電極の電流の振幅の表示を含むことができる。
【００５４】
第２の刺激パラメータセットは、治療パルスの周波数及びパルス幅を含むことができ、周波数は、１０ｋＨｚ又はそれよりも低く、周波数及びパルス幅のうちの少なくとも一方は、亜知覚刺激を発生させるように選択される。選択される周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（ｉ）（１０Ｈｚ、２６５μｓ）、（１０Ｈｚ、４３５μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、及び（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、又は
（ｉｉ）（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、及び（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、及び（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、又は
（ｉｖ）（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、及び（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、又は
（ｖ）（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、及び（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、又は
（ｖｉ）（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、及び（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、又は
（ｖｉｉ）（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、（１０００Ｈｚ、１５０μｓ）、及び（１０００Ｈｚ、９０μｓ）。
【００５５】
選択される周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（ｉ）（１ｋＨｚ、９８．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１０９μｓ）、（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、（１０ｋＨｚ、２９．９μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．１μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、９６．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１１２μｓ）、（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、（１０ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．０μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、６９．６μｓ）、（１ｋＨｚ、１３８．４μｓ）、（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、及び（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、及び（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、（１０ｋＨｚ、３５．２μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２１．８μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、５０．０μｓ）、（１ｋＨｚ、２００．０μｓ）、（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、及び（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、（１０ｋＨｚ、４０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２０．０μｓ）。
【００５６】
周波数及びパルス幅は、治療場所で亜知覚刺激を発生させるように治療パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関連する情報に基づいて選択することができる。第１及び第２の刺激パラメータセットは、外部デバイスによって脊髄刺激器に提供することができ、これらの情報は外部デバイス上に格納される。これらの情報は、脊髄刺激器に格納される場合がある。周波数及びパルス幅は、これらの情報を用いて治療パルスに対して最低の電力量しか必要としない周波数及びパルス幅として選択することができる。
【００５７】
本方法は、治療場所をアレイに対する新しい治療場所に調節するために複数の電極間で電流をステアリングする段階を更に含むことができる。本方法は、新しい治療場所に基づいて治療パルスの振幅を調節する段階を更に含むことができる。
【００５８】
決定された第１の刺激パラメータセットは、試験パルスの第１の振幅を含むことができ、本方法は、命令に応答して、第１の振幅を治療パルスに対する第２の振幅まで低減することによって決定された第１の刺激パラメータセットから第２の刺激パラメータセットを導出する段階を更に含むことができる。第１の振幅は、設定量又は設定百分率まで又はそれだけ第２の振幅まで低減することができる。
【００５９】
本方法は、患者の位置又は活動の変化に応答して第２の刺激パラメータセットの刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節する段階を更に含むことができる。脊髄刺激器は、プログラミングセッション中にプログラムすることができ、治療パルスは、このプログラミングセッション中に治療場所で亜知覚刺激を発生させるために１時間又はそれ未満の期間にわたってウォッシュインすることができる。
【００６０】
第４の例では、システムは、アレイを構成する複数の電極を有する脊髄刺激器をプログラムするためのものであり、システムは、非一時的コンピュータ可読媒体が実行された時に外部デバイスが脊髄刺激器に複数の異なる第１の刺激パラメータセットを提供することを可能にする命令を含有する外部システムを含むことができ、各第１の刺激パラメータセットは、脊髄刺激器に電極のうちの少なくとも２つにおいて２相試験パルスを形成させ、各２相試験パルスは、第１の極性の第１の位相と、第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを含み、第１のパルス位相と第２のパルス位相の両方は、脊髄刺激器内の刺激回路によって能動的に駆動され、各第１の刺激パラメータセットは、アレイに対する異なる場所で超知覚刺激を発生させ、患者の疼痛症状を処置する第１の刺激パラメータセットを決定した後に、決定された第１の刺激パラメータセットは、アレイに対する治療場所に対応し、命令は、実行された時に、脊髄刺激器に電極のうちの少なくとも２つにおいて治療パルスを形成させる第２の刺激パラメータセットを外部デバイスが脊髄刺激器に提供することを更に可能にし、第２の刺激パラメータセットは、治療場所で亜知覚刺激を発生させる。
【００６１】
２相試験パルスは、１３０Ｈｚ又はそれ未満で形成することができる。第１の位相の電荷は、第２の位相の電荷に等しいとすることができる。第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間とは異なる場合があり、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅とは異なる場合がある。２相試験パルスは、対称２相パルスを含むことができ、第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間と等しく、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅に等しいが、反対の極性のものである。第１の位相の電荷は、第２の位相の電荷とは等しくない場合がある。
【００６２】
治療パルスは、第１の極性の第１の位相と、第１の極性とは反対の第２の極性の第２の位相とを有する２相パルスを含むことができる。治療パルスは、対称２相パルスを含むことができ、第１の位相の持続時間は、第２の位相の持続時間と等しく、第１の位相の振幅は、第２の位相の振幅に等しいが、反対の極性のものである。
【００６３】
非一時的コンピュータ可読媒体は、アレイに対する治療場所を調節することなく決定された第１の刺激パラメータセットの刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節することによって第２の刺激パラメータセットを決定するように構成することができる。決定された第１の刺激パラメータセットは、患者が疼痛症状の処置に対して好意的に応答する刺激パラメータセットを含むことができる。
【００６４】
各第１の刺激パラメータセットは、異なる場所で超知覚刺激を多極として発生させることができる。第１の刺激パラメータセットの少なくとも一部又は全ては、異なる場所で超知覚を双極として発生させることができる。第１の刺激パラメータセットの少なくとも一部は、異なる場所で超知覚刺激を仮想双極として発生させることができる。第２の刺激パラメータは、治療場所で亜知覚刺激を多極として発生させることができる。第２の刺激パラメータは、治療場所で亜知覚刺激を双極として発生させることができる。第２の刺激パラメータは、治療場所で亜知覚刺激を仮想双極として発生させることができる。
【００６５】
決定された第１の刺激パラメータセットは、患者からのフィードバックを用いて決定される場合がある。決定された第１の刺激パラメータセットは、試験パルスの振幅を含むことができ、第２の刺激パラメータセットは、治療パルスの振幅を含み、治療パルスの振幅は、試験パルスの振幅よりも小さい。決定された第１の刺激パラメータセットは、試験パルス及び治療パルスの振幅においてのみ第２の刺激パラメータセットと異なる場合がある。
【００６６】
各第１の刺激パラメータセット及び第２の刺激パラメータセットは、少なくとも２つの電極のうちのどれが活性であるかの表示、少なくとも２つの電極の極性の表示、及び少なくとも２つの電極の電流の振幅の表示を含むことができる。
【００６７】
第２の刺激パラメータセットは、治療パルスの周波数及びパルス幅を含むことができ、周波数は、１０ｋＨｚ又はそれよりも低く、周波数及びパルス幅のうちの少なくとも一方は、亜知覚刺激を発生させるようにコンピュータ可読媒体によって選択される。選択される周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（ｉ）（１０Ｈｚ、２６５μｓ）、（１０Ｈｚ、４３５μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、及び（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、又は
（ｉｉ）（５０Ｈｚ、２３０μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、及び（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（１００Ｈｚ、１９５μｓ）、（１００Ｈｚ、３２５μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、及び（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、又は
（ｉｖ）（２００Ｈｚ、１６０μｓ）、（２００Ｈｚ、２６０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、及び（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、又は
