本申請(qǐng)要求2014年4月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/984,699號(hào)的權(quán)益，該申請(qǐng)通過(guò)引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可植入醫(yī)療裝置，更具體地，涉及補(bǔ)償電容負(fù)載效應(yīng)的可植入醫(yī)療裝置。
背景技術(shù)：
：可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)已經(jīng)被證明在各種疾病和機(jī)能失調(diào)中是有療效的。起搏器和可植入心臟除顫器(ICD)已經(jīng)被證明對(duì)治療若干種心臟病(例如，心律失常)是高度有效的。脊髓刺激(SCS)系統(tǒng)已經(jīng)被作為用于治療慢性疼痛綜合征的治療方法接受，并且組織刺激的施加已經(jīng)開(kāi)始擴(kuò)展到另外的應(yīng)用，比如心絞痛胸肌和失禁。腦深部刺激(DBS)在十年里也已經(jīng)被很好地有療效地應(yīng)用于治療難治的慢性疼痛綜合征，并且DBS最近也已經(jīng)被應(yīng)用于另外的領(lǐng)域，比如運(yùn)動(dòng)障礙和癲癇。此外，在最近的調(diào)查中，周圍神經(jīng)刺激(PNS)系統(tǒng)已經(jīng)證實(shí)在慢性疼痛綜合征和失禁的治療中是有功效的，并且若干個(gè)另外的應(yīng)用目前在調(diào)查中。此外，功能性電刺激(FES)系統(tǒng)，比如NeuroControl(神經(jīng)控制)(俄亥俄州克里夫蘭市)的Freehand系統(tǒng)，已經(jīng)被應(yīng)用于對(duì)脊髓損傷患者的麻痹的四肢恢復(fù)一些功能性。這些可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)通常均包括至少一個(gè)刺激引線和可植入脈沖發(fā)生器(IPG)，刺激引線植入在期望刺激部位處，IPG遠(yuǎn)離刺激部位植入，但是直接耦合到刺激引線(一個(gè)或多個(gè))，或者經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)引線延長(zhǎng)部分間接地耦合到刺激引線(一個(gè)或多個(gè))。因此，電脈沖可以從神經(jīng)刺激器遞送到刺激引線(一個(gè)或多個(gè))承載的電極以根據(jù)一組刺激參數(shù)來(lái)刺激或激活一定體積的組織并且為患者提供期望的有功效的療法。典型的刺激參數(shù)集合可以包括在任何給定時(shí)間發(fā)起刺激電流的電極(陽(yáng)極)或者在任何給定時(shí)間返回刺激電流的電極(陰極)、以及電脈沖的振幅、持續(xù)時(shí)間、速率和猝發(fā)率。對(duì)于本文中所描述的本發(fā)明重要的是，典型的IPG可以由患者通過(guò)將磁體放置在植入的IPG上方來(lái)手動(dòng)停用，該磁體靠近IPG內(nèi)所包含的干簧管。神經(jīng)刺激系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括手持遙控器(RC)，該手持遙控器遠(yuǎn)程地指示神經(jīng)刺激器根據(jù)選定的刺激參數(shù)產(chǎn)生電脈沖。RC本身可以由看護(hù)患者的技術(shù)人員例如通過(guò)使用臨床醫(yī)生的編程器(PC)來(lái)進(jìn)行程控，該編程器通常包括其上安裝有編程軟件包的通用計(jì)算機(jī)，比如膝上型計(jì)算機(jī)?？梢酝ㄟ^(guò)使用一個(gè)或多個(gè)電流受控源提供指定的已知電流的電脈沖(即，電流調(diào)節(jié)的輸出脈沖)或者使用一個(gè)或多個(gè)電壓受控源提供指定的已知電壓的電脈沖(即，電壓調(diào)節(jié)的輸出脈沖)來(lái)將電刺激能量從神經(jīng)刺激器遞送到電極。神經(jīng)刺激器的電路還可以包括電壓轉(zhuǎn)換器、功率調(diào)節(jié)器、輸出耦合電容器以及生成恒定電壓或恒定電流刺激脈沖所需的其他元件?？梢圆幌抻谟糜谥委熉蕴弁吹腟CS的神經(jīng)刺激系統(tǒng)常規(guī)植入在需要磁共振成像(MRI)的患者里。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)可植入神經(jīng)刺激系統(tǒng)時(shí)，必須考慮到被植入神經(jīng)刺激器的患者可能受到MRI掃描儀產(chǎn)生的電磁干擾，這可能對(duì)神經(jīng)刺激器引起損壞并且對(duì)患者引起不舒適感。通常，電磁干擾(EMI)濾波器放置在神經(jīng)刺激器的端口和接觸電極的組織之間以在具有高射頻(RF)場(chǎng)的環(huán)境(比如MRI環(huán)境)下確保正確的操作并且防止損壞神經(jīng)刺激器。通常，這些濾波器合并電容器，這些電容器將RF能量分流到公共節(jié)點(diǎn)(比如神經(jīng)刺激器的金屬殼)以保護(hù)內(nèi)部電路。另外，引線間導(dǎo)體電容貢獻(xiàn)神經(jīng)刺激器輸出之間的分路電容。分路電容的另一個(gè)來(lái)源是內(nèi)部神經(jīng)刺激器電路元件(比如為遞送電脈沖而設(shè)置的有源電子開(kāi)關(guān))的電容。在電脈沖遞送期間，分路電容必須被充電到電脈沖遞送期間電極上存在的電壓。從電容吸收的或遞送的電荷改變工作電極上的遞送的電脈沖的波形狀。例如，通常，神經(jīng)刺激器將電流驅(qū)動(dòng)到神經(jīng)刺激引線末端處的電極處的組織。每個(gè)電極可以被看作是理想的電流源，組織被近似為電阻器網(wǎng)絡(luò)。電極遞送到組織的總電流必須等于零(即，陽(yáng)極電流的總幅值必須等于陰極電流的總幅值)。例如，如圖1所示，最簡(jiǎn)單的情況是兩個(gè)電極之間的電源(在這種情況下是電流源I)，一個(gè)電極充當(dāng)陽(yáng)極E1，另一個(gè)電極充當(dāng)陰極(在這種情況下是殼電極Ecase)。當(dāng)然，電極E1可以替代作為陰極E1，并且殼電極Ecase可以作為陽(yáng)極。照此，圖1以及本說(shuō)明書(shū)中提供的后面的附圖所示的電源的箭頭所示的電流流動(dòng)是任意的，因此，本文中提供的電流源中所表示的箭頭的方向并不一定意味著電流實(shí)際上在該方向上流動(dòng)。因此，與電流源I產(chǎn)生的電流相等的電流it流過(guò)電極E1和殼電極Ecase之間的組織電阻Rt(即，陽(yáng)極電流從電極E1進(jìn)入組織，相等幅值的陰極電流退出組織進(jìn)入殼電極Ecase)。在整個(gè)組織電阻Rt上顯現(xiàn)的電壓V用歐姆定律(V＝IR)描述。應(yīng)注意到，實(shí)際的電路包括DC阻隔電容器。然而，這些DC阻隔電容器足夠大以至于在電脈沖遞送期間具有可忽略的電壓變化，它們通常出于分析刺激能量的電性質(zhì)的目的而被忽略，所以在圖1所示的簡(jiǎn)化模型中沒(méi)有被明確示出。然而，如以上所討論的，分路電容(比如EMI濾波器)、內(nèi)部刺激電路電容以及引線間導(dǎo)體電容可能具有使刺激失真到足以令人擔(dān)憂的寄生部件。圖2中示出了這樣的電路的例子，其中，C1、R1和C2表示神經(jīng)刺激引線的寄生部件、EMI濾波器中的任何分路電容以及兩個(gè)電極之間的內(nèi)部刺激電路的集總元件模型，所述兩個(gè)電極中的一個(gè)充當(dāng)陰極E1，并且另一個(gè)充當(dāng)陽(yáng)極(在這種情況下是殼電極Ecase)。電流i1和i2將響應(yīng)于這些電容上的電壓的變化而通過(guò)分路電容C1和C2泄漏，防止指定的電驅(qū)動(dòng)電流I到達(dá)組織，組織被建模為Rt。相反，電流it流過(guò)組織電阻Rt。該分流現(xiàn)象改變每個(gè)電脈沖的形狀，并且因此，改變遞送到患者的組織的電流的波形狀。在刺激源近似為電壓源的情況下，也可以改變遞送到患者的總電荷。例如，在連接到工作電極的電容正在充電的同時(shí)，電脈沖電流的上升時(shí)間可能增加。例如，如圖3所示，理想的電脈沖電流具有相對(duì)較短的上升時(shí)間，而由于來(lái)自電容的電荷的吸收而導(dǎo)致的實(shí)際電脈沖電流具有相對(duì)較長(zhǎng)的上升時(shí)間。盡管理想的電脈沖顯示為方形的，但是實(shí)際上，電脈沖電流將具有近似為梯形的波形狀，其中電流在脈沖的上升沿和下降沿期間在分路電容中流動(dòng)。在任何一種情況下，這都將導(dǎo)致在電脈沖期間遞送到組織的總電荷的意外變化。此外，不工作電極由于它們?cè)诖碳げ课桓浇c組織接觸，在電脈沖遞送期間也可能受到電壓偏移，導(dǎo)致連接到這些電極的電容器的電荷水平變化。電荷變化可以導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)的組織接觸電極處的電荷的意外遞送或移除以及該組織的極化的意外變化，或者甚至導(dǎo)致意外的組織刺激。因此，由于刺激電路中的分路電容，仍需要補(bǔ)償組織接觸電極處的電荷的變化。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種神經(jīng)刺激裝置包括多個(gè)電端子和刺激輸出電路，所述多個(gè)電端子被配置為分別耦合到植入在患者的組織內(nèi)的多個(gè)刺激電極，刺激輸出電路被配置為經(jīng)由相應(yīng)的電端子(一個(gè)或多個(gè))將時(shí)變電流遞送到電極中的至少一個(gè)電極。