本公開涉及電刺激治療。

背景技術(shù)：

可植入醫(yī)療設(shè)備(如電刺激器或治療劑遞送設(shè)備)已經(jīng)被提出用于不同的治療應(yīng)用中，如腦深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、外周神經(jīng)刺激、功能性電刺激或?qū)⒅委焺?、胰島素、止痛劑或消炎劑遞送至患者內(nèi)的目標(biāo)組織位點。在一些治療系統(tǒng)中，可植入電刺激器借助于一個或多個電極將電治療遞送至患者體內(nèi)的目標(biāo)組織位點，所述電極可以由醫(yī)療引線部署、在電刺激器的外殼上，或者兩者。

在可能發(fā)生在醫(yī)療設(shè)備植入期間的編程會話期間、在試驗會話期間、或者在醫(yī)療設(shè)備被植入患者體內(nèi)之后的診所內(nèi)或遠程隨訪會話期間，臨床醫(yī)生可以生成向患者提供有效治療的一個或多個治療程序(也被稱為治療參數(shù)集合)，其中，每個治療程序可以定義治療參數(shù)集合的值。醫(yī)療設(shè)備可以根據(jù)所存儲的一個或多個治療程序?qū)⒅委熯f送至患者。在電刺激的情況下，治療參數(shù)可以定義有待遞送的電刺激波形的特性。例如，在以電脈沖的形式遞送電刺激的示例中，治療參數(shù)可以包括電極組合、振幅(其可以是電流或電壓振幅)、脈沖寬度以及脈沖速率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

總體上，本公開涉及用于基于預(yù)期由根據(jù)治療程序遞送的電刺激激活的組織體積來確定特定治療程序的治療療效的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。預(yù)期由電刺激激活的組織體積還可以被稱為組織激活體積(“VTA”)。在一些示例中，治療療效由基于VTA確定的分?jǐn)?shù)指示，所述VTA基于治療程序和療效圖生成。可以基于特定于患者(正對所述患者的治療程序進行評估)的數(shù)據(jù)生成療效圖，或者可以基于來自多個患者的信息生成療效圖。

在一些示例中，療效圖是包括表示組織體積的多個體素的三維(3D)網(wǎng)格?？梢詾轶w素中的一些或所有體素指定值。在一些示例中，為體素指定的值與臨床評級量表相關(guān)聯(lián)。例如，可以基于對接收電刺激治療的多個患者的回顧性研究以及針對患者的指示根據(jù)治療程序的電刺激治療的效果的臨床評級量表分?jǐn)?shù)來確定所述值。為特定體素指定的值可以基于針對接收對該體素進行激活的刺激治療的每個患者的臨床評級分?jǐn)?shù)的組合。在一些示例中，臨床評級量表可以是用于在存在或不存在電刺激治療的情況下評估患者病情的臨床評級量表。在一些示例中，可以基于患者病情或癥狀從多個療效圖中選擇療效圖。療效圖中的每個療效圖將電刺激對不同患者病情或癥狀的影響量化。

在一些示例中，醫(yī)療系統(tǒng)的處理器可以基于治療程序生成VTA，向療效圖登記VTA，并且基于為療效圖的與VTA重疊的體素指定的值來確定治療程序的療效分?jǐn)?shù)。例如，療效分?jǐn)?shù)可以是所述值之和。處理器可以基于以此方式確定的療效分?jǐn)?shù)來選擇一個或多個治療程序。

在一個示例中，本公開涉及一種方法，包括：由處理器基于治療程序生成組織激活體積(VTA)；基于患者病情或患者癥狀從所存儲的多個療效圖中選擇療效圖；以及基于所述所選療效圖確定所述治療程序的療效分?jǐn)?shù)。

在另一個示例中，本公開涉及一種系統(tǒng)，包括：存儲器，所述存儲器被配置成存儲多個療效圖；以及處理器，所述處理器被配置成：基于治療程序生成組織激活體積(VTA)；基于患者病情或患者癥狀選擇所述多個療效圖之一；以及基于所述所選療效圖確定所述治療程序的療效分?jǐn)?shù)。

在另一個示例中，本公開涉及一種方法，包括：由處理器生成針對多個治療程序的多個組織激活體積(VTA)；控制醫(yī)療設(shè)備以根據(jù)所述治療程序中的每個治療程序向患者遞送電刺激；針對所述治療程序中的每個治療程序接收所述患者的臨床評級量表分?jǐn)?shù)；將每個臨床評級量表分?jǐn)?shù)與療效圖的被引起所述臨床評級量表分?jǐn)?shù)的所述治療程序相對應(yīng)的所述VTA重疊的每個體素相關(guān)聯(lián)；以及基于所述相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)確定所述療效圖的所述多個體素的值。

在另一個示例中，本公開涉及一種系統(tǒng)，包括：醫(yī)療設(shè)備，所述醫(yī)療設(shè)備被配置成根據(jù)多個治療程序中的每個治療程序向患者遞送刺激；用戶界面，所述用戶界面被配置成針對所述多個治療程序中的每個治療程序接收所述患者的臨床評級量表分?jǐn)?shù)；以及處理器，所述處理器被配置成：針對所述多個治療程序中的每個治療程序生成多個組織激活體積(VTA)；將每個臨床評級量表分?jǐn)?shù)與療效圖的被引起所述臨床評級量表分?jǐn)?shù)的所述治療程序相對應(yīng)的所述VTA重疊的每個體素相關(guān)聯(lián)；以及基于所述相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)確定所述療效圖的所述多個體素的值。

以下附圖和說明中闡述了一個或多個示例的細節(jié)。根據(jù)本說明書和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求書，其他特征、目的和優(yōu)點將顯而易見。

附圖說明

圖1是概念圖，展示了被配置成向患者大腦內(nèi)的組織位點遞送電刺激治療的示例腦深部刺激(DBS)系統(tǒng)。

圖2是功能框圖，展示了示例醫(yī)療設(shè)備的部件。

圖3是功能框圖，展示了示例醫(yī)療設(shè)備編程器的部件。

圖4是流程圖，展示了生成VTA的示例方法。

圖5是流程圖，展示了生成VTA的療效分?jǐn)?shù)的示例方法。

圖6是流程圖，展示了生成臨床評級量表療效圖的示例方法。

圖7是流程圖，展示了確定治療程序的估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的示例方法。

圖8是流程圖，展示了用于基于療效分?jǐn)?shù)調(diào)整基于解剖結(jié)構(gòu)的分?jǐn)?shù)的示例技術(shù)。

圖9是流程圖，展示了使用目標(biāo)VTA基于療效圖確定療效分?jǐn)?shù)的示例技術(shù)。

具體實施方式

本公開描述了用于基于預(yù)期由經(jīng)由治療程序遞送的電刺激激活(“VTA”)的組織體積來量化特定治療程序的治療療效的示例設(shè)備、系統(tǒng)和方法。對治療療效的量化可以用于確定可以向患者提供有效DBS的一個或多個治療程序。治療程序可以限定例如一個或多個電刺激參數(shù)(例如，頻率、電流或電壓振幅、和電刺激脈沖的情況下的脈沖寬度)的值、電極組合(選擇用于遞送電刺激的一個或多個電極、和對應(yīng)極性)、或一個或多個電刺激參數(shù)值和電極組合兩者。在一些示例中，當(dāng)電刺激引起動作電位沿著組織的神經(jīng)元傳播時可以“激活”組織，這可以指示神經(jīng)元的跨膜電位達到了特定的水平，比如，大于0毫伏(mV)的電位?？梢允褂媒Ｋ惴ù_定針對特定治療程序(本文中還被稱為“電刺激參數(shù)值集合”)的VTA，所述建模算法基于患者的靠近所述一個或多個電極的組織的特性。以此方式，可以估計VTA。

在一些示例中，通過基于VTA和療效圖確定的療效分?jǐn)?shù)來量化特定治療程序的治療療效?？梢曰谔囟ㄓ诨颊?正對所述患者的治療程序進行評估)的數(shù)據(jù)生成療效圖，或者可以基于來自多個患者的信息生成療效圖。在一些示例中，可以基于患者病情、一個或多個患者癥狀、或患者病情和至少一個癥狀兩者來從所存儲的多個療效圖中選擇(例如，由設(shè)備的處理器)療效圖。療效圖可以表示例如已知在激活時提供有效結(jié)果(例如，特定的期望功能)的組織體積(例如，在患者的大腦內(nèi))、已知在激活時提供不良反應(yīng)的組織體積、或者具有混合有效和不良結(jié)果的體積組織。

在一些示例中，療效圖是包括多個體素的3D網(wǎng)格，所述多個體素中的每個體素表示離散組織體積?？梢韵蝮w素中的一些或所有體素指定值。在一些示例中，向體素指定的值可以基于體素所表示的解剖區(qū)域的功能。例如，可以向表示患者的區(qū)域中與相對高治療療效相關(guān)聯(lián)的組織(當(dāng)被激活時)的體素指定相對高值，而向表示區(qū)域中與相對低治療效果或不良反應(yīng)相關(guān)聯(lián)的組織的體素指定相對低值或甚至負(fù)值。

在一些示例中，療效圖可以提供VTA分?jǐn)?shù)與臨床醫(yī)生可能熟悉的臨床評級量表之間的關(guān)系。例如，臨床評級量表可以是例如統(tǒng)一帕金森病評級量表(UPDRS)、耶魯-布朗強迫量表(YBOCS)、漢密頓抑郁評級量表(HDRS)或伯克-法恩馬斯登肌張力障礙評級量表(BFMDRS)。適合于確定一個或多個治療程序的治療療效的評級量表可以基于經(jīng)由電刺激治療來治療的患者病情和/或患者癥狀。例如，當(dāng)針對帕金森病的癥狀而正對患者進行治療時，可以使用UPDRS；當(dāng)針對強迫癥(OCD)而正對患者進行治療時，可以使用YBOCS；當(dāng)針對抑郁而正對患者進行治療時，可以使用HDRS；并且當(dāng)針對肌張力障礙而正對患者進行治療時，可以使用BFMDRS。

在一些示例中，處理器基于臨床評級量表確定向療效圖的體素指定的值。例如，可以基于對接收刺激治療的多個患者的回顧性研究來確定所述值。在所述研究期間，可以收集所述多個患者的信息，所述信息包括治療程序和與治療程序的治療效果相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。處理器可以接收臨床評級量表分?jǐn)?shù)并將臨床評級分?jǐn)?shù)與療效圖的一個或多個體素相關(guān)聯(lián)，基于對應(yīng)治療程序(與臨床評級分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的治療程序)確定的VTA與所述一個或多個體素重疊。在一些示例中，向特定體素指定的值可以基于與特定體素相關(guān)聯(lián)的臨床評級分?jǐn)?shù)。例如，所述值可以是臨床評級量表分?jǐn)?shù)的平均值、相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的最高值、相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的最低值、相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的中間值、或者基于使用相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的任何其他算法的值。

在其他示例中，可以基于單個患者確定每個體素的值。例如，可以根據(jù)多個治療程序向患者施加電刺激。對于每個治療程序，臨床醫(yī)生可以確定表征治療程序的治療效果的臨床評級量表分?jǐn)?shù)，并且處理器可以將所述分?jǐn)?shù)與療效圖的每個體素相關(guān)聯(lián)，由治療程序產(chǎn)生的VTA與所述體素重疊。

在一些示例中，處理器可以被編程成用于將連續(xù)治療程序之間的臨床評級量表分?jǐn)?shù)變化與療效圖的體素相關(guān)聯(lián)，與當(dāng)前治療程序相關(guān)聯(lián)的VTA最近與所述體素重疊或者不再與所述體素重疊。這可能導(dǎo)致與療效圖內(nèi)的特定體素的附加功能值更加準(zhǔn)確地對應(yīng)的療效圖。例如，處理器可以確定之前VTA與療效圖之間的重疊以及當(dāng)前VTA與療效圖的重疊的變化。處理器可以向與所述變化相關(guān)聯(lián)的每個體素指定臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在一些示例中，可以向療效圖的最近與當(dāng)前VTA重疊的每個體素指定臨床評級分?jǐn)?shù)。在一些示例中，處理器可以確定關(guān)聯(lián)于之前VTA的臨床評級量表分?jǐn)?shù)與關(guān)聯(lián)于當(dāng)前VTA的臨床評級量表分?jǐn)?shù)之間的變化量。將臨床評級量表分?jǐn)?shù)的變化量可以與療效圖內(nèi)的當(dāng)前VTA與之前VTA之間不同的每個體素相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，如果當(dāng)前VTA的臨床評級量表分?jǐn)?shù)相對于之前VTA增大，則療效圖的最近與VTA重疊的每個體素與或者新臨床評級量表分?jǐn)?shù)或者臨床評級量表分?jǐn)?shù)的正變化量相關(guān)聯(lián)。如果之前VTA與療效圖的不再與當(dāng)前VTA重疊的體素重疊，則那些體素可以與對應(yīng)于臨床評級量表分?jǐn)?shù)的變化量的負(fù)值相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，不再與VTA重疊的體素可以與之前的臨床評級量表分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)。如果臨床評級量表分?jǐn)?shù)已經(jīng)減小，則療效圖的最近與VTA重疊的每個體素可以與新的臨床評級量表分?jǐn)?shù)或臨床評級量表分?jǐn)?shù)的負(fù)變化量相關(guān)聯(lián)。如果之前VTA與療效圖的不再與當(dāng)前VTA重疊的體素重疊，則那些體素可以與對應(yīng)于臨床評級量表分?jǐn)?shù)的變化量的正值相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，向特定體素指定的最終值可以基于已經(jīng)與特定體素相關(guān)聯(lián)的多個VTA的評級分?jǐn)?shù)的組合。例如，所述組合可以是臨床評級量表分?jǐn)?shù)的平均值、高值、低值、中間值或均值。