（ｖ）（４００Ｈｚ、１４０μｓ）、（４００Ｈｚ、２２５μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、及び（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、又は
（ｖｉ）（６００Ｈｚ、１２０μｓ）、（６００Ｈｚ、２００μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、及び（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、又は
（ｖｉｉ）（８００Ｈｚ、１０５μｓ）、（８００Ｈｚ、１７５μｓ）、（１０００Ｈｚ、１５０μｓ）、及び（１０００Ｈｚ、９０μｓ）。
【００６８】
選択される周波数及びパルス幅は、以下の各点によって定められる１又は２以上の線形有界領域上又は内であるとすることができる。
（ｉ）（１ｋＨｚ、９８．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１０９μｓ）、（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、（１０ｋＨｚ、２９．９μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．１μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、９６．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１１２μｓ）、（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、及び（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、４３．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４９．４μｓ）、（１０ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２７．０μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、６９．６μｓ）、（１ｋＨｚ、１３８．４μｓ）、（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、及び（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）、（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、及び（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３３．４μｓ）、（７ｋＨｚ、５９．６μｓ）、（１０ｋＨｚ、３５．２μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２１．８μｓ）。
又は（ｉ）（１ｋＨｚ、５０．０μｓ）、（１ｋＨｚ、２００．０μｓ）、（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、及び（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、又は
（ｉｉ）（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、又は
（ｉｉｉ）（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、（１０ｋＨｚ、４０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２０．０μｓ）。
【００６９】
周波数及びパルス幅は、治療場所で亜知覚刺激を発生させるように治療パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関連する情報に基づいてコンピュータ可読媒体によって選択することができる。周波数及びパルス幅は、治療パルスに対して最低の電力量しか必要としない周波数及びパルス幅としてこれらの情報に基づいて選択することができる。
【００７０】
コンピュータ可読媒体は、実行された時に外部デバイスが治療場所をアレイに対する新しい治療場所に調節するために複数の電極間で電流をステアリングすることを可能にする命令を含有することができる。コンピュータ可読媒体は、更に、実行された時に外部デバイスが新しい治療場所に基づいて治療パルスの振幅を調節することを可能にする命令を含有することができる。コンピュータ可読媒体は、更に、実行された時に外部デバイスが第２の刺激パラメータセットの刺激パラメータのうちの少なくとも１つを設定量又は設定百分率まで又はそれだけ低減することを可能にする命令を含有することができる。
【００７１】
コンピュータ可読媒体は、更に、実行された時に外部デバイスが患者の位置又は活動の変化に応答して第２の刺激パラメータセットの刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節することを可能にする命令を含有することができる。コンピュータ可読媒体は、更に、実行された時に外部デバイスがプログラミングセッション中に脊髄刺激器をプログラムすることを可能にする命令を含有することができ、命令は、治療場所で亜知覚刺激を発生させるためにプログラミングセッション中に１時間又はそれ未満の期間にわたって治療パルスをウォッシュインするように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来技術による脊髄刺激（ＳＣＳ）に向けて使用可能な埋込可能なパルス発生器（ＩＰＧ）を示す図である。
【図２】従来技術によるＩＰＧによって生成可能な刺激パルスの例を示す図である。
【図３】従来技術によるＩＰＧの実施の前に刺激を提供するのに使用可能な外部試行刺激器（ＥＴＳ）の使用を示す図である。
【図４】従来技術によりＩＰＧ及びＥＴＳと通信し、そこで刺激をプログラムする機能を有する様々な外部デバイスを示す図である。
【図５】従来技術による刺激パラメータを設定又は調節するための臨床医プログラマー外部デバイスのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を示す図である。
【図６】移動可能亜知覚双極を用いて患者に対する有効電極を決定するスイートスポット検索を示す図である。
【図７Ａ】移動可能超知覚双極を用いて患者に対する有効電極を決定するスイートスポット検索を示す図である。
【図７Ｂ】移動可能超知覚双極を用いて患者に対する有効電極を決定するスイートスポット検索を示す図である。
【図７Ｃ】移動可能超知覚双極を用いて患者に対する有効電極を決定するスイートスポット検索を示す図である。
【図７Ｄ】移動可能超知覚双極を用いて患者に対する有効電極を決定するスイートスポット検索を示す図である。
【図８】電極の各々での電流を独立に設定するために多重独立電流制御を提供する機能を有するＩＰＧ又はＥＴＳに使用可能な刺激回路を示す図である。
【図９】１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲にわたって最適亜知覚ＳＣＳ刺激パラメータを決定するように設計された背痛を有する様々な患者に対して実施される調査の流れ図である。
【図１０Ａ】平均最適パルス幅を含む調査の様々な結果を１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の刺激周波数の関数として示す図である。
【図１０Ｂ】平均電荷毎秒及び最適刺激振幅を含む調査の様々な結果を１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の刺激周波数の関数として示す図である。
【図１０Ｃ】背痛スコアを含む調査の様々な結果を１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の刺激周波数の関数として示す図である。
【図１１Ａ】平均最適パルス幅と１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の周波数との間の関係の更に別の分析を示し、これらのパラメータの統計的に有意な最適化領域を識別する図である。
【図１１Ｂ】平均最適パルス幅と１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の周波数との間の関係の更に別の分析を示し、これらのパラメータの統計的に有意な最適化領域を識別する図である。
【図１１Ｃ】平均最適パルス幅と１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の周波数との間の関係の更に別の分析を示し、これらのパラメータの統計的に有意な最適化領域を識別する図である。
【図１２Ａ】１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数で亜知覚療法を用いて試験した患者の結果を示し、試験周波数で決定された最適パルス幅範囲と亜知覚療法に関する最適パルス幅対周波数領域とを示す図である。
【図１２Ｂ】平均最適パルス幅と１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数との間の様々なモデル化された関係を示す図である。
【図１２Ｃ】最適パルス幅の負荷サイクルを１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数の関数として示す図である。
【図１２Ｄ】最適パルス幅での平均バッテリ電流及びバッテリ放電時間を１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数の関数として示す図である。
【図１３】最適パルス幅及び周波数（≦１０ｋＨｚ）を関連付ける決定された関係及び領域をＩＰＧ又はＥＴＳに対する亜知覚刺激パラメータを設定するのに使用することができる方法を示す当て嵌めモジュールを示す図である。
【図１４】超知覚スイートスポット検索、それに続く亜知覚療法に対して使用されるアルゴリズム、及び当て嵌めモジュールを用いた亜知覚療法の可能な最適化を示す図である。
【図１５】当て嵌めモジュールを用いた亜知覚療法の最適化のための代替アルゴリズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
脊髄刺激（ＳＣＳ）療法は、患者の疼痛を緩和する有効な手段とすることができるが、そのような刺激は、錯感覚を引き起こす可能性もある。時として「超知覚」療法と呼ばれる錯感覚は、ＳＣＳ療法に関する刺痛、穿痛、熱感、冷感などのような感覚である。一般的に、錯感覚の効果は軽度であり、又は少なくとも患者に過度に懸念を与えるものではない。更に、錯感覚は、慢性疼痛がＳＣＳ療法によって現時点で良好に抑制されている患者に対してはほぼ適切な妥協である。一部の患者は、錯感覚を快適で鎮痛的なものとさえ感受する。
【００７４】
それにも関わらず、少なくとも一部の患者に対しては、ＳＣＳ療法は、患者が感じることができない「亜知覚」療法又は閾値下療法として多くの場合に呼ばれる錯感覚を伴わない完全な疼痛緩和を理想的に提供すると考えられる。有効な亜知覚療法は、刺激パルスをより高い周波数で発することによって錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供することができる。残念ながら、そのような高周波刺激は、ＩＰＧ１０のバッテリ１４を消耗させる傾向を有するより高い電力を必要とする場合がある。例えば、米国特許出願公開第２０１６／０３６７８２２号明細書を参照されたい。ＩＰＧのバッテリ１４が１次電池であり、再充電可能ではない場合に、高周波刺激は、ＩＰＧ１０をより短時間で交換することが必要になることを意味する。これに代えて、ＩＰＧバッテリ１４が再充電可能である場合に、ＩＰＧ１０をより頻繁に又はより長い期間にわたって充電することが必要になることになる。いずれにせよ、患者に対しては不便である。
【００７５】
ＳＣＳ用途では、各患者に対して有効であることになる刺激プログラムを決定することが望ましい。有効な刺激プログラムを決定する段階の重要な部分は、各患者において刺激のための「スイートスポット」を決定する段階、すなわち、患者内で疼痛が発生する神経部位を動員し、それによって処置するためにはどの電極がどのような極性（Ｐ）及び相対振幅（Ｘ％）を用いて活性（Ｅ）にされるかを選択する段階である。疼痛の当該神経部位の近くにある電極を選択するのは、決定することが困難である場合があり、患者の療法を提供するのに最良の電極組合せを選択するために一般的に実験が行われる。