刺激輸出電路包括經(jīng)由相應(yīng)的一個(gè)電端子耦合到電極中的一個(gè)電極的分路電容(例如，電磁干擾(EMI)電容和引線電容中的至少一個(gè))，該分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將響應(yīng)于遞送的電流的時(shí)變變化吸收來(lái)自組織的電荷或者將電荷注入到組織中，從而使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述一個(gè)電極相鄰的組織。在一個(gè)實(shí)施例中，遞送的電刺激能量包括具有電脈沖的脈沖電能，該電脈沖具有上升沿和下降沿，在這種情況下，分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將響應(yīng)于電脈沖的上升沿吸收來(lái)自組織的電荷，并且響應(yīng)于電脈沖的下降沿將電荷注入到組織中。神經(jīng)刺激裝置進(jìn)一步包括控制器，該控制器被配置為指導(dǎo)刺激輸出電路至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，從而使補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述一個(gè)電極相鄰的組織。被遞送補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚碾姌O可以是被遞送時(shí)變電流的電極中的一個(gè)，或者可以是可以不是被遞送時(shí)變電流的電極中的一個(gè)的電極。神經(jīng)刺激裝置可以可選地包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)限定期望電波形的特性的程控電參數(shù)(例如，電流值)。神經(jīng)刺激裝置可以進(jìn)一步包括遙測(cè)電路，該遙測(cè)電路被配置為從外部控制器接收程控電參數(shù)。神經(jīng)刺激裝置可以進(jìn)一步包括殼體，該殼體容納所述多個(gè)電端子、刺激輸出電路以及控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，在未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏推谕姴ㄐ沃g，特性具有第一誤差值(其可以很大)，在補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏推谕姴ㄐ沃g，相同的特性具有小于第一誤差值的第二誤差值(其可以很小)。期望電波形可以是零電波形。所述特性可以是一段時(shí)間段期間的總電荷。所述特性可以是一段時(shí)間段期間的總電荷、一段時(shí)間段內(nèi)的電流的幅值(例如，該段時(shí)間段期間的平均電流)或波形形狀。在后一種情況下，補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚牟ㄐ涡螤钆c期望電波形的波形形狀的匹配程度大于未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ闻c期望電波形的波形形狀的匹配程度。在另一個(gè)實(shí)施例中，刺激輸出電路包括經(jīng)由相應(yīng)的其他的電端子耦合到電極中的另一個(gè)電極的另一個(gè)分路電容，該另一個(gè)分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下響應(yīng)于遞送的電能的時(shí)變變化吸收來(lái)自組織的電荷或者將電荷注入到組織中，從而使另一個(gè)未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述另一個(gè)電極相鄰的組織，并且控制器被進(jìn)一步配置為指導(dǎo)刺激輸出電路至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，從而使另一個(gè)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述另一個(gè)電極相鄰的組織。在又一個(gè)實(shí)施例中，控制器被配置為指導(dǎo)刺激輸出電路通過(guò)以下述方式來(lái)至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，即，如果分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將從組織移除電荷，則主動(dòng)地將電荷注入到分路電容中，和/或如果分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將電荷注入到組織中，則主動(dòng)地從分路電容移除電荷。在又一個(gè)實(shí)施例中，刺激輸出電路包括電源，該電源被配置為經(jīng)由相應(yīng)的一個(gè)電端子耦合到所述一個(gè)電極，并且控制器被配置為指導(dǎo)該電源通過(guò)產(chǎn)生電流來(lái)至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷。該電流源可以具有可由控制器控制的任意脈沖成形能力。神經(jīng)刺激裝置可以進(jìn)一步包括處理器，該處理器被配置為基于微分方程來(lái)計(jì)算電源產(chǎn)生的電流的值，該微分方程是分路電容和期望電流值的函數(shù)。神經(jīng)刺激裝置可以進(jìn)一步包括感測(cè)裝置和處理器，感測(cè)裝置被配置為測(cè)量在時(shí)變電流遞送期間所述一個(gè)電極處的電壓變化，處理器被配置為：基于測(cè)量的電壓變化來(lái)計(jì)算流過(guò)與所述一個(gè)電極相鄰的組織的電流的幅值和極性，基于計(jì)算的流過(guò)與所述一個(gè)電極相鄰的組織的電流的幅值和極性以及期望電流值來(lái)計(jì)算補(bǔ)償電流的幅值和極性，并且將補(bǔ)償?shù)碾娏鞯姆岛蜆O性的函數(shù)與期望電流值相加以獲得控制器指導(dǎo)電源產(chǎn)生的電流的幅值和極性。該函數(shù)可以是例如以下中的一個(gè)：增益、補(bǔ)償電流在時(shí)間上的微分乘以增益、以及補(bǔ)償電流在時(shí)間上的積分乘以增益。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種神經(jīng)刺激系統(tǒng)包括至少一個(gè)神經(jīng)刺激引線、分路電容以及神經(jīng)刺激裝置，神經(jīng)刺激引線具有多個(gè)被配置為被植入在患者的組織內(nèi)的電極，分路電容(例如，電磁干擾(EMI)電容和引線電容中的至少一個(gè))耦合到電極中的一個(gè)電極，并且神經(jīng)刺激裝置被配置為將時(shí)變電流遞送到電極中的至少一個(gè)電極，其中，分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將響應(yīng)于遞送的電流的時(shí)變變化吸收來(lái)自組織的電荷或者將電荷注入到組織中，從而使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述一個(gè)電極相鄰的組織。在一個(gè)實(shí)施例中，遞送的電刺激能量包括具有電脈沖的脈沖電能，該電脈沖具有上升沿和下降沿，在這種情況下，分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將響應(yīng)于電脈沖的上升沿吸收來(lái)自組織的電荷，并且響應(yīng)于電脈沖的下降沿將電荷注入到組織中。神經(jīng)刺激裝置被進(jìn)一步配置為至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，從而使補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述一個(gè)電極相鄰的組織。被遞送補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚碾姌O可以是被遞送時(shí)變電流的電極中的一個(gè)，或者可以是可以不是被遞送時(shí)變電流的電極中的一個(gè)的電極。神經(jīng)刺激裝置可以可選地被配置為存儲(chǔ)限定期望電波形的特性的程控電參數(shù)(例如，電流值)。神經(jīng)刺激裝置可以被進(jìn)一步配置為從外部控制器接收程控電參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，在未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏推谕姴ㄐ沃g，特性具有第一誤差值(其可以很大)，在補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏推谕姴ㄐ沃g，相同的特性具有小于第一誤差值的第二誤差值(其可以很小)。期望電波形可以是零電波形。所述特性可以是一段時(shí)間段期間的總電荷。所述特性可以是一段時(shí)間段期間的總電荷、一段時(shí)間段內(nèi)的電流的幅值(例如，該段時(shí)間段期間的平均電流)或波形形狀。在后一種情況下，補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚牟ㄐ涡螤钆c期望電波形的波形形狀的匹配程度大于未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ闻c期望電波形的波形形狀的匹配程度。