用于选择性测试方向电极治疗窗的程控设备及系统

技术领域

本发明涉及电子医疗设备领域，具体涉及一种用于选择性测试方向电极治疗窗的程控设备及系统。

背景技术

植入式医疗系统中的程控设备（程控仪）是一种用于神经调控的体外设备，该设备可以和植入患者体内的脉冲发生器通信，选择刺激触点、设置刺激参数、控制刺激功能等。

脑深部电刺激疗法是治疗帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、强迫症等疾病的有效手段。通过刺激器（脉冲发生器）、延伸导线与电极，向大脑特定区域发射电脉冲，控制疾病症状，是一种“电子药”。在施加刺激时，可以通过体外设备调整刺激参数。过低的刺激幅度可能无法起到缓解症状的效果，而过高的刺激幅度则可能会带来额外的副作用，因此需要选择合适的幅度，既能保证良好的治疗效果，同时又不会带来副作用，处于该区间的幅度范围被称为治疗窗。

了解电极不同触点的治疗窗是十分有必要的，通过对比每个触点的有效刺激参数，便于选择合适的触点或者触点组合，便于选择最合适的刺激参数，小幅度的有效刺激可以降低功耗，节省电量，延长脉冲发生器（特别是非充电脉冲发生器）的使用时间。

然而，使用程控设备进行测试时，需要手动调整输出幅度，并且由医生记录治疗窗范围，操作复杂的同时数据容易丢失，难以对后续程控起到引导作用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于选择性测试方向电极治疗窗的程控设备，包括：

交互单元，用于呈现主交互界面，其中包括电极选择区域、幅度调整区域和疗效选择区域，所述电极选择区域中包括由多个触点图形组成的刺激环图形，所述图形的排布与刺激器电极的触点和刺激环分布一致，所述幅度调整区域中包括步进参数设置单元，所述疗效选择区域中包括刺激效果反馈单元；

处理器，用于确定用户选定的触点图形或刺激环图形，以及用户在所述幅度调整区域设置的步进参数；

通信单元，用于向刺激器发送所述步进参数，使刺激器按照所述步进参数进行步进式刺激输出；所述处理器还用于记录用户在所述疗效选择区域针对步进式刺激输出而提供的刺激效果信息以确定治疗窗。

可选地，在刺激器按照所述步进参数进行步进式刺激输出的过程中，当所述处理器首次获取到受益效果反馈信息时，将当前的刺激幅度值确定为治疗窗下限，并继续进行步进式刺激输出，之后获取到副作用效果反馈信息时，将当前的刺激幅度值确定为治疗窗上限，并停止步进式刺激输出；所述处理器根据所述治疗窗下限和治疗窗上限生成治疗窗测试记录。

可选地，所述主交互界面中还包括记录查看单元，所述处理器用于响应用户对所述录查看单元的操作，显示所述治疗窗测试记录，其中包括触点和/或刺激环信息，以及对应的治疗窗信息。

可选地，所述治疗窗测试记录中还包括步进式输出时的脉宽、频率、触点与外壳之间的阻抗值阻抗信息，以及与所述治疗窗对应的窗宽信息。

可选地，所述处理器用于确定用户选择的电极模式，包括刺激环模式和触点模式；在刺激环模式下，确定用户选定的刺激环图形，将用户在所述幅度调整区域设置的步进参数作用于所述刺激环图形对应的全部触点；在触点模式下，确定用户选定的触点图形，将用户在所述幅度调整区域设置的步进参数作用于相应触点。

可选地，所述处理器用于确定用户选择的输出模式，包括电压模式与电流模式；在电压模式下，使刺激器输出恒定电压的刺激信号，所述步进参数作用于输出电压；在电流模式下，使刺激器输出恒定电流的刺激信号，所述步进参数作用于输出电流。