【００７６】
２０１８年６月４日出願の米国仮特許出願第６２／６８０，５３９号明細書に記載されているように、亜知覚療法が使用される場合に、患者は刺激を感じず、従って、患者にとって刺激が自分の疼痛を「網羅している」か否か、従って、選択電極が有効であるか否かを感じ取るのが困難である可能性があるので、所与の患者に対して電極を選択することがより一層困難である場合がある。更に、亜知覚刺激療法は、有効になることができる前に「ウォッシュイン」期間を必要とする場合がある。ウォッシュイン期間は、１日又はそれよりも多くを要する場合があり、従って、亜知覚刺激は即座には有効でない場合があり、それによって電極選択が困難になる。
【００７７】
図６は、亜知覚刺激が使用される場合のスイートスポット検索のための「’５３９出願」の技術、すなわち、患者の神経疼痛部位２９８の近くにある電極を選択することができる方法を簡単に説明している。図６の技術は、患者に電極アレイが最初に埋め込まれた後、すなわち、患者がＩＰＧ又はＥＴＳを受け入れた後の試行設定において特に有利である。
【００７８】
図示の例では、疼痛部位２９８が組織領域２９９内である可能性が高いと仮定している。そのような領域２９９は、臨床医が患者の症状に基づいて、例えば、どの電極がＴ９−Ｔ１０間隙内のようなある一定の椎骨（図示せず）の近くにあるかを理解することによって推定することができる。図示の例では、領域２９９は、電極Ｅ２、Ｅ７、Ｅ１５、及びＥ１０によって定められ、すなわち、この領域の外側にある電極（例えば、Ｅ１、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１６）は、患者の症状に対して効果を有する可能性が低い。従って、下記でより詳しく説明するように、これらの電極は、図６に示すスイートスポット検索中に選択されない場合がある。
【００７９】
図６では、１つの電極（例えば、Ｅ２）が、患者の組織に正の電流（＋Ａ）を吐き出すことになるアノードとして選択され、一方、別の電極（例えば、Ｅ３）が、組織から負の電流（−Ａ）を吸い込むことになるカソードとして選択される亜知覚双極２９７ａが選択されている。この双極２９７ａは、図２に関して先に例示したものと同様であり、能動的電荷回収を使用する２相刺激パルスを使用することができる。双極２９７ａは亜知覚刺激を提供するので、スイートスポット検索中に使用される振幅Ａは、患者がもはや錯感覚を感じなくなるまで漸減される。この亜知覚双極２９７ａは、ある持続時間にわたって、例えば、数日間にわたって患者に与えられ、それによって亜知覚双極の潜在的有効性が「ウォッシュイン」し、双極２９７ａがどの程度良好に患者の症状を治すことを支援するかに関するフィードバックを患者が提供することが可能になる。そのような患者フィードバックは、疼痛スケールを含むことができる。例えば、患者は、数値評価スケール（ＮＲＳ）又は視覚的アナログスケール（ＶＡＳ）を用いて１が疼痛なし又は殆ど疼痛なしを表し、１０が想像し得る最悪の疼痛を表す１〜１０からのスケールで自分の疼痛をランク付けすることができる。’５３９出願において解説されているように、そのような疼痛スケールランク付けは、患者の外部コントローラ４５内に入力することができる。
【００８０】
この最初の場所で双極２９７ａが試験された後に、異なる電極組合せが選択され（アノード電極Ｅ３、カソード電極Ｅ４）、それによって双極２９７ａの場所が患者の組織内で移動する。ここでもまた、電流Ａの振幅を適切な亜知覚レベルまで漸変する必要がある場合がある。図示の例では、双極２９７ａは、疼痛部位２９８を網羅する電極組合せを見出すことに関して経路２９６によって示すように一方の電極リードを下に、他方を上に移動される。図６の例では、電極Ｅ１３及びＥ１４への疼痛部位２９８の近接度を考えると、これらの電極での双極２９７ａが、患者に対して患者の疼痛スコアランク付けによって反映される最良の緩和をもたらすことを予想することができる。双極２９７ａを形成する時に選択される特定の刺激パラメータは、臨床医プログラマー５０又は他の外部デバイス（患者外部コントローラ４５のような）のＧＵＩ６４において選択し、実行に向けて患者のＩＰＧ又はＥＴＳに無線で遠隔測定送信することができる。
【００８１】
図６のスイートスポット検索は有効である可能性があるが、亜知覚刺激が使用される場合は上記と同じくかなり長い時間を消費する場合がある。上述のように、亜知覚刺激は、各双極２９７の場所で数日間にわたって与えられ、多数の双極場所が選択されるので、全体のスイートスポット検索は、完了するのに最長で一ヶ月を要する可能性もある。
【００８２】
本発明者は、スイートスポット検索の後に最終的に患者に対して亜知覚療法を用いて先に進めるのが望ましい場合であっても、スイートスポット検索中に患者に対する活性電極を選択するために超知覚刺激を使用するのが有益であることをＳＣＳ患者の試験によって決定した。スイートスポット検索中の超知覚刺激の使用は、試験する各電極セットにおいてウォッシュイン期間を必要とする亜知覚刺激の使用と比較して患者に対して有効な電極の決定を有意に加速する。超知覚療法を用いて患者に使用するための電極を決定した後に、スイートスポット検索中に患者に対して決定されたものと同じ電極を保ちながら亜知覚レベルまで療法を漸変することができる。選択電極は、患者の疼痛の神経部位を動員することが公知であるので、これらの電極への亜知覚療法の適用は即座の効果を有する可能性が高く、その後の亜知覚療法においてウォッシュインする必要が低減するか又は時に排除される。要するに、超知覚スイートスポット検索が利用される時には、患者に対して有効な亜知覚療法をより迅速に取得することができる。好ましくは、超知覚スイートスポット検索は、一例では４０Ｈｚと２００Ｈｚの間のような低周波数で発生する対称２相パルスを用いて行われる。
【００８３】
本発明の開示の技術の一態様により、患者に亜知覚療法が提供されることになる。亜知覚療法中に使用することができる電極を決定するスイートスポット検索は、そのような亜知覚療法に先行することができる。一部の態様では、患者に対して亜知覚療法が使用される時に、スイートスポット検索は、上述の亜知覚である双極２９７ａ（図６）を使用することができる。亜知覚スイートスポット検索は、患者が受けることになる最終的な亜知覚療法に適合することができるので、このスイートスポット検索は適切なものとすることができる。
【００８４】
しかし、本発明者は、最終的に患者に対して亜知覚療法が使用される場合であっても、スイートスポット検索中に超知覚刺激、すなわち、錯感覚を関連する刺激を使用することが有益である可能性があると決定した。これを図７Ａに示しており、この場合に、移動可能双極３０１ａが、患者が感じることができる超知覚刺激を提供する。双極３０１ａを超知覚刺激として与える段階は、図６の亜知覚双極２９７ａと比較した時に振幅（例えば、電流Ａ）を増大する段階のみを伴う場合があるが、長めのパルス幅を与えることのように他の刺激パラメータを調節することができる。
【００８５】
本発明者は、患者に対して最終的に亜知覚療法が使用されることになる場合であっても、スイートスポット検索中に超知覚刺激を使用することに利益があると決定した。
【００８６】
第１に、上述のように、定義により超知覚療法の使用は、患者が刺激を感じることを可能にし、それによって患者が、錯感覚が自分の疼痛部位２９８を十分に網羅しているように見えるか否かに関する実質的に即座のフィードバックを臨床医に提供することが可能になる。言い換えれば、双極３０１ａが経路２９６に沿って移動される時に各場所で双極３０１ａをウォッシュインするのに時間を割く必要はない。従って、患者の疼痛部位２９８の近くにある適切な双極３０１ａをかなり迅速に、例えば、数日又は数週間の期間にわたることなく１回の通院等で確立することができる。一例では、亜知覚療法が超知覚スイートスポット検索によって先行される時に、亜知覚療法をウォッシュインするのに必要な時間は、１時間又はそれ未満、１０分又はそれ未満、又は高々数秒とすることさえ可能である。これは、患者のＩＰＧ又はＥＴＳがプログラムされる１回のプログラミングセッション中に、かつ患者が医院を離れる必要なくウォッシュインが行われることを可能にする。
【００８７】
第２に、スイートスポット検索中の超知覚刺激の使用は、疼痛部位２９８を十分に動員する電極が決定されることを保証する。その結果、スイートスポット検索が完了し、最終的な亜知覚療法が患者に対して漸変された後に、良好な動員に必要とされる電極は既に確信的に決定されているので、当該亜知覚療法のウォッシュインはそれ程長くはかからないとすることができる。
【００８８】
図７Ｂ〜図７Ｄは、使用することができる他の超知覚双極３０１ｂ〜３０１ｄを示しており、特に、電極１６のうちの３又は４以上を活性化することによって仮想極を用いて仮想双極を形成することができる方法を示している。仮想極は、２０１７年１２月１３日出願の米国仮特許出願第６２／５９８，１１４号明細書により詳しく解説されており、従って、本明細書では仮想極を簡単にしか説明しない。仮想極を形成する段階は、下記で図８を参照してより詳しく説明する時に多重独立電流制御（ＭＩＣＣ）として公知のＩＰＧ又はＥＴＳに使用される刺激回路２８又は４４が電極のうちのいずれかでの電流を独立に設定する機能を有する場合に支援される。
【００８９】
仮想双極が使用される時に、臨床医プログラマー５０（図４）のＧＵＩ６４（図５）を用いて、必ずしも物理的電極１６の位置に対応しなくてもよい位置２９１（図７Ｂ）にアノード極（＋）及びカソード極（−）を定めることができる。臨床医プログラマー５０内の制御回路７０は、これらの位置２９１及び他の組織モデル化情報から、指定位置２９１に仮想アノード及び仮想カソードを形成するにはどの物理的電極１６をどの程度の振幅を有するように選択することが必要になるかを計算することができる。上述のように、選択電極での振幅は、臨床医プログラマー５０のＧＵＩ６４において指定された全電流振幅Ａの百分率Ｘ％として表すことができる。
【００９０】
例えば、図７Ｂでは、仮想アノード極はＥ２とＥ３とＥ１０の間の位置２９１に位置付けられる。次に、臨床医プログラマー５０は、この位置に基づいて、これらの電極の各々が（第１のパルス位相３０ａ中に）この位置に仮想アノードを位置付けるために全アノード電流＋Ａのうちの適切な配分（Ｘ％）を受け入れることになると算定することができる。仮想アノードの位置は電極Ｅ２に最も近いので、この電極Ｅ２は、指定アノード電流＋Ａのうちの最も大きい配分（例えば、７５％*＋Ａ）を受け入れることができる。仮想アノード極の位置の近くにあるが、遠めの場所にある電極Ｅ３及びＥ１０は、アノード電流のうちの少なめの配分（例えば、それぞれ１５％*＋Ａ及び１０％*＋Ａ）を受け入れる。同様に、電極Ｅ４、Ｅ１１、及びＥ１２の近くにある仮想カソード極の指定位置２９１から、これらの電極が指定カソード電流−Ａのうちの適切な配分（例えば、ここでもまた第１のパルス位相３０ａ中にそれぞれ２０％*−Ａ、２０％*−Ａ、及び６０％*−Ａ）を受け入れることになることを見ることができる。次に、図７Ｂの波形に示すように、これらの極性は、パルスの第２の位相３０ｂ中に反転されることになる。いずれの場合にも、双極３０１ｂの形成における仮想極の使用は、組織内の電界を成形することを可能にし、スイートスポット検索中に多くの異なる電極組合せを試すことができる。この点に関して、（仮想）双極を電極に対して規則的な経路２９６に沿って移動することは絶対に必要というわけではなく、この経路は、恐らくは患者からのフィードバックによって誘導されるように不規則になる場合がある。
【００９１】
図７Ｃは、スイートスポット検索中に使用することができる有利な仮想双極３０１ｃの構成を示している。この仮想双極３０１ｃは、ここでもまた物理的電極の位置に対応しない位置を有するターゲットアノード及びターゲットカソードを定める。仮想双極３０１ｃは、リードに沿って形成され、Ｅ１からＥ５のうちからの４つの電極の長さを実質的に張っている。これは、患者の疼痛部位２９８を動員することをより可能にするより大きい電界を組織内に生成する。この双極構成３０１ｃは、経路２９６に沿って移動する時に図７Ａの対照の小さめの双極構成３０１ａの場合よりも少ない数の場所に移動すればよく、従って、疼痛部位２９８の検出が加速される。図７Ｄは、両方のリード上に形成された電極、例えば、電極Ｅ１からＥ５及び電極Ｅ９からＥ１３からの電極を用いて仮想双極３０１ｄを生成するように図７Ｃの双極構成から発展させたものである。この双極３０１ｄ構成は、その電界が両方のリードの近くにある神経組織を動員するほど十分に大きいので、リードと平行な単一経路２９６に沿って移動するだけでよい。これは、疼痛部位検出を更に加速することができる。