在另一個(gè)實(shí)施例中，神經(jīng)刺激裝置進(jìn)一步包括耦合到電極中的另一個(gè)電極的另一個(gè)分路電容，該另一個(gè)分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下響應(yīng)于遞送的電能的時(shí)變變化吸收來(lái)自組織的電荷或者將電荷注入到組織中，從而使另一個(gè)未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述另一個(gè)電極相鄰的組織。在這種情況下，神經(jīng)刺激裝置被進(jìn)一步配置為至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，從而使另一個(gè)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與所述另一個(gè)電極相鄰的組織。在又一個(gè)實(shí)施例中，神經(jīng)刺激裝置被配置為通過(guò)以下述方式來(lái)至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，即，如果分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將從組織移除電荷，則主動(dòng)地將電荷注入到分路電容中，和/或如果分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下將電荷注入到組織中，則主動(dòng)地從分路電容移除電荷。在又一個(gè)實(shí)施例中，神經(jīng)刺激裝置包括耦合到所述一個(gè)電極的電源，并且神經(jīng)刺激裝置被配置為指導(dǎo)該電源通過(guò)產(chǎn)生電流來(lái)至少部分地補(bǔ)償吸收的或注入的電荷。該電流源可以具有可由控制器控制的任意脈沖成形能力。神經(jīng)刺激裝置可以被進(jìn)一步配置為基于微分方程來(lái)計(jì)算電源產(chǎn)生的電流的值，該微分方程是分路電容和期望電流值的函數(shù)。神經(jīng)刺激裝置可以進(jìn)一步包括感測(cè)裝置，該感測(cè)裝置被配置為測(cè)量在時(shí)變電流遞送期間所述一個(gè)電極處的電壓變化。在這種情況下，神經(jīng)刺激裝置可以被進(jìn)一步配置為：基于測(cè)量的電壓變化來(lái)計(jì)算流過(guò)與所述一個(gè)電極相鄰的組織的電流的幅值和極性，基于計(jì)算的流過(guò)與所述一個(gè)電極相鄰的組織的電流的幅值和極性以及期望電流值來(lái)計(jì)算補(bǔ)償電流的幅值和極性，并且將補(bǔ)償?shù)碾娏鞯姆岛蜆O性的函數(shù)與期望電流值相加以獲得控制器指導(dǎo)電源產(chǎn)生的電流的幅值和極性。該函數(shù)可以是例如以下中的一個(gè)：增益、補(bǔ)償電流在時(shí)間上的微分乘以增益、以及補(bǔ)償電流在時(shí)間上的積分乘以增益。通過(guò)閱讀以下對(duì)意圖例示說(shuō)明、而非限制本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他的以及進(jìn)一步的方面和特征將是顯而易見(jiàn)的。附圖說(shuō)明附圖例示說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)計(jì)和效用，在附圖中，類似的元件用共同的標(biāo)號(hào)指代。為了更好地領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的以上記載的以及其他的優(yōu)點(diǎn)和目的是如何獲得的，將參照附圖中例示說(shuō)明的本發(fā)明的特定實(shí)施例來(lái)呈現(xiàn)以上簡(jiǎn)述的本發(fā)明的更具體的描述。理解這些附圖僅描繪了本發(fā)明的典型實(shí)施例、因此并不被認(rèn)為是本發(fā)明的范圍的限制，將通過(guò)使用附圖來(lái)更具體地、更詳細(xì)地描述和說(shuō)明本發(fā)明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的理想的電極-組織電路的電路圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的具有寄生電路元件的電極-組織電路的電路圖；圖3是圖1的電極-組織電路產(chǎn)生的理想的電脈沖和圖2的電極-組織電路產(chǎn)生的實(shí)際電脈沖的時(shí)序圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的脊髓刺激(SCS)系統(tǒng)的平面圖；圖5是圖4的SCS系統(tǒng)在患者內(nèi)使用時(shí)的平面圖；圖6是圖4的SCS系統(tǒng)中使用的可植入脈沖發(fā)生器(IPG)和兩個(gè)經(jīng)皮刺激引線的平面圖；圖7是電流可以響應(yīng)于整個(gè)電容器上的電壓變化流過(guò)的分路電容器的電路圖；圖8是圖6的IPG的內(nèi)部部件的框圖；圖9是具有將電極耦合在一起的阻抗網(wǎng)絡(luò)的多電極系統(tǒng)的電模型的電路圖，其中，該電模型可以被圖6的IPG用來(lái)利用建模技術(shù)補(bǔ)償分流電流；圖10是可以在圖9的多電極系統(tǒng)中建模的阻抗網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖11是可以在圖9的多電極系統(tǒng)中建模的阻抗網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖12是可以在圖9的多電極系統(tǒng)中建模的阻抗網(wǎng)絡(luò)的又一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖13是具有將電極耦合在一起的兩個(gè)并聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)的多電極系統(tǒng)的電模型的電路圖；圖14是具有將電極耦合在一起的一個(gè)串聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)的多電極系統(tǒng)的電模型的電路圖；圖15是合并圖2的電極-組織電路的多電極系統(tǒng)的電模型的電路圖；圖16是合并圖2的電極-組織電路的多電極系統(tǒng)的電模型的電路圖，其中，圖6的IPG可以用于使用直接測(cè)量技術(shù)來(lái)補(bǔ)償分流電流；以及圖17是分別在圖16所示的多電極系統(tǒng)的電極E1-E4處測(cè)量的電壓的時(shí)序圖。具體實(shí)施方式下面的描述涉及脊髓刺激(SCS)系統(tǒng)。然而，要理解，雖然本發(fā)明很好地適用于SCS，但是本發(fā)明從其最廣泛的方面來(lái)講并不限于此。相反，本發(fā)明可以與用于刺激組織的任何類型的可植入電路一起使用。例如，本發(fā)明可以用作多引線系統(tǒng)的一部分，多引線系統(tǒng)比如起搏器、除顫器、耳蝸刺激器、視網(wǎng)膜刺激器、被配置為生成協(xié)調(diào)的肢體運(yùn)動(dòng)的刺激器、皮層刺激器、腦深部刺激器、周圍神經(jīng)刺激器、微刺激器，或者可以用在被配置為治療尿失禁、睡眠呼吸暫停、肩半脫位、頭痛等的任何其他的神經(jīng)刺激器中。首先翻到圖4，示例性SCS系統(tǒng)10一般包括多個(gè)神經(jīng)刺激引線12(在這種情況下是兩個(gè)經(jīng)皮引線)、可植入脈沖發(fā)生器(IPG)14、外部遙控器(RC)16、臨床醫(yī)生的編程器(CP)18、外部試驗(yàn)刺激器(ETS)20以及外部充電器22。IPG14經(jīng)由兩個(gè)引線延長(zhǎng)部分24物理地連接到神經(jīng)刺激引線12，該神經(jīng)刺激引線12承載布置成陣列的多個(gè)電極26。在所示的實(shí)施例中，神經(jīng)刺激引線12是經(jīng)皮引線，為此，電極26沿著神經(jīng)刺激引線12成一直線布置。所示的神經(jīng)刺激引線12的數(shù)量是兩個(gè)，但是可以提供任何合適數(shù)量的神經(jīng)刺激引線12，包括只有一個(gè)。可替代地，外科槳式引腳(paddlelead)可以用來(lái)代替經(jīng)皮引線中的一個(gè)或多個(gè)。如下面還將更詳細(xì)地描述的那樣，IPG14包括脈沖發(fā)生電路，該脈沖發(fā)生電路根據(jù)一組刺激參數(shù)以脈沖式電波形(即，電脈沖的時(shí)間序列)的形式遞送電刺激能量。IPG14和神經(jīng)刺激引線12可以與例如空心針、口針、隧穿工具以及隧穿吸管一起作為可植入神經(jīng)刺激用具包提供。標(biāo)題為“TemporaryNeurostimulationLeadIdentificationDevice(暫時(shí)神經(jīng)刺激引線識(shí)別裝置)”的美國(guó)申請(qǐng)第61/030,506號(hào)中公開(kāi)了討論可植入用具包的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，該申請(qǐng)通過(guò)引用明確地并入本文。ETS20還可以經(jīng)由經(jīng)皮引線延長(zhǎng)部分28或外部電纜30物理地連接到神經(jīng)刺激引線12。具有與IPG14類似的脈沖發(fā)生電路的ETS20也根據(jù)一組刺激參數(shù)將電刺激能量以脈沖式電波形的形式遞送到電極陣列26。ETS20和IPG14之間的主要差別是，ETS20是在神經(jīng)刺激引線12已經(jīng)被植入之后、IPT14被植入之前試驗(yàn)性地用來(lái)測(cè)試將提供的刺激的響應(yīng)性的不可植入裝置。