皮層刺激器的方法和裝置的制作方法

專利名稱：皮層刺激器的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及皮層刺激器等。
背景技術：
皮層刺激作為手術前工作的一部分已經進行了數十年，具有良好的文字記錄并被臨床接受。皮層刺激通常是在病人的腦部外科手術期間或者在通過顱骨內電極長期監測期間，通過由雙極探針傳遞兩相恒定電流脈沖來對灰質進行直接刺激的方式完成。功能性大腦分區標識大腦的關鍵功能區域，包括運動區，其控制活動；機體感覺區，其控制感覺；表達和接納語言區，其控制語言和理解。通過對大腦分區，神經外科醫生能夠在腫瘤或癲癇病灶切除術和可能影響病人生活質量的對于關鍵大腦區域的潛在危害之間取得平衡。通過網格電極的刺激通常不便于應用，因為電極必須通過交換機或通過手動在從放大器到刺激器和從刺激器到放大器之間來回切換，其為勞動密集型且非常容易出錯。此外，顯示發作、間歇性發作以及功能性反應方面的刺激結果的大腦分區表通常由手工繪制。因此存在對于具有電子電極切換、刺激能力、軟件集成和/或報告產生功能的皮層刺激器的需求和期望。

發明內容
本發明實施例有利地提供了一種具有電子電極切換、刺激能力、軟件集成和/或報告產生功能的皮層刺激器。根據本發明的一些實施例，提供了一種皮層刺激器系統。該系統可以包括刺激設備，其具有構造為選擇性地控制各種電極的開關；以及用戶接口設備，其可操作地連接到刺激設備，用于控制電子開關和刺激設備，所述皮層刺激器系統被構成用于提供所提供的刺激的報告。根據本發明的一些實施例，可以提供一種操作皮層刺激器的方法。該方法可以包括將一組探針連接到皮層刺激器，選擇要發送到該探針組的信號的有關參數，將信號發送到該探針組；觀察當信號發送到探針時大腦與該探針組相接觸的對象的反應，將觀察到的反應輸入皮層刺激器，將該反應和具體的探針組進行關聯，并產生描述反應及其相關聯的探針的報告。在具體解釋本發明至少一個實施例之前，應當理解本發明不受限于在后續說明以及附圖中限定的具體結構和元件排列中的應用。除了文中所描述的實施例，本發明還能夠采用其它實施例并能夠以各種方式實現和實行。另外應當理解，本文采用的用語和術語以及摘要是用于描述的目的而不應該視為限制。 因此，本領域技術人員能夠理解，本公開所基于的概念能夠被用作設計實現本發明各種目的的其他結構、方法和系統的基礎。因此，重要的是，權利要求應當視為包括這些不超出本發明的精神和范圍的等同構成。


圖1為根據本發明實施例的皮層刺激器的透視示意圖2為根據本發明實施例的刺激控制單元的透視示意圖3為圖2的刺激控制單元的底面示意圖4為根據本發明實施例的與刺激控制單元相關聯的電子器件的框圖5是在根據本發明實施例的皮層刺激器的一部分的透視示意圖6是圖5所示的那部分皮層刺激器的底面透視示意圖7是根據本發明實施例的刺激切換單元的框圖8為示出根據本發明實施例的兩相波形的示圖9為OR探針兩相模式下的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖10為電極兩相模式下的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖11為電極兩相模式下的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖12為電極兩相模式下的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖13為獨立配置的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖14為包括計算機的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖15為包括膝上型計算機的皮層刺激器系統的一個實施例的示意圖16示出了錯誤代碼表和錯誤代碼的含義；