在一些示例中，可以將特定臨床評級量表分?jǐn)?shù)與患者的解剖區(qū)域組合以便創(chuàng)建臨床評級量表療效圖(CRSEM)，在所述CRSEM中，基于與體素相關(guān)聯(lián)的一個或多個臨床評級量表分?jǐn)?shù)和向特定體素登記的解剖區(qū)域來確定體素值。療效圖可以是基于解剖區(qū)域的功能向解剖區(qū)域內(nèi)的各種體素指定值的結(jié)果。如以上所討論的，在一些示例中，多個治療程序中的每個治療程序的臨床評級量表分?jǐn)?shù)可以用于描述大腦內(nèi)與特定體素相關(guān)聯(lián)的興趣解剖區(qū)域(當(dāng)被激活時)的臨床效益或功能。例如，與特定體素相關(guān)聯(lián)的值描述了臨床效益。在一些示例中，特定體素的臨床效益可以是來自治療程序的平均臨床評級量表分?jǐn)?shù)、治療程序的最大臨床評級量表分?jǐn)?shù)、治療程序的最低臨床評級量表分?jǐn)?shù)、或治療程序的臨床分?jǐn)?shù)的中間值。

在一些示例中，CRSEM可以包括可以用于生成治療程序的估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的信息，以及涉及特定癥狀或功能的一個或多個子分?jǐn)?shù)。例如，與UPDRS相關(guān)聯(lián)的CRSEM還可以包括涉及言語、運動和震顫控制的子分?jǐn)?shù)。在一些示例中，子分?jǐn)?shù)可以采取與特定體素相關(guān)聯(lián)的生活質(zhì)量點的形式。特定體素的生活質(zhì)量點可以將該體素對特定功能的估計的UPDRS貢獻了多少量化。例如，與大腦的關(guān)聯(lián)于言語的部分重疊的CRSEM區(qū)域可以具有生活質(zhì)量點或者另一種類型的子分?jǐn)?shù)，涉及將對關(guān)于言語的該區(qū)域的激活的效果量化。

在其他示例中，可以從大量患者中回顧性地創(chuàng)建CRSEM。例如，可以收集與關(guān)聯(lián)于特定治療程序的臨床評級量表分?jǐn)?shù)相關(guān)的信息、連同關(guān)聯(lián)于由根據(jù)特定治療程序進行的治療刺激產(chǎn)生的臨床評級量表分?jǐn)?shù)而激活的大腦區(qū)域?？梢曰谒占男畔⑸蒀RSEM。此外，可以通過添加新的患者結(jié)果來增量地更新和改進CRSEM。這可以允許用于基于CRSEM生成分?jǐn)?shù)的算法智能地適應(yīng)所述分?jǐn)?shù)。在一些示例中，CRSEM數(shù)據(jù)可以處于數(shù)據(jù)庫中，所述數(shù)據(jù)庫允許臨床醫(yī)生或研究人員基于大患者人群確定大腦的療效區(qū)域和副作用。這可以允許臨床醫(yī)生或研究人員確定可以如何基于患者的特定疾病狀態(tài)調(diào)整電刺激治療。這可以允許基于特定患者最有興趣減輕的癥狀來選擇各種治療程序。

在一些示例中，在將醫(yī)療設(shè)備編程成用于創(chuàng)建患者特定CRSEM期間，由先前的患者數(shù)據(jù)創(chuàng)建的CRSEM被用作基線。例如，編程器可以使用基線CRSEM來基于來自CRSEM的估計的臨床分?jǐn)?shù)選擇治療程序的子集。在編程期間，臨床醫(yī)生可以確定針對患者的患者特定的臨床評級量表分?jǐn)?shù)以便量化基于基線CRSEM選擇的治療程序的治療效果。臨床醫(yī)生可以將估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)輸入到編程器中。編程器可以基于患者特定的臨床評級分?jǐn)?shù)更新與CRSEM的每個體素相關(guān)聯(lián)的分?jǐn)?shù)。編程器或臨床醫(yī)生可以基于患者特定的CRSEM做出對治療程序的編程選擇。

在一些示例中，處理器可以使用基于先前的患者數(shù)據(jù)的CRSEM來生成目標(biāo)VTA。目標(biāo)VTA可以表示與相對高療效分?jǐn)?shù)相對應(yīng)的VTA。在一些示例中，可以基于將除了將高療效分?jǐn)?shù)以外的如電池耗竭等考慮因素考慮在內(nèi)的算法來生成目標(biāo)VTA。在一些示例中，目標(biāo)VTA可以是與基于療效圖的最高可實現(xiàn)療效分?jǐn)?shù)相對應(yīng)的VTA。在編程期間，實施算法的處理器可以生成多個治療程序的VTA，并且基于所生成的VTA與目標(biāo)VTA的比較來確定分?jǐn)?shù)?？梢赃x擇所述多個治療程序用于提供可能的刺激參數(shù)值的范圍內(nèi)的覆蓋。所述分?jǐn)?shù)可以基于目標(biāo)VTA與所生成的VTA之間的重疊的量。在一些示例中，評分函數(shù)可以從基線開始增大與目標(biāo)VTA重疊的所生成的VTA體素的分?jǐn)?shù)并且減小與目標(biāo)VTA不重疊的所生成的VTA的那些體素的分?jǐn)?shù)。

在一些示例中，所述分?jǐn)?shù)還可能受所生成的VTA與大腦圖譜之間的重疊的影響。例如，如果已知目標(biāo)VTA內(nèi)的某些區(qū)域?qū)颊叩呐R床評級量表分?jǐn)?shù)或者電刺激治療的整體治療結(jié)果具有更大的正面影響，則體素與該區(qū)域的重疊在所生成的VTA的最終分?jǐn)?shù)中可能具有更重的權(quán)重。相反，如果已知大腦內(nèi)的特定區(qū)域?qū)εR床分?jǐn)?shù)或整體患者結(jié)果具有極其負(fù)面的影響，則療效圖的區(qū)域可能對基于療效圖生成的分?jǐn)?shù)具有負(fù)面影響。在一些示例中，與相對最高分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的多個治療程序可以用于向患者遞送有效電刺激治療或者用于對患者進行進一步測試。

例如，對于多個電極組合中的每個刺激電極組合，導(dǎo)致最高療效分?jǐn)?shù)的刺激參數(shù)值可以存儲在患者編程器中。在一些示例中，這可以允許患者根據(jù)需要在高評分治療程序之間切換。例如，對于患有帕金森病的患者，一個電極組合可以在與針對言語的更多療效結(jié)果相關(guān)聯(lián)的大腦區(qū)域中提供電刺激。切換到由負(fù)責(zé)言語的大腦部分附近的一組電極遞送的最高評分程序可以允許患者的更大言語功能。例如，當(dāng)患者打算行走時，可由患者選擇單獨的電極組合和相應(yīng)治療程序。在其他示例中，可以基于哪些治療程序為每個期望功能提供相對最高結(jié)果來選擇高評分治療程序。例如，編程器可以顯示將言語功能最大化的治療程序、將運動最大化的治療程序、以及將震顫最小化的治療程序，并且患者可以與編程器交互以便選擇治療程序之一。響應(yīng)于接收選擇治療程序之一的輸入，編程器可以控制醫(yī)療設(shè)備以根據(jù)所選治療程序向患者遞送治療。

在一些示例中，可以創(chuàng)建針對特定疾病、疾病癥狀或期望功能的療效圖。療效圖可以包括與特定疾病、癥狀或功能的電刺激治療的正面或負(fù)面影響相關(guān)聯(lián)的每個組織區(qū)域(例如，具體地，大腦的解剖結(jié)構(gòu))。在一些示例中，療效圖內(nèi)的每個區(qū)域可以基于所述區(qū)域?qū)ζ谕Y(jié)果貢獻了多少而具有不同的權(quán)重。

在一些示例中，基于由治療程序產(chǎn)生的VTA與療效圖的比較來生成治療程序的療效分?jǐn)?shù)。在一些示例中，處理器生成多個治療程序的療效分?jǐn)?shù)以便確定可以提供最有效刺激(在所述多個被測治療程序內(nèi))的治療程序的子集(例如，特定電極組合)。在一些示例中，最有效刺激被定義為提供具有相對最小的副作用的最大治療效益。在一些示例中，基于療效圖的療效分?jǐn)?shù)可以將與患者解剖區(qū)域重疊的VTA以及重疊的解剖區(qū)域的功能兩者考慮在內(nèi)。例如，與體素相關(guān)聯(lián)的值可以結(jié)合歸屬于解剖區(qū)域的部分和歸屬于該區(qū)域的功能的部分兩者。在一些示例中，與體素相關(guān)聯(lián)的值根據(jù)期望結(jié)果而變化。例如，如果期望的功能刺激結(jié)果正將震顫最小化，則體素的值可以是一個數(shù)，而如果期望的功能結(jié)果正將運動最大化，則體素的值可以是另一個數(shù)。在一些示例中，所述值的與解剖區(qū)域相關(guān)聯(lián)的部分可以保持不變，而所述值的與功能相關(guān)聯(lián)的部分可能變化。

在一些示例中，編程器將針對大腦的所生成的VTA與療效圖進行比較以便確定用于生成VTA的治療程序的分?jǐn)?shù)。例如，可以在逐體素的層面上將VTA與療效圖進行比較。在一些示例中，不同組織區(qū)域中由療效圖表示的體素可以具有不同的單獨值。例如，對于期望區(qū)域，每個重疊體素可以將治療程序的整體療效分?jǐn)?shù)加“一”，而對于非期望區(qū)域，每個重疊體素可以將治療程序的整體療效分?jǐn)?shù)減“一”。在一些示例中，一些期望區(qū)域可能比其他區(qū)域具有更重的權(quán)重。例如，在與正面結(jié)果相關(guān)聯(lián)的某些組織區(qū)域(當(dāng)被激活時)中，療效網(wǎng)格的與所述區(qū)域相對應(yīng)的并且與VTA重疊的每個體素可以將整體分?jǐn)?shù)加“2”或“3”。類似地，當(dāng)VTA與療效圖的與發(fā)現(xiàn)對整體患者狀態(tài)具有特別負(fù)面影響的組織區(qū)域(當(dāng)被激活時)相對應(yīng)的體素重疊時，這種體素可能導(dǎo)致整體療效分?jǐn)?shù)的更大量的減小。在一些示例中，可以基于患者反饋調(diào)整特定體素的值。在一些示例中，可以向臨床醫(yī)生顯示治療程序的療效分?jǐn)?shù)和治療程序的估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)兩者。

使用本文中所公開的設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)來量化治療療效可以幫助提高針對腦深部刺激(DBS)的術(shù)后設(shè)備編程的準(zhǔn)確性和效率。例如，使用本文中所公開的技術(shù)來確定的療效分?jǐn)?shù)可以用于確定在使副作用最小化的同時向患者提供有效治療的一個或多個治療程序。

圖1是概念圖，展示了被配置成向患者12遞送治療以便管理患者12的障礙的示例治療系統(tǒng)10。患者12通常將是人類患者。然而，在一些情況中，治療系統(tǒng)10可以應(yīng)用于其他哺乳類或非哺乳類非人類患者。在圖1中所示出的示例中，治療系統(tǒng)10包括醫(yī)療設(shè)備編程器14、可植入醫(yī)療設(shè)備(IMD)16、引線延伸段18以及具有對應(yīng)多組電極24、26的一根或多根引線20A和20B(統(tǒng)稱為“引線20”)。IMD 16包括刺激發(fā)生器，所述刺激發(fā)生器被配置成生成電刺激治療并分別經(jīng)由引線20A和20B的一個或多個電極24、26將電刺激治療遞送至患者12的大腦28的一個或多個區(qū)域。

在圖1中所示出的示例中，治療系統(tǒng)10可以被稱為腦深部刺激(DBS)系統(tǒng)，因為IMD 16被配置成將電刺激治療直接遞送至大腦28內(nèi)的組織，例如，在大腦28的硬腦膜下的組織位點或者一個或多個分支或節(jié)點、或者纖維軌跡的交匯點。在其他示例中，引線20可以被定位成用于將治療遞送至大腦28的表面(例如，大腦28的皮質(zhì)表面)。例如，在一些示例中，IMD 16可以例如通過將電刺激遞送至在大腦28皮質(zhì)中的一個或多個組織位點而將皮質(zhì)刺激治療提供給患者12。作為另一個示例，IMD 16可以通過將電刺激遞送至一個或多個迷走神經(jīng)組織位點而向患者12提供迷走神經(jīng)刺激(VNS)治療。

DBS可以用于治療或管理患者12的各種患者病情，比如，但不限于，痙攣疾病(例如，癲癇)、疼痛、偏頭痛、精神疾病(例如，重度抑郁癥(MDD))、躁郁癥、焦慮癥、創(chuàng)傷后壓力心理障礙癥、輕郁癥、強迫癥(OCD)、行為障礙、情緒障礙、記憶障礙、心理狀態(tài)障礙、移動障礙(例如，特發(fā)性震顫或帕金森氏病)、亨廷頓病、阿爾茨海默癥或其他神經(jīng)學(xué)或精神科疾病和損害。

被配置成用于通過將治療遞送至大腦28或者患者12體內(nèi)的另一個合適的目標(biāo)治療遞送位點來治療其他患者病情的治療系統(tǒng)還可以根據(jù)所述技術(shù)用于確定如本文中所公開的一個或多個療效圖。例如，在治療系統(tǒng)10的其他應(yīng)用中，患者12體內(nèi)的目標(biāo)治療遞送位點可以是靠近患者12體內(nèi)的脊髓或骶神經(jīng)(例如，S2、S3或S4骶神經(jīng))或者患者12體內(nèi)的任何其他合適的神經(jīng)、器官、肌肉或肌群的位置，所述位置可以例如是基于患者病情選擇的。例如，治療系統(tǒng)10可以用于將電刺激或治療劑遞送至靠近神經(jīng)系統(tǒng)的陰部神經(jīng)、會陰神經(jīng)或其他區(qū)域的組織，在這種情況下，引線20將被植入或基本上固定靠近于對應(yīng)的神經(jīng)。作為進一步示例，電刺激系統(tǒng)可以被定位成用于遞送刺激從而幫助管理周圍神經(jīng)病或術(shù)后疼痛緩解、髂腹股溝神經(jīng)刺激、肋間神經(jīng)刺激、用于治療胃流動障礙和肥胖的胃刺激、肌肉刺激，從而緩解其他周圍和局部化疼痛(例如，腿疼或背疼)。