因此，本文中關(guān)于IPG14描述的任何功能可以同樣地對(duì)ETS20執(zhí)行。RC16可以用于經(jīng)由雙向RF通信鏈路32遙測(cè)地控制ETS20。一旦IPG14和刺激引線12被植入，RC16就可以被用來(lái)經(jīng)由雙向RF通信鏈路34遙測(cè)地控制IPG14。這樣的控制使IPG14可以開(kāi)啟或關(guān)閉并且在植入之后用不同的刺激程序編程。一旦IPG14已經(jīng)被編程，并且它的電源已經(jīng)被充電或者被以其他方式補(bǔ)充，IPG14就可以在不存在RC16的情況下按照編程的那樣運(yùn)行。CP18為臨床醫(yī)生提供用于在手術(shù)室里以及在隨訪會(huì)話中對(duì)IPG14和ETS20進(jìn)行編程的詳細(xì)刺激參數(shù)。CP18可以通過(guò)經(jīng)由IR通信鏈路36通過(guò)RC16間接地與IPG14或ETS20進(jìn)行通信來(lái)執(zhí)行該功能?？商娲?，CP18可以經(jīng)由RF通信鏈路(未示出)直接與IPG14或ETS20進(jìn)行通信。外部充電器22是用于經(jīng)由感應(yīng)鏈路38經(jīng)皮地給IPG14充電的便攜式裝置。一旦IPG14已經(jīng)被編程，并且它的電源已經(jīng)被外部充電器22充電或者被以其他方式補(bǔ)充，IPG14就可以在不存在RC16或CP18的情況下按照編程的那樣運(yùn)行。為了本說(shuō)明書(shū)的目的，術(shù)語(yǔ)“神經(jīng)刺激器”、“刺激器”、“神經(jīng)刺激”和“刺激”一般是指影響神經(jīng)組織的神經(jīng)活動(dòng)(可以是興奮性的或抑制性的)的電能的遞送，例如通過(guò)發(fā)起動(dòng)作電位、禁止或阻止動(dòng)作電位的傳播、影響神經(jīng)發(fā)送器/神經(jīng)調(diào)節(jié)器釋放或攝取的變化、以及誘導(dǎo)組織的神經(jīng)可塑性或神經(jīng)發(fā)生的變化來(lái)影響。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，本文中將不對(duì)CP18、ETS20和外部充電器22的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。美國(guó)專利No.6,895,280中公開(kāi)了這些部件的示例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，該專利通過(guò)引用明確地并入本文。參照?qǐng)D5，神經(jīng)刺激引線12被植入在患者40的脊柱42內(nèi)的初始位置處。神經(jīng)刺激引線12的優(yōu)選放置是相鄰的，即，擱置在硬腦膜附近或上面、與將被刺激的脊髓區(qū)相鄰。由于在神經(jīng)刺激引線12退出脊柱42的位置附近沒(méi)有空間，所以IPG14一般被植入在腹部中或臀部上方的用外科手術(shù)做成的口袋中。當(dāng)然，IPG14也可以被植入在患者的身體的其他位置上。引線延長(zhǎng)部分24便利于遠(yuǎn)離神經(jīng)刺激引線12的退出點(diǎn)安置IPG14。如那里所示的，CP18經(jīng)由RC16與IPG14進(jìn)行通信。在植入之后，可以操作IPG14來(lái)對(duì)將被治療的目標(biāo)組織產(chǎn)生一定體積的激活，從而提供受控于患者的療法刺激?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6，將簡(jiǎn)要地描述神經(jīng)刺激引線12a、12b和IPG14的外部特征。每個(gè)神經(jīng)刺激引線12均具有八個(gè)電極26(分別標(biāo)記為用于引線12a的E1-E8以及用于引線12b的E9-E16)。當(dāng)然，引線和電極的實(shí)際數(shù)量和形狀將根據(jù)預(yù)期應(yīng)用改變。標(biāo)題為“LeadAssemblyandMethodofMakingSame(引線組件及其制造方法)”的美國(guó)專利申請(qǐng)第11/689,918號(hào)以及標(biāo)題為“CylindricalMulti-ContactElectrodeLeadforNeuralStimulationandMethodofMakingSame(用于神經(jīng)刺激的電極引線及其制造方法)”的美國(guó)專利申請(qǐng)第11/565,547號(hào)中公開(kāi)了描述經(jīng)皮刺激引線的構(gòu)造和制造方法的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，這些申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用明確地并入本文。IPG14包括用于容納電子部件和其他部件的外殼44(下面更詳細(xì)地描述)。外殼44由導(dǎo)電的生物相容的材料(比如鈦)構(gòu)成，并且形成密封室，在該密封室中，內(nèi)部電子器件被保護(hù)不受身體組織和流體的影響。在一些情況下，外殼44可以用作電極。IPG14進(jìn)一步包括連接器46，神經(jīng)刺激引線12的近端以將電極26電耦合到外殼44內(nèi)的內(nèi)部電子器件(下面更詳細(xì)地描述)的方式與連接器46配合。為此，連接器46包括用于接納引線12的近端的兩個(gè)端口(未示出)。在使用引線延長(zhǎng)部分24的情況下，端口可以改為接納這樣的引線延長(zhǎng)部分24的近端。如以上簡(jiǎn)要地討論的，IPG14包括根據(jù)一組參數(shù)向電極26提供電刺激能量的電路。這樣的刺激參數(shù)可以包括限定作為陽(yáng)極(正極)、陰極(負(fù)極)被激活以及被關(guān)閉(零)的電極的電極組合；分配給每個(gè)電極的刺激能量的百分比(細(xì)分電極配置)；以及電脈沖參數(shù)，這些參數(shù)限定脈沖振幅(根據(jù)IPG14是將恒定電流供給電極陣列26，還是將恒定電壓供給電極陣列26，以毫安或伏特為單位測(cè)量)、脈寬(以毫秒為單位測(cè)量)、脈沖速率(以每秒脈沖數(shù)為單位測(cè)量)以及猝發(fā)率(被測(cè)量為刺激開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間X和刺激關(guān)閉持續(xù)時(shí)間Y)。如下面將更詳細(xì)地描述的，IPG14還包括提供電信號(hào)以及測(cè)量的響應(yīng)于這些電信號(hào)的電阻抗的電路。關(guān)于在SCS系統(tǒng)10操作期間提供的脈沖式電波形，被選為發(fā)送或接收電能的電極在本文中被稱為“被激活的”，而不被選為發(fā)送或接收電能的電極在本文中被稱為“未被激活的”。將在兩個(gè)(或更多個(gè))電極之間發(fā)生電能遞送，這些電極中的一個(gè)可以是IPG殼44，以使得電流具有從IPG殼44內(nèi)所包含的能量源到組織的路徑以及從組織到殼內(nèi)所包含的能量源的信宿路徑。電能可以以單極或多極(例如，雙極、三極等)的方式發(fā)送到組織。當(dāng)引線電極26中的一個(gè)或多個(gè)與IPG14的殼44一起被激活時(shí)，單極遞送發(fā)生，以使得電能在選定的電極26和殼44之間傳送。當(dāng)引線電極26中的一個(gè)或多個(gè)與遠(yuǎn)離所述一個(gè)或多個(gè)引線電極26安置的很大的一組引線電極一起被激活時(shí)，單極遞送也可以發(fā)生，以便創(chuàng)建單極效果；也就是說(shuō)，電能以相對(duì)各向同性的方式從所述一個(gè)或多個(gè)引線電極26傳遞。當(dāng)引線電極26中的兩個(gè)被作為陽(yáng)極和陰極激活時(shí)，雙極遞送發(fā)生，以使得電能在選定的電極26之間傳送。當(dāng)引線電極26中的三個(gè)被激活(兩個(gè)作為陽(yáng)極，其余的一個(gè)作為陰極，或者兩個(gè)作為陰極，其余的一個(gè)作為陽(yáng)極)時(shí)，三極遞送發(fā)生。對(duì)于本發(fā)明重要的是，響應(yīng)于神經(jīng)刺激系統(tǒng)10對(duì)于電極26中的至少一個(gè)的電刺激電流遞送，任何分路電容在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下可以吸收來(lái)自組織的電荷或者將電荷注入到組織中，從而使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與任何一個(gè)或多個(gè)電極26相鄰的組織。在所示的實(shí)施例中，作為電流通過(guò)分路電容分流的結(jié)果遞送到與電極(一個(gè)或多個(gè))26相鄰的組織的未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ闻c期望電波形大不相同。為了本說(shuō)明書(shū)的目的，如果實(shí)際上遞送到電極(一個(gè)或多個(gè))26的未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ翁峁┑呐R床效果不同于用于這些電極(一個(gè)或多個(gè))26的期望電波形實(shí)際上遞送到這些電極(一個(gè)或多個(gè))26時(shí)將會(huì)提供的臨床效果(例如，如果分路電容(一個(gè)或多個(gè))使電流遠(yuǎn)離刺激電極分流，則患者可能經(jīng)受較少的治療，或者如果分路電容(一個(gè)或多個(gè))使電流朝向不工作的電極分流，則患者可能體驗(yàn)到不舒適)，則該未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ闻c期望電波形大不相同。