圖17為示出了根據本發明實施例的皮層刺激器系統的放大器的透視示意圖，并且示出了放大器的局部放大；圖18示出了用于圖17中示出的放大器的通道選擇器的各種設置；圖19為一個表格，示出了 LED燈配置，用于指示當用于圖17中示出的放大器的通道被激活時，將會發光的LED燈；圖20為用于闡明操作皮層刺激器的方法中的步驟的流程圖。
具體實施例方式在接下來的具體說明中，對附圖做出了參考，其形成了本文一部分并且通過圖示給出了本發明可能實施的具體實施例。這些實施例被充分的描述從而使得本領域技術人員能夠對其進行實施，并且能夠理解，可以利用其結構，邏輯，處理和電氣發生了改變的其它實施例。所描述的處理步驟僅是一個例子，這些步驟的順序不限于本文設定的順序，對于本領域技術人員來說，除了必須以特定順序出現的步驟之外，步驟的順序可以進行改變。本發明皮層刺激器的實施例包括一種集成了硬件和軟件的完整系統，用于在監測病人實時電生理反應的腦電圖(EEG)時，提供利用刺激脈沖序列的全面的兩相恒定電流刺激。這個完整的系統可以結合電子選擇例如上至128網格和/或條狀電極中的任何一對的能力。刺激初始化和其他的參數可以由硬件或者軟件控制面板來控制。
現在將參考說明書附圖對本發明進行描述，其中全文中相似的附圖標記指示相似的部分。圖1為根據本發明實施例的皮層刺激器的透視示意圖。皮層刺激器100可以包括刺激控制單元110、第一放大器120、刺激切換單元(SSU) 130以及第二放大器140。圖2為根據本發明實施例的刺激控制單元的透視示意圖。刺激控制單元(SCU) 110 可以包括狀態指示器202，用于顯示刺激器100的當前狀態。各種狀態條件可以包括設置模式、就緒模式和刺激進行(其中刺激實際上可能正在進行)模式。在刺激控制單元110上的設置選擇器204可以允許用戶改變刺激控制單元110的參數。例如，對于S⑶110的一些改變可以包括在探針兩相和電極兩相模式(這些模式將在下文討論)之間改變。在數值和圖像剪輯之間進行選擇，來自SCU 110的語言消息列表將會顯示出來。SCU 110可以包括脈沖頻率選擇器206，用于查看和/或設置傳輸脈沖的速率。通常的速率為50HZ，但是也可以使用其他的速率。S⑶110可以包括脈沖持續時間選擇器208，用于查看和/或設置每個脈沖的時間長度。實際的脈沖長度可以為脈沖持續時間的兩倍。示例性脈沖持續時間可能變化范圍為 100-1000微秒，但是也可以使用其他的持續時間。序列持續時間選擇器210可以用于查看和/或設置最大刺激持續時間。通常的序列持續時間為5s，雖然也可以使用其他的持續時間。可以選擇單個序列持續時間或者外部控制觸發器(例如通過連接到SCU 110的計算機)。刺激控制單元110可以進一步包括電極通道選擇器212、214。電極通道選擇器 212、214可以用于從陽極到陰極或者反方向地切換探針或電極。在一些實施例中，通道選擇器212、214可以在64個通道或者在第二 SSU(接下來給出進一步的解釋)連接到S⑶110 時的1 個通道之間進行選擇。選擇一個通道將會選擇哪個電極將會接收刺激。一旦通道選擇器212和/或214被激活，旋轉選擇器旋鈕2 將會選擇一個通道。S⑶110配備有一組刺激選擇器216，用于設置應用到病人的電流強度。上至8毫安培或者小一些為通常的基準線，雖然其他的強度也能使用。選擇器旋鈕2 可以用于在激活刺激選擇器216之后調整電流的值。傳輸刺激指示器218顯示傳輸到病人的刺激強度。LED可以發光以指示何時刺激被傳輸。刺激確認選擇器220可以將所選擇的刺激應用到內部負載(圖中沒有示出)， 用于確認正確的操作。在一些可選實施例中，當開啟這個特征的時候LED燈可以發光。實際傳輸的電流被顯示到傳輸刺激顯示區域。刺激控制單元110可以進一步包括標記通道選擇器222，用于指示選擇了哪個通道或者哪幾個通道。當選擇通道時用戶可以按下標記通道選擇器222。S⑶110具有一個開始選擇器224，用于刺激脈沖(序列或單個)的傳輸。