DyNeuMo Mk-1:集成时间疗法的运动自适应神经刺激器的设计和试点验证 Mayela Zamora 1,2,1,* mayela.zamora@eng.ox.ac.uk、Robert Toth 2,1、Francesca Morgante 3,4、Jon Ottaway 5、Tom Gillbe 5、Sean Martin 6、Guy Lamb 5、Tara Noone 5、Moaad Benjaber 1,2、Zachary Nairac 1、Devang Sehgal 1、Timothy G. Constandinou 7,8、Jeffrey Herron 9、Tipu Z. Aziz 6、Ivor Gillbe 5、Alexander L. Green 6、Erlick AC Pereira 3,4、Timothy Denison 1,2,* timothy.denison@eng.ox.ac.uk 1 生物医学工程研究所,牛津大学工程科学系,牛津,英国 2 牛津大学纳菲尔德临床神经科学系 MRC 脑网络动力学部,牛津,英国 3 伦敦大学圣乔治分子与临床科学研究所神经科学研究中心,伦敦,英国 4 圣乔治医院阿特金森莫利地区神经科学中心神经外科系,伦敦,英国 5 Bioinduction Ltd.,布里斯托尔,英国 6 牛津大学约翰拉德克利夫医院神经外科系,牛津,英国 7 伦敦帝国理工学院电气与电子工程系,伦敦,英国 8 英国痴呆症研究所护理研究与技术中心,伦敦,英国 9 华盛顿大学神经外科系,西雅图,华盛顿州,美国* 通讯作者。摘要 人们对使用自适应神经调节来提供更个性化的治疗体验以改善患者治疗效果的兴趣日益浓厚。然而,目前的植入技术在自适应算法能力方面受到限制。为了探索慢性植入物的自适应算法,我们设计并验证了“Picostim DyNeuMo Mk-1”(简称 DyNeuMo Mk-1),这是一种完全可植入的自适应研究刺激器,可根据昼夜节律(例如睡眠、清醒)和患者的运动状态(例如姿势、活动、休克、自由落体)滴定刺激。该设计利用现成的消费技术,提供低功耗、高可靠性和相对适中的惯性传感。DyNeuMo Mk-1 系统的设计、制造和验证采用 ISO 13485 设计控制,包括 ISO 14971 风险管理技术,以确保患者安全,同时支持新算法。该系统已根据药品和保健产品管理局 (MHRA) 的紧急设备授权针对运动障碍的预期用例进行了验证。算法可配置性和扩展的刺激参数空间允许在中央和外围应用中探索许多应用程序。预期应用包括针对运动障碍的自适应刺激、将刺激与昼夜节律模式同步以及对姿势变化等瞬态惯性事件做出反应,神经植入物、脑刺激、活动识别、自适应控制、闭环系统、风险管理 1. 简介 随着自适应神经调节领域的快速发展,一个关键问题是使用什么信号来调整刺激传递;可以说,目前的重点是使用生物电信号来通知控制算法(Borton 等人,2020 年;Gunduz 等人,2019 年;Little 等人,2013 年;Priori 等人,2013 年)。作为领先的商业系统,Neuropace RNS 在美国被批准用于治疗难治性癫痫(Sun 和 Morrell,2014 年)。虽然很有希望,但响应性刺激对癫痫的最终益处仍然是未知的。
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