神經(jīng)刺激系統(tǒng)10補(bǔ)償吸收的或注入的電荷，從而使補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ伪贿f送到與電極(一個(gè)或多個(gè))相鄰的組織。在所示的實(shí)施例中，遞送到與電極(一個(gè)或多個(gè))26相鄰的組織的補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ闻c用于這些電極(一個(gè)或多個(gè))26的期望電波形基本上是相同的。為了本說(shuō)明書(shū)的目的，如果實(shí)際上遞送到電極(一個(gè)或多個(gè))26的補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ翁峁┑呐R床效果與用于這些電極(一個(gè)或多個(gè))26的期望電波形實(shí)際上遞送到電極(一個(gè)或多個(gè))26時(shí)將會(huì)提供的臨床效果沒(méi)有區(qū)別(例如，盡管有補(bǔ)償函數(shù)，如果分路電容(一個(gè)或多個(gè))使微不足道的量的電流遠(yuǎn)離刺激電極分流，則患者可以經(jīng)受相同的治療，或者如果分路電容(一個(gè)或多個(gè))使微不足道的量的電流朝向不工作的電極分流，則患者可能不會(huì)體驗(yàn)到不舒適)，則該補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ闻c期望電波形基本上是相等的。神經(jīng)刺激系統(tǒng)10可以存儲(chǔ)限定期望電波形的特性的程控電參數(shù)(例如，電值或者甚至脈沖形狀)。例如，神經(jīng)刺激系統(tǒng)10可以被編程用于特定電極的電流值，該電流值最終限定該電極遞送的電脈沖的上升沿上的期望平均電流或總電荷。通常，期望平均電流應(yīng)等于程控電流值，或者電脈沖的上升沿上的期望總電荷應(yīng)等于程控電流值乘以電脈沖的上升沿的持續(xù)時(shí)間。就相對(duì)于期望電波形的誤差值來(lái)說(shuō)，未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏脱a(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ慰梢员蛔詈玫亓炕?。具體地說(shuō)，在未經(jīng)補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏推谕姴ㄐ沃g，比如一段時(shí)間段期間(例如，電脈沖的上升沿上)的平均電流、總電荷或波形形狀的特性可以具有第一誤差值，在補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ魏推谕姴ㄐ沃g，相同的特性具有小于第一誤差值的第二誤差值。如前面所討論的，將被補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚奶匦钥梢允瞧骄娏?。例如，如果電極E1被編程為遞送具有-1mA的期望值的陰極電流，則電流通過(guò)分路電容的分流可以使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)木哂?1.5mA的平均值的陰極電流在電脈沖的上升沿期間被遞送到電極E1，從而對(duì)于電極E1得到0.5mA的誤差值。然而，用于電極E1的補(bǔ)償?shù)年帢O電流在電脈沖的上升沿期間可以為-0.8mA，從而得到0.2mA的誤差值，該誤差值小于未經(jīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值0.5mA。作為另一個(gè)例子，如果電極E2被編程為不遞送電流(即，具有零值的電流)(換句話說(shuō)，零波形)，則電流通過(guò)分路電容的分流可以使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)木哂?0.2mA的平均值的陽(yáng)極電流在電脈沖的上升沿期間被遞送到電極E2，從而對(duì)于電極E2得到0.2mA的誤差值。然而，用于電極E1的補(bǔ)償?shù)碾娏骺梢詾?0.05mA，從而得到0.05mA的誤差值，該誤差值小于未經(jīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值0.2mA。如前面所討論的，將被補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚奶匦钥梢允强傠姾?。例如，如果電極E1被編程為遞送具有-1mA的值的陰極電流，該陰極電流可以在理想方形電脈沖的50μs初始時(shí)間段期間轉(zhuǎn)化為-50pC的總電荷，則電流通過(guò)分路電容的分流可以使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)?35pC的總電荷在電脈沖的50μs上升沿期間被遞送到電極E1，從而對(duì)于電極E1得到15pC的誤差值。然而，用于電極E1的補(bǔ)償?shù)目傠姾稍陔娒}沖的50μs上升沿期間可以為-40pC，從而得到10pC的誤差值，該誤差值小于未經(jīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值15pC。作為另一個(gè)例子，如果電極E2被編程為不遞送電流(即，具有零值的電流)，則電流通過(guò)分路電容的分流可以使未經(jīng)補(bǔ)償?shù)?0pC的總電荷在電脈沖的50μs上升沿期間被遞送到電極E2，從而對(duì)于電極E2得到10pC的誤差值。然而，用于電極E1的補(bǔ)償?shù)目傠姾稍陔娒}沖的50μs上升沿期間可以為-5pC，從而得到2.5pF的誤差值，該誤差值小于未經(jīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值10pF。如前面所討論的，將被補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚奶匦钥梢允遣ㄐ涡螤睢＠?，如果電極E1被編程為遞送具有相對(duì)較陡的上升沿的梯形電脈沖，則電流通過(guò)分路電容的分流可以使具有相對(duì)較窄的上升沿的電脈沖被遞送到電極E1，從而使實(shí)際上遞送到電極E1的電脈沖的波形形狀和理想電脈沖的波形形狀之間基本上不匹配。然而，用于電極E1的補(bǔ)償?shù)牟ㄐ涡螤钤陔娒}沖的上升沿期間可以與程控電脈沖的相對(duì)較抖的上升沿更好地匹配。未經(jīng)補(bǔ)償?shù)幕蜓a(bǔ)償?shù)牟ㄐ涡螤詈屠硐氩ㄐ涡螤钪g的匹配可以使用得到誤差系數(shù)的各種比較函數(shù)中的任何一個(gè)來(lái)執(zhí)行，比如Pearson相關(guān)性系數(shù)函數(shù)或基于最小平方的函數(shù)。不管被執(zhí)行補(bǔ)償?shù)碾姴ㄐ蔚奶匦匀绾?，神?jīng)刺激系統(tǒng)10都對(duì)每個(gè)電極26提供電荷的主動(dòng)注入或移除來(lái)執(zhí)行這樣的補(bǔ)償功能。電荷注入或移除可以被定時(shí)以與電荷累積分路電容中的變化一致；也就是說(shuō)，由于電脈沖遞送，累積電流在分路電容中流動(dòng)，以便取消或最小化由于分路電容器的負(fù)載效應(yīng)而導(dǎo)致的組織的電荷遞送的變化。分流電流的部分取消可以通過(guò)使用從其他內(nèi)部IPG電路的主動(dòng)注入將電平相等且相反的電流注入到相應(yīng)的分路電容器上來(lái)實(shí)現(xiàn)。電荷的主動(dòng)注入或移除可以由出于這個(gè)目的提供的附加電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以使用現(xiàn)有的刺激電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。完美的取消一般是不可能的，但是也不是必需的。使遞送到組織的電荷的隨著時(shí)間變化的意外變化降至不具有生理影響是足夠的。例如，對(duì)于被編程為不工作的電極，如果電極接觸的組織中的電荷平衡在比組織的時(shí)值短得多的時(shí)間段(例如，小于1/10)期間保持，以使得該時(shí)間段期間的電荷平衡不會(huì)達(dá)到刺激組織的最低水平，則即使在該時(shí)間段期間沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完美的取消，也可以使組織刺激的可能性最低。作為圖7所示的例子，為了補(bǔ)償分路電容，如果分路電容的值為1nF，并且電脈沖上升沿導(dǎo)致整個(gè)分路電容上有3V的變化，則3nC的電荷將被注入到分路電容中以補(bǔ)償該電壓增大。該電荷值可以使用電容器電荷和電壓方程來(lái)計(jì)算：Q＝CV(其中，Q是分路電容電荷，C是分路電容值，V是整個(gè)分路電容上的電壓)。補(bǔ)償電流可以使用公式I＝C*dV/dt來(lái)計(jì)算(其中，I是通過(guò)分路電容的電流，C是分路電容值，dV/dt是整個(gè)分路電容上的電壓變化速率)。例如，如果電脈沖上升到3V電平的上升時(shí)間為5μs，則600μA的補(bǔ)償電流將在電脈沖的上升沿期間被注入到分路電容中。類似的考慮適用于電脈沖的下降沿(在這種情況下，分路電容將遞送電荷)或者電脈沖的振幅正在變化的其他時(shí)間段期間。對(duì)于被驅(qū)動(dòng)的電極(即，被編程為工作的電極)，遞送的實(shí)際電流將等于補(bǔ)償電流和程控刺激電流。對(duì)于非驅(qū)動(dòng)的電極(即，被編程為不工作的電極)，遞送的實(shí)際電流將等于補(bǔ)償電流。