[发明专利]用于神经控制的系统和方法

说明书

神经控制系统包括：输入控制器，其被布置为从至少一个神经传感器接收关于与受试者的身体状态相关的神经信号的神经数据；至少一个机器学习装置，其使用至少一个机器学习模型来处理接收到的神经数据以确定实现身体状态的期望值所需的至少一个输出信号；以及布置来将确定的输出信号发送到至少一个输出设备的装置；从而所述神经控制系统形成提供身体状态的闭环控制的第一控制回路。

本申请涉及用于神经控制的系统和方法，尤其涉及用于闭环神经控制的系统和方法。

背景技术

存在一系列植入式有源电子设备，它们被植入人体或动物体内以刺激电生理目标，例如神经和/或肌肉，以便提供对多种不同病症的治疗或缓解。

这种植入式有源电子设备的例子包括各种可植入脉冲发生器(IPG)和神经调节设备，该设备刺激目标如心肌以调节心跳(起搏器)、刺激脊髓以阻止疼痛信号(脊髓刺激器-SCS)、刺激大脑区域以改变大脑功能，例如减少抑郁或停止癫痫发作(深脑刺激器-DBS)。这些设备目前用于治疗多种疾病，包括针对慢性疼痛的脊髓刺激(SCS)，针对特发性震颤、癫痫、抑郁和肥胖症的深脑刺激(DBS)，针对类风湿性关节炎和克罗恩病的迷走神经刺激，等等。这些当前的设备目前用于为全球超过五十万患者提供治疗。

目前，这些治疗几乎完全由提供刺激的设备提供，而对局部活动例如提供关于目标病症的信息的身体变量，或编码关于大脑对目标病症的控制的信息的局部神经活动没有任何响应。例如，高血压(高血液压力)的治疗可以由在预定时间提供刺激而没有任何响应性测量的血压或编码关于大脑控制血压的信息的局部神经活动的设备来提供。

期望的是能够实时或接近实时地检测和处理编码完整神经活动的信息，并使用这种完整的神经活动来控制刺激人体或动物体内电生理目标的植入式电子设备，以便提供提高的效率。下文所描述的实施方案不限于解决上文所描述的已知方法的任何或全部缺点的实施方式。

发明内容

提供本发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围；有助于本发明的工作和/或用于实现基本相似的技术效果的各种变型和替代特征应被认为落入本文公开的本发明的范围内。

在第一方面，本公开提供了一种神经控制系统，其包括：输入控制器，其被布置为从至少一个神经传感器接收关于与受试者的身体状态相关的神经信号的神经数据；至少一个机器学习装置，其使用至少一个机器学习模型来处理接收到的神经数据以确定实现身体状态的期望值所需的至少一个输出信号；以及布置来将确定的输出信号发送到至少一个输出设备的装置；从而所述神经控制系统形成提供身体状态的闭环控制的第一控制回路。

在第二方面，本公开提供了一种神经控制系统，其包括：输入控制器，其被布置为从至少一个神经传感器接收关于与身体状态相关的神经信号的神经数据；至少一个机器学习模型，其用于处理接收到的神经数据以识别神经生物标志物；以及布置来将识别的神经生物标志物发送到至少一个输出设备以进行操作的装置；其中所述神经控制系统形成提供身体状态的闭环控制的第一控制回路。

在第三方面，本公开提供了一种神经控制系统，其包括：输入控制器，其被布置为从至少一个神经传感器接收关于与受试者的神经中身体状态相关的神经信号的神经数据；至少一个神经数据处理装置，其布置来处理接收到的神经数据，以确定实现身体状态的期望值所需的至少一个输出信号；以及输出控制器，其布置来接收确定的输出信号并将确定的输出信号发送到至少一个输出设备；从而所述神经控制系统形成提供身体状态的闭环控制的第一控制回路；其中所述输出控制器还被布置为从输入控制器接收关于接收到的神经数据的时序的选定数据；并且其中所述输出控制器被布置成基于关于接收到的神经数据的时序的选定数据来控制将确定的输出信号发送到至少一个输出设备的时间。