在圖1所示的示例中，IMD 16可以被植入在患者12的胸肌區(qū)中的皮下袋(Subcutaneous Pocket)內(nèi)。在其他示例中，IMD 16可以被植入患者12的其他區(qū)域內(nèi)，如在患者12的腹部或臀部中或者靠近患者12的顱骨的皮下袋。植入的引線延伸段18經(jīng)由連接器塊30(也被稱為連接頭)耦合至IMD 16，所述連接器塊可以包括例如電耦合至引線延伸段18上對應(yīng)的電觸頭的電觸頭。電觸頭將由引線20承載的電極24、26電耦合至IMD 16。引線延伸段18從IMD 16在患者12的胸腔內(nèi)的植入位點沿著患者12的頸部并穿過患者12的顱骨行進以進入大腦28。IMD 16可以由來自體液的抗腐蝕和降解的生物相容性材料構(gòu)造。IMD 16可以包括用于基本上封閉部件(比如，處理器、治療模塊和存儲器)的氣密外殼34。

在圖1中所示出的示例中，引線20分別被植入大腦28的右半腦和左半腦內(nèi)以便將電刺激遞送至大腦28的一個或多個區(qū)域，所述區(qū)域可以是基于許多因素選擇的，比如，治療系統(tǒng)10被實施成用于對其進行管理的患者病情的類型。設(shè)想了針對引線20和IMD 16的其他植入位點。例如，IMD 16可以被植入在顱骨32之上或之內(nèi)，或者引線20可以在多個目標(biāo)組織位點處被植入同一半腦，或者IMD 16可以耦合至被植入大腦28的一個或兩個半腦中的單根引線。

引線20可以被定位以將電刺激遞送至大腦28內(nèi)的一個或多個目標(biāo)組織位點從而管理與患者12的疾病相關(guān)聯(lián)的患者癥狀。引線20可以被植入以經(jīng)由任何合適的技術(shù)將電極24、26定位在大腦28的期望位置處，比如，通過患者12的頭骨中對應(yīng)的顱骨鉆孔或者通過顱骨32中常見的顱骨鉆孔。引線20可以被放置在大腦28內(nèi)的任何位置處，從而使得電極24、26能夠在治療過程中將電刺激提供至大腦28內(nèi)的目標(biāo)治療遞送位點。不同的神經(jīng)或精神疾病可以與大腦28的一個或多個區(qū)域的活性相關(guān)聯(lián)，所述疾病在患者之間有所差異。因此，由以引線20遞送的電刺激治療的目標(biāo)治療遞送位點可以是基于患者病情選擇的。例如，在大腦28內(nèi)用于控制患者12的移動障礙的合適的目標(biāo)治療遞送位點可以包括以下各項中的一項或多項：腳橋核(PPN)、丘腦、基底核結(jié)構(gòu)(例如，蒼白球、黑質(zhì)或底丘腦核)、未定帶、纖維束、豆核束(及其分支)、豆?fàn)詈笋然騀orel區(qū)(Field of Forel)(丘腦束)。PPN還可以被稱為腦橋腳被蓋核。

作為另一個示例，在MDD、躁郁癥、OCD或其他焦慮疾病的情況下，引線20可以被植入以將電刺激遞送至大腦28的內(nèi)囊前肢、以及僅內(nèi)囊前肢的腹側(cè)部分(也被稱為VC/VS)、扣帶皮層的膝下部分(其可以被稱為CG25)、前扣帶皮層布羅德曼區(qū)32和34、前額皮質(zhì)的各部位(包括背外側(cè)和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(PFC)(例如，布羅德曼區(qū)9)、腹正中前額皮質(zhì)(例如，布羅德曼區(qū)10)、外側(cè)和內(nèi)側(cè)眶額皮層(例如，布羅德曼區(qū)11))、內(nèi)側(cè)或伏隔核、丘腦、丘腦髓板內(nèi)核、杏仁核、海馬體、外側(cè)下丘腦、藍斑核、中縫背核、中腦腹側(cè)被蓋區(qū)、黑質(zhì)、丘腦底核、丘腦下腳、丘腦的背內(nèi)側(cè)核、松果體韁、終紋的床核、或其任意組合。

作為另一個示例，在驚厥癥或阿爾茨海默病的情況中，例如，引線20可以被植入以將電刺激遞送至在巴貝茲回路(Papez Circuit)內(nèi)的區(qū)域，如，例如，丘腦前核、內(nèi)囊、扣帶回、穹窿、乳頭體、乳頭丘腦束(乳頭體丘腦纖維束)或海馬體中的一者或多者。還設(shè)想了并不位于患者12的大腦28中的目標(biāo)治療遞送位點。

盡管引線20在圖1中被示出為被耦合至公共引線延伸段18，但是在其他示例中，引線20可以經(jīng)由單獨的引線延伸段耦合至IMD 16或者直接耦合至IMD 16。此外，盡管圖1將系統(tǒng)10展示為包括經(jīng)由引線延伸段18耦合至IMD 16的兩根引線20A和20B，但是在一些示例中，系統(tǒng)10可以包括一根引線或多于兩根引線。

在圖1中所示的示例中，引線20的電極24、26被示出為環(huán)形電極。環(huán)形電極可以相對易于編程并且可能能夠?qū)㈦妶鲞f送至與引線20相鄰的任何組織。在其他示例中，引線20的電極24、26可以具有不同的配置。例如，引線20的電極24、26中的一者或多者可以具有復(fù)雜的電極陣列幾何結(jié)構(gòu)，所述幾何結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生某種形狀的電場，包括交叉刺激。復(fù)雜電極陣列幾何結(jié)構(gòu)的示例可以包括定位在沿著引線的長度的不同軸向位置處以及繞圓周(例如，引線的周長)在不同角度位置處的電極陣列。復(fù)雜電極陣列幾何結(jié)構(gòu)可以包括除了環(huán)形電極之外的或者代替其的繞每根引線20的圓周的多個電極(例如，部分環(huán)形或分段式電極)。以此方式，電刺激可以涉及來自引線20的特定方向以從刺激較大的組織體積中增強治療療效并減小可能的不良副作用。

在一些示例中，IMD 16的外殼34可以包括一個或多個刺激和/或感測電極。例如，外殼34可以包括當(dāng)IMD 16被植入患者12體內(nèi)時暴露于患者12的組織的導(dǎo)電材料或者可以附接于外殼34的電極。在其他示例中，引線20可以具有除了如圖1中所示出的具有主動或被動尖端構(gòu)型的細長柱形體之外的形狀。例如，引線20可以是扁條形引線、球形引線、可彎曲式引線或者在治療患者12中有效的任何其他類型的形狀。

IMD 16可以根據(jù)一個或多個刺激治療程序(本文中也被稱為“刺激參數(shù)值集合”)將電刺激治療遞送至患者12的大腦28。刺激治療程序可以定義針對由IMD 16的刺激發(fā)生器生成的并且從IMD 16經(jīng)由一個或多個電極24、26遞送至患者12體內(nèi)的目標(biāo)治療遞送位點的治療的一個或多個電刺激參數(shù)值。電刺激參數(shù)可以定義電刺激治療的方面，并且可以包括例如，電刺激信號的電壓或電流振幅、電刺激的電荷電平、電刺激信號的頻率、波形形狀、接通/斷開循環(huán)狀態(tài)(例如，如果循環(huán)“斷開”，則刺激總是接通，并且如果循環(huán)接通，則刺激循環(huán)接通或斷開)、以及在電刺激脈沖的情況下的脈沖速率、脈沖寬度、和其他適當(dāng)?shù)膮?shù)(比如，持續(xù)時間或占空比)。此外，如果不同的電極可用于遞送刺激，那么治療程序的治療參數(shù)可以進一步由電極組合表征，所述電極組合可以定義所選的電極24、26以及其對應(yīng)的極性。在一些示例中，可以使用連續(xù)的波形來遞送刺激并且刺激參數(shù)與定義此波形。

除了被配置成遞送治療以管理患者12的疾病，治療系統(tǒng)10還被配置成感測患者12的生物電大腦信號或另一個生理參數(shù)。例如，IMD 16可以包括感測模塊，所述感測模塊被配置成經(jīng)由電極24、26的子集、另一組電極或者兩者來感測在大腦28的一個或多個區(qū)域內(nèi)的生物電大腦信號。因此，在一些示例中，電極24、26可以用于將電刺激從治療模塊遞送至大腦28內(nèi)的目標(biāo)位點以及感測在大腦28內(nèi)的大腦信號。然而，IMD 16還可以使用單獨的一組感測電極來感測生物電大腦信號。在一些示例中，IMD 16的感測模塊可以經(jīng)由一個或多個電極24、26來感測生物電大腦信號，所述電極還用于將電刺激遞送至大腦28。在其他示例中，一個或多個電極24、26可以用于感測生物電大腦信號，而一個或多個不同的電極24、26可以用于遞送電刺激。

外部醫(yī)療設(shè)備編程器14被配置成根據(jù)需要與IMD 16進行無線通信以提供或檢索治療信息。編程器14是用戶(例如，臨床醫(yī)生和/或患者12)可以用來與IMD 16進行通信的外部計算設(shè)備。例如，編程器14可以是臨床醫(yī)生用來與IMD 16進行通信并針對IMD 16編程一個或多個治療程序的臨床醫(yī)生編程器。此外或替代地，編程器14可以是患者編程器，所述患者編程器允許患者12選擇程序和/或查看并修改治療參數(shù)值。臨床醫(yī)生編程器相比患者編程器可以包括更多的編程特征。換言之，更加復(fù)雜或敏感的任務(wù)可以僅由臨床醫(yī)生編程器所允許以防止未經(jīng)訓(xùn)練的患者對IMD 16作出非期望的改變。

編程器14可以是具有可由用戶觀看的顯示器以及用于將輸入提供給編程器14的接口(即，用戶輸入機構(gòu))的手持式計算設(shè)備。例如，編程器14可以包括用于將信息呈現(xiàn)給用戶的較小的顯示屏(例如，液晶顯示器(LCD)或發(fā)光二極管(LED)顯示器)。此外，編程器14可以包括觸摸屏顯示器、鍵盤、按鈕、外圍指向設(shè)備、語音激活或者允許用戶通過編程器14的用戶界面進行導(dǎo)航并且提供輸入的另一個輸入機構(gòu)。如果編程器14包括按鈕和鍵盤，則按鈕可以專用于執(zhí)行特定的功能(例如，電源按鈕)，按鈕和鍵盤可以是軟按鍵，所述軟按鍵根據(jù)用戶界面的由用戶目前觀看的部分或其任意組合在功能方面進行改變。

在其他示例中，編程器14可以是較大的工作站或者在另一個多功能設(shè)備內(nèi)的單獨應(yīng)用，而不是專用的計算設(shè)備。例如，多功能設(shè)備可以是筆記本計算機、平板計算機、工作站、蜂窩電話、個人數(shù)字助理或者可以運行應(yīng)用的另一個計算設(shè)備，所述應(yīng)用使計算設(shè)備能夠作為安全醫(yī)療設(shè)備編程器14運作。耦合至計算設(shè)備的無線適配器可以使計算設(shè)備與IMD 16之間的安全通信成為可能。

當(dāng)編程器14被配置成由臨床醫(yī)生使用時，編程器14可以用于將編程信息傳輸給IMD 16。例如，編程信息可以包括：硬件信息(比如，引線20的類型、電極24、26在引線20上的安排、引線20在大腦28內(nèi)的位置)、定義了治療參數(shù)值的一個或多個治療程序、針對一個或多個電極24、26的治療窗、以及可用于編程到IMD 16中的任何其他信息。編程器14還可能能夠完成功能測試(例如，測量引線20的電極24、26的阻抗)。

臨床醫(yī)生還可以借助于編程器14生成治療程序并將其存儲在IMD 16內(nèi)。編程器14可以通過提供用于標(biāo)識潛在有益的治療參數(shù)值的系統(tǒng)而輔助臨床醫(yī)生創(chuàng)建/標(biāo)識治療程序。例如，在編程會話期間，編程器14可以生成針對多個治療程序中的每個治療程序的VTA。在一些示例中，治療程序中的至少一些治療程序可以具有相同電極組合(但是至少一個其他治療參數(shù)的不同值)，并且可以將這些治療程序組織到子集中，每個子集具有相同的電極組合。編程器14的處理器可以為每個子集選擇最有效的治療程序并且顯示所選治療程序的列表。臨床醫(yī)生可以從所述列表中選擇治療程序以便向患者12提供治療，從而解決與患者病情相關(guān)聯(lián)的癥狀。

如以下進一步詳細地討論的，在一些示例中，編程器14(或另一個計算設(shè)備)被配置成確定治療系統(tǒng)10遞送的至少一個治療程序的療效分?jǐn)?shù)。治療程序可以包括例如電極組合、刺激振幅、刺激脈沖寬度、和刺激頻率。在一些示例中，所述分?jǐn)?shù)可以是基于臨床評級量表療效圖(CRSEM)確定的療效分?jǐn)?shù)。在一些示例中，療效分?jǐn)?shù)可以是估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。CRSEM可以是患者特定的。在一些示例中，患者特定的CRSEM可以基于基線CRSEM(所述基線CRSEM基于大量患者而回顧性地創(chuàng)建)并且然后基于患者對刺激的反應(yīng)和/或患者特定大腦結(jié)構(gòu)來對其進行更新。