接著翻到圖8，現(xiàn)在將描述IPG14的主要內(nèi)部部件。IPG14包括通過(guò)數(shù)據(jù)總線54受到控制邏輯52控制的刺激輸出電路50，該刺激輸出電路50被配置為根據(jù)限定的脈沖式波形來(lái)產(chǎn)生電刺激能量，該脈沖式波形具有指定的脈沖振幅、脈沖速率、脈寬、脈沖形狀以及猝發(fā)率。電波形的脈沖速率和脈寬的控制由計(jì)時(shí)器邏輯電路56促進(jìn)，計(jì)時(shí)器邏輯電路56可以具有合適的分辨率，例如，10μs。刺激輸出電路50產(chǎn)生的刺激能量經(jīng)由電容器C1-C16輸出到與電極26對(duì)應(yīng)的電端子58。刺激輸出電路50可以包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立控制的電源，這些電源采取陽(yáng)極電流源和/或陰極電流源(新宿)的形式，用于向電極26或者從電極26提供指定的已知安培數(shù)的電脈沖。電流源包括恒流源和相關(guān)聯(lián)的模擬開(kāi)關(guān)用于產(chǎn)生電脈沖串。例如，刺激輸出電路50可以包括多個(gè)(m個(gè))獨(dú)立電流源對(duì)60，這些電流源對(duì)能夠以指定的已知安培數(shù)向電端子58供給刺激能量。每對(duì)60的一個(gè)電流源62用作正極(+)或陽(yáng)極電流源，而每對(duì)60的另一個(gè)電流源64用作負(fù)極(-)或陰極電流源。每對(duì)60的陽(yáng)極電流源62和陰極電流源64的輸出連接到公共節(jié)點(diǎn)66。刺激輸出電路50進(jìn)一步包括低阻抗開(kāi)關(guān)矩陣68，通過(guò)低阻抗開(kāi)關(guān)矩陣68，每個(gè)電流源對(duì)60的公共節(jié)點(diǎn)66經(jīng)由電容器C1-C16連接到電端子58中的任何一個(gè)。因此，例如，可能的是，將第一陽(yáng)極電流源62(+I1)編程為生成具有+4mA的峰值振幅的脈沖(以指定速率生成，并且持續(xù)指定持續(xù)時(shí)間)，并且同步地將第二陰極電流源64(-I2)編程為類似地生成具有-4mA的峰值振幅的脈沖(以相同的速率和脈寬生成)，然后將陽(yáng)極電流源62(+I1)的節(jié)點(diǎn)86連接到與電極E3對(duì)應(yīng)的電端子58，并且將陰極電流源64(-I2)的節(jié)點(diǎn)66連接到與電極E1對(duì)應(yīng)的電端子58。在替代實(shí)施例中，不是利用電流源，而是可以使用具有低阻抗串聯(lián)電阻(例如，100歐姆或更小)的電壓源來(lái)供給陽(yáng)極或陰極電流。因此，看出，每個(gè)可編程電端子58均可以被編程為具有正極(源電流)、負(fù)極(宿電流)或關(guān)閉(無(wú)電流)極性。此外，正從給定電端子58發(fā)出或留宿的電流脈沖的振幅可以被編程為幾個(gè)離散電平中的一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)每個(gè)電端子58的電流可以被單個(gè)地按100μA的步長(zhǎng)設(shè)置為IPG14的輸出電壓/電流要求內(nèi)的0至±10mA。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，一組電端子58輸出的總電流可以高達(dá)±20mA(分布在該組中所包括的電極之間)。此外，電流脈沖的脈沖持續(xù)時(shí)間優(yōu)選地是可以按方便的增量調(diào)整的，例如，按10微妙(μs)的增量從0調(diào)整到1毫秒(ms)。類似地，脈沖速率優(yōu)選地可以在可接受的限值內(nèi)調(diào)整，例如，每秒0至10,000個(gè)脈沖(pps)。其他可編程特征可以包括緩慢開(kāi)始/結(jié)束斜坡、猝發(fā)刺激循環(huán)(開(kāi)啟X時(shí)間，關(guān)閉Y時(shí)間)、相間間期(即，雙相能量的第一相和第二相之間的持續(xù)時(shí)間)以及開(kāi)環(huán)或閉環(huán)感測(cè)模式。而且，看出，每個(gè)電端子58均可以在多極模式下進(jìn)行操作，例如，在該模式下，兩個(gè)或更多個(gè)電端子被分組以同時(shí)發(fā)出/留宿電流。可替代地，每個(gè)電端子58可以在單極模式下進(jìn)行操作，在該模式下，例如，電端子58被配置為陰極(負(fù)極)，IPG14的殼被配置為陽(yáng)極(正極)?？梢砸庾R(shí)到，電端子58可以被分配振幅，并且包括在多達(dá)k個(gè)可能的組中的任何一個(gè)組內(nèi)，其中，k是與信道數(shù)量對(duì)應(yīng)的整數(shù)，并且在一個(gè)實(shí)施例中，等于4，其中，每個(gè)信道k具有限定的脈沖振幅、脈寬、脈沖速率以及脈沖形狀。其他信道可以以類似的方式實(shí)現(xiàn)。因此，每個(gè)信道識(shí)別哪些電端子58(由此電極26)被選為同步地發(fā)出或留宿電流、這些電端子中的每個(gè)處的脈沖振幅、以及脈寬、脈沖速率和脈沖形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)電流源62/64均具有任意脈沖成形能力。例如，每個(gè)電流源62/64輸出的每個(gè)電脈沖的形狀可以由振幅電平的階躍函數(shù)(stepwisefunction)形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，不是使用振幅電平的階躍函數(shù)來(lái)形成脈沖波形，輸出刺激電路50而是可以包括被配置為使每個(gè)電流源62/64輸出的電脈沖成形的一個(gè)或多個(gè)模擬電路。美國(guó)專利8,036,754中描述了討論脈沖成形的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，該專利通過(guò)引用明確地并入本文。如通過(guò)引用明確地并入本文的美國(guó)專利No.6,516,227中所描述的，討論經(jīng)由低阻抗開(kāi)關(guān)矩陣將電流源選擇性地耦合到電極26中的任何一個(gè)的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)?？商娲?，通過(guò)引用明確地并入本文的美國(guó)專利No.6,181,996中所描述的，每個(gè)電極可以耦合到專用電流源，這使得電極可以作為電流源或電流宿進(jìn)行操作。IPG14進(jìn)一步包括監(jiān)視電路70，該監(jiān)視電路70用于監(jiān)視整個(gè)IPG14中的各種節(jié)點(diǎn)或其他點(diǎn)72的狀態(tài)，例如，電源電壓、溫度、電池電壓等。監(jiān)視電路70還被配置為測(cè)量電參數(shù)數(shù)據(jù)(例如，電極阻抗和/或電極場(chǎng)電位)。IPG14進(jìn)一步包括微控制器(μC)74的形式的處理電路，該處理電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線76控制控制邏輯52，并且經(jīng)由數(shù)據(jù)總線78從監(jiān)視電路70獲得狀態(tài)數(shù)據(jù)。IPG14另外還控制定時(shí)器邏輯56。IPG14進(jìn)一步包括耦合到微控制器74的存儲(chǔ)器80以及振蕩器和時(shí)鐘電路72。微控制器74與存儲(chǔ)器80以及振蕩器和時(shí)鐘電路72組合由此構(gòu)成根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器80中的合適的程序?qū)崿F(xiàn)程序功能的微處理器系統(tǒng)。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器80中的程序包括一組刺激參數(shù)，包括用于每個(gè)電極26的電流值?？商娲兀瑢?duì)于一些應(yīng)用，微處理器系統(tǒng)提供的功能可以由合適的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。因此，微控制器74產(chǎn)生必要的控制和狀態(tài)信號(hào)，這些信號(hào)可以使微控制器74根據(jù)選定的操作程序和刺激參數(shù)來(lái)控制IPG14的操作。在控制IPG14的操作中，微控制器74能夠與控制邏輯52和定時(shí)器邏輯56相組合地使用刺激輸出電路50來(lái)產(chǎn)生電極26處的刺激脈沖，從而使每個(gè)電極26可以與其他電極26(包括單極殼電極)配對(duì)或分在一組來(lái)控制極性、振幅、速率、脈寬以及通過(guò)其提供電流刺激脈沖的信道。微控制器74還執(zhí)行上述分流電流補(bǔ)償功能，下面將對(duì)該功能進(jìn)行更詳細(xì)的描述。IPG14進(jìn)一步包括交流(AC)接收線圈84以及充電和正向遙測(cè)電路86，AC接收線圈84用于從RC16和/或CP18接收適當(dāng)調(diào)制的載波信號(hào)中的編程數(shù)據(jù)(例如，操作程序和/或刺激參數(shù))，充電和正向遙測(cè)電路86用于對(duì)它通過(guò)AC接收線圈84接收的載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以恢復(fù)編程數(shù)據(jù)，該編程數(shù)據(jù)然后被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器80內(nèi)，或者被存儲(chǔ)在分布在整個(gè)IPG14中的其他存儲(chǔ)器元件(未示出)內(nèi)。