【００９２】
一部の態様では、スイートスポット検索中に使用される超知覚双極３０１ａ〜３０１ｄは、同じパルス幅ＰＷ及び同じ振幅（位相中に反転される極性を有する）（例えば、Ａ30a＝Ａ30b及びＰＷ30a＝ＰＷ30b）の能動駆動される（例えば、刺激回路２８又は４４により）パルス位相３０ａ及び３０ｂを有する対称２相波形を含む。これは、第２のパルス位相３０ｂが能動的電荷回収を提供し、この場合に、第１のパルス位相３０ａ中に供給される電荷（Ｑ30a）が第２のパルス位相３０ｂの電荷（Ｑ30b）に等しく、従って、パルスが電荷均衡状態にあるので有益である。２相波形の使用も、公知であるようにカソードが神経組織動員に大きく関わるので有益と考えられる。２相パルスが使用される場合に、（仮想）アノード及びカソードの位置がパルスの２つの位相中に反転することになる。これは、刺激に向けて動員される神経組織が実質的に倍増し、従って、正しい場所にある双極によって疼痛部位２９８が網羅されることになる可能性が高まる。
【００９３】
しかし、超知覚双極３０１ａ〜３０１ｄは、上述のように対称２相パルスを含む必要はない。例えば、２つの位相の電荷（Ｑ）を平衡状態に保ちながら（例えば、Ｑ30a＝Ａ30a*ＰＷ30a＝Ａ30b*ＰＷ30b＝Ｑ30b）２つの位相３０ａ及び３０ｂの振幅及びパルス幅は異なることができる。２つの位相３０ａ及び３０ｂは、電荷不均衡状態にあるとすることができる（例えば、Ｑ30a＝Ａ30a*ＰＷ30a＞Ａ30b*ＰＷ30b＝Ｑ30b、又はＱ30a＝Ａ30a*ＰＷ30a＜Ａ30b*ＰＷ30b＝Ｑ30b）。要するに、双極３０１〜３０１ｄでのパルスは、２相対称（従って、本質的に電荷均衡状態にある）である、２相非対称であるが依然として電荷均衡状態にある、又は２相非対称かつ電荷不均衡状態にあるとすることができる。
【００９４】
好ましい例では、超知覚スイートスポット検索中に使用される超知覚パルス３０１ａ〜３０１ｄの周波数Ｆは、１０ｋＨｚ又はそれ未満、１ｋＨｚ又はそれ未満、５００Ｈｚ又はそれ未満、３００Ｈｚ又はそれ未満、２００Ｈｚ又はそれ未満、１３０Ｈｚ又はそれ未満、又は１００Ｈｚ又はそれ未満とするか、又はこれらの周波数のうちの２つによって定められる範囲（例えば、１００〜１３０Ｈｚ又は１００〜２００Ｈｚ）とすることができる。特定の例では、９０Ｈｚ、４０Ｈｚ、又は１０Ｈｚの周波数を使用することができ、パルスは、好ましくは対称である２相パルスを含む。しかし、単一能動駆動パルス位相に続く受動回収位相を使用することもできると考えられる。パルス幅ＰＷは、１５０マイクロ秒から４００マイクロ秒のような数百マイクロ秒の範囲にある値を含むことができる。超知覚スイートスポット検索の目標は、患者の疼痛を適切に網羅する電極を決定することでしかないので、周波数及びパルス幅は、この段階ではそれ程重要ではない。亜知覚刺激に向けて電極が選択された状態で、下記でより詳しく解説するように周波数及びパルス幅を最適化することができる。
【００９５】
スイートスポット検索中に使用される超知覚双極３０１ａ〜３０１ｄは、後に患者に亜知覚療法を提供する時に選択される電極と同じ電極である必要は必ずしもない。代わりに、検索中に認識される双極の最適場所を基準として用いて選択電極を修正することができる。例えば、スイートスポット検索中に双極３０１ａ（図７Ａ）が使用されるとすると、この双極が、電極Ｅ１３及びＥ１４の場所に設けられた時に最良の疼痛緩和を提供すると決定される。この点で、これらの電極Ｅ１３及びＥ１４を用いた亜知覚療法を患者に対して試して先に進めることができる。これに代えて、亜知覚療法を試す前に患者の症状を更に改善することができるか否かを確認するために選択電極を修正することが賢明である場合がある。例えば、上述のように、カソードとアノードの間の距離（フォーカス）は、仮想極を用いて変化させることができる。これに代えて、電極Ｅ１２／Ｅ１３／Ｅ１４又はＥ１３／Ｅ１４／Ｅ１５から構成される三極（アノード／カソード／アノード）を試すことができる。２０１７年１２月１３日出願の米国仮特許出願第６２／５９８，１１４号明細書（三極を解説している）を参照されたい。これに代えて、異なるリード上の電極をＥ１３及びＥ１４との組合せで試すことができる。例えば、電極Ｅ５及びＥ６は、電極Ｅ１３及びＥ１４のほぼ近くにあるので、Ｅ５又はＥ６をアノード電流又はカソード電流のソースとして追加することが有用である場合がある（ここでもまた仮想極を生成する）。これらのタイプの調節の全ては、刺激の中心点が変化する（例えば、カソードとアノードの間の距離又はフォーカスが変更された時に発生する可能性がある）ことがない場合であっても、療法が適用される「場所」への「ステアリング」又は調節を含むものと理解しなければならない。
【００９６】
処方された刺激を患者の組織に形成するのに使用されるＩＰＧ又はＥＴＳ内の刺激回路２８（図１）又は４４（図３）を示す図８を参照して多重独立電流制御（ＭＩＣＣ）を一例として説明する。刺激回路２８又は４４は、各電極での電流又は電荷を独立に制御することができ、更にＧＵＩ６４（図５）を用いて電流又は電荷を様々な電極にステアリングすることを可能にし、これは、例えば、スイートスポット検索中に双極３０１ｉを経路２９６に沿って移動する時（図７Ａ〜図７Ｄ）に有用である。刺激回路２８又は４４は、１又は２以上の電流ソース４４０iと１又は２以上の電流シンク４４２iとを含む。ソース及びシンク４４０i及び４４２iは、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）を含むことができ、それぞれが出す正電流（吐き出しアノード）及び負電流（吸い込みカソード）に従ってＰＤＡＣ４４０i及びＮＤＡＣ４４２iと呼ぶ場合がある。図示の例では、ＮＤＡＣ／ＰＤＡＣ４４０i／４４２i対は、特定の電極ノードｅｉ３９に専用のものである（結線接続される）。各電極ノードｅｉ３９は、例えば、刺激回路２８又は４４内で回路障害があった場合に発生する可能性がある患者内へのＤＣ電流注入を防止する安全対策として作用するＤＣ阻止コンデンサーＣｉ３８を通して電極Ｅｉ１６に好ましくは接続される。ＰＤＡＣ４４０i及びＮＤＡＣ４４２iは、電圧ソースを含むことができる。
【００９７】
ＧＵＩ６４を通じたＰＤＡＣ４４０i及びＮＤＡＣ４４２iの適正な制御は、電極１６及びケース電極Ｅｃ１２のうちのいずれかがアノード又はカソードとして作用して患者の組織を通る電流を発生させることを可能にする。そのような制御は、各電極Ｅｉでのアノード電流及びカソード電流を設定するデジタル信号Ｉｉｐ及びＩｉｎの形態で好ましくはもたらされる。例えば、電極Ｅ１を＋３ｍＡの電流を有するアノードとして設定し、電極Ｅ２及びＥ３を各々が−１．５ｍＡの電流を有するカソードとして設定することが所望である場合に、制御信号Ｉ１ｐは、３ｍＡのデジタル等量に設定されてＰＤＡＣ４４０1に＋３ｍＡを生成させることになり、更に制御信号Ｉ２ｎ及びＩ３ｎは、１．５ｍＡのデジタル等量に設定されてＮＤＡＣ４４２2及び４４２3に各々−１．５ｍＡを生成させることになる。これらの制御信号の定義は、ＧＵＩ６４においてプログラムされた振幅Ａ及び設定された百分率Ｘ％を用いて行うことができることに注意されたい。例えば、Ａは、３ｍＡに設定することができ、Ｅ１は、Ｘ＝１００％を有するアノードとして指定され、Ｅ２及びＥ３は、Ｘ＝５０％を有するカソードとして指定される。これに代えて、制御信号は、百分率で設定されない場合があり、代わりにＧＵＩ６４が、いずれかの時点で各電極に出現することになる電流を単純に指定することができる。
【００９８】
要するに、ＧＵＩ６４を用いて、各電極での電流を独立に設定するか又は電流を様々な電極の間でステアリングすることができる。これは、上述のように２よりも多い電極の活性化を有する仮想双極形成において特に有利である。ＭＩＣＣは、患者の組織により精巧な電界を形成することを可能にする。
【００９９】
ＭＩＣＣを実施するのに他の刺激回路２８を使用することができる。図示していない一例では、１又は２以上のＰＤＡＣ４４０iと電極ノードｅｉ３９との間、及び１又は２以上のＮＤＡＣ４４２iとこれらの電極ノードとの間にスイッチングマトリックスが介在することができる。スイッチングマトリックスは、所与の時間にＰＤＡＣのうちの１又は２以上又はＮＤＡＣのうちの１又は２以上を１又は２以上の電極ノードに接続することを可能にする。刺激回路の様々な例は、米国特許第６，１８１，９６９号明細書、第８，６０６，３６２号明細書、第８，６２０，４３６号明細書、米国特許出願公開第２０１８／００７１５１３号明細書、第２０１８／００７１５２０号明細書、及び２０１７年９月１５日出願の米国仮特許出願第６２／５５９，２４７号明細書に見出すことができる。
【０１００】
ＰＤＡＣ４４０i及びＮＤＡＣ４４２i、スイッチングマトリックス（存在する場合）、及び電極ノードｅｉ３９を含む刺激回路２８又は４４のかなりの部分は、米国特許出願公開第２０１２／００９５５２９号明細書、第２０１２／００９２０３１号明細書、及び第２０１２／００９５５１９号明細書に記載されている１又は２以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）上に統合することができる。これらの参考文献に記載されているように、ＡＳＩＣはまた、遠隔測定回路（ＩＰＧ又はＥＴＳの遠隔測定アンテナとチップ外でインタフェース接続するための）、刺激回路に給電するコンプライアンス電圧ＶＨを発生させるための回路、様々な測定回路などのようなＩＰＧ１０内で有用な他の回路を含有することができる。
【０１０１】
その後の亜知覚療法中に使用すべき電極を決定するのにスイートスポット検索、特に超知覚スイートスポット検索を使用することが好ましいが、このスイートスポット検索は絶対に必要というわけではないことに注意されたい。亜知覚療法の前に亜知覚スイートスポット検索を行うことができ、又はスイートスポット検索を全く行わない場合がある。要するに、次に説明するような亜知覚療法は、いずれのスイートスポット検索の使用も頼りとしない。
【０１０２】
本発明の別の態様では、本発明者は、パルス幅（ＰＷ）と周波数（Ｆ）の間に統計的に有意な相関関係が存在し、この場合に、ＳＣＳ患者が錯感覚を伴わずに（亜知覚）背痛の軽減を体感することになることをＳＣＳ患者の試験を通じて決定した。この情報の使用は、所与のＳＣＳ患者に対してどのパルス幅が最適である可能性が高いかを特定の周波数に基づいて決定し、更に所与のＳＣＳ患者に対してどの周波数が最適である可能性が高いかを特定のパルス幅に基づいて決定するのに有用とすることができる。有益なことに、この情報は、錯感覚のない亜知覚ＳＣＳ刺激が１０ｋＨｚ又はそれ未満の周波数で発生することが可能であることを示唆する。そのような低周波数の使用は、患者のＩＰＧ又はＥＴＳ内でかなり低い電力消費しか伴わずに亜知覚療法を使用することを可能にする。
【０１０３】
図９〜図１１Ｃは、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数で患者を試験することで導出した結果を示している。図９は、実際のＳＣＳ患者からどのようにデータを収集したか、及びこの調査でのターゲット患者の選択基準を説明している。最初に、背痛を有するが依然としてＳＣＳ療法を受けていない患者を識別した。重要な患者選択基準は、９０日よりも長い間にわたって非一時的な腰痛を有すること、５又はそれよりも高いＮＲＳ疼痛スケール（ＮＲＳに対しては下記で説明する）、３０日間にわたる安定したオピオイド印加、及び２０よりも高いか又はそれと等しく、かつ８０よりも低いか又はそれに等しいベースラインオズウェズトリー障害質問票スケールを含むものであった。重要な患者除外基準は、過去６ヶ月以内に背部手術を受けたこと、他の医学的／心理学的交絡条件の存在、及び未処置の主要な精神医学的併存疾患又は深刻な薬物関連行動を含むものであった。
【０１０４】
そのような初期選考の後に、患者は、患者外部コントローラ４５を含むことができ、後にデータを臨床医プログラマー５０（図４）に通信することができる携帯可能電子日記デバイス内に自分の疼痛の定性的指標（すなわち、疼痛スコア）を定期的に入力した。そのような疼痛スコアは、１〜１０の数値評価スケール（ＮＲＳ）スコアを含むことができ、それを１日に３回電子日記に入力した。図１０Ｃに示すように、最終的に調査から除外されず、依然として亜知覚刺激療法を受けていないベースラインＮＲＳスコアは、０．２５の標準誤差ＳＥ（シグマ／ＳＱＲＴ（ｎ））を用いて約６．７５／１０であった。