在一些示例中，CRSEM可以用于生成目標(biāo)VTA?？梢曰谠谥委煶绦虻幕A(chǔ)上生成的VTA與目標(biāo)VTA之間的比較來確定特定治療程序的分?jǐn)?shù)。在一些示例中，目標(biāo)VTA可以基于CRSEM和大腦內(nèi)的興趣區(qū)域的組合。例如，興趣區(qū)域可以基于對與DBS相關(guān)的目標(biāo)大腦核進行標(biāo)識的患者特定大腦解剖圖。目標(biāo)VTA可以包括與導(dǎo)致高估計臨床評級分?jǐn)?shù)的興趣區(qū)域重疊的區(qū)域。在一些示例中，編程器14可以對治療程序進行比較，并且生成和顯示關(guān)于針對每個治療方案的VTA的信息。例如，編程器14可以生成顯示，所述顯示列舉了每個電極24、26，或者電極24、26的子集，以及導(dǎo)致最高分?jǐn)?shù)的(多個)治療程序(對于每個電極或電極組合)。在一些示例中，可以顯示估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。

在一些示例中，CRSEM可以用于基于所生成的VTA與大腦內(nèi)的各種興趣區(qū)域的比較來調(diào)整分?jǐn)?shù)。例如，可以在逐體素的基礎(chǔ)上將所生成的VTA與療效地圖進行比較。每次比較可能影響所生成的VTA的整體分?jǐn)?shù)。

在一些示例中，可以在將引線20植入患者12體內(nèi)之前(例如，術(shù)前地)確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。例如，可以基于引線20在患者12體內(nèi)的預(yù)期植入位點確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在這些示例中，可以基于部分地通過使用患者12的圖像來生成的CRSEM(例如，基于特定于患者12的大腦圖譜)來確定多個VTA的估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)，從而使得可以對患者12特別定制對電極24、26中的每個電極的估計的臨床分?jǐn)?shù)進行標(biāo)識的信息。引線20和電極24、26的目標(biāo)位置可以例如由編程器14的處理器選擇并建模，以便如果引線20被植入患者12則確定預(yù)期由引線20的(多個)選擇電極24、26遞送電刺激所引起的VTA。此外，編程器14(或另一個設(shè)備)可以基于電極24、26的不同目標(biāo)位置確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)，例如，以便術(shù)前地選擇引線20的實際植入位點。在將引線16植入患者12體內(nèi)的過程中，臨床醫(yī)生可以嘗試將引線20的電極24、26定位成靠近或在目標(biāo)解剖區(qū)域內(nèi)?；颊?2體內(nèi)的充當(dāng)由IMD 14遞送的刺激的目標(biāo)組織位點的解剖區(qū)域可以是基于患者病情選擇的。例如，刺激大腦18的特殊結(jié)構(gòu)(比如，黑質(zhì))可以幫助減小由患者12經(jīng)歷的震顫的數(shù)量和大小。針對DBS的其他解剖區(qū)域可以包括黑質(zhì)、蒼白球內(nèi)側(cè)、腹側(cè)中間體和未定帶。在其他示例中，處理器14可以例如選擇導(dǎo)致相對最高的估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的植入位點或者與大于或等于預(yù)定閾值的估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的相對最大數(shù)量的電極。

編程器14還可以被配置成由患者12使用。當(dāng)配置成患者編程器時，編程器14可以具有有限的功能(相比于臨床醫(yī)生編程器)以便防止患者12變更IMD 16的關(guān)鍵功能或者可能對患者12有害的應(yīng)用。

無論編程器14被配置成用于臨床醫(yī)生還是患者使用，編程器14被配置成經(jīng)由無線通信與IMD 16以及可選地另一個計算設(shè)備進行通信。編程器14例如可以使用本領(lǐng)域中已知的射頻(RF)和/或感應(yīng)遙測技術(shù)經(jīng)由無線通信與IMD 16通信，所述技術(shù)可以包括用于近端、中距離、或更長距離通信。編程器14還可以使用各種局部無線通信技術(shù)(如根據(jù)802.11或藍牙規(guī)范設(shè)置的RF通信、根據(jù)IRDA規(guī)范設(shè)置的紅外(IR)通信、或者其他標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ羞b測協(xié)議)中的任何局部無線通信技術(shù)經(jīng)由有線或無線連接與另一個編程器或計算設(shè)備通信。編程器14還可以經(jīng)由可拆卸介質(zhì)(比如，磁盤或光盤、存儲卡或記憶棒)的交換與其他編程或計算設(shè)備通信。此外，編程器14可以經(jīng)由本領(lǐng)域已知的遠程遙測技術(shù)與IMD 16和另一個編程器進行通信，經(jīng)由例如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、公共交換電信網(wǎng)絡(luò)(PSTN)或蜂窩式電話網(wǎng)通信。

治療系統(tǒng)10可以被植入以為患者12提供經(jīng)歷幾個月或幾年的療程的慢性刺激治療。然而，還可以試驗性地采用系統(tǒng)10以在完全植入之前評估治療。如果被臨時地植入，則系統(tǒng)10的一些部件可以不被植入患者12體內(nèi)。例如，患者12可以裝配有外部醫(yī)療設(shè)備(比如，試驗刺激器)而不是IMD 16。外部醫(yī)療設(shè)備可以耦合至經(jīng)皮引線或者經(jīng)由經(jīng)皮延伸耦合至植入皮下的引線。如果試驗刺激器指示DBS系統(tǒng)10為患者12提供了有效的治療，則臨床醫(yī)生可以將慢性刺激器植入患者12體內(nèi)以進行相對長期的治療。

圖1中所示出的系統(tǒng)10僅是治療系統(tǒng)的一個示例，針對所述治療系統(tǒng)可以確定一個或多個治療程序的療效分?jǐn)?shù)。本文中所描述的技術(shù)可以用于確定導(dǎo)致其他治療系統(tǒng)的高療效分?jǐn)?shù)的治療程序，如具有其他引線或電極配置的治療系統(tǒng)、具有多于一個IMD的治療系統(tǒng)、以及包括一個或多個無引線電刺激器(例如，具有比IMD 16更小的形狀因子并且可以不耦合至任何單獨的引線的微刺激器)的治療系統(tǒng)。無引線電刺激器可以被配置成生成電刺激治療并經(jīng)由電刺激器的外殼上的一個或多個電極將其遞送至患者12。

雖然DBS可以成功地減輕某些神經(jīng)疾病的癥狀，所述刺激還可以引起不期望的副作用(本文中所也被稱為副作用)。副作用可以包括失禁、刺痛、失衡、癱瘓、言語不清、失憶、失去自制力以及許多其他神經(jīng)問題。副作用可以從輕度到嚴(yán)重。DBS可以通過無意地將電刺激脈沖提供給靠近目標(biāo)解剖區(qū)域的解剖區(qū)域而引起一個或多個副作用。這些解剖區(qū)域可以被稱為與不良刺激作用相關(guān)聯(lián)的區(qū)域。由于這個原因，臨床醫(yī)生可以用一個治療程序(或多個治療程序)對IMD 16進行編程，所述治療程序定義了平衡有效治療并使副作用最小化的刺激參數(shù)值。

借助于編程器14或另一個計算設(shè)備，臨床醫(yī)生可以選擇針對治療系統(tǒng)10的治療參數(shù)的值，包括電極組合。通過選擇用于將電刺激治療遞送至患者12的特定的電極24、26，臨床醫(yī)生可以修改至大腦28內(nèi)的一個或多個目標(biāo)特定組織區(qū)域(例如，特定的解剖結(jié)構(gòu))且避免大腦28內(nèi)的其他組織區(qū)域的電刺激治療。此外，通過選擇定義了電刺激信號的其他刺激參數(shù)值(例如，振幅、脈沖寬度和脈沖速率)的值，臨床醫(yī)生可以生成用于患者12的經(jīng)由所選電極子集遞送的有效治療。由于生理差異、病情差異以及引線布置的不準(zhǔn)確性，參數(shù)值可以在患者之間變化。

在編程會話過程中，臨床醫(yī)生可以確定一個或多個治療程序，所述治療程序可以為患者12提供有效的治療?；颊?2可以向臨床醫(yī)生提供關(guān)于被評估的特定程序的療效的反饋，所述反饋可以包括與根據(jù)特定程序遞送治療的副作用有關(guān)的信息。在一些示例中，患者反饋可以用于確定臨床評級量表分?jǐn)?shù)。一旦臨床醫(yī)生已經(jīng)標(biāo)識了可能對患者12有益的一個或多個程序，患者12就可以繼續(xù)評估過程并確定哪個程序最佳地緩解了患者12的病情或者以其他方式將有效的治療提供給患者12。編程器14可以通過提供標(biāo)識潛在有益的治療參數(shù)值的醫(yī)療系統(tǒng)而輔助臨床醫(yī)生創(chuàng)建/標(biāo)識治療程序。

在本文中所描述的一些示例中，治療系統(tǒng)10的處理器(例如，IMD 16或編程器14的處理器)被配置成基于預(yù)期由根據(jù)治療程序遞送的電刺激產(chǎn)生的VTA來自動地確定治療程序的療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)中的至少一者。在示例中，處理器可以確定包括經(jīng)由最靠近目標(biāo)位置的電極配置來遞送的刺激的治療程序的療效分?jǐn)?shù)。使用計算機建模，而不是基于由IMD 16利用所選的刺激參數(shù)值遞送至患者12的實際電刺激的結(jié)果來確定療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。因此，在一些示例中，處理器可以確定最可能將患者結(jié)果最大化的刺激參數(shù)值，而不需要患者12出現(xiàn)在診所，這幫助減小要求患者12在診所中的時間量以便對IMD 16進行編程。此外，在一些示例中，可以在將引線20植入患者12之前對療效分?jǐn)?shù)或臨床評級量表分?jǐn)?shù)進行評估，這可以在將引線20植入患者12體內(nèi)之后提供用于對針對IMD 16的電刺激參數(shù)進行編程的起始點。

如以下進一步詳細地描述的，在一些示例中，編程器14基于預(yù)期由根據(jù)治療程序遞送的電刺激激活的組織體積來確定多個治療程序中的每個治療程序的療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。編程器14可以被配置成使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)(比如，以下關(guān)于圖4而描述的技術(shù)中的任何一種技術(shù))來生成針對治療程序的VTA。在一些示例中，編程器14的處理器通過將VTA與療效地圖進行比較來自動地確定療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)中的至少一者。在一些示例中，將預(yù)期由根據(jù)電刺激參數(shù)值集合來進行的對電刺激的遞送產(chǎn)生的VTA與CRSEM進行比較，以便生成估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)可以將VTA是否與已知當(dāng)被刺激時導(dǎo)致副作用的大腦區(qū)域重疊考慮在內(nèi)。

在一些示例中，生成療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)可以包括向患者的各種療效區(qū)域和不同的副作用區(qū)域提供不同的權(quán)重。在這種示例中，當(dāng)VTA首先與一個或多個副作用區(qū)域重疊時，可能不會發(fā)生最大分?jǐn)?shù)。在其他示例中，療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)可以包括多個子分?jǐn)?shù)，其中，每個子分?jǐn)?shù)可以與不同的期望有效結(jié)果相對應(yīng)。例如，對于患有帕金森病的患者，一個子分?jǐn)?shù)可以量化刺激促進運動的療效的一個子分?jǐn)?shù)，另一個子分?jǐn)?shù)可以量化刺激將震顫最小化的療效，并且第三個子分?jǐn)?shù)可以量化促進言語的療效。

在確定多個治療程序中的每個治療程序的療效分?jǐn)?shù)和/或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)之后，編程器14的處理器可以存儲具有對治療程序以及用于遞送治療程序的電極組合的指示的最大分?jǐn)?shù)。在一些示例中，編程器14生成并呈現(xiàn)顯示，所述顯示包括多個電極的列表以及對應(yīng)最大分?jǐn)?shù)和治療程序，或其任何組合。

圖2是功能框圖，展示了示例IMD 16的部件。在圖2示出的示例中，IMD 16包括處理器60、存儲器62、信號發(fā)生器64、感測模塊66、切換模塊68、遙測模塊70和電源72。存儲器62以及本文中所描述的其他存儲器可以包括任何易失性或非易失性介質(zhì)，比如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、閃存等。存儲器62可以存儲計算機可讀指令，所述計算機可讀指令在由處理器60執(zhí)行時使IMD 16執(zhí)行本文中所描述的各種功能。

在圖2中所示出的示例中，存儲器62將治療程序74和操作指令76存儲在例如存儲器62內(nèi)的單獨存儲器或者存儲器62內(nèi)的單獨區(qū)域中。所存儲的每個治療程序74依據(jù)電刺激參數(shù)(比如，電極組合、電流或電壓振幅)的對應(yīng)值定義特定的治療程序，并且，如果刺激發(fā)生器64生成并遞送刺激脈沖，則治療程序可以定義針對刺激信號的脈沖寬度和脈沖速率的值。每個存儲的治療程序74還可以被稱為刺激參數(shù)值集合。操作指令76在處理器60的控制下指導(dǎo)IMD 16的一般性操作，并且可以包括用于經(jīng)由電極24、26監(jiān)測在一個或多個大腦區(qū)域內(nèi)的大腦信號并將電刺激治療遞送至患者12的指令。

刺激發(fā)生器64在處理器60的控制下生成刺激信號以經(jīng)由所選的電極24、26的組合遞送至患者12。在一些示例中，刺激發(fā)生器64基于一個或多個存儲的治療程序74生成刺激信號并經(jīng)由電極24、26的所選組合將刺激信號遞送至大腦28(圖1)的一個或多個目標(biāo)區(qū)域。針對刺激信號或其他類型的治療和刺激參數(shù)值在大腦28內(nèi)的目標(biāo)組織位點可以取決于治療系統(tǒng)10被實施成用于對其進行管理的患者病情。雖然描述的是刺激脈沖，刺激信號可以具有任何形式，如連續(xù)時間信號(例如，正弦波)等。