可选地，所述幅度调整区域中还包括步进控制单元，所述处理器用于响应用户对所述步进控制单元的操作，通过所述通信单元向刺激器发送相应的指令，以使刺激器改变步进式刺激输出的状态，所述指令包括提高幅度、降低幅度、暂停刺激输出、继续刺激输出、幅度置零、保持当前幅度中的至少一种。

可选地，所述刺激效果反馈单元包括受益单元和副作用单元，所述处理器用于响应用户对所述受益单元和副作用单元的操作，当用户选定所述受益单元时，提供多个可选的受益效果反馈信息，当用户选定所述副作用单元时，提供多个可选的副作用反馈信息。

可选地，所述步进参数包括起始幅度、最大目标幅度、步进量和步进时间间隔。

本发明还提供一种植入式医疗系统，包括上述程控设备，以及植入医疗装置，所述植入医疗装置包括方向电极和通信单元，用于接收所述程控设备发送的步进参数并执行步进式刺激输出。

根据本发明提供的程控设备及系统，用户可以在设备界面中选择各个触点或刺激环，并设置相应的步进参数，通过通信单元控制刺激器自动进行幅度步进的刺激输出，同时用户可以在设备界面中反馈患者对于各个刺激幅度的治疗效果，处理器根据用户反馈的信息自动确定并记录电极触点的治疗窗范围，提高治疗窗测试工作的便利性，且能准确地获得各个触点的治疗窗，由此生成的测试记录能够对后续程控起到引导作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的植入式医疗系统的示意图；

图2为一个方向电极的结构图；

图3为程控设备的治疗窗测试主交互界面示意图；

图4为切换另一电极的治疗窗测试主交互界面示意图；

图5为选择方向电极触点的界面示意图；

图6为电压模式的步进参数设置界面示意图；

图7为电流模式的步进参数设置界面示意图；

图8为脉宽设置界面示意图；

图9为频率设置界面示意图；

图10为受益效果信息反馈界面示意图；

图11为副作用效果信息反馈界面示意图；

图12为治疗窗记录选择界面示意图；

图13为治疗窗记录显示界面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种植入式医疗系统，如图1所示该系统包括程控设备11和植入医疗装置12，本申请所述植入医疗装置具体是指神经刺激装置，比如脑深部电刺激装置。植入医疗装置12包括方向电极、脉冲发生器和通信单元，其中方向电极的结构如图2所示，由于电极中设有独立且朝向不同的触点21，因此称之为方向电极。

本实施例中的程控设备11设有通信单元、交互单元、处理器以及存储器。其中，通信单元可以是PPM通信模块或者蓝牙通信模块，通过无线通信方式与植入医疗装置12进行数据交互；交互单元可以是普通显示器和输入按键，或者触摸屏。

交互单元用于呈现主交互界面，其中包括电极选择区域，电极选择区域中包括由多个触点图形组成的刺激环图形，图形的排布与刺激器电极的触点和刺激环分布一致。此界面是针对图2所示方向电极的界面，图形的呈现形式可以是二维或者三维的。

图3所示的是采用三维图形的界面示例，电极选择区域31中示出一个三维的电极模型，该电极模型中有触点1-触点8这8个触点图形，其中触点图形2、3、4是彼此隔离的片状图形，呈环状分布组成刺激环图形R2；类似的触点图形5、6、7呈环状分布，组成刺激环图形R3；触点图形1和触点图形8是两个环状图形（触点图形1形即为刺激环图形R1、触点图形8即为刺激环图形R4）。三维的触点图形完全依照刺激器电极的样式，与图形相应的触点E2-E4、E5-E7在电极本体上径向按照圆周排列。

这些图形的位置关系与植入设备的电极上的触点分布情况一致，比如触点图形1位于电极模型的最下端，刺激器电极上相应的触点分布在电极末端。为了用户更清楚地分辨各个触点或刺激环，本实施例在触点和刺激环图形上示出了编号，即上述编号1-8和R1-R4是对用户可见的。