在一個實施例中，開始選擇器224 只在皮層刺激器100處于“就緒狀態”的時候起作用，例如準備好提供皮層刺激并且沒有使用外部觸發器功能。SCU 110可以包括一個發作干擾選擇器226。激活之后，發作干擾選擇器2 可以重復脈沖序列中的第一個脈沖。選擇器輸入2 可以允許用戶通過各種選擇器或指示器中的一些在各種不同的選項中滾動，例如通過電極通道選擇器212、214以及設置刺激選擇器216。停止選擇器230可以中斷刺激。觸發輸入232、觸發輸出234和同步連接輸入236可以允許對刺激控制單元110進行外部控制。串行端口 238可以允許外部接口到其他設備或者計算機的串行連接。USB端口 240可以允許外部接口的USB連接，例如用于服務診斷和可選地用于計算機接口。遠程開始/停止端口 242可以允許對皮層刺激器100的開始和/或停止進行遠程控制。刺激控制單元110可以進一步包括顯示器對4，用于顯示任何用戶操作所必需的信息和/或參數，所述信息包括由任何上述描述的指示器和選擇器產生的任何信息。該顯示器244可以是例如液晶顯示器(IXD)。圖3為圖2的刺激控制單元的底面示意圖。刺激控制單元110可以進一步包括電源開關250和電源連接252。應當可以理解，圖2和圖3中的任何元件可以位于任何合適的位置。圖示的元件不限于示出的這些位置、尺寸、或者幾何構型。例如，盡管選擇器輸入228 作為旋鈕示出，但是其也可以是搖桿、滾輪、箭頭按鈕或者其他適合于所需功能的任何輸入
直ο圖4為根據本發明實施例的刺激控制單元110的框圖。刺激控制單元110可以包括前端面板膜片301，選擇器202-230可以位于其上。應該能夠理解，膜片上的標記可以是圖形或者任何合適語言的文字。在本發明的一個實施例中，同時提供了文字和圖形，從而對于文字書寫所用的語言不熟悉的用戶可以理解并操作皮層刺激器100。前端面板膜片 301的輸入可以饋入至少一個用于去抖和穩定用戶輸入的去抖電路302。可編程邏輯器件 (PLD) 303，例如復雜可編程邏輯器件(CPLD)或現場可編程門陣列(FPGA)，可以通過去抖電路302接收來自上述指示器和選擇器的輸入，或接收直接來自前端面板膜片301的輸入。可以在PLD 303和處理器(uP) 304之間傳遞地址、數據和控制信息，用于控制刺激控制單元110的操作。處理器304也可以控制顯示器M4。選擇器輸入2 可以直接提供到處理器304的輸入。處理器304可以提供輸出到正刺激與邏輯307和負刺激與邏輯308， 其提供了到兩相刺激器309各自的正負輸入。PLD 303可以電子連接到觸發器輸入和觸發器輸出連接器輸入232、234。當電源開關250設置為“ON”位置時，通過電源連接252提供能源，其可以通過其他的電路傳遞到直流到直流(DC/DC)轉換器313。這個DC/DC轉換器將接收的電壓電平(例如+15V)轉換成兩相刺激器309要求的電壓電平(例如+150V)。這個兩相刺激器309基于 PLD 303和處理器304發出的控制向病人提供刺激。如圖4所示，一個PSU同步420可以連接到CPLD 303。ADC 422可以位于電流感應似4和微處理器304之間。根據本發明的一些實施例可以包括隔離電路426，用于減少類似于SCU 110到對象的電流泄漏。在本發明的一些實施例中，隔離電路(也可以稱為阻隔電路)可以阻止電流泄漏到和構造用于接收電流的電極相關聯的放大器輸入。這個阻隔或者隔離特征可以使得更多的電流用于接收電流的電極，以及更短的放大器恢復時間。隔離電路似6可以包括連接到SSU接口 248和光隔離器430的RS485收發器428。 光隔離器430接收來自微處理器304的串行端口的輸入。光隔離器432可以接收微處理器控制信號和輔助+3. 3V輸入。光隔離器434可以接收CPLD控制信號和輔助+3. 3V輸入，還可以連接到開關、限流器438和24V或者100V鉗位器440，以及一個通道標記438，如圖所示。隔離5V電源436也可以是隔離電路426的一部分。