ES2873255T3

ES2873255T3 - Dosificación de estimulación neurológica

Info

Publication number: ES2873255T3
Application number: ES15825098T
Authority: ES
Inventors: John Louis Parker
Original assignee: Saluda Medical Pty Ltd
Current assignee: Saluda Medical Pty Ltd
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2021-11-03
Anticipated expiration: 2035-07-27
Also published as: EP3171929B1; CN106714896A; EP3171929A4; US20200282208A1; CN106714896B; JP2020195871A; CA2955966C; EP3171929A1; EP3838331B1; AU2015292272B2; AU2015292272A1; EP3838331A1; AU2020277131B2; US11167129B2; JP2017524468A; US10632307B2; US20230364417A1; US12064620B2; CA2955966A1; AU2020277131A1

Abstract

Dispositivo (100) para aplicar estímulos neurológicos terapéuticos, comprendiendo el dispositivo: al menos un electrodo configurado para colocarlo junto a una vía neurológica de un usuario; y una unidad de control (110) configurada para monitorizar al menos uno de estímulo sensorial y movimiento del usuario, caracterizado por que la unidad de control está configurada para administrar una mayor dosis de estímulos a través del al menos un electrodo (2) dentro de un período de tiempo correspondiente a un período de tiempo durante el cual el estímulo sensorial detectado o el movimiento del usuario da lugar a un enmascaramiento, estando configurada la mayor dosis de estímulos para dar lugar a una mayor incorporación neurológica.

Description

DESCRIPCIÓN

Dosificación de estimulación neurológica

Sector de la técnica

[0001] La presente invención se refiere a la aplicación de estímulos neurológicos terapéuticos, y en particular se refiere a la aplicación de una dosis deseada de estímulos mediante el uso de uno o más electrodos implantados proximales a la vía neurológica de una manera variable para minimizar los efectos adversos.

Antecedentes de la invención

[0002] Hay una serie de situaciones en las que es deseable aplicar estímulos neurológicos para dar lugar a un potencial de acción compuesto (CAP, por sus siglas en inglés). Por ejemplo, la neuromodulación se usa para tratar una variedad de trastornos que incluyen dolor neuropático crónico, enfermedad de Parkinson y migraña. Un sistema de neuromodulación aplica un impulso eléctrico al tejido con el fin de generar un efecto terapéutico.

[0003] Cuando se usa para aliviar el dolor neuropático que se origina en el tronco y las extremidades, el impulso eléctrico se aplica a la columna posterior (CP) de la médula espinal. Este sistema comprende normalmente un generador de impulsos eléctricos implantado y una fuente de energía tal como una batería que puede recargarse mediante transferencia inductiva transcutánea. Una matriz de electrodos se conecta al generador de impulsos y se coloca en el espacio epidural dorsal por encima de la columna posterior. Un impulso eléctrico aplicado a la columna posterior mediante un electrodo provoca la despolarización de neuronas y la generación de potenciales de acción en propagación. Las fibras que se estimulan de esta manera inhiben la transmisión del dolor desde ese segmento de la médula espinal al cerebro. Para mantener los efectos de alivio del dolor, los estímulos se aplican de forma sustancialmente continua, por ejemplo a una frecuencia en el intervalo de 30 Hz a 100 Hz.

[0004] Si bien el efecto clínico de la estimulación de la médula espinal (EME) está bien establecido, no se llegan a comprender los mecanismos precisos implicados. La CP es el objetivo de la estimulación eléctrica, ya que contiene las fibras Ap aferentes de interés. Las fibras Ap intervienen en sensaciones de tacto, vibración y presión de la piel.