【０１０５】
図９に戻ると、次に、患者の脊柱の左側と右側に試行リード１５’（図３）を埋め込み、上述のように外部試行刺激を与えた。臨床医プログラマー５０を用いて上述したように各患者のＥＴＳ４０に刺激プログラムを提供した。これは、所与の患者が疼痛を緩和するのにＳＣＳ療法が有用であることを保証するために行ったものである。ＳＣＳ療法が所与の患者に対して有用でなかった場合に、試行リード１５’を取り出し、次に、当該患者を調査から除外した。
【０１０６】
外部試行刺激器が有用であった患者は、最終的に上述のように常設ＩＰＧ１０の完全埋め込みを受けた。治癒期間の後に、患者内の神経部位のうちの部位２９８を動員し、それによって処置するために、臨床医プログラマー５０を再度用いて、各患者内で刺激のための「スイートスポット」の場所、すなわち、どの電極をどのような極性（Ｐ）及び相対振幅（Ｘ％）を用いて活性（Ｅ）にするかを決定した。スイートスポット検索は、先に図６〜図７Ｄに関して説明した方式のいずれにおいても行うことができるが、好ましい実施形態では、上述の利益の理由から超知覚刺激（例えば、図７Ａ〜図７Ｄ）を含むことになる。しかし、超知覚刺激は絶対に必要というわけではなく、スイートスポット検索中に亜知覚刺激を使用することもできる。図９の例では、スイートスポット検索を１０ｋＨｚで行ったが、スイートスポット検索中に使用される周波数は変更することもできる。スイートスポット検索中には対称２相パルスを用いたが、これも絶対に必要なわけではない。どの電極が活性にされるかを決定する段階は、胸椎骨Ｔ９とＴ１０の間に存在する電極１６を選択する段階で始めた。しかし、Ｔ８及びＴ１１に至るまで遠くにある電極も必要に応じて活性化した。どの電極が椎骨Ｔ８、Ｔ９、Ｔ１０、及びＴ１の近くにあるかは、各患者の体内のリード１５の透視画像を用いて決定した。
【０１０７】
スイートスポット検索中に、各患者に対して２つの電極のみを用い、図６及び図７Ａに説明したものと同じく単一リード１５上の隣接電極のみを使用する双極刺激を用いた。従って、１人の患者のスイートスポットは、先に図２に示したように左のリード１５上の隣接する電極Ｅ４及びＥ５（これらの電極はＴ９とＴ１０の間にあるとすることができる）をカソード及びアノードとして刺激する段階を伴う場合があると考えられ、それに対して別の患者のスイートスポットは、右のリード１５上で隣接する電極Ｅ９及びＥ１０（これらの電極はＴ１０とＴ１１の間にあるとすることができる）をアノード及びカソードとして刺激する段階を伴う場合があると考えられる。隣接電極の双極刺激のみを椎骨Ｔ８からＴ１１の間だけに対して使用することは、調査において様々な患者の間の療法及び病状の分散を最小にするのに望ましいものであった。しかし、スイートスポット検索中には図７Ｂ〜図７Ｄに関して説明したもののようなより複雑な双極を使用することができる。患者が望ましい胸の場所にスイートスポット電極を有し、ＮＲＳスコア毎に３０％又はそれよりも大きい疼痛緩和を体感した場合に、そのような患者には調査を継続し、これらの基準を満たさない患者を更に別の調査から除外した。最初に３９人の患者でこの調査を始めたが、図９でのこの点に至るまでに１９人の患者を調査から除外し、合計で２０人の患者が残った。
【０１０８】
次に、残留している２０人の患者に「ウォッシュアウト」期間を課し、すなわち、患者のＩＰＧは、一時的に刺激を与えなかった。特に、患者のＮＲＳ疼痛スコアを疼痛が初期ベースライン疼痛の８０％に到達するまでモニタした。このモニタは、前回の刺激の有益性が次の分析期間に持ち越されないことを保証するためのものであった。
【０１０９】
その後に、残留患者に先に決定したスイートスポット活性電極を用いて１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の様々な周波数で亜知覚ＳＣＳ療法を提供した。しかし、これは、先に上述したように組織内の電界の成形に役立つように各電極での電流を独立に制御することができるので絶対に必要ではない。図９に示すように、１０ｋＨｚ、７ｋＨｚ、４ｋＨｚ、及び１ｋＨｚの周波数を有する刺激パルスを用いて患者を各々試験した。図９は、簡略化の目的で各患者に対してこの図の順序で周波数を試験したことを示すが、現実にはこれらの周波数は各患者に不規則順序で適用される。所与の周波数での試験が完了すると、別の周波数での試験が始まる前にこの試験にウォッシュアウト期間を続けた。
【０１１０】
各試験周波数で、刺激の振幅（Ａ）及びパルス幅（ＰＷ）（第１のパルス位相３０ａ、図２）を各患者が（亜知覚）可能な良好な疼痛緩和を体感するが錯感覚を持たないように当該患者に対して調節及び最適化した。特に、臨床医プログラマー５０を用い、先に決定したものと同じスイートスポット電極を活性に保ちながら（ここでもまたこれは絶対に必要というわけではないが）、各患者を低振幅（例えば、０）で刺激し、この振幅を患者が錯感覚を自覚可能な最大点（知覚閾値）まで強めた。次に、患者に対してこの最大振幅の５０％の場所で、すなわち、刺激が亜知覚であり、従って、錯感覚がないように初期刺激を選択した。しかし、最大振幅の他の百分率（８０％、９０％のような）を選択することができ、下記でより詳しく説明するように、この百分率は患者の活動又は位置に伴って変化することが可能である。一例では、ＩＰＧ又はＥＴＳ内の刺激回路２８又は４４は、パルスが依然として亜知覚のものではない場合にそれを亜知覚のものにすることを可能にする設定量又は設定百分率まで又はそれだけ刺激パルスの振幅を低減する命令をＧＵＩ６４から選択可能なオプション（図示せず）を通して受け入れるように構成可能である。同じ効果に向けて他の刺激パラメータ（例えば、パルス幅、電荷）を低減ことができる。
【０１１１】
次に、患者は、医院を離れることになり、その後に、臨床医（又は彼女の技師又はプログラマー）と連絡しながら自分の外部コントローラ４５（図４）を用いて刺激（振幅及びパルス幅）に調節を加えることになる。同時に、患者は、電子日記（例えば、外部コントローラ）内にＮＲＳ疼痛スコアをここでもまた１日に３回入力することになる。振幅及びパルス幅の患者調節は、ほぼ反復過程であったが、基本的には、刺激が亜知覚のものであることを依然として保証しながら疼痛を弱めるように療法を調節するために患者からのフィードバックに基づいて調節を試みた。各周波数での試験は約３週間続き、２〜３日置きに刺激調節を加えることができた。所与の周波数での試験期間の終了時に、最適な振幅及びパルス幅を決定し、各患者に対するこれらの最適パラメータに関して患者の電子日記内に入力された患者のＮＲＳ疼痛スコアと共に記録した。
【０１１２】
一例では、亜知覚刺激を提供するのに使用される最大振幅の百分率は、患者の活動レベル又は位置に依存して選択することができる。この点に関して、ＩＰＧ又はＥＴＳは、患者の活動又は位置を決定するための手段、例えば、加速度計を含むことができる。加速度計が高度の患者活動又は電極が脊髄から遠く離れることになる位置を示す場合に（例えば、臥位）、電流を強めるために振幅を高めの百分率（例えば、最大振幅の９０％）まで増大することができる。患者が、低度の活動又は電極が脊髄の近くにくる位置を体感している場合に（例えば、立位）、振幅を低減することができる（例えば、最大振幅の５０％まで）。図示していないが、外部デバイスのＧＵＩ６４（図５）は、錯感覚が患者に対して自覚可能になる最大振幅の百分率を設定するためのオプションを含むことができ、それによって患者が亜知覚電流振幅を調節することを可能にする。
【０１１３】
好ましくは、先に図８を参照して上述したように、亜知覚療法を提供するか又は調節するために多重独立電流制御（ＭＩＣＣ）が使用される。この制御は、各電極での電流を独立に設定することを可能にし、これは、電極間の電流又は電荷のステアリングを改善し、仮想双極の形成が容易になり、より一般的には患者の組織内で電界を成形することが可能になる。特に、ＭＩＣＣを用いて、電極アレイ内及び従って脊髄内の異なる場所に亜知覚療法をステアリングすることができる。例えば、亜知覚刺激パラメータセットが患者に対して選択された状態で、これらの刺激パラメータのうちの１又は２以上を変更することができる。そのような変更は、治療場所によって正当化又は指定することができる。患者の生理学的機能は、様々な椎骨位置で異なる場合があり、組織は、様々な治療場所で高い導電性又は低い導電性を有する可能性がある。従って、亜知覚治療場所が脊髄に沿う新しい場所にステアリングされる場合に（この場所変更は、アノード／カソード距離又はフォーカスを変更する段階を含む場合がある）、振幅のような刺激パラメータのうちの少なくとも１つを調節することを正当化することができる。先に上述したように、亜知覚調節を加えるのが容易になり、かなりのウォッシュイン期間を不要にすることができるのでプログラミングセッションの範囲でこの調節を行うことができる。
【０１１４】
亜知覚療法に対する調節は、パルス幅、周波数、更に相関期間（ＩＰ）の持続時間（図２）のような他の刺激パラメータを変更する段階も含むことができる。静止持続時間は、高い亜知覚振幅が短い静止持続時間に使用されるように神経投与量又は電荷注入速度に影響を及ぼす。一例では、静止持続時間は０〜３ｍｓの間で変更することができる。ウォッシュアウト期間の後に、上述したものと同じ実施計画を用いて新しい周波数を試験した。
【０１１５】
用いた亜知覚刺激パルスは、同じ持続時間を有する第１及び第２のパルス位相３０ａ及び３０ｂを有する対称２相定電流振幅パルスであった。しかし、定電圧振幅パルスを使用することができる。様々な形状（三角形、正弦波のような）のパルスを使用することができる。亜知覚療法を提供する場合に、プレパルス印加、すなわち、能動駆動パルス位相を供給する前に神経組織の分極又は減極に影響を及ぼすための小電流を供給する段階を発生させることができる。例えば、米国特許第９，００８，７９０号明細書を参照されたい。
【０１１６】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、１０ｋＨｚ、７ｋＨｚ、４Ｈｚ、及び１ｋＨｚで患者を試験した結果を示している。各図には、各周波数での２０人の残留患者に関する平均値としてデータが示されており、エラーバーが患者間の標準誤差（ＳＥ）を反映している。
【０１１７】
図１０Ｂから始めると、２０人の残留患者に関する最適化された振幅Ａが複数の試験周波数の場所に示されている。興味深いことに、各周波数での最適振幅は、３ｍＡ前後で実質的に一定であった。図１０Ｂは、各周波数で消費されたエネルギ量、より具体的にはパルスに帰することができる平均電荷毎秒（ＭＣＳ）（ｍＣ／ｓを単位とする）を更に示している。最適パルス幅（図１０Ａ、次に解説する）を採用し、それに最適振幅（Ａ）及び周波数（Ｆ）を乗じることにより、神経投与量を含むことができるＭＣＳ値が計算される。ＭＣＳは、最適パルスを形成するのにＩＰＧ１０内のバッテリが消費しなければならない電流又は電力に相関する。重要な点として、ＭＣＳは低い周波数でかなり低く、例えば、Ｆ＝１ｋＨｚでのＭＣＳは、高い周波数（例えば、Ｆ＝７ｋＨｚ又は１０ｋＨｚ）に対する値の約１／３である。これは、錯感覚を伴わずに背痛を緩和する最適ＳＣＳ療法をＦ＝１ｋＨｚのような低い周波数でＩＰＧ１０（ＥＴＳ４０）のバッテリに対して優しい低消費電力という追加の利益を用いてもたらすことができることを意味する。
【０１１８】
図１０Ａは、試験した１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数の関数として最適パルス幅を示している。図示のように、この関係は、直線回帰９８ａを用いてモデル化し、パルス幅をマイクロ秒で測定し、周波数をキロヘルツで測定した場合にＰＷ＝−８．２２Ｆ＋１０６で０．９７４という相関係数Ｒ２を有し、多項式回帰９８ｂを用いてモデル化し、同じくパルス幅をマイクロ秒で測定し、周波数をキロヘルツで測定した場合にＰＷ＝０．４８６Ｆ2−１３．６Ｆ＋１１６でＲ2＝０．９９８という一層良好な相関係数を有するという統計的に有意な傾向を辿る。１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲で錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関する他の情報を確立するために他の当て嵌め方法を使用することができる。
【０１１９】