主交互界面中还包括幅度调整区域32，其中包括步进参数设置单元，所述单元具体可以是用于人机交互的按钮，也可以是输入栏。用户可以在此单元中设置刺激幅度的范围，根据刺激器不同的幅度模式，所述幅度可以是电压幅度或者电流幅度。图3所示的是电压幅度范围，用户设置幅度范围为0-4V，幅度调整区域32中进行相应的显示。

主交互界面中还包括疗效选择区域33，其中包括刺激效果反馈单元，所述单元具体可以是用于人机交互的按钮，也可以是输入栏。用户可以在此单元中反馈患者对刺激输出的主观感受，比如可以反馈患者对当前幅度的刺激输出受益或者有副作用。

处理器用于确定用户选定的触点图形或刺激环图形，以及用户在幅度调整区域32设置的步进参数，并通过通信单元向刺激器发送步进参数和指令，使其进行相应的步进式刺激输出。举例来说，比如步进参数中的幅度范围是0-4V，步进量（步长）是0.05V，时间间隔是5s，则刺激器第一次采用0.05V的幅度输出刺激信号持续5秒，然后提升至0.1 V的幅度输出刺激信号持续5秒，如此步进提升直至达到4V的幅度后停止输出刺激信号，完成一次步进式输出。

在此期间，用户可在任意时刻通过疗效选择区域33反馈刺激效果，处理器记录用户的反馈信息，由此来确定预设的幅度范围中对于患者有益的（症状改善）幅度区间，即治疗窗。本方案是针对各个触点进行治疗窗测试，用户可以针对各个触点分别进行步进式刺激输出，每一个触点都有相应的治疗窗，不同触点的治疗窗的范围（窗宽）和极值可能是不同的。

处理器可根据各个触点的治疗窗生成记录，其中至少包括触点和/或刺激环信息，以及对应的治疗窗信息，如窗宽和极值等。 比如触点E1（刺激R1）的极值是1.8V和3.5V、窗宽为1.7V，表示患者对此段幅度受益，其它幅度下无作用或有不良效果（有副作用）；触点E2的极值是1.2V和4.25V、窗宽为3.05V等等。

根据本发明实施例提供的程控设备，用户可以在设备界面中选择各个触点或刺激环，并设置相应的步进参数，通过通信单元控制刺激器自动进行幅度步进的刺激输出，同时用户可以在设备界面中反馈患者对于各个刺激幅度的治疗效果，处理器根据用户反馈的信息自动确定并记录电极触点的治疗窗范围，提高治疗窗测试工作的便利性，且能准确地获得各个触点的治疗窗，由此生成的测试记录能够对后续程控起到引导作用。

下面结合图4-图13介绍一种优选的程控设备，本实施例中的刺激器包括两个电极，用户可点击主交互界面中电极切换按钮切换电极显示区域中所显示的电极模型，如图4所示，当用户点击电极切换按钮切换为电极2时，主交互界面中电极显示区显示电极2的模型，其中包括触点图形9-16及刺激环图形R5-R8，从而设置相应的步进参数。

本实施例中的程控设备支持两种电极模式，即刺激环模式和触点模式。关于刺激环模式，是指组成同一刺激环的所有触点的状态相同，比如组成刺激环R2的触点E2-E4应当同时开启、关闭、采用同样的步进参数；触点模式是指所有触点的状态可以是不同的。

处理器用于确定用户选择的电极模式，当用户需要进行治疗窗测试时，应当选定一种模式。在刺激环模式下，确定用户选定的刺激环图形，将用户在幅度调整区域32设置的步进参数作用于所述刺激环图形对应的全部触点。以图3为例，界面中显示“刺激环”字样提示用户当前的模式（同时可以作为模式切换按钮），刺激环图形整体作为可操作区域，用户的设置的步进参数同时作用于其中的全部触点，比如当用户通过触摸屏点击刺激环图形R2中的任意位置时，视为用户需要对刺激环R2中的触点E2-E4进行同步设置，由此生成刺激环R2的治疗窗。