在本公開中所描述的處理器(包括處理器60)可以包括一個或多個數(shù)字信號處理器(DSP)、通用微處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)、或其他等效集成或離散邏輯電路、或其組合。歸屬于本文中所描述的處理器的功能可以由硬件設(shè)備提供并且具體化為軟件、固件、硬件或其任意組合。處理器60被配置成根據(jù)由存儲器62存儲的治療程度74控制刺激發(fā)生器64以應(yīng)用由一個或多個程序指定的特定刺激參數(shù)值，如，振幅、脈沖寬度和脈沖速率。

在圖2中所示出的示例中，引線20A的電極24的集合包括電極24A、24B、24C和24D，并且引線20B的電極26的集合包括電極26A、26B、26C和26D。處理器60可以控制切換模塊68以將由刺激發(fā)生器64生成的刺激信號應(yīng)用于所選的電極24、26的組合。具體地，切換模塊68可以將刺激信號耦合至在引線20內(nèi)選擇的導(dǎo)體，這進而塊所選的電極24、26對刺激信號進行傳遞。切換模塊68可以是切換陣列、切換矩陣、多路復(fù)用器、或者被配置成將刺激能量選擇性地耦合至所選的電極24、26并且利用所選的電極24、26選擇性地感測生物電大腦信號的任何其他類型的切換模塊。因此，刺激發(fā)生器64經(jīng)由切換模塊68和引線20內(nèi)的導(dǎo)體耦合至電極24、26。在一些示例中，然而，IMD 16不包括切換模塊68。

刺激發(fā)生器64可以是單通道或多通道刺激發(fā)生器。具體地，刺激發(fā)生器64可能能夠在給定的時間處經(jīng)由單個電極組合遞送單個刺激脈沖、多個刺激脈沖或者連續(xù)的信號，或者在給定的時間處經(jīng)由多個電極組合遞送多個刺激脈沖。然而，在一些示例中，刺激發(fā)生器64和切換模塊68可以被配置成在時間交叉的基礎(chǔ)上傳遞多個通道。例如，切換模塊68可以用于在不同的時間處跨不同的電極組合對刺激發(fā)生器64的輸出進行時分以將多個程序或多通道的能量傳遞至患者12。

感測模塊66在處理器60的控制下被配置成經(jīng)由所選的電極24、26的子集或者利用一個或多個電極24、26以及IMD 16的導(dǎo)電外殼34的至少一部分、IMD 16的外殼上的電極或另一個參照物來感測患者12的生物電大腦信號。處理器60可以控制切換模塊68以將感測模塊66電連接至所選的電極24、26。以此方式，感測模塊66可以利用電極24、26(和/或除了電極24、26之外的參照物)的不同組合選擇性地感測生物電大腦信號。

盡管在圖2中感測模塊66與刺激發(fā)生器64和處理器60一起被并入公共外殼34中，但是在其他示例中，感測模塊66是在與IMD 16的外殼34分開的外殼中并且經(jīng)由有線或無線通信技術(shù)與處理器60通信。

遙測模塊70在處理器60的控制下被配置成支持IMD 16與外部編程器14或另一個計算設(shè)備之間的無線通信。IMD 16的處理器60可以經(jīng)由遙測模塊70從編程器14接收針對各刺激參數(shù)(比如，振幅和電極組合)的值作為程序的更新。針對治療程序的更新可以被存儲在存儲器62的治療程序74部分內(nèi)。IMD 16中的遙測模塊70以及在本文所描述的其他設(shè)備和系統(tǒng)(比如，編程器14)中的遙測模塊可以通過RF通信技術(shù)完成通信。此外，遙測模塊70可以利用編程器14經(jīng)由IMD 16的鄰近誘導(dǎo)交互作用與外部醫(yī)療設(shè)備編程器14通信。因此，遙測模塊70可以在連續(xù)的基礎(chǔ)上或者基于來自IMD 16或編程器14的請求以周期性間隔將信息發(fā)送至外部編程器14。

電源72將操作功率傳遞至IMD 16的各部件。電源72可以包括較小的可再充電或不可再充電電池以及用于產(chǎn)生操作功率的功率生成電路?？梢酝ㄟ^外部充電器與IMD 16內(nèi)的導(dǎo)電充電線圈之間的鄰近誘導(dǎo)交互作用完成再充電。在一些示例中，功率要求可以足夠小以允許IMD 16利用患者運動并實施動能提取設(shè)備以對可充電電池進行涓流充電。在其他示例中，傳統(tǒng)的電池可以被使用有限的一段時間。

圖3是功能框圖，展示示例醫(yī)療設(shè)備編程器14(圖1)的部件。編程器14包括處理器80、存儲器82、遙測模塊84、用戶界面86和電源88。處理器80控制用戶界面86和遙測模塊84，并且來往于存儲器82存儲并檢索信息和指令。編程器14可以被配置成用作臨床醫(yī)生編程器或者患者編程器。處理器80可以包括一個或多個處理器的任意組合，包括一個或多個微處理器、DSP、ASIC、FPGA或其他等效的集成的或離散的邏輯電路。因此，處理器80可以包括任何適合的結(jié)構(gòu)，無論是硬件、軟件、固件或其任何組合，以便執(zhí)行本文中歸屬于處理器80的功能。

用戶(如臨床醫(yī)生或患者12)可以通過用戶界面86與編程器14進行交互。用戶界面86包括顯示器(未示出)，如LCD或LED顯示器或其他類型的屏幕，利用所述顯示器處理器80可以呈現(xiàn)與治療相關(guān)的信息(例如，電極和相關(guān)聯(lián)的治療窗)。此外，用戶界面86可以包括輸入機構(gòu)以便從用戶接收輸入。輸入機構(gòu)可以包括以下各項中的任一項或多項，例如，按鈕、鍵盤(例如，字母數(shù)字鍵盤)、外圍指向設(shè)備、觸摸屏或者允許用戶通過由編程器14的處理器80呈現(xiàn)的用戶界面導(dǎo)航并且提供輸入的另一輸入機構(gòu)。在其他示例中，用戶界面86還包括用于為患者12提供可聽通知、指令或其他聲音、從患者12接收話音命令或兩者的音頻電路。

存儲器82還可以包括用于操作用戶界面86和遙測模塊84并且用于管理電源88的指令。在圖3所示的示例中，存儲器82還存儲區(qū)域90、患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92、治療程序94、VTA算法96以及療效地圖信息98。

區(qū)域90存儲標(biāo)識大腦28的與有效治療遞送相關(guān)聯(lián)的一個或多個組織區(qū)域(或者患者身體的另一個部位)的信息。這些區(qū)域可以被稱為療效區(qū)域。區(qū)域90還存儲標(biāo)識大腦28的與不利刺激效果相關(guān)聯(lián)的一個或多個組織區(qū)域(或者患者身體的另一個部位)的信息。這些區(qū)域可以被稱為副作用區(qū)域?？梢允褂萌魏魏线m的慣例標(biāo)識區(qū)域90。在一些示例中，療效區(qū)域或副作用區(qū)域是由特定的大腦結(jié)構(gòu)或大腦結(jié)構(gòu)的多個部分、引線20和大腦28所注冊的任何合適的坐標(biāo)系的坐標(biāo)、其他解剖結(jié)構(gòu)、大腦28或患者12的身體的另一個部位所注冊的二維(2D)網(wǎng)格的像元、大腦28或患者12的身體的另一個部位所注冊的三維(3D)網(wǎng)格的體素或其任意組合標(biāo)識的。

由區(qū)域90存儲的療效區(qū)域和副作用區(qū)域可以根據(jù)患者病情有所不同。例如，如果治療系統(tǒng)10被實施用于管理由患者12經(jīng)歷的震顫，那么區(qū)域90可以包括黑質(zhì)，因為針對一些患者，刺激黑質(zhì)可以幫助減小由患者經(jīng)歷的震顫的數(shù)量和大小。

在一些示例中，臨床醫(yī)生選擇存儲的區(qū)域90。在其他示例中，預(yù)選區(qū)域90并將其與患者病情相關(guān)聯(lián)；處理器80或臨床醫(yī)生可以通過選擇系統(tǒng)10被實施以對其進行管理的患者病情而確定與患者12相關(guān)的區(qū)域90。

處理器80被配置成針對特定的刺激參數(shù)值集合生成VTA，其中，VTA代表患者12的預(yù)期通過由特定的電極(或電極組合)根據(jù)刺激參數(shù)集將電刺激遞送至患者12的組織而激活的組織體積。處理器80被配置成針對特定的電極或電刺激參數(shù)值集合使用VTA算法96和由存儲器82存儲的用于生成VTA的患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92來生成VTA?；颊呓馄蕦W(xué)數(shù)據(jù)92可以例如包括植入式電極24、26在大腦28中的位置、患者12的解剖結(jié)構(gòu)以及靠近植入式電極24、26的組織的特性(如，阻抗或神經(jīng)元方向)。在將引線20植入患者12中之前已經(jīng)生成了目標(biāo)VTA的示例中，患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92可以不包括植入式電極24、26在大腦28中的實際位置，而是電極24、26在大腦28中的目標(biāo)位置。患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92可以由任何類型的成像模式創(chuàng)建，如，但不限于，計算機斷層攝影術(shù)(CT)、磁共振成像(MRI)、彌散張量成像(DTI)、X線、熒光鏡檢查等等。

VTA算法96可以包括處理器80可以實施以針對特定電刺激參數(shù)值集合和一個或多個活性電極生成VTA的一個或多個算法。當(dāng)IMD 16經(jīng)由電極(或電極的組合)將電刺激遞送至患者12的組織時，電場可以傳播遠離電極。處理器80可以實施算法96以估計在由電極遞送電刺激的過程中哪個神經(jīng)元將由遠離電極24、26傳播的電場激活。

在一些示例中，VTA算法96可以包括例如定義了電場如何遠離原點位置進行傳播的電場模型方程式。此外，VTA算法96還可以包括方程組、查找表或者定義了如由患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)定義的受電場影響的組成解剖結(jié)構(gòu)的特定神經(jīng)元的閾值動作電位的任何類型的模型。在一些情況下，此信息可以將神經(jīng)元相對于電場的取向考慮在內(nèi)。如果電場的電壓或電流振幅高于在電場內(nèi)的任何神經(jīng)元的閾值動作電位，則該神經(jīng)元將被激活(例如，引起神經(jīng)沖動)。由于電流傳播和激活神經(jīng)元所需的閾值動作電位(例如，閾值電壓)的變化，神經(jīng)元的激活可以隨著組織在引線周圍的位置而變化。一些神經(jīng)元可以利用較小的電壓更加遠離引線激活而其他神經(jīng)元可以由于高電壓閾值和/或神經(jīng)元取向靠近引線被激活。

在一些示例中，存儲器82還存儲與引線20的硬件特性有關(guān)的信息并且存儲器80基于硬件特性生成VTA。硬件特性可以包括例如被植入患者12體內(nèi)的引線20的數(shù)量和類型、電極24、26的數(shù)量、每個電極324、26的大小、電極24、26的類型(例如，環(huán)形電極、部分環(huán)形電極、分段式電極)等等。

在一些示例中，處理器80被配置成將所確定的療效圖存儲在存儲器82中作為療效圖信息98。臨床醫(yī)生可以例如在IMD 16的編程過程中查看存儲的療效圖信息98以選擇一個或多個治療程序，利用所述電極組合IMD 16可以將有效的電刺激遞送至患者12。例如，臨床醫(yī)生可以與用戶界面86進行交互以檢索所存儲的療效圖信息98。在其他示例中，臨床醫(yī)生可以與用戶界面86交互，以便基于臨床評級分?jǐn)?shù)在各種刺激參數(shù)集合或電極組合之間進行選擇。在一些示例中，處理器80被配置成生成并顯示圖形用戶界面，所述圖形用戶界面指示針對至少一個電極24、26(例如，每個電極24、26或者至少兩個電極24、26)的對應(yīng)估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。然后，臨床醫(yī)生可以從所顯示的信息中相對快速地確定哪些電極具有最高估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)，所述電極可以是與刺激參數(shù)值相關(guān)聯(lián)的最有可能為患者12提供有效電刺激治療的電極。

在一些示例中，臨床醫(yī)生(或另一個用戶)可以經(jīng)由用戶界面86提供輸入以便操縱分?jǐn)?shù)、療效分?jǐn)?shù)、臨床評級量表分?jǐn)?shù)、或療效圖信息。例如，響應(yīng)于接收請求按療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)來對治療程序列表極性排序的用戶輸入，處理器80可以基于療效分?jǐn)?shù)、估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)、或其組合來重組電極列表(例如，從大到小或反之亦然)。在一些示例中，臨床醫(yī)生可以基于患者反饋更新療效圖信息98。

處理器80可以被配置成生成其他類型的界面。例如，處理器80可以被配置成生成顯示，所述顯示包括基于相關(guān)聯(lián)療效分?jǐn)?shù)或估計的臨床評級分?jǐn)?shù)來排序的多個電極組合(例如，可以向每個電極組合指定唯一的字母數(shù)字標(biāo)識符或圖形標(biāo)識符)的列表，而無需顯示相關(guān)聯(lián)療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。例如，可以顯示具有最高相關(guān)聯(lián)療效分?jǐn)?shù)或估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)的5個電極組合。然后，臨床醫(yī)生可以經(jīng)由用戶界面86提供請求關(guān)于特定電極組合的附加信息的輸入。響應(yīng)于接收用戶輸入，處理器80可以呈現(xiàn)具有關(guān)于所選電極組合、療效分?jǐn)?shù)、估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)、或多個子分?jǐn)?shù)的進一步細節(jié)的另一個用戶界面。