雖然這里描述了示例電壓，但是應該可以理解，根據本發明也可以使用其他的電壓。在S⑶110中使用的微處理器304運行多個任務。例如，微處理器304可以在輸出端提供士24V直流電壓、設定刺激程度、請求正刺激脈沖、請求負刺激脈沖、使能輸出延遲從而輸出刺激電流，以及通過內置的16位ADC監控刺激電流。微處理器還監控前端面板開關202-230的狀態、監測旋轉編碼器和相關開關的位置以及IXD 244上的當前信息。微處理器304可以和遠程計算機交互從而驗證參數設置并返回狀態信息。微處理器304可以和SSU 130交互從而設置SSU130的配置并監測SSU 130的狀態。微處理器304還可以監測刺激程度和+12V以及-15V電壓線。微處理器將通過其外部存儲器接口訪問IXD 249和CPLD (復雜可編程邏輯器件 303)組件。假設微處理器304為功能性的，將能夠檢查操作狀態。在刺激器被激活之前，微處理器304將檢查由16位DAC設置的刺激程度是否在預期的水平。微處理器304可以監測刺激器輸出電流，即使不需要被刺激。如果輸出電流沒有處在預期的輸出電流的設置百分比范圍內，微處理器304將關掉刺激器電路并且給光MOS 繼電器斷電。微處理器304可以具有電源電壓監測器，其可以用于在3. 3V電壓軌超過預期范圍的事件時中止處理器。微處理器304通過定時器定期(每10微秒)中斷。在中斷服務程序的開始和結束時，微處理器304刷新CPLD 303內的寄存器。如果這個過程沒有發生，CPLD 303將能夠通過關掉刺激器輸出級的一些光mos繼電器從而中斷任何電流。兩個來自CPLD 303的刺激使能輸出也可以被關掉，進而可以阻止任何由微處理器304產生的刺激器脈沖產生任何進一步的效果。同樣處在刺激控制單元110中的復雜可編程邏輯器件(CPLD) 303用于將多個信號接入微處理器304并監測其操作。CPLD 303將通過抑制微處理器304產生的刺激脈沖并對刺激器之一輸出繼電器斷電禁用刺激器。CPLD 303自身具有用于定時的參考振蕩器，使其獨立于微處理器系統時鐘。CPLD 303還可以監測任何刺激的頻率和持續時間。刺激器配置被寫入CPLD 303 中的寄存器，這些寄存器的內容都是用于展示在LCD244上的數據。后者的處理確保在微處理器304內部的存儲器中的任何缺陷，不會在沒有被在本地模式中操作該單元的用戶或者遠程查詢刺激控制單元110的單元注意到的情況下，被傳播到CPLD 303。當刺激正在進行的過程中，CPLD 303將會檢查是否微處理器304正在產生預期的脈沖序列。如果微處理器304偏離了期望，CPLD 303將關閉其兩個刺激使能輸出，并由此阻止任何由微處理器304產生的刺激器脈沖產生任何進一步的效果。CPLD 303也將關閉輸出級的一些光MOS繼電器。圖5是根據本發明實施例的皮層刺激器的一部分的側面透視示意圖。刺激切換設備400可以包括第一放大器120、刺激切換單元(SSU) 130、網前箱140、以及通過刺激切換單元130向刺激切換設備400提供輸入的第一和第二電纜連接器410、420。如圖6所示，在刺激切換設備400的底部442有多個終端444。多個終端444構造用于提供各種電極(圖6中沒有示出)可以插入的地方。這些電極可以是格狀、矩陣狀或條狀電極的一部分。電極可插在正經歷刺激過程的對象的大腦上。圖7是根據本發明實施例的刺激切換單元130的框圖。刺激切換單元130可以包括叢網前盒140引入的網前輸入501。刺激切換單元130的輸出502可以在第四輸出464 處提供給放大器(例如第一個放大器120)。在所示示例中，具有介于一(1)到六十四(64) 之間的輸入/輸出組(例如通道)。低壓差(LDO)穩壓器504可以接收來自刺激器輸入503的輸入。刺激器輸入503 可通過通信信道505 (例如RS-485通信通道)與處理器506通信。該處理器506可與第一光MOS陣列507通信，第一光MOS陣列507是可以使用較短的光傳輸路徑在電路元件之間傳輸信號并同時保持它們的電氣隔離的光隔離器。