最適パルス幅と周波数の間の関係は、単純に周波数と負荷サイクル（ＤＣ）、すなわち、パルスが「オン」である持続時間をパルス周期で割り算したもの（１／Ｆ）との間で予想される関係ではないことに注意されたい。この点に関して、高い周波数のパルスが小さいパルス幅を有することになることが予想されることになるという自然な効果を所与の周波数がパルス幅に対して有することに注意されたい。従って、例えば、１００マイクロ秒のパルス幅を有する１ｋＨｚの波形は、１０マイクロ秒の周波数を有する１０ｋＨｚの波形とこれらの波形の両方の負荷サイクルが１０％であるので同じ臨床結果を有することになることを予想することができる。図１１Ａは、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲で最適パルス幅を用いた得られる刺激波形の負荷サイクルを示している。この場合の負荷サイクルは、第１のパルス位相３０ａ（図２）の全「オン」時間のみを考慮し、対称な第２のパルス位相を無視することによって計算したものである。この負荷サイクルは、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲にわたって一定ではなく、１ｋＨｚでの最適パルス幅（１０４マイクロ秒）は、１０ｋＨｚでの最適パルス幅（２８．５マイクロ秒）の単に十倍ではない。従って、単なる周波数スケーリングを超えた最適パルス幅に対する有意性が存在する。
【０１２０】
図１０Ｃは、１ｋＨｚから１０ｋｈｚの範囲の各周波数に対して最適な刺激パラメータ（最適な振幅（図７Ｂ）及びパルス幅（図７Ａ））での平均患者疼痛スコアを示している。先に上述したように、この調査での患者は、ＳＣＳ療法を受ける前に最初に６．７５という平均値を有する疼痛スコアを報告した。ＳＣＳ埋め込みの後の調査中に、亜知覚療法の施療中に最適化された振幅及びパルス幅を用いて、患者の平均疼痛スコアは、全ての試験周波数に関して約３という平均スコアまで有意に低下した。
【０１２１】
図１１Ａは、最適パルス幅と１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲の周波数との間に得られる関係のより深い分析を提供している。図１１Ａの表は、調査での２０人の患者に関する平均最適パルス幅を患者間の変化からもたらされる標準誤差と共に示している。これらの値は、各周波数で標準誤差を最適パルス幅で割り算することによって正規化したものであり、各周波数で５．２６％と８．５１％の間の変化範囲に及んでいる。この範囲から５％分散（全ての計算値よりも小さい）を全ての試験周波数で統計的に有意な分散として仮定することができる。
【０１２２】
この５％分散から、各周波数に関して最大平均パルス幅（ＰＷ＋５％）と最小平均パルス幅（ＰＷ＋５％）を算定することができる。例えば、１ｋＨｚでの最適平均パルス幅ＰＷは１０４マイクロ秒であり、この値を５％超える値（１．０５*１０４μｓ）は１０９μｍであり、この値を５％下回る値（０．９５*１０４）は９８．３μｓである。同様に、４ｋＨｚでの最適平均パルス幅ＡＶＧ（ＰＷ）は６８．０マイクロ秒であり、この値を５％超える値（１．０５*６８．０μｓ）は７１．４μｍであり、この値を５％下回る値（０．９５*６８．０μｓ）は６４．６μｓである。従って、錯感覚を伴わない統計的に有意な疼痛軽減が、（１ｋＨｚ、９８．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１０９μｓ）、（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）の点１０２の線形有界領域１００ａ内又は上で発生する。４ｋＨｚよりも高いか又はそれに等しくかつ７ｋＨｚよりも低いか又はそれに等しい周波数に対して、点１０２（４ｋＨｚ、７１．４μｓ）、（４ｋＨｚ、６４．６μｓ）、（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）を取り囲む線形有界領域１００ｂが同じく定められる。７ｋＨｚよりも高いか又はそれに等しくかつ１０ｋＨｚよりも低いか又はそれに等しい周波数に対して、点１０２（７ｋＨｚ、４４．２μｓ）、（７ｋＨｚ、４８．８μｓ）、（１０ｋＨｚ、２９．９μｓ）、（１０ｋＨｚ、２７．１μｓ）を取り囲む線形有界領域１００ｃが同じく定められる。従って、そのような領域１００は、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲で錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関連する情報を含む。
【０１２３】
図１１Ｂは、最適パルス幅と周波数の間に得られる関係の別の分析を提供している。この例では、領域１００ａ〜１００ｃは、各周波数で算定される標準誤差に基づいて定められる。この場合に、ＳＥエラーバーが各周波数で異なる大きさのものであったとしても、領域１００ａ〜１００ｃのコーナを定める点１０２は、各周波数で単純にこれらのエラーバーの広がりの場所（ＰＷ＋ＳＥ及びＰＷ−ＳＥ）に位置付けられる。従って、錯感覚を伴わない統計的に有意な疼痛軽減は、点（１ｋＨｚ、９６．３μｓ）、（１ｋＨｚ、１１２μｓ）、（４ｋＨｚ、７３．８μｓ）、及び（４ｋＨｚ、６２．２μｓ）の線形有界領域１００ａ内又は上で発生する。線形有界領域１００ｂと１００ｃは同様であり、これらを定める点１０２に対しては図１１Ｂの上段にある表に示すことでここでは繰り返さない。
【０１２４】
図１１Ｃは、最適パルス幅と周波数の間に得られる関係の別の分析を提供している。この例では、領域１００ａ〜１００ｃは、各周波数で算定され、この点まで用いてきた標準誤差（ＳＥ）メトリックよりも大きい標準偏差（ＳＤ）に基づいて定められる。領域１００ａ〜１００ｃのコーナを定める点１０２は、各周波数でＳＤエラーバーの広がりの場所（ＰＷ＋ＳＤ及びＰＷ−ＳＤ）に位置付けられるが、点１０２は、先に図１１Ａに関して例示したものと同じくエラーバーの範囲に設定することができる。いずれにせよ、錯感覚を伴わない統計的に有意な疼痛軽減は、点（１ｋＨｚ、６９．６μｓ）、（１ｋＨｚ、１３８．４μｓ）、（４ｋＨｚ、９３．９μｓ）、及び（４ｋＨｚ、４２．１μｓ）の線形有界領域１００ａ内又は上で発生する。線形有界領域１００ｂと１００ｃは同様であり、これらを定める点１０２に対しては図１１Ｃの上段にある表に示すことでここでは繰り返さない。
【０１２５】
より一般的には、例示していないが、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲にあって亜知覚効果が得られた領域は、線形有界領域１００ａ（１ｋＨｚ、５０．０μｓ）、（１ｋＨｚ、２００．０μｓ）、（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、及び（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、線形有界領域１００ｂ（４ｋＨｚ、１１０．０μｓ）、（４ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、及び（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、及び／又は線形有界領域１００ｃ（７ｋＨｚ、３０．０μｓ）、（７ｋＨｚ、６０．０μｓ）、（１０ｋＨｚ、４０．０μｓ）、及び（１０ｋＨｚ、２０．０μｓ）を含む。
【０１２６】
要約すると、この調査での患者に関して得られた最適パルス幅及び周波数のデータに対して、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲で錯感覚の副作用を伴わずに疼痛を軽減するパルス幅と周波数の組合せに到達する１又は２以上の統計的に有意な領域１００を定めることができ、これらの１又は２以上の領域をそのように定めるのに異なる統計的誤差測度を使用することができる。
【０１２７】
図１２Ａ〜図１２Ｄは、１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数で亜知覚刺激療法を用いて他の患者を試験した結果を示している。一般的に、患者の試験は、各患者に対して適切な電極（Ｅ）、極性（Ｐ）、及び相対振幅（Ｘ％）（図７Ａ〜図７Ｄを参照されたい）を選択するための超知覚スイートスポット検索が行われた後に行ったが、ここでもまた使用亜知覚電極は、超知覚スイートスポット検索（例えば、ＭＩＣＣを用いた）中に使用されるものとは異なることが可能である。対称２相双極を使用する亜知覚刺激によって患者を試験したが、亜知覚療法中に使用されるパルスの形態は異なることが可能である。
【０１２８】
図１２Ａは、１ｋＨｚ及びそれよりも低い周波数に関して有効な亜知覚療法が患者によって報告された周波数とパルス幅の間の関係を示している。相応に調節された１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数を評価する時に上述したもの（図９）と同じ患者の選択及び試験の基準を使用することができることに注意されたい。
【０１２９】
明らかなように、最適パルス幅は、ここでもまた各試験周波数である範囲に収まった。例えば、８００Ｈｚでは、患者は、パルス幅が１０５〜１７５マイクロ秒の範囲に収まる時に良好な結果を報告した。各周波数でのパルス幅範囲の上端をＰＷ（高）と表示し、それに対して各周波数でのパルス幅範囲の下端をＰＷ（低）と表示している。ＰＷ（中間）は、各周波数でのＰＷ（高）とＰＷ（低）の中間（例えば、平均）を表している。試験周波数の各々において、供給電流の振幅（Ａ）は、患者が錯感覚を感じることができないような亜知覚レベルまで漸減させた。一般的に、電流は、錯感覚を感知することができる閾値の８０％まで漸減させた。各患者の解剖学的構造は固有のものであるので、亜知覚振幅Ａは患者毎に異なる場合がある。示すパルス幅データは、刺激パルスの第１の位相のみのパルス幅を含む。
【０１３０】
下記の表１は、図１２Ａの最適パルス幅対周波数データを１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数に関してパルス幅をマイクロ秒で表した表形式で表している。
【０１３１】
（表１）
2020530361.tif 000003
【０１３２】
１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数に関して上述した分析（図１０Ａ〜図１１Ｃ）の場合と同様に、１ｋＨｚよりも低い場所で有効な亜知覚療法が提供される様々な領域３００ｉを定めるようにデータを再分割することができる。例えば、有効な亜知覚療法の領域は、様々な周波数の間と有効性を定める高パルス幅と低パルス幅間とで線形に定めることができる。例えば、１０Ｈｚでは、ＰＷ（低）＝２６５マイクロ秒及びＰＷ（高）＝４３５マイクロ秒である。５０Ｈｚでは、ＰＷ（低）＝２３０マイクロ秒及びＰＷ（高）＝３７０マイクロ秒である。従って、良好な亜知覚療法を提供する領域３００ａは、点（１０Ｈｚ、２６５μｓ）、（１０Ｈｚ、４３５μｓ）、（５０Ｈｚ、３７０μｓ）、及び（５０Ｈｚ、２３０μｓ）の線形有界領域によって定められる。表２は、図１２Ａに示す領域３００ａ〜３００ｇの各々を線形に定める点を定めている。
【０１３３】
（表２）
2020530361.tif 000004
【０１３４】
１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数での亜知覚治療有効性の領域は、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数に関して上述したもの（図１１Ａ〜図１１Ｃ）のような他の統計的に有意な手法で定めることができる。例えば、各周波数での範囲の中間でのパルス幅ＰＷ（中間）を参照することによって領域３００ｉを定めることができる。ＰＷ（中間）は、例えば、患者によって報告された有効範囲の厳密な中間としてのものではなく患者によって報告された各周波数での平均最適パルス幅を含むことができる。次に、ＰＷ（高）及びＰＷ（低）は、各周波数での平均ＰＷ（中間）からの統計的分散として決定し、有効亜知覚領域の上界及び下界を設定するのに使用することができる。例えば、ＰＷ（高）は、平均ＰＷ（中間）プラス標準偏差又は標準誤差、又は複数のそのような統計的測度を含むことができ、ＰＷ（低）もまた、平均ＰＷ（中間）マイナス標準偏差又は標準誤差、又は複数のそのような統計的測度を含むことができる。ＰＷ（高）及びＰＷ（低）は、平均ＰＷ（中間）から他の手法で決定することができる。例えば、ＰＷ（高）は、平均ＰＷ（中間）プラス設定百分率を含むことができ、それに対してＰＷ（低）は、ＰＷ（中間）マイナス設定百分率を含むことができる。要するに、１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数で亜知覚刺激を用いて錯感覚の副作用を伴わずに疼痛を軽減する最適パルス幅及び周波数のデータに対して１又は２以上の統計的に有意な領域３００を定めることができる。