在一些示例中，患者12、臨床醫(yī)生或另一個用戶可以以其他方式與編程器14的用戶接口86進行交互以手動地選擇治療程序、生成新的治療程序、修改治療程序、將新程序傳輸至IMD 16或其任意組合。

存儲器82可以包括任何易失性或非易失性存儲器，如RAM、ROM、EEPROM或閃存。存儲器82還可以包括可移除存儲器部分，所述可移除存儲器部分可以用于提供存儲更新或存儲容量的增加。可移除存儲器還可以允許敏感患者數(shù)據(jù)在編程器14被不同的患者使用之前被移除。

編程器14中的無線遙測可以由RF通信或外部編程器14與IMD 16的鄰近誘導(dǎo)交互作用完成。此無線通信通過使用遙測模塊84是可能的。因此，遙測模塊84可以類似于包含在IMD 16內(nèi)的遙測模塊。在其他示例中，編程器14可能能夠通過有線連接進行紅外通信或直接通信。以此方式，其他外部裝置可能能夠在不需要建立安全無線連接的情況下與編程器14通信。

電源88被配置成將操作功率傳遞至編程器14的部件。電源88可以包括電池以及用于產(chǎn)生操作功率的功率生成電路。在一些示例中，電池可以是可再充電的以允許延長的操作。可以通過將電源88電耦合至連接至交流電(AC)出口的托架或插頭而完成再充電。此外，可以通過外部充電器與編程器14內(nèi)的導(dǎo)電充電線圈之間的鄰近誘導(dǎo)交互作用完成再充電。在其他示例中，可以使用傳統(tǒng)的電池(例如，鎘鎳蓄電池或鋰離子電池)。此外，編程器14可以直接耦合至交流電出口以運作。

療效圖信息98可以存儲一個或多個療效圖。在一些示例中，存儲在療效圖98中的每個療效圖可以與不同患者病情或癥狀相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，療效圖可以是臨床評級量表分?jǐn)?shù)療效圖(CRSEM)，每個臨床評級量表分?jǐn)?shù)療效圖與特定患者病情或癥狀相關(guān)聯(lián)。例如，療效圖信息98可以包括針對如UPDRS、YBOCS和HDRS等各種臨床評級量表中的每個臨床評級量表的CRSEM。CRSEM信息可以用于標(biāo)識大腦28內(nèi)的功能位置。例如，CRSEM信息可以包括關(guān)于大腦的哪些區(qū)域(當(dāng)針對特定病情而被激活時)提供最好治療效果的信息。此信息可以是例如與CRSEM內(nèi)的特定體素相關(guān)聯(lián)的值。在一些示例中，在對治療程序進行評分時，當(dāng)基于存儲在與特定患者病情相關(guān)聯(lián)的療效圖信息98中的CRSEM來選擇治療程序時，可以將區(qū)域90考慮在內(nèi)。在一些示例中，CRSEM可以用于生成目標(biāo)VTA，所述目標(biāo)VTA也可以存儲在療效圖信息98中。

雖然各種信息被顯示為存儲在編程器14的存儲器82中，但是將理解的是，此信息中的一些或全部信息可以可替代地或另外地存儲在IMD 16的存儲器62內(nèi)。僅作為一個示例，為了可攜帶性，可以將原始或經(jīng)編碼的患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92存儲在IMD 16的存儲器62內(nèi)。此外，如以下所討論的，歸屬于編程器14的處理器80的功能中的至少一些功能可以相反或另外地歸屬于IMD的處理器60。

圖4是用于確定VTA的示例技術(shù)的流程圖。盡管圖4的技術(shù)以及圖5至圖9的技術(shù)被主要描述為由編程器14的處理器80執(zhí)行，但是在其他示例中，另一個處理器(單獨地或結(jié)合處理器80)可以執(zhí)行圖4至圖9的技術(shù)的任何部分。例如，IMD 16的處理器60或另一個計算設(shè)備的處理器(單獨地或結(jié)合處理器80)可以執(zhí)行圖4至圖9的技術(shù)的任何部分。

根據(jù)圖4中所示出的技術(shù)，處理器80接收用于創(chuàng)建電場模型所需的患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)(102)。患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)指示靠近所選電極的組織的一個或多個特性。在一些情況下，可以將這種患者特定數(shù)據(jù)擬合到表示如大腦結(jié)構(gòu)等解剖結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)解剖圖譜中?？拷x電極的組織可以是基于引線20在患者12內(nèi)的已知位置或者如果引線20未被植入患者12內(nèi)時引線20的目標(biāo)位置被標(biāo)識的。例如，給出患者的MRI和術(shù)后CT掃描，處理器80可以確定引線20在大腦28內(nèi)的位置并且因此靠近植入的電極24、26的解剖結(jié)構(gòu)。作為另一個示例，考慮到患者的MRI和術(shù)后CT掃描，處理器80可以確定靠近引線20的電極24、26的目標(biāo)位置的解剖結(jié)構(gòu)(即使引線20還未被植入患者12體內(nèi))。

患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)可以是特定于或者定制于患者12的，或者可以是更普遍的(例如，可適用于多個患者的人類組織的通用物理特性)。在一些示例中，患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)包括：在患者12體內(nèi)的目標(biāo)治療遞送位點的解剖圖像、并非特定于患者12的參考解剖圖像、指示患者的解剖的特定結(jié)構(gòu)的解剖圖或者靠近引線20的電極24、26的組織特性(例如，傳導(dǎo)率或密度)圖?；颊呓馄蕦W(xué)數(shù)據(jù)可以是基于由醫(yī)療成像生成的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的，比如，但不限于，CT、MRI或任何其他測定體積的成像系統(tǒng)。處理器60可以將患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)存儲在存儲器82(圖3)的分區(qū)92內(nèi)。

處理器80可以對由所選電極遞送的電刺激對患者12的組織的效果進行建模。在圖4中所所示出的示例中，處理器80確定電場模型(104)，所述電場模型指示當(dāng)由電刺激參數(shù)值集合定義的電刺激信號由所述電極傳遞時將遠離電極傳播的電場。處理器80可以例如實施算法(例如，存儲在編程器14的存儲器82中的VTA算法96)以確定電場模型。所述算法可以將所接收的患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)連同電場模型方程式考慮在內(nèi)，所述電場模型方程式定義了電流傳播以便確定電流將如何遠離所選的電極進行傳播。

在大腦28(或患者12體內(nèi)的其他位點)內(nèi)的組織變異可以在某些方向上改變來自電極的電流傳播。這些變異可以有助于改變引線20的電極24、26的VTA。因此，電場模型方程式將可以包括在患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92中的與引線20的電極24、26相鄰的組織的物理組織特性考慮在內(nèi)。處理器80基于被治療的患者12的實際解剖結(jié)構(gòu)和組織特性確定電場的特性。根據(jù)此信息，當(dāng)IMD 16根據(jù)電刺激參數(shù)值集合生成電刺激信號時，處理器80可以估計將在經(jīng)由所選的電極遞送治療的過程中產(chǎn)生的電場。

在另一個實施例中，可以使用采用各種類型的組織的標(biāo)準(zhǔn)組織特性的標(biāo)準(zhǔn)電場模型，而不是確定基于患者特定解剖學(xué)數(shù)據(jù)的電場模型。在這種示例中，處理器80基于人類組織的通用物理特性以及引線20的電極24、26的已知的物理特性確定電場的特性(例如，大小、形狀和功率分布)。由此，處理器80可以僅通過從存儲器中檢索電場模型來確定電場模型(已經(jīng)預(yù)生成了所述電場模型)。在使用患者特定的或更通用的電場模型的任一示例中，電場模型可以提供電場在特定患者12的大腦28中將是什么的近似估計。然而，基于患者12的實際解剖結(jié)構(gòu)確定的電場模型可以是將由經(jīng)由所選電極遞送電刺激產(chǎn)生的電場的更準(zhǔn)確表示。

在圖4中所示出的示例中，處理器80確定神經(jīng)元模型(106)。所述神經(jīng)元模型針對患者12的多個組織體積中的每個組織體積指示刺激所述組織所需的電壓或電流振幅。例如，神經(jīng)元模型可以是體素的3D網(wǎng)格，并且每個體素可以與刺激在特定體素內(nèi)的組織所需的電壓或電流振幅相關(guān)聯(lián)。作為另一個示例，神經(jīng)元模型可以包括2D區(qū)域的網(wǎng)格，其中，所述網(wǎng)格的每個區(qū)域可以與刺激在特定區(qū)域內(nèi)的組織所需的電壓或電流振幅相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，處理器80例如基于患者12的使用醫(yī)療成像確定的并且存儲為患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92(圖3)的組織阻抗特性或者基于針對大腦28的總圖集的組織阻抗特性通過生成神經(jīng)元模型來確定神經(jīng)元模型。在其他示例中，處理器80可以基于從DTI成像中獲得的且存儲為患者解剖學(xué)數(shù)據(jù)92(圖3)的大腦纖維幾何結(jié)構(gòu)來確定神經(jīng)元模型。在其他示例中，神經(jīng)元模型是由另一個處理器預(yù)先確定的并且由編程器14的存儲器82(或另一個設(shè)備的另一個存儲器)存儲；處理器80可以通過從存儲器中檢索神經(jīng)元模型而確定神經(jīng)元模型。例如，可以根據(jù)于2013年3月14日提交的轉(zhuǎn)讓給莫爾納(Molnar)等人的題為“VISUALIZING TISSUE ACTIVATED BY ELECTRICAL STIMULATION(使電刺激激活的組織可視化)”的美國專利號2013/028966中公開的技術(shù)來確定神經(jīng)元模型。

處理器80基于電場模型和神經(jīng)元模型確定組織激活體積(VTA)(108)。VTA可以指示患者12的哪個組織將被預(yù)期從電刺激的遞送中生成的電場激活(例如，刺激)。在一些示例中，處理器80通過將神經(jīng)元模型應(yīng)用于電場模型所確定的電場來確定VTA。神經(jīng)元模型將指示哪些神經(jīng)元將由電場激活。預(yù)期由所選電極并根據(jù)特定的電刺激參數(shù)集合遞送電刺激所引起的電場可以具有太低的強度而不能激活靠近所選電極的至少一些組織中的神經(jīng)元。因此，通過將神經(jīng)元模型應(yīng)用于由電場模型確定的電場，處理器80可以在由所選電極利用特定的電刺激參數(shù)值將電刺激遞送至目標(biāo)組織位置時確定預(yù)期被激活的組織體積。

圖5是用于基于在治療程序的基礎(chǔ)上生成的VTA來確定治療程序的療效分?jǐn)?shù)的示例技術(shù)的流程圖。處理器80生成針對治療程序的組織激活體積(VTA)(110)?？梢曰赩TA算法96以及采用如以上關(guān)于圖4而進一步詳細地討論的方式來生成VTA。處理器80將所生成的VTA與療效圖進行比較(112)。療效圖可以存儲在療效圖信息98中。在一些示例中，處理器80可以經(jīng)由用戶界面86基于用戶輸入從療效圖信息98中選擇療效圖。例如，可以基于被治療的患者12的癥狀選擇療效圖。用戶輸入可以包括例如對患者病情或一個或多個患者癥狀的指示。

療效圖可以包括關(guān)于大腦區(qū)域的信息，在所述大腦區(qū)域處，刺激對治療癥狀最有效。在一些示例中，可以基于患者病情選擇療效圖。例如，對于具有相應(yīng)臨床評級量表的患者病情，可以選擇包括基于該臨床評級量表確定的值的療效圖。結(jié)合了臨床評級量表的療效圖可以是CRSEM。例如，可以結(jié)合到療效圖中的臨床評級量表包括UPDRS、YBOCS、和HDRS。一些臨床評級量表可以包括涉及特定患者癥狀的子分?jǐn)?shù)。在一些示例中，CRSEM可以包括關(guān)于整體臨床評級量表分?jǐn)?shù)和針對每個子分?jǐn)?shù)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)兩者的信息。子分?jǐn)?shù)可以量化治療程序?qū)μ囟òY狀或功能的影響。例如，CRSEM可以包括針對言語、動作技能、運動、和震顫最小化的子分?jǐn)?shù)。在其他示例中，針對特定病情的療效圖可以包括關(guān)于在大腦的哪些區(qū)域中刺激對治療與特定病情相關(guān)聯(lián)的多個癥狀最有效的信息。與特定病情相關(guān)聯(lián)的療效圖可以結(jié)合多個療效圖，一個療效地圖針對每個被治療的癥狀。

處理器80可以使用任何適當(dāng)技術(shù)來向3D網(wǎng)格登記所生成的VTA，比如，通過至少部分地將所生成的VTA和3D網(wǎng)格變換成共同坐標(biāo)系，例如，由此將所生成的VTA與3D網(wǎng)格所表示的組織體積對準(zhǔn)。例如，如果3D網(wǎng)格表示患者12的大腦，則編程器14可以根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)、縮放和轉(zhuǎn)換3D網(wǎng)格、所生成的VTA、或兩者，以便將所生成的VTA在患者12的大腦28內(nèi)的預(yù)期位置與3D網(wǎng)格的與這種位置相對應(yīng)的部分基本上對準(zhǔn)。因此，一旦被登記，所生成的VTA和3D網(wǎng)格的相對位置就表示VTA在患者12內(nèi)(例如，如果3D網(wǎng)格表示大腦28，則在患者的大腦28內(nèi))的預(yù)期位置。3D網(wǎng)格可以是療效圖。在一些示例中，針對VTA內(nèi)的每個體素，處理器80在逐體素的基礎(chǔ)上對VTA和療效圖進行比較。在其他示例中，處理器80可以將VTA周長周圍的體素與療效圖進行比較。在一些示例中，可以基于所生成的VTA與目標(biāo)VTA的比較來進行對療效圖的比較。例如，如以下關(guān)于圖9而進一步詳細地描述的，可以基于療效圖中的信息生成將治療療效最大化的目標(biāo)VTA?？梢栽谥痼w素的基礎(chǔ)上將所生成的VTA與目標(biāo)VTA進行比較。在其他示例中，可以將所生成的VTA與目標(biāo)VTA進行比較以便確定兩個VTA之間的重疊量。