[0005] Para una operación eficaz y cómoda, es necesario mantener la amplitud de los estímulos o la carga suministrada por encima de un umbral de incorporación. Los estímulos por debajo del umbral de incorporación no incorporarán ningún potencial de acción. También es necesario aplicar estímulos que estén por debajo de un umbral de confort, por encima del cual surgen percepciones incómodas o dolorosas debido al aumento de la incorporación de fibras Ap que cuando la incorporación es demasiado grande producen sensaciones incómodas y a altos niveles de estimulación pueden incluso incorporar fibras nerviosas sensoriales asociadas con dolor agudo, frío y sensación de presión. En casi todas las aplicaciones de neuromodulación, se desea una única clase de respuesta de las fibras, pero las formas de onda del estímulo empleadas pueden incorporar otras clases de fibras que causen efectos secundarios no deseados, tales como la contracción muscular si se incorporan fibras motoras aferentes o eferentes. La tarea de mantener la incorporación neurológica apropiada se hace más difícil por la migración del electrodo y/o los cambios posturales del receptor del implante, cualquiera de los cuales puede alterar significativamente la incorporación neurológica que surge de un estímulo dado, dependiendo de si el estímulo se aplica antes o después del cambio en la posición del electrodo o la postura del usuario. Hay sitio en el espacio epidural para que la matriz de electrodos se mueva, y este movimiento de la matriz altera la distancia de electrodo a fibra y, por lo tanto, la eficacia de incorporación de un estímulo dado. Además, la médula espinal en sí puede moverse dentro del líquido cefalorraquídeo (LCR) con respecto a la duramadre. Durante los cambios posturales, la cantidad de LCR y la distancia entre la médula espinal y el electrodo pueden cambiar significativamente. Este efecto es tan grande que los cambios posturales por sí solos pueden causar que un régimen de estímulos previamente cómodo y eficaz se vuelva ineficaz o doloroso.

[0006] WO 2012/155188 describe un dispositivo implantable para aplicar y controlar un estímulo neurológico.

[0007] Cualquier explicación de documentos, actos, materiales, dispositivos, artículos o similares incluida en la presente memoria descriptiva tiene el único propósito de proporcionar un contexto para la presente invención sin que con ello se admita que alguna o todas estas entidades formen parte de la base de la técnica anterior o constituyan conocimientos generales comunes en el sector de la técnica relevante para la presente invención tal como existía antes de la fecha de prioridad de cada reivindicación de esta solicitud.

[0008] A lo largo de esta memoria descriptiva, se entenderá que la palabra "comprende" o variaciones tales como "que comprende" o "comprendiendo" implican la inclusión de un elemento, un número entero o una etapa, o un grupo de elementos, números enteros o etapas indicados, pero no la exclusión de ningún otro elemento, número entero o etapa, o grupo de elementos, números enteros o etapas.

[0009] En esta memoria descriptiva, se debe entender una declaración de que un elemento puede ser "al menos una de 'una lista de opciones que el elemento puede ser cualquiera de las opciones enumeradas, o puede ser cualquier combinación de dos o más de las opciones enumeradas.

Explicación resumidade la invención

[0010] La presente invención proporciona un dispositivo para aplicar estímulos neurológicos terapéuticos, comprendiendo el dispositivo:

al menos un electrodo configurado para colocarse junto a una vía neurológica de un usuario; y

una unidad de control configurada para monitorizar al menos uno de estímulo sensorial y movimiento del usuario, caracterizado por que la unidad de control está configurada para administrar, en respuesta a la detección de al menos uno de estímulo sensorial y movimiento del usuario, una mayor dosis de estímulos a través del al menos un electrodo dentro de un período de tiempo correspondiente a una duración de tiempo durante la cual el estímulo sensorial o el movimiento del usuario detectado da lugar a un enmascaramiento, estando configurado el aumento de la dosis de estímulos para dar lugar a una mayor incorporación neurológica.

[0011] La presente invención reconoce que, durante el movimiento o el estímulo sensorial, la psicofísica de la percepción puede dar como resultado que el individuo perciba una sensación reducida de un estímulo dado en comparación con cuando se aplica el mismo estímulo mientras el individuo no se mueve ni recibe estímulo sensorial. Sin embargo, los beneficios de administrar una gran dosis de estímulos permanecen durante un período de tiempo después de la finalización de los estímulos. Por lo tanto, la presente invención reconoce que los períodos de tiempo durante los cuales el usuario se mueve o recibe estímulo sensorial dan una oportunidad para administrar una mayor dosis de estimulación.

[0012] En algunas formas de realización de la invención, el aumento de la dosis de estímulos puede efectuarse aumentando uno o más de la amplitud del estímulo, el ancho del impulso del estímulo y/o la frecuencia del estímulo. El aumento de la dosis de estímulos puede comprender, por ejemplo, una ráfaga de estímulos de alta frecuencia, por ejemplo estímulos a 10 kHz, 40 ps de ancho de impulso y 2 mA de amplitud. En momentos en los que no se detecta ni estímulo sensorial ni movimiento, se pueden administrar estímulos en una dosis reducida, por ejemplo a 20 o 30 Hz, o incluso pueden no administrarse en absoluto.