在触点模式下，确定用户选定的触点图形，将用户在幅度调整区域设置的步进参数作用于相应触点，由此生成的治疗窗记录中各个触点的治疗窗可以是不同的。在此模式下每一个触点图形分别作为独立的可操作区域，界面中显示“触点”字样提示用户当前的模式。对于采用三维视图的界面，组成刺激环图形的各个触点图形不能被完整地显示，考虑到用户操作不便的问题，本实施例采用如图5所示的呈现方式，先确定用户选定的刺激环三维图形，比如用户选择刺激环图形R2，然后呈现子界面51，其中包括放大的刺激环三维图形以及按照触点实际位置关系分布的触点二维图形，即放大的刺激环图形R2，并按照触点的实际朝向显示触点图形2-4，以便用户可以选择这些触点图形中的任一个。

在本实施例中，用户也可以使用区域电极显示区域中的左/右键来选定刺激环或刺激触点，刺激环模式下，按照R1/E1, R2, R3, R4/E8或者R5/E9, R6, R7, R8/E16的顺序进行切换；触点模式下，按照R1/E1, R2-E2, R2-E3, R2-E4, R3-E5, R3-E6, R3-E7, R4/E8或者R5/E9, R6-E10, R6-E11, R6-E12, R7-E13, R7-E14, R7-E15, R8/E16的顺序进行切换。

用户可以分别在上述两种模式下对触点和刺激环的治疗窗进行测试，因此就某一刺激环而言，可得到该刺激环整体的治疗窗和其中各个触点的治疗窗，并且这些治疗窗可能均不相同，用户可结合各个治疗窗的情况设置合适的刺激参数。

触点模式下还存在一种特例，用户可以同时选择任意的多个触点，比如同时选定刺激环R2中的触点2以及刺激环R3中的触点5，处理器将用户在幅度调整区域设置的步进参数作用于这些触点，并进行步进输出和接收用户反馈，由此记录针对所选的多个触点的治疗窗，可称之为触点组合的治疗窗，此模式可作为第三种模式即触点组合模式，也可以集成在触点模式中。触点组合可以是由用户预先编辑并进行保存的，电极显示区域中的左/右键可用于选定和切换预先保存的触点组合，或者也可以配置专用菜单和触点组合缩略图，让用户在子界面中选定所需测试的触点组合。

本实施例中的程控设备支持电压模式与电流模式这两种输出模式，当用户在幅度调整区域设置步进参数时，显示子界面让用户选定一种输出模式，并设置相应的步进参数。如图6所示，当用户选定电压模式时，刺激器输出恒定电压的刺激信号，在此界面中设置的步进参数作用于输出电压，此界面用于设定最大目标电压、起始电压以及步进时间间隔，本实施例提供两种可选的电压步长，即0.05V和0.1V，在主交互界面中配置两个相应的按钮供用户选择；如图7所示，当用户选定电流模式时，刺激器输出恒定电流的刺激信号，在此界面中设置的步进参数作用于输出电流，此界面用于设定最大目标电流、起始电流以及步进时间间隔，本实施例提供两种可选的电流步长，即0.05mA和0.1mA，在主交互界面中配置两个相应的按钮供用户选择。

选定电极模式和输出模式后，用户即可依次选定触点图形或者刺激环图形，并相应地设置步进参数，使刺激器执行步进式输出。本实施例将刺激器外壳恒定为正极，刺激环或触点设置为负极。对于已完成治疗窗测试的触点，在电极选择区域将相应的触点图形进行标记，例如颜色发生变化，起到提示作用。

本实施例中的主交互界面中还包括刺激频率和脉宽设置单元，用户可通过这些单元设定步进式刺激输出时所采用的频率和脉宽。当用户点击主交互界面中的频率和脉宽显示窗时，分别显示如图8和图9所示的界面，通过其中的交互按钮来设定数值。