IPG14進(jìn)一步包括反向遙測(cè)電路88和交流(AC)發(fā)送線圈90，AC發(fā)送線圈90用于將通過(guò)監(jiān)視電路70感測(cè)的信息性數(shù)據(jù)發(fā)送到RC16和/或CP18。IPG14的反向遙測(cè)特征還使得其狀態(tài)可以被檢查。例如，當(dāng)RC16和/或CP18指示開(kāi)始與IPG14的編程會(huì)話時(shí)，電池的容量被遙測(cè)，以使得RC16和/或CP18可以計(jì)算估計(jì)的再充電時(shí)間。對(duì)電流刺激參數(shù)做出的任何改變都通過(guò)反向遙測(cè)確認(rèn)，從而確保這樣的改變已經(jīng)被正確地接收并且在植入系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。而且，當(dāng)RC16和/或CP18詢問(wèn)時(shí)，存儲(chǔ)在IPG14內(nèi)的所有可編程設(shè)置都可以被上傳到RC16和/或CP18。IPG14進(jìn)一步包括用于向IPG14提供操作功率的可再充電電源92和電源電路94?？稍俪潆婋娫?2可以例如包括鋰離子或鋰離子聚合物電池?？稍俪潆婋娫?2向電源電路94提供未經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓(例如，3V)。電源電路94繼而產(chǎn)生各種電壓96，根據(jù)安置在IPG14內(nèi)的各種電路的需要，其中一些被調(diào)節(jié)，其中一些不被調(diào)節(jié)?？稍俪潆婋娫?2使用AC接收線圈84接收的整流的AC功率(或通過(guò)其他手段(例如，AC到DC轉(zhuǎn)換器電路，也被稱為“逆變器電路”)從AC功率轉(zhuǎn)換的DC功率)進(jìn)行再充電。為了給電源92再充電，產(chǎn)生AC磁場(chǎng)的外部充電器22(在圖4中示出)被緊靠植入IPG14上方的患者皮膚放置或者以其他方式鄰近。外部充電器發(fā)射的AC磁場(chǎng)在AC接收線圈84中感應(yīng)AC電流。充電和正向遙測(cè)電路86對(duì)AC電流進(jìn)行整流以生成用于給電源92充電的DC電流。雖然AC接收線圈84被描述為既用于無(wú)線地接收通信(例如，編程和控制數(shù)據(jù))、又用于從外部裝置充填能量，但是應(yīng)意識(shí)到，AC接收線圈84可以被布置為專用充電線圈，而另一個(gè)線圈，比如線圈90，可以用于雙向遙測(cè)。關(guān)于上述IPG和其他IPG的另外的細(xì)節(jié)可以在美國(guó)專利No.6,516,227、美國(guó)專利申請(qǐng)No.2003/0139781、以及標(biāo)題為“LowPowerLossCurrentDigital-to-AnalogConverterUsedinanImplantablePulseGenerator(可植入脈沖發(fā)生器中使用的低功耗電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器)”的美國(guó)專利申請(qǐng)第11/138,632號(hào)中找到，這些專利和申請(qǐng)通過(guò)引用明確地并入本文。應(yīng)注意到，不是IPG，而是系統(tǒng)10可以可替代地利用連接到引線12的可植入接收器-刺激器(未示出)。在這種情況下，用于給植入的接收器供電的電源(例如，電池)以及命令接收器-刺激器的控制電路將包含在經(jīng)由電磁鏈路感應(yīng)地耦合到接收器-刺激器的外部控制器中。數(shù)據(jù)/功率信號(hào)從放置在植入的接收器-刺激器上方的電纜連接的發(fā)送線圈經(jīng)皮地耦合。植入的接收器-刺激器接收信號(hào)，并且根據(jù)控制信號(hào)產(chǎn)生刺激。IPG14可以以各種方式中的任何一種方式補(bǔ)償流過(guò)分路電容的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器80存儲(chǔ)微分方程，該微分方程是分路電容和用于每個(gè)電極26的程控電流值的函數(shù)，并且微控制器74基于該微分方程來(lái)計(jì)算電流源/電流宿產(chǎn)生的電流的值。例如，圖2所示的模型得到以下方程：I＝(R1)(C1)(Rt)(C2)(dit(t)2/dt2)+(R1C1+Rt(C1+C2))(dit/dt)+it(t)。如果期望組織電流it可以針對(duì)治療的目的限定(程控電流值將等于組織電流it)，則微控制器74可以直接計(jì)算驅(qū)動(dòng)電流I的值，該值最后將被用來(lái)獲得期望組織電流it。實(shí)際的考量必須被考慮在內(nèi)，因?yàn)閳D2中的組織負(fù)載處的電壓的階躍變化或電壓的斜率將需要電流源E1的脈沖輸出，這些脈沖輸出需要瞬時(shí)無(wú)限大的振幅和功率。因此，在實(shí)踐中，僅可能在組織負(fù)載處近似為目標(biāo)刺激波形。圖2所示的兩電極系統(tǒng)僅具有一個(gè)自由度；也就是說(shuō)，它是由一個(gè)電流源限定的。然而，如圖8所示，神經(jīng)刺激系統(tǒng)包括許多個(gè)電極。假定負(fù)載是線性的，則多電極系統(tǒng)可以使用線性代數(shù)和矩陣的數(shù)學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行描述。參照?qǐng)D9，考慮具有n個(gè)引線電極E1-En、殼電極Ecase以及將這些電極耦合在一起的線性阻抗網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。殼電極Ecase可以被看作是參考節(jié)點(diǎn)，所有電流都從該參考節(jié)點(diǎn)發(fā)出，并且所有電壓都從該參考節(jié)點(diǎn)測(cè)量。該系統(tǒng)將在n+1個(gè)點(diǎn)處與組織交互，但是將僅具有n個(gè)自由度。這不失一般性，因?yàn)椴煌姌O之間的任何電流或電壓可以通過(guò)相對(duì)于殼電極Ecase疊加電流和電壓來(lái)創(chuàng)建。為了從電學(xué)上描述該系統(tǒng)，每個(gè)電極處的電壓必須已知是電極處的電流的函數(shù)。為了這樣做，可以定義表示線性阻抗網(wǎng)絡(luò)的矩陣Z。這可以是組織阻抗或IPG14經(jīng)受的任何其他線性負(fù)載的模型。標(biāo)準(zhǔn)的組織阻抗模型可以用如圖10所示的電阻器的并聯(lián)組合來(lái)表示，或者可替代地，用如圖11所示的電阻器的并聯(lián)組合來(lái)表示?；蛘呓M織阻抗模型可以用于如圖12所示的電阻器的并聯(lián)組合來(lái)表示，在這種情況下，在矩陣Z的條目中將需要頻率相關(guān)項(xiàng)。可替代地，微分算子可以被用來(lái)反映電壓的變化與相關(guān)電流成比例的事實(shí)。矩陣Z具有i,j條目，這些條目具有阻抗單位，表示第i電極上的電壓與發(fā)到第j電極的電流的比率。如果電流Ij注入到電極Ej(第j電極)，則該電流將在相應(yīng)的電極E1至En上創(chuàng)建電壓V1至Vn。如果沒(méi)有效果，則這些電壓可以為零。矩陣Z可以被描述為Z＝Zij，其中，Zij＝Vi/I。為了在驅(qū)動(dòng)阻抗網(wǎng)絡(luò)Zij的電流Ij給定的情況下確定電壓Vi，根據(jù)以下方程Vi＝Zij·Ij，阻抗網(wǎng)絡(luò)Zij必須乘以電流列矢量Ij，其中，·表示矩陣乘法。以上定義的矩陣Z描述了在電流Ij的輸入給定的情況下的電壓Vi。然而，為了計(jì)算將組織電流設(shè)置為程控電流所需的驅(qū)動(dòng)電流的值，驅(qū)動(dòng)電流Ij需要已知是電壓Vi的函數(shù)。通過(guò)進(jìn)行矩陣逆運(yùn)算I＝Z-1·V，這可以對(duì)于非奇異矩陣獲得，其中，Z-1是阻抗網(wǎng)絡(luò)矩陣Z的逆矩陣。如圖13所示，兩個(gè)阻抗網(wǎng)絡(luò)Z1和Z2可以并聯(lián)放置。也就是說(shuō)，第i電極處的電壓是相同的，第j電極處的電流在網(wǎng)絡(luò)Z1和Z2之間是共享的。即使沒(méi)有電流被第j電極處的IPG14驅(qū)動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)中，電流也可以被共享。在這種情況下，電流將正好合計(jì)為零。因此，IPG14看到驅(qū)動(dòng)電流I1-In進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Z1和Z2的電壓V1-Vn以及進(jìn)入Z1和Z2的電流i1和i2可以如下計(jì)算：其中，I是單位矩陣。除了并聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)之外，串聯(lián)阻抗負(fù)載也必須被考慮。這些串聯(lián)阻抗負(fù)載類似于并聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)，除了它們被假定在每個(gè)電極索引處的電壓變化時(shí)使每個(gè)電極索引處的電流保持相同之外。這些串聯(lián)阻抗負(fù)載由2n個(gè)電極組成；如圖14所示，電極中n個(gè)在一組端子處，并且電極中另外的n個(gè)在另一組端子處。為了確定IPG電流驅(qū)動(dòng)輸入的端子E1-En處的電壓V1-Vn，不僅必須知道描述網(wǎng)絡(luò)的阻抗的阻抗矩陣，而且還必須知道其他端子E’1-E’n上的電壓V’1-V’n?？