基于所述比較，處理器80確定刺激參數(shù)集合的療效分?jǐn)?shù)(114)。在療效圖是CRSEM的一些示例中，療效分?jǐn)?shù)可以是估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在一些示例中，療效分?jǐn)?shù)可以基于所述VTA與基于療效圖生成的目標(biāo)VTA多么緊密地類似。療效分?jǐn)?shù)可以用于量化相比于導(dǎo)致目標(biāo)VTA的假設(shè)治療程序的治療程序的相對有效性，或者治療程序相對于其他治療程序的相對有效性。例如，所述分?jǐn)?shù)的范圍可以為從0到100。在一些示例中，在例如VTA指示根據(jù)治療程序的刺激將導(dǎo)致大量副作用的情況下，所述分?jǐn)?shù)可以為負(fù)。

處理器80可以使用任何適當(dāng)技術(shù)來確定療效分?jǐn)?shù)。例如，療效分?jǐn)?shù)可以是針對VTA的每個體素的單獨值(如療效圖所定義的)之和、單獨體素值的平均值、最大體素值、最小體素值、中值體素值、目標(biāo)VTA與所生成的VTA之間的重復(fù)的百分比、或者VTA與所療效圖之間的關(guān)系的任何其他量化。在一些示例中，療效分?jǐn)?shù)可以是加權(quán)子分?jǐn)?shù)之和。例如，療效分?jǐn)?shù)可以是對患者的言語能力的期望影響的子分?jǐn)?shù)以及對患者的吞咽能力的非期望影響的子分?jǐn)?shù)之和，為了得出最終整體療效分?jǐn)?shù)，對患者的吞咽能力的非期望影響接收兩倍于對患者的言語能力的期望影響的權(quán)重。在一些示例中(未示出)，可以針對多個治療程序而重復(fù)圖5的技術(shù)。在一些示例中(未示出)，也可以針對多個患者癥狀或病情而重復(fù)圖5的技術(shù)。在這種示例中，處理器80可以確定針對所述多個癥狀或病情的最高評級治療程序。

圖6是流程圖，展示了確定向療效圖的體素指定的值的示例方法。處理器80針對治療程序生成組織激活體積(116)。在一些示例中，可以基于VTA算法96以及采用如以上關(guān)于圖4而進一步詳細地討論的方式來生成VTA。在一些示例中，處理器80將所生成的VTA與大腦28內(nèi)的存儲在區(qū)域90中的興趣區(qū)域相關(guān)聯(lián)。在其他示例中，所生成的VTA可以與存儲在療效圖信息98中的療效圖相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，VTA可以與特定于患者12的大腦圖譜或療效圖相關(guān)聯(lián)。對VTA與興趣區(qū)域或與療效圖進行的關(guān)聯(lián)可以包括向表示療效圖的3D網(wǎng)格登記VTA。在一些示例中，療效圖可以是總體療效圖，并且在其他示例中，療效圖可以是患者特定的。例如，可以向針對總體療效圖的3D網(wǎng)格登記患者特定VTA。

處理器80可以使用任何適當(dāng)技術(shù)來向3D網(wǎng)格登記所生成的VTA，比如，通過至少部分地將所生成的VTA和3D網(wǎng)格變換成共同坐標(biāo)系，例如，由此將所生成的VTA與3D網(wǎng)格所表示的體積對準(zhǔn)。例如，如果3D網(wǎng)格表示患者12的大腦，則編程器14可以根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)、縮放和轉(zhuǎn)換3D網(wǎng)格、所生成的VTA、或兩者，以便將所生成的VTA在患者12的大腦28內(nèi)的預(yù)期位置與3D網(wǎng)格的與這種位置相對應(yīng)的部分基本上對準(zhǔn)。因此，一旦被登記，所生成的VTA和3D網(wǎng)格的相對位置就表示VTA在患者12內(nèi)(例如，如果3D網(wǎng)格表示大腦28，則在患者的大腦28內(nèi))的預(yù)期位置。

處理器80控制IMD 16根據(jù)治療程序向患者12施加刺激(118)。處理器80接收由根據(jù)治療程序由IMD 16遞送的電刺激治療產(chǎn)生的針對患者的臨床評級量表分?jǐn)?shù)(120)。在一些示例中，臨床醫(yī)生確定根據(jù)治療程序而向患者應(yīng)用的治療的治療效果的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在一些示例中，臨床醫(yī)生在向患者12遞送治療的同時做出確定。在其他示例中，在向患者12遞送電刺激之后做出確定。可以基于患者反饋確定臨床評級量表分?jǐn)?shù)。例如，臨床評級量表分?jǐn)?shù)可以是基于如UPDRS、YBOCS、或HDRS等臨床評級量表來表征患者病情的分?jǐn)?shù)。處理器80可以經(jīng)由用戶界面86接收臨床評級量表分?jǐn)?shù)。例如，對于患有帕金森病的患者，臨床醫(yī)生可以評估心理狀態(tài)、行為、情緒、運動功能、和如言語和手寫等日常活動。在一些示例中，評估可以包括關(guān)于某些日?；顒拥幕颊叻答?。在一些示例中，可以在某個時間段內(nèi)給出刺激，在所述時間段內(nèi)，患者評估他們的當(dāng)前病情?；谒鲈u估，臨床醫(yī)生可以基于UPDRS指定數(shù)值分?jǐn)?shù)。

處理器80確定與療效圖重疊的VTA同之前VTA之間的變化(122)。在一些示例中，處理器80可以判定療效圖的哪些體素最近與VTA重疊以及療效圖的哪些體素之前與VTA重疊并且不再與當(dāng)前VTA重疊。處理器80將與所接收的臨床評級量表分?jǐn)?shù)相關(guān)的信息與療效圖的被標(biāo)識為發(fā)生了變化的體素相關(guān)聯(lián)(123)。在一些示例中，如果臨床評級量表分?jǐn)?shù)已經(jīng)增大，則所接收的臨床評級量表分?jǐn)?shù)與最近與當(dāng)前VTA重疊的每個體素相關(guān)聯(lián)。相反，如果臨床評級量表分?jǐn)?shù)已經(jīng)減小，則當(dāng)前VTA分?jǐn)?shù)可以與不再與當(dāng)前VTA重疊的體素中的每個體素相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，處理器80還可以或可替代地確定之前VTA與當(dāng)前VTA之間的臨床評級量表分?jǐn)?shù)變化。臨床評級量表分?jǐn)?shù)變化量可以與在療效圖內(nèi)的當(dāng)前VTA與之前VTA之間不同的每個體素相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，如果臨床評級量表分?jǐn)?shù)相對于之前VTA增大，則療效圖的最近與VTA重疊的每個體素與或者新的臨床評級量表分?jǐn)?shù)或者臨床評級量表分?jǐn)?shù)的正變化量相關(guān)聯(lián)。如果不再與當(dāng)前VTA重疊的但是與之前VTA重疊的體素可以與對應(yīng)于臨床評級量表分?jǐn)?shù)變化量的負(fù)值相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，處理器80可以將之前的臨床評級量表分?jǐn)?shù)與不再與VTA重疊的體素相關(guān)聯(lián)。在臨床評級量表分?jǐn)?shù)已經(jīng)減小的示例中，處理器80可以將與臨床評級量表分?jǐn)?shù)變化相對應(yīng)的負(fù)值與最近與當(dāng)前VTA重疊的體素相關(guān)聯(lián)。

處理器80判定是否存在未經(jīng)測試的治療程序(124)。在一些示例中，對預(yù)定數(shù)量的治療程序進行測試。例如，可以基于預(yù)定刺激參數(shù)值集合或治療程序集合來確定向療效圖的體素指定的值。在一些示例中，預(yù)定治療程序包括針對多個電極組合中的每個電極組合的至少一個刺激參數(shù)值集合。在一些示例中，待測試的預(yù)定治療程序可以包括針對每個電極組合的多個刺激程序集合。例如，對于每個電極組合，導(dǎo)致近似于有可能激活有源電極周圍的區(qū)域中的一個或多個神經(jīng)元的最低總能量的總刺激能量的治療程序以及導(dǎo)致近似于IMD 16能夠產(chǎn)生的最大總能量的總刺激能量的第二治療程序可以是預(yù)定治療程序的一部分。通過確定覆蓋治療程序參數(shù)的范圍的療效圖的每個體素的值，處理器80可能能夠?qū)υ诔跏季幊唐陂g未測試的參數(shù)值插入療效分?jǐn)?shù)。

在其他示例中，可以對具有以預(yù)定增量值從低參數(shù)設(shè)置增大到高參數(shù)設(shè)置的刺激參數(shù)中的一個或多個刺激參數(shù)的治療程序進行測試?？梢詫Υ郎y試的治療程序中的每個治療程序進行預(yù)定義。在一些示例中，可由臨床醫(yī)生經(jīng)由編程器14輸入程序。在一些示例中，處理器80可以通過移動通過刺激參數(shù)集合列表來判定是否存在未經(jīng)測試的刺激參數(shù)集合。

如果存在未經(jīng)測試的集合(框124的“是”分支)，則處理器80生成針對不同刺激參數(shù)集合的新VTA(116)，編程器14指導(dǎo)IMD 16根據(jù)新刺激參數(shù)集合向患者12施加電刺激(118)，處理器80接收針對患者的指示根據(jù)新參數(shù)集合遞送的電刺激治療的效果的臨床評級量表分?jǐn)?shù)(120)，并且處理器80將所述分?jǐn)?shù)與療效圖的與VTA重疊的每個體素相關(guān)聯(lián)(122)?？梢灾貜?fù)此過程，直到已經(jīng)對所述多個治療程序中的每個治療程序進行測試為止。

一旦已經(jīng)對所述多個中的所有刺激參數(shù)集合進行了測試(框124的“否”分支)，則處理器80基于與每個體素相關(guān)聯(lián)的所述多個臨床評級分?jǐn)?shù)來生成所述體素的值以便創(chuàng)建CRSEM(126)。所述值描述了激活特定體素的臨床效益。在一些示例中，所述值是臨床評級量表分?jǐn)?shù)的組合。例如，所述值可以是與體素相關(guān)聯(lián)的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的平均值。描述所述效益可以是所述分?jǐn)?shù)的其他方法可以包括例如找出最大分?jǐn)?shù)、最小分?jǐn)?shù)、或每個體素的中值分?jǐn)?shù)。描述所述效益的另一種方法可以是向體素指定作為臨床評級量表分?jǐn)?shù)的對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、或其他非線性函數(shù)的值，從而使得，例如，與更高臨床評級量表分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的體素接收比僅與更低臨床評級量表分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的體素不成比例地更高的體素分?jǐn)?shù)。CRSEM包括每個體素的值。CRSEM可以存儲在療效圖信息98中。所存儲的CRSEM稍后可用于(例如，使用關(guān)于圖5而描述的技術(shù))基于CRSEM生成所選治療程序的估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在一些示例中，所存儲的CRSEM可以用于生成與可能的最高估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)相對應(yīng)的目標(biāo)VTA。

在一些示例中，存儲在療效圖信息98中的CRSEM用于生成針對患者的治療程序的與用于生成CRSEM的臨床量表評級分?jǐn)?shù)不同的臨床量表評級分?jǐn)?shù)。在一些示例中，可以收集CRSEM信息作為研究的一部分并且可以將其與來自附加患者的CRSEM信息一起用于生成基線CRSEM以供用于其他患者。在一些示例中，CRSEM可以用于在針對用于生成CRSEM的相同患者的隨訪或附加編程對話期間生成估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。

圖7是流程圖，展示了基于多個患者生成CRSEM以及基于CRSEM生成估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)的示例方法。如本文中所描述的，使用編程器14來生成CRSEM。然而，在其他示例中，可由另一個計算設(shè)備生成CRSEM，并且將其存儲在編程器的療效圖信息98中。盡管關(guān)于CRSEM而進行了描述，但是圖7的方法也可以用于生成不與特定臨床評級量表相關(guān)聯(lián)的療效圖。臨床醫(yī)生或其他用戶從多個患者處收集臨床評級量表分?jǐn)?shù)和相應(yīng)治療程序(130)。在圖7的方法用于生成不與臨床評級量表相關(guān)聯(lián)的療效圖的示例中，所收集的信息以其他某種方式量化治療程序的療效。例如，所述信息可以量化治療程序之間的功能差異。對于每個臨床評級量表分?jǐn)?shù)/治療程序組合，如編程器14的處理器80等處理器將所述分?jǐn)?shù)與療效圖的與基于治療程序生成的VTA重疊的每個體素相關(guān)聯(lián)(132)。在一些示例中，可以使用如以上關(guān)于圖4而討論的一般電場模型來生成用于生成一般CRSEM的VTA。

處理器80組合每個體素的分?jǐn)?shù)以便確定體素的值并創(chuàng)建CRSEM(134)。例如，處理器80可以通過確定每個體素的平均分?jǐn)?shù)、中值分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)或最小分?jǐn)?shù)來確定每個體素的值。在一些示例中，最大分?jǐn)?shù)、最小分?jǐn)?shù)和中值分?jǐn)?shù)全部可以與體素相關(guān)聯(lián)。CRSEM由每個體素的組合分?jǐn)?shù)組成。在一些示例中，多個分?jǐn)?shù)可以與特定體素相關(guān)聯(lián)。例如，特定臨床評級量表可以包括涉及特定疾病癥狀的子量表。每個體素可以具有整體臨床評級量表分?jǐn)?shù)，以及針對與其相關(guān)聯(lián)的子量表中的每個子量表的分?jǐn)?shù)。CRSEM可以存儲在療效圖信息98中。