也可以使用晶體管或其他開關陣列。BCD SEl開關和發光二極管(LED) 519也可操作地連接到控制器506。第一輸入/輸出(I/O)擴展508可以可通信地連接到處理器506，以將信號提供到第一光MOS陣列507。可以通過刺激輸入203將參考電壓REF (例如5V)提供到第一光MOS陣列507。上述元件503-508可以提供在第一電路板446上。雖然元件503-508中的一部分可選地被包括第二電路板448 上。來自光MOS陣列507的輸出可以和來自網前輸入510的輸出在第二輸出450處結合， 例如在100針的板對板連接器上結合。可以將第二輸出450提供到第一凸/凹接口 510。第二光MOS陣列512也可以接收來自處理器506的輸出452。第二光MOS陣列512可以提供輸出454，其可以通過凸/凹接口 510到第二凸/凹接口 520來與輸出456結合。第二凸/凹接口 520可以將輸出458提供到第三I/O擴展521，其可以將輸出460 提供至第三光MOS陣列522。可以將來自第二凸/凹接口 520的輸出462提供為到第三光 MOS陣列522的第二輸入，其可以包括負載523(例如具有電阻值為80千歐的寄存器)。第三光MOS陣列522可以提供第四輸出464，例如可以在100針的板對板連接器上提供。可以在第三電路板466上提供第三I/O擴展521和第三光MOS陣列522。圖8描繪了示出根據本發明實施例的兩相波形468的示圖。兩相波形468是具有正負電壓的脈沖，用于在幾個毫秒的周期里刺激病人。應當可以理解，電壓電平、脈沖時間、 和初始方向，即正的或負的電壓，可以在本發明的范圍中根據特定應用的要求進行調整。本文描述的皮層刺激器系統可以在至少兩個基本模式下使用。第一個模式可以稱為OR探針雙相模式，第二個模式可以稱為電極模式。本文中所使用的術語“探針”和“電極” 被交替使用，并不意味著相互排斥。當一組探針(陰極和陽極，如圖14中470所示)在使用過程中被從對象的大腦上的一個位置移動到另一個位置時，可以使用OR探針雙相模式。在電極模式，一系列的探針(或電極)已連接到對象的大腦。該一系列的探針可以構造為成對的(陰極和陽極)，并排列為網格、矩陣或條狀。該一系列的探針可以固定到測試對象的大腦從而使得測試對象移動時其可以保持在原位。在某些情況下，該一系列的探針可以更早放置并且在皮層刺激流程之前的流程中使用。軟件圖形用戶界面(GUI)可以展示大腦視圖上示出的網格/條狀電極陣列。GUI 提供了使用易用性。可以通過指向和點擊GUI中圖示的特定電極來選擇成對的電極用于進行刺激。在開始刺激時，EEG采集窗口可以立即打開，允許主治醫生即時的查看任何包括被激發的電極對的所有電極上與發作相關的、發作和間歇發作的活動(如“放電后”、發光、發作)。發作/間歇發作的標注可以直接做到由觀察到的EEG活動所指示的相關電極上。此外，可以提供功能注釋區域以記錄電極對刺激引起的任何動作、知覺、語言和視覺反應。這些反應可以記錄為連接激發電極對和特定功能對應的圖例的各種彩條。
電極刺激和“完成”可以用灰色邊框標記，以避免無意地重復刺激。發作和間歇發作反應可以通過在相應的電極符號中填充指示生理反應精確性質的具體色彩來指示。除了上述特征還可以包括其他特征。電路可以設計為防止刺激電流流入放大器， 這確保了全部電流流過所選的電極對并減少了刺激之后的放大器恢復時間(可能小于1 秒)。一個方便小巧的尺寸可能使其作為手持獨立單元使用。該設備可以和在手術過程中用于手動腦部分區的雙極探針或者和用于床邊(bedside)程序的顱內電極一起使用。兩個或兩個以上的刺激切換單元可以和電子選擇附加電極以及電極對耦合。在本發明的一個實施例中，耦接兩個刺激切換單元以允許選擇上至1 個探針(即64個探針對)。應該理解， 可以根據需要使用附加的或者更少的單元和電極。