梢愿鶕?jù)以下方程來(lái)計(jì)算使用矩陣方程的電壓V1-Vn：V＝Z·i+V’，其中，Z表示串聯(lián)阻抗。圖2所示的多電極等效模型可以通過(guò)使用組合在一起的并聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)和串聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)的組合創(chuàng)建圖15所示的模型來(lái)重構(gòu)。IPG驅(qū)動(dòng)電流矢量I可以使用以下方程計(jì)算：I＝Zc-1(Zt+Zc(I+Zc-1Zt)+Zs(I+Zc-1Zt))·i，其中，i是組織電流矢量，并且I是IPG源電流矢量?？梢砸庾R(shí)到，IPG驅(qū)動(dòng)電流矢量I是就期望組織電流矢量i指定的。由于電容器，對(duì)I的時(shí)變解將由線性微分方程給出。如圖2所示的兩電極例子中那樣，組織電流中的瞬時(shí)有限變化將需要來(lái)自IPG電子器件的電流的脈沖，在實(shí)踐中，這些脈沖僅可以是近似的。在另一個(gè)實(shí)施例中，IPG14可以使用直接測(cè)量技術(shù)來(lái)補(bǔ)償流過(guò)分路電容的電流。具體地說(shuō)，監(jiān)視電路70(或者可替代地，一些其他的感測(cè)裝置(未示出))可以測(cè)量電脈沖遞送期間每個(gè)電極26處的電壓的變化，并且微控制器74基于相應(yīng)的測(cè)量的電壓變化和已知的電容值來(lái)計(jì)算流過(guò)每個(gè)電極26的電流的幅值和極性，并且指導(dǎo)電流源62/64通過(guò)除了用于每個(gè)電極26的程控電流值之外還產(chǎn)生具有流過(guò)每個(gè)電極26的電流的相同幅值和相反極性的電流來(lái)補(bǔ)償吸收的或注入的電荷。例如，如圖16所示，電路可以具有四個(gè)電極E1-E4以及四個(gè)獨(dú)立的電流源I1-I4，其中，像圖2中那樣，C1、R1和C2表示神經(jīng)刺激引線的寄生部件、EMI濾波器中的任何分路電容以及與電極E1-E4中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部刺激電路的集總元件模型。因此，對(duì)于電極E1-E4中的每個(gè)，電流將響應(yīng)于這些電容上的電壓的變化而泄漏通過(guò)分路電容C1和C2，防止指定的電驅(qū)動(dòng)電流I1-I4到達(dá)組織電阻，組織電阻被建模為R1t-R4t。相反，電流i1t-i4t分別流過(guò)組織電阻R1t-R4t。在該例子中，電流源I1和I4被編程為工作的，電流源I2和I3被編程為不工作的。也就是說(shuō)，電流源I1被編程為指定的非零值的陽(yáng)極電流，電流源I4被編程為相同的、但是相反極性的指定非零值的陰極電流，并且電流源I2和I3均被編程零電流值。如圖17所示，分別具有電壓V1-V4的電脈沖被遞送到組織電阻R1t-R4t?？梢砸庾R(shí)到，在當(dāng)在組織電阻R1t-R4t上發(fā)生電壓變化ΔV的時(shí)間段期間，電流將通過(guò)電容被分流，在每個(gè)脈沖期間需要補(bǔ)償以使電極E1-E4中的每個(gè)的程控電流與遞送到電極E1-E4中的每個(gè)的實(shí)際電流基本上匹配。為了執(zhí)行補(bǔ)償功能，在電壓V1-V4變化期間測(cè)量每個(gè)電流源上的電壓。例如，可以在脈沖的上升沿的起點(diǎn)和終點(diǎn)和/或脈沖的下降沿的起點(diǎn)和終點(diǎn)處測(cè)量電壓V1-V4以獲取組織電阻R1t-R4t上的電壓變化ΔV。然后可以根據(jù)方程i＝C*dV/dt來(lái)計(jì)算電壓V1-V4變化的時(shí)間段期間的通過(guò)組織電阻R1t-R4t中的每個(gè)的平均電流i1t-i4t(其中，i是流過(guò)相應(yīng)的組織電阻的電流，C是與電極相關(guān)聯(lián)的分路電容值，以及dV/dt是相應(yīng)的組織電阻上的電壓變化速率)。然后可以通過(guò)下述方式來(lái)計(jì)算用于電極E1-E4的補(bǔ)償電流，即，從對(duì)相應(yīng)的電極E1-E4編程的電流值減去通過(guò)相應(yīng)的組織電阻R1t-R4t的平均電流i1t-i4t，然后將補(bǔ)償電流與程控電流值相加以獲得將被相應(yīng)的電流源I1-I4遞送的電流的校正值。然后在下一個(gè)脈沖的對(duì)應(yīng)的電壓變化時(shí)間段期間將對(duì)相應(yīng)的電流源I1-I4使用校正的電流值。對(duì)于隨后的任何脈沖，將計(jì)算的流過(guò)相應(yīng)的組織電阻R1t-R4t的電流與用于相應(yīng)的電流源I1-I4的新校正的電流值進(jìn)行比較，然后將補(bǔ)償電流與用于相應(yīng)的電流源I1-I4的新校正的電流值相加以獲得用于相應(yīng)的電流源I1-I4的下一個(gè)校正的電流值。例如，如果電極E1已經(jīng)被編程為+2mA，電極E4已經(jīng)被編程為-2mA，流過(guò)組織電阻R1t的平均電流i1t在脈沖的上升沿期間為+1.8mA，并且流過(guò)組織電阻R2t的平均電流i4t在脈沖的上升沿期間為-1.4mA，則用于電極E1和E4的補(bǔ)償電流將分別為+0.2mA和-0.6mA。因此，電流源I1和I4將被調(diào)整以分別產(chǎn)生+2.2mA和-2.6mA的電流值，從而至少部分地抵消與電極E1和E4相關(guān)聯(lián)的分流電流。對(duì)于不工作的電極E2和E3，如果流過(guò)組織電阻R2t的平均電流i2t在脈沖的上升沿期間為-0.3mA，并且流過(guò)組織電阻R3t的平均電流i3t在脈沖的上升沿期間為-0.1mA，則用于電極E2和E3的補(bǔ)償電流將分別為+0.3mA和+0.1mA。因此，電流源I2和I3將被調(diào)整以分別產(chǎn)生+0.3mA和+0.1mA的電流值，從而至少部分地抵消與電極E2和E3相關(guān)聯(lián)的分流電流。如果在下一個(gè)電脈沖期間，流過(guò)組織電阻R1t的平均電流i1t在脈沖的上升沿期間為+1.9mA，并且流過(guò)組織電阻R1t的平均電流i2t在脈沖的上升沿期間為-1.9mA，則用于電極E1和E4的補(bǔ)償電流將分別為+0.1mA和-0.1mA。因此，將通過(guò)將這些補(bǔ)償電流與先前校正的電流值+2.2mA和-2.6mA相加來(lái)調(diào)整電流源I1和I4以分別產(chǎn)生+2.3mA和-2.7mA的下一個(gè)校正的電流值，從而至少部分地抵消與電極E1和E4相關(guān)聯(lián)的分流電流。對(duì)于不工作的電極E2和E3，如果流過(guò)組織電阻R2t的平均電流i2t在脈沖的上升沿期間為-0.1mA，并且流過(guò)組織電阻R3t的平均電流i3t在脈沖的上升沿期間為+0.1mA，則用于電極E2和E3的補(bǔ)償電流將分別為+0.1mA和-0.1mA。因此，將通過(guò)這些補(bǔ)償電流與先前校正的電流值+0.3mA和+0.1mA相加來(lái)調(diào)整電流源I2和I3以分別產(chǎn)生+0.4mA和0.0mA的下一個(gè)校正的電流值，從而至少部分地抵消與電極E2和E3相關(guān)聯(lián)的分流電流。盡管分流的電流已經(jīng)被描述為被逐個(gè)脈沖地迭代地補(bǔ)償，但是分流的電流可以在一個(gè)電脈沖內(nèi)被迭代地補(bǔ)償。例如，電脈沖可以被劃分為十六個(gè)時(shí)間間隔，單個(gè)地對(duì)每個(gè)時(shí)間間隔以與先前對(duì)脈沖作為一個(gè)整體進(jìn)行的方式相同的方式執(zhí)行測(cè)量、補(bǔ)償電流計(jì)算以及電流校正功能。電脈沖無(wú)需劃分為相等的時(shí)間間隔。例如，如果系統(tǒng)可以用一階系統(tǒng)近似并且預(yù)期電脈沖是方形的，則可能僅需要將電脈沖劃分為兩個(gè)時(shí)間間隔，其中第一個(gè)非常短。盡管補(bǔ)償電流已經(jīng)被描述為與先前校正的電流值直接相加以獲得將被相應(yīng)的電流源I1-I4遞送的下一個(gè)校正的電流值，但是應(yīng)意識(shí)到，補(bǔ)償電流的任何適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)都可以與先前校正的電流值相加。例如，在補(bǔ)償電流與相應(yīng)的校正值相加之前，可以在時(shí)間上對(duì)補(bǔ)償電流進(jìn)行積分，并且再乘以適當(dāng)?shù)脑鲆?其可以是1或某個(gè)其他的值)，從而減小DC誤差，或者在補(bǔ)償電流與相應(yīng)的校正值相加之前，在時(shí)間上對(duì)補(bǔ)償電流進(jìn)行微分，并且再乘以適當(dāng)?shù)脑鲆妫瑥亩鴾p小過(guò)沖。作為另一個(gè)例子，可以在補(bǔ)償電流與校正電流值相加之前對(duì)補(bǔ)償電流執(zhí)行運(yùn)動(dòng)平均函數(shù)、均值函數(shù)或FIR函數(shù)。盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是將理解，并非意圖使本發(fā)明限于優(yōu)選實(shí)施例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種改變和修改。因此，本發(fā)明意圖涵蓋可以包括在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代、修改和等同。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3