【０１３５】
更に図１２Ａには、１ｋＨｚ又はそれよりも低い様々な周波数に対して最適パルス幅が使用された時に患者によって報告された平均患者疼痛スコア（ＮＲＳスコア）が示されている。ＳＣＳ療法を受ける前に、患者は、最初に７．９２という平均を有する疼痛スコアを報告した。ＳＣＳ埋め込みの後に、各周波数の場所に示す範囲を有する最適パルス幅での亜知覚刺激を用いた場所、患者の平均疼痛スコアは有意に低下した。１ｋＨｚ、２００Ｈｚ、及び１０Ｈｚでは、患者は、それぞれ２．３８、２．１７、及び３．２０という平均疼痛スコアを報告した。すなわち、亜知覚療法を用いて１ｋＨｚで又はそれよりも低いもので最適パルス幅が使用される時の疼痛緩和に関する臨床的有意性が示されている。
【０１３６】
図１２Ａの１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数に関する最適パルス幅対周波数のデータを図１２Ｂにおいて各周波数（Ｆ）での中間パルス幅ＰＷ（中間）の観点から分析した。図示のように、関係３１０ａ〜３１０ｄは、図１２Ｂに示して下記の表３に要約している様々な回帰モデルによって証明される統計的に有意な傾向を辿る。
【０１３７】
（表３）
2020530361.tif 000005
【０１３８】
錯感覚を伴わずに亜知覚疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関する他の情報を確立するために他の当て嵌め方法を使用することができる。
【０１３９】
１ｋＨｚ又はそれよりも低いもので亜知覚療法が有効である３００ａ〜３００ｇのような統計的に適切な領域を定めるために回帰分析を使用することができる。例えば、図１２Ｂには示していないが、適切領域３００ｉの下界を設定するためにＰＷ（低）対Ｆに関して回帰を実施することができ、更に適切領域３００ｉの上界を設定するためにＰＷ（上）対Ｆに関して回帰を実施することができる。
【０１４０】
図１２Ａに示す最適パルス幅と周波数の間の関係は、図１２Ｃが示す周波数と負荷サイクル（ＤＣ）の間で単純に予想される関係ではないことに注意されたい。１ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数範囲を試験した場合（図１１Ａ）にそうであったように、最適パルス幅の負荷サイクルは、１ｋＨｚ及びそれよりも低いものでは一定ではない。ここでもまた、単なる周波数スケーリングを超えた最適パルス幅に対する有意性が存在する。それにも関わらず、１ｋＨｚ及びそれよりも低いもので最適であることが観察されるパルス幅の殆どが１００マイクロ秒よりも大きい。そのようなパルス幅は、高めの周波数では可能でさえもない。例えば、１０ｋＨｚでは、１００ｕｓ期間の範囲に収まらねばならず、従って、１００よりも長いＰＷは可能でさえもない。
【０１４１】
図１２Ｄは、１ｋＨｚ及びそれよりも低い周波数での亜知覚を用いて得られる更に別の利益、すなわち、低い電力消費を示している。２つのデータセットをグラフにしている。第１のデータセットは、各周波数で患者に対する最適パルス幅を使用する際に（図１２Ａ）、バッテリによってこの患者のＩＰＧ又はＥＴＳ内に引き出される平均電流（ＡＶＧ  Ｉｂａｔ）と、この患者に対する亜知覚刺激をもたらすのに必要な電流振幅Ａとを含む（ここでもまたこの振幅は患者の各々に対して異なることが可能である）。１ｋＨｚでは、この平均バッテリ電流は約１７００マイクロアンペアである。しかし、周波数が低減されると、この平均バッテリ電流は、１０Ｈｚでの約２００マイクロアンペアまで低下する。第２のデータセットは、異なる見地から電力消費に着目し、すなわち、満杯充電された再充電可能バッテリを有するＩＰＧ又はＥＴＳが再充電を必要とするまで作動することができる日数（「放電時間」）に着目する。平均バッテリ電流データに基づいて予想されることになるように、放電時間は、高い周波数で平均バッテリ電流が高い時に短く（例えば、様々な充電パラメータ及び設定に依存して１ｋＨｚで約３．９日）、更に低い周波数で平均バッテリ電流が低い時に長い（例えば、様々な充電パラメータ及び設定に依存して１０Ｈｚで約３４日）。これは、１ｋＨｚ及びそれよりも低いもので最適パルス幅を使用する時に有効な亜知覚療法を提供することができるだけでなく、電力消費が有意に低下し、それによってＩＰＧ又はＥＴＳに対してそれ程ストレスが課せられず、ＩＰＧ又はＥＴＳがより長い期間にわたって作動することが可能になるので重要である。上述したように、亜知覚療法が従来のように高めの周波数に使用される時には過度の電力消費は重大な問題である。図１２Ｄのデータは、１ｋＨｚから１０ｋＨｚのデータ（図１０Ｂ）に関して上述したように、平均電荷毎秒（ＭＳＣ）に関して分析することができることに注意されたい。
【０１４２】
決定された状態で、錯感覚を伴わない最適な亜知覚療法のための周波数及びパルス幅に関連する情報３５０は、ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０をプログラムするのに使用される外部デバイス、例えば、上述の臨床医プログラマー５０又は外部コントローラ４５に格納することができる。これは、臨床医プログラマー又は外部コントローラの制御回路７０又は４８が１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数に関する領域情報１００ｉ又は関係情報９８ｉ、及び１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数に関する領域情報３００ｉ又は関係情報３１０ｉに関連付けられている図１３に示している。そのような情報は、制御回路内又はそれに付属するメモリに格納することができる。外部デバイスを用いたこれらの情報の格納は、下記でより詳しく説明する亜知覚最適化において臨床医を支援するのに有用である。これに代えて、図示してはいないが、周波数及びパルス幅に関連する情報は、ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０に格納することができ、それによってＩＰＧ又はＥＴＳがこれら自体を臨床医又は患者の入力なく最適化することが可能になる。
【０１４３】
情報３５０は、当て嵌めモジュール内に組み込むことができる。例えば、当て嵌めモジュール３５０は、臨床医プログラマーソフトウエア６６内のソフトウエアモジュールとして作動させることができると考えられ、恐らく、臨床医プログラマーＧＵＩ６４（図６）内で選択可能な高度８８メニューオプション又はモード９０メニューオプション内で選択可能なオプションとして実施することができる。当て嵌めモジュール３５０は、ＩＰＧ１０又はＥＴＳ４０の制御回路内で作動することができる。
【０１４４】
当て嵌めモジュール３５０は、周波数が既知である時にパルス幅を最適化するか又はその逆を行うのに使用することができる。図１３の上段に示すように、臨床医又は患者は、周波数Ｆを臨床医プログラマー５０又は外部コントローラ４５内に入力することができる。この周波数Ｆは、錯感覚を伴わずに適切な疼痛緩和を提供する可能性が統計的に高い患者に対するパルス幅ＰＷを決定するために当て嵌めモジュール３５０に渡される。パルス幅ＰＷを決定するために、周波数Ｆは、例えば、関係９８ｉ又は３１０ｉに入力することができる。これに代えて、周波数は、それが収まる適切領域１００ｉ又は３００ｉと比較することができる。正しい領域１００ｉ又は３００ｉが決定されると、Ｆは、恐らく、上述のように所与の周波数でのＰＷ＋Ｘ境界とＰＷ−Ｘ境界の間のパルス幅とすることができるパルス幅ＰＷを決定するための領域内のデータと比較することができる。患者に対する完全な刺激プログラム（ＳＰ）に到達するために、振幅Ａ、活性電極Ｅ、その相対百分率Ｘ％、及び電極極性Ｐのような他の刺激パラメータは、下記で説明するもののような他の方式で決定することができる。３．０ｍＡに近い振幅が１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲で好ましいことが患者によって示されているので、図１０Ｂのデータに基づいて、この振幅を論理的な開始点とすることができる。しかし、他の初期開始振幅を選択することができ、亜知覚療法のためのこれらの振幅は、周波数に基づくことができる。図１３の下段は、当て嵌めモジュール３５０の逆方向使用、すなわち、パルス幅が所与である時に周波数を選ぶことである使用を示している。一例では、その後のアルゴリズムにおいて、又はいずれのアルゴリズム外に使用される時であっても、システムは、ユーザが周波数又はパルス幅が変更された時にそのうちの他方が最適設定に対応するように自動的に変更されるように周波数とパルス幅を関連付けることを可能にすることができることに注意されたい。一部の実施形態では、このようにして周波数とパルス幅を関連付ける段階は、亜知覚プログラミングが望ましい時に使用可能な選択可能特徴を含むことができ（例えば、ＧＵＩ６４内に）、更に他の刺激モードとの併用に向けて選択解除される又は選択解除可能とすることができる。
【０１４５】
図１４は、１０ｋｈｚ又はそれ未満の周波数でＳＣＳ患者に亜知覚療法を提供するのに使用することができるアルゴリズム３５５を示し、更に上記で既に解説した段階のうちの一部を要約している。段階３２０〜３２８は、超知覚スイートスポット検索を説明している。ユーザ（例えば、臨床医）は、例えば、臨床医プログラマーのＧＵＩを使用することによって患者に対する双極を発生させるように電極を選択する（３２０）。この双極は、好ましくは対称２相双極であり、かつ上述の仮想双極を含むことができる。
【０１４６】
この双極は、他の刺激パラメータと共に実行に向けてＩＰＧ又はＥＴＳに遠隔測定送信される（３２１）。そのような他の刺激パラメータは、臨床医プログラマー内でＧＵＩを用いて選択することができる。デフォルトとして、周波数Ｆは、９０Ｈｚとすることができ、更にパルス幅（ＰＷ）を２００マイクロ秒とすることができるが、これらは絶対に必要というわけではなく、これらの値は修正することができる。この時点で、ＩＰＧ又はＥＴＳによって設けられた双極が超知覚のものではない場合に、すなわち、患者が錯感覚を感じない場合に、そうなるように振幅Ａ又は他の刺激パラメータを調節することができる（３２２）。次に、双極が患者の疼痛部位をどの程度良好に網羅しているかを確認するために双極の有効性が患者によって評価される（３２４）。有効性を決定するのにＮＲＳ又は他のスコア評価システムを使用することができる。
【０１４７】
双極が有効ではない場合又は引き続き検索することが望ましい場合に、新しい双極を試すことができる（３２６）。すなわち、好ましくは、先に図７Ａ〜図７Ｄを参照して上述したように双極を経路２９６に沿って新しい場所に移動する方式で新しい電極を選択することができる。次に、この新しい双極は、ＩＰＧ又はＥＴＳに再度遠隔測定送信され（３２１）、更に双極を超知覚のものにするために必要に応じて調節を加えることができる（３２２）。双極が有効である場合に又は検索が終了して最も有効な双極の場所が決定された場合に、任意的にこの双極を亜知覚療法の前に修正することができる（３２８）。上述したそのような修正は、患者の疼痛を恐らくはより良好に網羅するように組織内の電界形状を修正するために、選択された双極の電極の近くにある他の電極を選択する段階を含むことができる。従って、段階３２８の修正は、検索中に使用された双極を仮想双極又は三極等に変更することができる。
【０１４８】
この時点で他の刺激パラメータの修正を行うことができる。例えば、周波数及びパルス幅を修正することができる。一例では、良好で快適な錯感覚カバレージ（＞８０％）を与える作動パルス幅を選択することができる。この段階は、例えば、２００Ｈｚの周波数を用い、例えば、１２０マイクロ秒のパルス幅で始めることによって行うことができる。この周波数で良好な錯感覚カバレージが認識されるまでパルス幅を増大することができる。例えば、４ｍＡから９ｍＡの範囲の振幅を使用することができる。
【０１４９】
この時点で、刺激（Ｅ）、極性（Ｐ）、及び受け入れることになる電流分量（Ｘ％）（及び可能な作動パルス幅）に関して選択される電極は既知であり、亜知覚療法を提供するのに使用されることになる。亜知覚療法が提供されることを保証するために、刺激の振幅Ａが錯感覚を伴わない亜知覚レベルまで漸減されてＩＰＧ又はＥＴＳに遠隔測定送信される（３３０）。上述のように、振幅Ａは、患者が錯感覚を感じ始めることができる振幅閾値よりも小さいように（例えば、閾値の８０％に）設定することができる。