該設備可以具有用戶可配置的脈沖頻率、脈沖持續時間、序列持續時間、和電流強度，例如分別通過脈沖頻率選擇器206、脈沖持續時間選擇器208、序列持續時間選擇器 210、和刺激選擇器216進行設置。此外，刺激器還可以包括“單刺激脈沖”模式，允許產生單個脈沖而不是脈沖序列，例如可通過發作終端選擇器2 進行選擇。也可以使用例如帶有雙極探針的“連續刺激脈沖”模式。當前傳輸的實際讀數可以被顯出，例如可通過刺激確認選擇器220選擇。刺激剩余時間可以計數到0，或者適當地向上計數，例如計數到一個預設的時間或者不設邊界，其可以通過例如顯示器244進行顯示。連續錯誤檢測可以提供較高的病人安全程度。還可以設有“主動刺激”指示器(如狀態指示器202)，用于指示正在進行刺激。“觸發輸出”可以允許附加設備的同步，例如觸發輸出連接器輸入234。EEG獲取放大器和刺激切換單元可以機械連接以形成單個穩固單元。當不需要皮層刺激時，該單元可以用于沒有信號質量下降的日常長期監測。發作中斷特征可以在放電之后并在傳播成突然發作之前停止，該突然發作可能導致會話提前終止，所述發作中斷特征可以通過發作中斷選擇器2 進行選擇。刺激序列可以利用“停止”按鍵提前中止，例如利用停止選擇器230。“確認刺激”特征可以測量和確認準確的刺激器操作，例如可以通過刺激確認選擇器220選擇該特征。“通道標記”特征可以確認正確的電極對被選擇和刺激，例如可以通過標記通道選擇器222選擇該特征。注釋日志可以隨著刺激設置自動更新。多種色彩編碼功能和發作事件大腦分區以描述圖例來表示。網格/條狀編輯器可以提供可用的電極網格、條帶和深度的全部名單以從中選擇。大腦分區尺寸可以縮放從而覆蓋從嬰兒到成人的范圍。報告結果可以按照反應種類通過表格格式進行顯示。自動報告可以提供刺激和反應的可視化文件和跟蹤檢查。以多國語言提供刺激參數的控制。圖9-圖15示出了根據本發明不同實施例的各種系統。圖9-圖12的框圖和圖 13-圖15示出了系統中的各種元件。圖9示出了向S⑶110提供功率的醫院電源472。SCU 110可操作的連接到具有USB接口板476的計算機474，其允許計算機和網前盒484以及放大器120進行通信。計算機474具有數字視頻功能478，其可操作地連接到相機480。相機 480可以用來記錄過程。來自相機480的圖片可以用來制作對象的大腦分區圖。圖10和圖9相似，但是增加了 SSU 130以給系統提供開關能力。圖11和圖10類似，但是使用了膝上計算機490而不是臺式計算機474。為了幫助和計算機490的通信，使用了一個帶有電源492的I盒494。雖然相機480沒有被示出，其可以增加到圖11所示的元件中。圖12和圖10中示出的相似，但是圖12沒有示出數字化視頻功能478和相機480。
圖13示出了以手持方式使用的皮層刺激器系統496。該系統包括探針470，其連接到和電源472連接的S⑶110。探針470可以是2. 3mm電極或者等同物。圖14示出了受益于計算機474的增加功能的系統496。探針470被連接到S⑶110，后者連接到電源472 和計算機474。計算機474和SCU 110都被可操作地連接到放大器120和SSU 130。圖15 和圖14類似，但是圖15中使用了膝上式計算機490。該膝上式計算機490通過I盒494連接到刺激切換設備400。I盒494被連接到電源492。雖然圖14和圖15示出了探針470，但是可以理解，電極482的網格、矩陣、條帶可以被連接到SSU 130，而不是使用探針470。圖16示出了錯誤代碼表和對應的錯誤代碼的對應含義。在SCUllO或者系統496 檢測到錯誤或者故障的事件中，可以顯示錯誤代碼以幫助用戶進行錯誤識別。圖17示出了具有位于底端部分442的終端444的刺激切換設備400。切換用戶接口 600允許用戶切換要激活的通道。通道可以對應于特定的終端444。通過手動設定通道選擇器602，一組通道將會被激活并且電子受控于SSU 130。LED燈604將會發光，通過比較發光的燈604和指示器606，用戶能夠識別哪些通道被激活了。