本实施例的幅度调整区域中还包括步进控制单元，处理器用于响应用户对步进控制单元的操作，通过所述通信单元向刺激器发送相应的指令，以使刺激器改变步进式刺激输出的状态，所述指令包括提高幅度、降低幅度、暂停刺激输出、继续刺激输出、幅度置零、保持当前幅度中的至少一种。在执行步进式刺激输出期间，用户可以在任意时刻操控如图4所示的多个步进控制按钮321来降低步进间隔的幅度、上升步进间隔的幅度、幅度置零、停止幅度步进编程，保持为当前幅度值、暂停/继续幅度步进编程。步进控制单元能够实现用户手动控制步进刺激进程，从而获得更准确的治疗效果反馈信息，进一步提高治疗窗记录的准确性。

本实施例的刺激效果反馈单元包括受益单元和副作用单元，处理器用于响应用户对受益单元和副作用单元的操作，当用户选定受益单元时，提供多个可选的受益效果反馈信息，当用户选定所述副作用单元时，提供多个可选的副作用反馈信息。具体地，当用户点击主交互界面中的“受益”按钮时，显示如图10所示界面，其中包括如“震颤改善”、“僵直改善”、“运动改善”、“其他”等多种受益信息；当用户点击主交互界面中的“副作用”按钮时，显示如图11所示界面，其中包括如“麻木”、“抽搐”、“异动”、“视物模糊”等多种可选的副作用信息。当用户点击界面中的确定按钮时，将其选中的信息视为对当前幅度的刺激效果反馈。可选地，若受益效果反馈信息和/或副作用反馈信息不足以满足用户情况的反馈，还可通过手动输入进行受益信息和/或副作用信息的补充。

刺激器按照上述步进参数进行步进式刺激输出的过程中，当处理器首次获取到受益效果反馈信息时，将当前的刺激幅度值确定为治疗窗下限，并继续进行步进式刺激输出，之后获取到副作用效果反馈信息时，将当前的刺激幅度值确定为治疗窗上限，并停止步进式刺激输出。

处理器根据治疗窗下限和治疗窗上限生成治疗窗测试记录。本实施例的主交互界面中还包括记录查看单元，处理器用于响应用户对所述录查看单元的操作，显示治疗窗测试记录。当用户点击主交互界面中的“查看记录”按钮时，显示如图12所示的选择界面，用户可以查看之前任一次进行治疗窗测试而保存的记录。可选地，用户可根据日期、刺激参数等标签区分所保存的记录。选定一条记录后，显示如图13所示的具体内容，其中包括触点信息和/或刺激环信息，其中第一行的触点信息R1/E1，表示刺激环R1/触点E1，本实施例采用图示来表达治疗窗1.80V-3.50V，窗宽为1.70V，除此之外还包括步进式输出时的脉宽60μs、频率150Hz、触点E1与外壳之间的阻抗值阻抗信息1040Ω；第三至五行的R2-E2、R2-E3、R2-E4，分别表示刺激环R2的三个触点，由于采用触点模式进行治疗窗测试，从记录中可以看到这三个触点的治疗窗信息是不同的。此外，为了分辨记录对象，在如图13所示的界面中还包括电极信息，如电极1左脑，以及时间信息。由此，测试记录可以保存各个时期、各个电极的记录，并和患者信息关联，方便后续程控时追溯。

用户可点击记录中的排序按钮使处理器根据窗宽信息或者阻抗信息对各个触点或刺激环的治疗窗信息排序，窗宽排序：按照先刺激环、后方向触点的顺序进行排列，每部分内根据窗宽从大到小排列，从而凸显最佳刺激环/触点；阻抗排序：按照先刺激环、后方向触点的顺序进行排列，每部分内根据阻抗值从小到大排列。本方案能够直观地展示、对比不同触点的治疗窗测试结果，增强程控引导的作用。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。