【０１５０】
この時点で、患者に提供されている亜知覚療法の周波数及びパルス幅を最適化する（３２２）ことが有用である場合がある。スイートスポット検索中に使用された周波数（Ｆ）及びパルス幅（ＰＷ）を亜知覚療法に向けて使用することができるが、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数で確立された領域１００ｉ又は関係９８ｉ、又は１ｋＨｚ又はそれよりも低い周波数で確立された領域３００ｉ又は関係３１０ｉに従ってこれらのパラメータを最適値に更に調節することによって利益が得られる。そのような最適化は、図１３の当て嵌めモジュール３５０を使用することができ、更に様々な手法で行うことができ、最適化の少数の手段３３２ａ〜３３２ｃを図１４に示している。オプション３３２ａは、例えば、臨床医プログラマー又はＩＰＧ又はＥＴＳのいずれかの中にあるソフトウエアが周波数をパルス幅に相関付ける領域又は関係のデータを用いて周波数（＜１０ＫＨｚ）及びパルス幅を自動的に選択することを可能にする。オプション３３２ａは、先に決定された作動パルス幅を用い（３２８）、更に領域又は関係を用いて周波数を選択することができる。それとは対照的にオプション３３２ｂは、ユーザ（臨床医）が周波数（＜１０ＫＨｚ）又はパルス幅のいずれかを指定する（臨床医プログラムのＧＵＩを用いて）ことを可能にする。次に、ソフトウエアは、ここでもまた領域又は関係を用いて他方のパラメータ（パルス幅又は周波数（＜１０ＫＨｚ））に対する適切な値を選択することができる。ここでもまたこのオプションは、適切な周波数を選択するのに先に決定された作動パルス幅を使用することができる。オプション３３２ｃは、ユーザが周波数（＜１０ＫＨｚ）とパルス幅ＰＷの両方を入力するが、領域又は関係によって制限を受ける方式で入力することを可能にする。ここでもまたこのオプションは、ユーザが、作動パルス幅と、領域又は関係に依存してこの作動周波数に対して適切な周波数とを入力することを可能にすることができる。臨床医プログラマーのＧＵＩ６４は、この例では、領域の範囲に収まらないか又は関係にそぐわないＦ及びＰＷに対する入力をそのような値が最適な亜知覚療法を提供しないと考えられるので受け入れない場合がある。
【０１５１】
周波数又はパルス幅の最適化は、パラメータ空間の望ましい部分をより有効に検索する他の手法で行うことができる。例えば、検索に向けて最急降下法、二分探索、シンプレックス法、遺伝的アルゴリズムなどを使用することができる。患者からのデータを用いて訓練された機械学習アルゴリズムを考慮することができる。
【０１５２】
好ましくは、段階３３２において周波数（＜１０ＫＨｚ）及びパルス幅を最適化する時に、これらのパラメータは、電力消費を低減する方式で選択される。この点に関して、平均電荷毎秒（ＭＣＳ）を低減し、ＩＰＧ又はＥＴＳ内にバッテリから引き出される平均電流を低減し、従って、先に図１０Ｂ及び図１２Ｄに関して解説した放電時間を延ばすことになるので最低周波数を選択することが好ましい。可能な場合はパルス幅を低減することによってもバッテリ消費が低減され、放電時間が延長されることになる。
【０１５３】
この時点で、全ての適切刺激パラメータ（Ｅ、Ｐ、Ｘ、Ｉ、ＰＷ、及びＦ（＜１０ｋＨｚ））が決定され、それを患者に対して亜知覚刺激療法を提供するための実行に向けて臨床医プログラマーからＩＰＧ又はＥＴＳに送ることができる（３３４）。最適なパルス幅及び周波数（＜１０ｋＨｚ）の調節（３３２）によってこれらの刺激パラメータが錯感覚を与えることができると考えられる。従って、電流の振幅Ａを必要に応じて亜知覚レベルまで再度漸減することができる（３３６）。必要に応じて、処方された亜知覚療法にウォッシュインする期間を与えることができる（３３８）が、上述のようにこのウォッシュインは、超知覚スイートスポット検索（３２０〜３２８）が患者の疼痛部位を十分に動員する状況に対して電極を選択しているので不要とすることができる。
【０１５４】
亜知覚療法が有効ではないか又は調節を使用することができる場合に、アルゴリズムは、先に定められた領域又は関係に従って新しい周波数（＜１０ＫＨｚ）及び／又はパルス幅を選択する段階３３２に戻ることができる。
【０１５５】
実際の実施において図１４のアルゴリズムの段階の全ての部分を実施する必要があるわけではないことに注意されたい。例えば、有効電極が予め既知である場合に（すなわち、Ｅ、Ｐ、Ｘ）、アルゴリズムは、周波数及びパルス幅に関連する情報を使用する亜知覚最適化で始めることができる。
【０１５６】
図１５は、１０ＫＨｚ又はそれ未満の周波数で患者に対して最適な亜知覚刺激を決定するために当て嵌めモジュール３５０（図１３）を使用することができる別の方式を示している。図１５では、ここでもまた当て嵌めモジュール３５０がアルゴリズム１０５の中に組み込まれ、又はそれによって使用され、ここでもまた外部デバイスの制御回路上でそのソフトウエアの一部として又はＩＰＧ１０内で実行することができる。アルゴリズム１０５内では、当て嵌めモジュール３５０は、特定の周波数を所与として初期パルス幅を選ぶのに使用される。しかし、アルゴリズム１０５は、振幅を試験して最適化し、更に様々な周波数でパルス幅を最適化することになるのでより包括的である。下記でより詳しく説明するように、アルゴリズム１０５は、ＩＰＧのバッテリ１４に対して最も優しい最低電力要件をもたらすことになる最適化された刺激パラメータを選ぶことを更に任意的に支援する。アルゴリズム１０５に関して図１５に示す一部の段階は任意的であり、他の段階を追加することができる。アルゴリズム１０５によって試験される患者に対するスイートスポット検索が既に行われていること、及び電極（Ｅ、Ｐ、Ｘ）が既に選択されており、好ましくは、アルゴリズムの作動を通して一定に留まることになることが仮定されている。しかし、これは、これらの電極パラメータを上述のように修正することができるので絶対に必要とされるわけではない。
【０１５７】
アルゴリズム１０５は、該当の範囲内（例えば、＜１０ｋＨｚ）で初期周波数（例えば、Ｆ１）を選ぶことによって始まる。次に、アルゴリズム１０５は、この周波数を当て嵌めモジュール３５０に渡し、このモジュールは、先に決定された関係及び／又は領域を用いて初期パルス幅ＰＷ１を選ぶ。簡略化の目的で、図１５では当て嵌めモジュール３５０をパルス幅対周波数の簡単なルックアップテーブルとして例示しており、このテーブルは、錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供するように刺激パルスが形成される時の周波数及びパルス幅に関する別の形式の情報を含むことができる。当て嵌めモジュール３５０を使用するパルス幅の選択は、上述のように、より精巧であるとすることができると考えられる。
【０１５８】
所与の周波数に対するパルス幅の選択の後に、刺激振幅Ａが最適化される（１２０）。この場合に、いくつかの振幅が選択されて患者に適用される。この例では、選択される振幅は、各周波数で決定された最適振幅Ａ（例えば、図１０Ｂを参照されたい）を用いて好ましくは決定される。すなわち、Ａ＝Ａ２での振幅、それよりも小さい振幅（Ａ１）、及びそれよりも大きい振幅（Ａ３）が、ある期間（例えば、各々２日間）にわたって患者によって試される。これらのうちで最良のものが患者によって選ばれる。この時点で、患者に対して最適な振幅を試してそれに目標を定めるために振幅に対する更に別の調節を試すことができる。例えば、Ａ２が好ましい場合に、この振幅を若干超える振幅（Ａ２＋Δ）及び下回る振幅（Ａ２−Δ）をある期間にわたって試すことができる。低めの値であるＡ１が好ましい場合に、更に低い振幅（Ａ１−Δ）を試すことができる。高めの値であるＡ３が好ましい場合に、更に高い振幅（Ａ３＋Δ）を試すことができる。最終的に、そのような反復的な振幅試験は、錯感覚を誘起しない患者に対して有効な振幅に辿り着く。
【０１５９】
次に、患者に対してパルス幅を最適化することができる（１３０）。振幅の場合と同様に、この最適化は、先に選択されたパルス幅を若干増加又は低減することによって行うことができる（３５０）。例えば、Ｆ１の周波数及びＰＷ１の初期パルス幅では、パルス幅は、そのような設定が患者によって好ましいか否かを確認するために減少（ＰＷ１−Δ）及び増加（ＰＷ１＋Δ）させることができる。例示してはいないが、この時点で、振幅及びパルス幅の更に別の反復的調節を行うことができる。
【０１６０】
要するに、所与の周波数では、初期パルス幅（３５０）が（より好ましくは、初期振幅（１２０）も）、有効で錯感覚のない疼痛緩和を提供する可能性が高くなることが予想されることになるので患者に対して選択される。それにも関わらず、各患者は異なるので、振幅（１２０）及びパルス幅（１３０）は、各患者に対する初期値から更に調節される。
【０１６１】
その後に、この周波数で患者に対して決定された最適刺激パラメータが試験され、ソフトウエアに格納される（１３５）。任意的に、患者が受け入れる神経投与量を示す平均電荷毎秒（ＭＣＳ）、又は消費電力を示す他の情報（平均Ｉｂａｔ、放電時間）も算定され、更に格納される。該当の範囲にある更に別の周波数（例えば、Ｆ２）がまだ試験されていない場合に、上述のようにこれらの周波数が試験される。
【０１６２】
１又は２以上の周波数が試験された状態で、各周波数で先に格納された（１３５）患者に対する最適刺激パラメータを用いて、この患者に対する刺激パラメータを選択することができる（１４０）。各周波数での刺激パラメータは患者に適するものであるので、選択刺激パラメータは、最低消費電力（例えば、最低）ＭＳＣをもたらすものを含むことができる。これらの刺激パラメータは、ＩＰＧのバッテリに対して最も楽なものになる。アルゴリズム１０５によって最低ＭＣＳを有するように決定された刺激パラメータは、最低周波数で採用されるものを含むことになることを予想することができる。しかし、全ての患者が異なり、従って、そのようにならない場合がある。刺激パラメータが選択された状態で、錯感覚を伴わずに亜知覚疼痛緩和を提供する最小振幅を選択することを意図して、更に別の振幅最適化を行うことができる（１５０）。
【０１６３】
本発明の開示の技術の使用は、試験される上述の特定の周波数に必ずしも限定されないことに注意しなければならない。他のデータは、２Ｈｚ程度の低い周波数で錯感覚を伴わずに疼痛緩和を提供する本発明の開示の技術の適用性を示唆している。
【０１６４】
ＩＰＧ又はＥＴＳ内に又はＧＵＩ６４をレンダリングして作動させるための臨床医プログラマー又は外部コントローラのような内部デバイス内に実施可能な処理を含む本発明の開示の技術の様々な態様は、命令として編成し、かつ磁気メモリ、光メモリ、又は半導体メモリ内のようなそのようなデバイスに付属のコンピュータ可読媒体内に格納することができる。そのような格納された命令を有するコンピュータ可読媒体はまた、メモリスティック又は取外し可能ディスク内のような臨床医プログラマー又は外部コントローラによって可読なデバイスを含むことができ、いずれの他の場所にも存在することができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、サーバ又はいずれかの他のコンピュータデバイスに付属とすることができ、それによって命令を例えばインターネットを通して臨床医プログラマーシステム又は外部コントローラに又はＩＰＧ又はＥＴＳにダウンロードすることが可能になる。
【符号の説明】
【０１６５】
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  線形有界領域
１０２  線形有界領域のコーナ点
ＤＣ  負荷サイクル
ＰＷ  パルス幅
ＳＥ  標準誤差
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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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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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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