圖18示出了通道指示器602可以采用的方式。旋轉開關610將會和各種指示器線608對齊從而指示被選擇的通道。圖19為一個表格，示出了當特定的通道被激活時，將會發光的LED燈604。圖20示出了流程圖700，示出了當使用系統496時可以完成的各種步驟。流程圖 700中示出的步驟假定系統496已經打開并且各種參數已經被設置。列出的步驟不限于它們在圖中示出和描繪的順序。在步驟S50中，探針470(或者電極482的矩陣/條帶)被插到對象的大腦。在步驟S52中探針/電極470/482被連接到刺激設備(可選地通過SSU)。 在步驟S54中，選擇的探針/電極470/482對通過發送的電流信號進行刺激。在步驟S56 中觀測對象的反應。在步驟S58中，確定對象是否顯示出發作反應的跡象。如果是，如步驟 S59所示停止刺激。為了防止/中止或補救發作響應，如步驟S60所示，可以將部分之前應用的電流序列應用到促成發作反應的探針/電極。如步驟S62所示，如果發作反應已經中止并且沒有觀測到任何結果，用戶可以將測試對象的觀察輸入系統。用戶可以將顏色和觀察對應。系統將會將顏色和/或觀察與探針/電極組以及被插探針/電極的大腦的一部分相對應。這些信息將會如圖S66所示被存儲。如果需要刺激額外的探針/電極，則該方法返回步驟S54。如步驟S68所示，這些信息可以用于生成對象大腦的分區圖。如步驟S70所示，這些分區圖可以被打印或者顯示。該分區圖可以用于幫助確定對象大腦的哪一部分運行特定的和/或顯著的功能。上述描繪的過程和設備以及附圖用于闡明可以被使用并生產以實現本文描述的實施例的目標、特征和優點的許多方法和設備中一些方法和設備的示例。因此，它們不被視為實施例的上述描述的限制，而是受到權利要求的限制。任何權利要求或特征可以和本發明范圍內的權利要求和特征相結合。本發明的各種特征和優勢可以從具體實施方式
中顯見，因此權利要求應當覆蓋包含在本發明的實質精神和范圍中的本發明所有特征和優勢。 此外，對于本領域技術人員來說，各種修改和變型是顯而易見的，不應將本發明限制為本文例示和描述的具體結構和操作，因此所有適當的修改和等同物應當包括在本發明的保護范圍中。
權利要求
1.一種皮層刺激器系統，包括刺激設備，具有構造為選擇性地控制各種電極的開關；以及用戶接口設備，其可操作地連接到所述刺激設備以控制電子開關和刺激設備，所述皮層刺激器系統構造為提供所提供的刺激的報告。
2.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，進一步包括放大器，其連接在所述刺激設備和探針矩陣之間。
3.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，進一步包括計算機，其可操作地連接到所述刺激設備，所述計算機具有構造為允許用戶輸入對對象的觀察的輸入，并且該系統構造為將輸入的觀察和具體的被刺激的探針組相關聯，并準備關于所述具體的探針組和輸入的觀察的報告。
4.如權利要求3所述的皮層刺激器系統，其中所述計算機進一步構造為允許用戶將顏色和探針組進行關聯，并且所述報告將顯示關聯的顏色。
5.如權利要求3所述的皮層刺激器系統，進一步包括顯示器，其可操作地連接到所述計算機，所述顯示器構造為顯示覆蓋有刺激過程的有關數據的對象大腦的表示。
6.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，進一步包括顯示屏幕，其可操作地連接到所述刺激設備，其構造為顯示關于探針和為探針選擇的操作參數的信息。
7.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，其中用戶接口構造為允許用戶調整發送到探針組的電流的一個方面，其中所述方面包括電流強度、脈沖頻率、脈沖持續時間、序列持續時間、哪個電極為陽極、哪個電極為陰極中的至少一個。