在生成CRSEM之后，處理器80針對刺激參數(shù)集合生成患者特定VTA(136)?？梢愿鶕?jù)以上關(guān)于圖4而討論的技術(shù)生成VTA。處理器80基于CRSEM針對VTA確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)(138)。在一些示例中，通過以下方式來確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)：將VTA的每個體素與CRSEM進行比較，以及然后基于與CRSEM的與VTA重疊的每個體素相關(guān)聯(lián)的值來生成估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。例如，可以通過將CRSEM的與VTA重疊的體素的值相加、對其求平均、或者找出其中的最大值或最小值來計算估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。處理器80可以將估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)存儲在存儲器82中或者向另一個設(shè)備傳輸所述分?jǐn)?shù)，或者兩者。

在其他示例中，處理器80通過至少將基于特定治療程序生成的VTA與目標(biāo)VTA進行比較來確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。目標(biāo)VTA可以是導(dǎo)致來自CRSEM的可能的最高估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)的VTA?？梢曰诨颊咛囟╒TA與目標(biāo)VTA多么緊密地對準(zhǔn)來確定患者特定VTA的估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。例如，如果患者特定VTA的某個比例的體素與目標(biāo)VTA對準(zhǔn)，則可以向患者特定VTA指定作為與目標(biāo)VTA相關(guān)聯(lián)的分?jǐn)?shù)的此相同比例的分?jǐn)?shù)。

在一些示例中，處理器80經(jīng)由用戶界面86的顯示向用戶顯示估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)(140)?？梢葬槍Χ鄠€刺激參數(shù)集合中的每個刺激參數(shù)集合而重復(fù)生成患者特定VTA(136)和確定估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)(138)的步驟。在一些示例中，編程器可以顯示單個估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。所顯示的估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)可以是被測試的所述多個刺激參數(shù)集合中的每個刺激參數(shù)集合實現(xiàn)的最高分?jǐn)?shù)。在一些示例中，可以連同估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)一起顯示刺激參數(shù)集合。在一些示例中，可以向用戶顯示多個估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)/刺激參數(shù)集合對。例如，還可以顯示將多個子分?jǐn)?shù)中的每個子分?jǐn)?shù)最大化的刺激參數(shù)集合。在其他示例中，可以顯示每個電極組合或電極組合的子集的最高估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在一些示例中，為患者顯示多個估計臨床評級子分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)/參數(shù)集合組合，所述患者可以基于患者最想要控制那個癥狀來在刺激參數(shù)之間進行選擇。例如，患有帕金森病的患者可以在說話時選擇一個程序，并且在行走時選擇另一個程序。

圖8是流程圖，展示了顯示基于興趣解剖區(qū)域的分?jǐn)?shù)和基于療效圖的療效分?jǐn)?shù)兩者的示例技術(shù)。處理器80(例如，使用以上關(guān)于圖4而討論的技術(shù))針對刺激參數(shù)集合確定VTA(142)。處理器80可以生成VTA的兩個分?jǐn)?shù)：指示VTA與興趣解剖區(qū)域之間的重疊的分?jǐn)?shù)；以及結(jié)合大腦的每個區(qū)域的功能并提供如可以使用療效圖來實現(xiàn)的生理上或者臨床上有意義的數(shù)字的療效分?jǐn)?shù)。療效分?jǐn)?shù)可以是例如與如UPDRS、YBOCS、或HDRS等已知臨床評級量表相關(guān)聯(lián)的估計臨床評級量表分?jǐn)?shù)。在其他示例中，療效分?jǐn)?shù)可以指示刺激參數(shù)集合在治療特定癥狀或患者病情時的相對療效。

處理器80將VTA與存儲在區(qū)域90中的興趣解剖區(qū)域進行比較(144)。例如，可以基于患者病情選擇所述區(qū)域。在其他示例中，可以基于引線20的位置選擇所述區(qū)域。處理器80基于所述比較選擇治療程序的基于解剖結(jié)構(gòu)的分?jǐn)?shù)(146)。在一些示例中，所述分?jǐn)?shù)可以是簡單的加法/減法計算。對于VTA的與期望區(qū)域重疊的每個體素，處理器80可以將分?jǐn)?shù)增大1個單位，并且對于與非期望區(qū)域重疊的每個體素，處理器80可以將分?jǐn)?shù)減小1個單位。在某個示例中，增大/減小的量可能根據(jù)區(qū)域而變化。

處理器80還將VTA與療效圖進行比較(148)。療效圖將所述圖的每個體素如何貢獻于特定刺激治療的整體療效量化。在一些示例中，療效圖可以是CRSEM。處理器80基于所述比較確定治療程序的療效分?jǐn)?shù)(150)。在療效圖是CRSEM的示例中，療效分?jǐn)?shù)可以是估計的臨床評級量表分?jǐn)?shù)。療效圖內(nèi)的每個體素可以具有與其相關(guān)聯(lián)的不同值。在一些示例中，單獨值的組合可以基于療效圖特定算法。

編程器14可以向用戶(比如，臨床醫(yī)生或患者)顯示基于解剖結(jié)構(gòu)的分?jǐn)?shù)和療效分?jǐn)?shù)(152)。對基于解剖結(jié)構(gòu)的分?jǐn)?shù)和療效分?jǐn)?shù)的顯示可以允許臨床醫(yī)生獲得使用臨床醫(yī)生并不熟悉的評分系統(tǒng)的信心。此外，對兩個分?jǐn)?shù)的顯示可以使臨床醫(yī)生能夠依賴于使用僅顯示一種類型或另一種類型的分?jǐn)?shù)的編程器的以往經(jīng)驗。在一些示例中，處理器可以在向用戶顯示療效分?jǐn)?shù)的同時基于所述分?jǐn)?shù)選擇最有可能提供適當(dāng)治療的刺激程序。

圖9是流程圖，展示了使用目標(biāo)VTA基于療效圖確定療效分?jǐn)?shù)的示例技術(shù)。處理器80基于存儲在療效圖信息98中的療效圖生成目標(biāo)VTA(156)。在一些示例中，之前可能已經(jīng)生成了目標(biāo)VTA，并且可能已經(jīng)將其連同療效圖存儲在療效圖信息98中。為了生成目標(biāo)VTA，處理器80可以標(biāo)識當(dāng)針對療效圖而進行評分時導(dǎo)致相對高療效分?jǐn)?shù)(例如，如大于或等于所存儲的療效分?jǐn)?shù)閾值的分?jǐn)?shù)所指示的)的連續(xù)體積。在一些示例中，處理器80基于將各種因素考慮在內(nèi)的算法來生成目標(biāo)VTA。例如，所述算法基于用于生成目標(biāo)VTA的電池電力的量來約束目標(biāo)VTA。在其他示例中，當(dāng)確定目標(biāo)VTA時，可以向療效圖之外或者不具有所指定的值的體素給出負(fù)權(quán)重。在一些示例中，用于生成目標(biāo)VTA的算法可以向具有大于某個閾值的值的體素給出附加權(quán)重。在一些示例中，可以基于關(guān)于療效圖之下的大腦區(qū)域的信息來約束此體積。例如，如果已知一個區(qū)域中的刺激將不會傳播至大腦的另一個區(qū)域，則處理器80可以實施基于此信息限制邊界的算法。用于生成目標(biāo)VTA的算法可以嘗試包括積療效圖的正面地影響整體療效分?jǐn)?shù)的許多體素，同時避免療效圖的負(fù)面地影響整體療效分?jǐn)?shù)的體素和/或與對整體療效分?jǐn)?shù)的正面或負(fù)面影響相關(guān)聯(lián)的體素。在一些示例中，用于生成目標(biāo)VTA的算法可以將目標(biāo)VTA約束為可以使用與IMD 16相關(guān)聯(lián)的治療程序和電極配置來實現(xiàn)的形狀。例如，目標(biāo)VTA可以受可由當(dāng)前編程到IMD 16內(nèi)的治療程序和電極配置實現(xiàn)的形狀的約束。在一些示例中，目標(biāo)VTA可以受更大的可用治療程序和電極配置集合的約束。在一些示例中，可以不如此限制目標(biāo)VTA，并且可能不可使用可由IMD 16實現(xiàn)的治療程序來實現(xiàn)目標(biāo)VTA。在一些示例中，處理器80還可以確定并保存目標(biāo)VTA的療效分?jǐn)?shù)。

處理器80針對治療程序生成VTA(158)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)技術(shù)(包括以上關(guān)于圖4而討論的技術(shù))來生成VTA。然后，處理器80將目標(biāo)VTA與針對治療程序的VTA進行比較(160)。處理器80可以使用任何適當(dāng)技術(shù)來向目標(biāo)VTA登記所生成的VTA，比如，通過至少部分地將所生成的VTA和目標(biāo)VTA變換成共同坐標(biāo)系，例如，由此將所生成的VTA與目標(biāo)VTA對準(zhǔn)。例如，編程器14可以根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)、縮放和轉(zhuǎn)換目標(biāo)VTA、所生成的VTA、或兩者，以便將所生成的VTA和患者12的大腦28的預(yù)期位置與目標(biāo)VTA的與這種位置相對應(yīng)的部分基本上對準(zhǔn)。處理器80基于所生成的VTA與目標(biāo)VTA的比較來生成療效分?jǐn)?shù)(162)。在一些示例中，處理器80可以在逐體素的的層面上將目標(biāo)VTA與所生成的VTA進行比較，并且生成指示了所生成的VTA與目標(biāo)VTA多么緊密對準(zhǔn)的分?jǐn)?shù)。例如，處理器80可以確定兩個VTA之間的重疊的百分比。在一些示例中，處理器80基于目標(biāo)VTA與所生成的VTA之間的重疊的百分比來確定治療程序的估計的臨床評級分?jǐn)?shù)?？梢酝ㄟ^將百分比重疊乘以目標(biāo)VTA的估計的臨床評級分?jǐn)?shù)來確定估計的臨床評級分?jǐn)?shù)。在一些示例中，處理器80可以確定所生成的VTA中在目標(biāo)VTA內(nèi)的體素的數(shù)量以及所生成的VTA中在目標(biāo)VTA之外的體素的數(shù)量，并且可以針對目標(biāo)VTA內(nèi)的每個體素將基線分?jǐn)?shù)增大某個單位并且可以針對目標(biāo)VTA之外的每個體將基線分?jǐn)?shù)減小某個單位。

處理器80可以確定指示了基于特定治療程序生成的VTA與針對多個治療程序的目標(biāo)VTA多么緊密對準(zhǔn)(例如，重疊)的值。處理器80可以將所述多個治療程序的值進行比較，并且確定哪個治療程序與目標(biāo)VTA最緊密地對準(zhǔn)。此治療程序可以被考慮為最有效治療程序，并且處理器80可以選擇所述治療程序用于對IMD 16進行的慢性治療遞送進行編程，或者用于對患者12進行進一步測試。在一些示例中，處理器80被配置成生成圖形用戶界面，所述圖形用戶界面呈現(xiàn)多個治療程序(例如，通過標(biāo)識符)和使用圖9中所示出的技術(shù)來確定的對應(yīng)值。

雖然以上描述的技術(shù)主要被描述為由IMD 16的處理器60或者編程器14的處理器80執(zhí)行，但是在其他示例中，一個或多個其他處理器可以執(zhí)行本文中單獨地或者除了處理器60或處理器80之外描述的技術(shù)的任何部分。因此，對“處理器”的引用可以指“一個或多個處理器”。同樣地，“一個或多個處理器”可以指在不同示例中的單個處理器或多個處理器。

可以至少部分地在硬件、軟件、固件或其任何組合中實施本公開中所描述的技術(shù)，包括附屬于IMD 16、編程器14或各種組成部件的技術(shù)。例如，可以在一個或多個處理器中實施技術(shù)的不同方面，包括一個或多個微處理器、DSP、ASIC、FPGA或任何其他等效集成或離散邏輯電路以及這種部件的任何組合，在如臨床醫(yī)生或患者編程器等編程器、醫(yī)療設(shè)備或其他設(shè)備中將這些部件具體化。

在一個或多個示例中，可以在硬件、軟件、固件或其任何組合中實施在本公開中所描述的功能。如果是在軟件中實施，那么所述功能可以作為一個或多個指令或代碼被存儲在計算機可讀介質(zhì)上并且由基于硬件的處理單元執(zhí)行。計算機可讀介質(zhì)可以包括形成有形、非易失性介質(zhì)的計算機可讀存儲介質(zhì)。指令可以由一個或多個處理器執(zhí)行，如一個或多個DSP、ASIC、FPGA、通用微處理器或其他等效集成或離散邏輯電路。因此，如本文中所使用的，術(shù)語“處理器”可以指上述結(jié)構(gòu)或適合于實施本文中所描述的這些技術(shù)的任何其他結(jié)構(gòu)中的任何結(jié)構(gòu)中的一個或多個結(jié)構(gòu)。

此外，在一些方面中，本文中所描述的功能可以在專用硬件和/或軟件模塊內(nèi)提供。將不同的特征描繪成模塊或單元旨在突顯不同的功能方面并且不是必然地暗示這種模塊或單元必須由單獨的硬件或軟件部件實現(xiàn)。而是，與一個或多個模塊或單元相關(guān)聯(lián)的功能可由單獨的硬件或軟件部件執(zhí)行，或者集成在公共或單獨的硬件或軟件部件內(nèi)。此外，可以在一個或多個電路或邏輯元件中完全實施所述技術(shù)?？梢栽趯挿秶脑O(shè)備或裝置中實施本公開的技術(shù)，包括IMD、外部編程器、IMD和外部編程器的組合、集成電路(IC)或IC集合、和/或駐留在IMD和/或外部編程器中的離散電路。

已經(jīng)對本公開的多個不同示例進行了描述。這些實施例和其他實施例在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。