8.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，進一步包括停止執行器，其可操作地連接到所述刺激設備，構造為當停止執行器被激活時立即停止將刺激信號發送到刺激過程中使用的探針。
9.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，進一步包括發作干擾執行器，其可操作地連接到所述刺激設備，并且構造為當發作干擾執行器被激活時使刺激設備將發作干擾信號發送到刺激過程中使用的探針。
10.如權利要求9所述的皮層刺激器系統，其中發作干擾信號和緊跟停止執行器激活之后應用到探針的信號至少部分相同。
11.如權利要求9所述的皮層刺激器系統，其中所述系統進一步包括多個終端，用于同時插入多組探針，所述系統進一步包括切換設備，其可操作地連接到所述多個終端，所述切換設備構造用于選擇性地將信號發送到所選擇的一組或多組探針。
12.如權利要求11所述的皮層刺激器系統，其中多組探針被并行地連接到切換設備， 使得切換設備構造為當多組探針連接到切換設備時選擇性地將信號發送到單獨的探針組。
13.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，其中所述系統構造為當系統探測到系統操作中的錯誤時，向用戶顯示錯誤代碼。
14.如權利要求1所述的皮層刺激器系統，進一步包括阻隔電路，其構造為當系統沒有設置為將電流發送到一組探針時，阻止電流流向連接到所述系統的所述一組探針。
15.一種操作皮層刺激器的方法，包括將一組探針連接到皮層刺激器；選擇要發送到探針組的信號的相關參數；將信號發送到探針組；觀察當信號發送到探針組時大腦與所述探針組相接觸的對象的反應； 將觀察到的反應輸入皮層刺激器； 將所述反應和具體的探針組進行關聯； 產生描述反應及其相關聯探針的報告。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括如果觀察到發作反應，停止電流流向連接到對象的探針組。
17.如權利要求16所述的方法，在觀察到發作反應之前，立即將所發送的信號重新發送到探針組。
18.如權利要求15所述的方法，進一步包括電子切換要發送信號的探針組。
19.如權利要求15所述的方法，將顏色、觀察到的反應和導致該反應的被刺激的探針組進行關聯，并且將反應和相關聯的顏色輸入到皮層刺激器中。
20.如權利要求15所述的方法，對關于發送到具體探針組的所選擇的參數、具體的探針組以及輸入的觀察到的反應進行電子保存。
21.一種皮層刺激器系統，包括刺激設備，構造為控制至少一組電極；以及發作干擾執行器，其可操作地連接到所述刺激設備，并且構造為當發作干擾執行器被激活時使刺激設備將發作干擾信號發送到刺激過程中使用的電極。
22.一種皮層刺激器系統，包括刺激設備，構造為選擇性地將電流發送到至少一組探針；以及阻隔電路，構造為阻止電流流向與選擇被激發的探針相關聯的放大器的輸入。
全文摘要
本發明提供了一種皮層刺激器系統。該系統包括刺激設備，具有構造為選擇性的控制各種電極的開關；以及用戶接口設備，可操作地連接到所述刺激設備用于控制電子切換和刺激設備，所述皮層刺激器系統構造為提供所提供的刺激的報告。還提供了一種操作皮層刺激器的方法。該方法包括將一組探針連接到皮層刺激器；選擇關于要發送到探針組的信號的參數；將信號發送到探針組；觀察當信號發送到探針時該探針組接觸其大腦的實驗對象的反應；輸入觀察到的反應到皮層刺激器；將所述反應和具體的探針組進行關聯；產生報告以描述反應及其關聯的探針。
文檔編號A61N1/00GK102421477SQ201080020735
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月23日 優先權日2009年4月24日
發明者丹尼爾·隆巴爾迪, 盧卡斯·加爾沙, 埃里克·加茨, 柏杰·尼爾森, 琳達·昆利萬, 羅恩·施呂特 申請人:康爾福盛2200公司