[0013] En algunas formas de realización, se puede monitorizar una dosis de estímulos acumulativos administrada al usuario, y se puede utilizar como base para definir un régimen de estímulos requerido durante períodos de estímulo sensorial o movimiento, y/o durante períodos sin estímulo sensorial y sin movimiento, con el fin de procurar administrar una dosis de estímulos total deseada durante el transcurso de un período de dosificación tal como una hora o un día.

[0014] En algunas formas de realización, el estímulo sensorial o el movimiento del usuario se detecta midiendo la actividad neurológica en la vía neurológica. La actividad neurológica medida puede comprender respuestas neurológicas provocadas resultantes de estímulos eléctricos aplicados a la vía neurológica y, por ejemplo, el estímulo sensorial o el movimiento puede detectarse cuando se detecta un cambio en la respuesta neurológica provocada a partir de un estímulo dado. La actividad neurológica medida puede comprender, además o como alternativa, una actividad neurológica no provocada, estando presente la actividad neurológica en la vía neurológica por razones distintas a la aplicación de estímulos eléctricos mediante el dispositivo. Dichas formas de realización reconocen que la actividad neurológica no provocada aumenta significativamente durante los períodos de estímulo sensorial o movimiento del usuario, de modo que se puede tomar un aumento o alteración observada en la actividad neurológica no provocada para indicar estímulo sensorial o movimiento del usuario.

[0015] En otras formas de realización, el movimiento del usuario puede detectarse mediante un acelerómetro u otro detector de movimiento.

[0016] El período de tiempo dentro del cual se administra la mayor dosis de estímulos puede predefinirse como una aproximación de la duración de un movimiento humano típico y, por ejemplo, puede predefinirse para ser del orden de un segundo de duración. Además o como alternativa, el período de tiempo durante el cual se administra la mayor dosis de estímulos puede determinarse de forma adaptativa llevando a cabo la etapa adicional de detectar un cese de estímulos sensoriales o movimientos del usuario, y a su vez detener la administración de la mayor dosis de estímulos.

[0017] Además o como alternativa, el período de tiempo durante el cual se administra la mayor dosis de estímulos puede predefinirse o determinarse de forma adaptativa para tomar un valor correspondiente a la duración típica de la actividad neurológica no provocada. Por ejemplo, en algunas formas de realización, el período de tiempo durante el cual se administra la mayor dosis de estímulos puede estar en el intervalo de 10-100 ms, o más preferiblemente 20 40 ms, más preferiblemente alrededor de 30 ms. En dichas formas de realización, el aumento en la dosis de estímulos puede implicar imponer una mayor frecuencia de estimulación, por ejemplo aumentando una frecuencia de estimulación de 60 Hz a 1 kHz con el fin de administrar alrededor de 30 estímulos durante una ventana de 30 ms de actividad neurológica no provocada en lugar de administrar solo alrededor de 2 estímulos como ocurriría a 60 Hz.

[0018] Además o como alternativa, el período de tiempo durante el cual se administra la mayor dosis de estímulos y/o la intensidad de un estímulo de la mayor dosis de estímulos puede determinarse de forma adaptativa llevando a cabo la etapa adicional de medir una intensidad de movimiento o estímulo sensorial y determinar el período de tiempo y/o la intensidad del estímulo a partir de la intensidad de movimiento, por ejemplo el período de tiempo y/o la intensidad de estímulo se puede hacer que sea proporcional a la intensidad de movimiento. La intensidad de movimiento o sensorial puede comprender, por ejemplo, una magnitud o potencia del movimiento detectado o estímulo sensorial, u otra medida de intensidad del movimiento o estímulo sensorial detectado. En estas formas de realización, la intensidad del estímulo puede controlarse para permanecer por debajo de un umbral de sensación en una cierta cantidad o fracción con el paso del tiempo, ya que el umbral de sensación varía con el movimiento o estímulo sensorial, para evitar o minimizar así los estímulos que causan una sensación de parestesia mientras se mantiene una dosis terapéutica de estímulos.

[0019] La mayor dosis de estímulos puede administrarse a lo largo del período de tiempo o en momentos seleccionados dentro del período de tiempo, tales como solo al inicio y/o cese del estímulo sensorial o movimiento o el período de tiempo.

[0020] La presente invención se refiere también a un dispositivo para efectuar un bloqueo neurológico, comprendiendo el dispositivo:

al menos un electrodo configurado para colocarlo junto a una vía neurológica de un usuario; y

una unidad de control configurada para administrar una secuencia de estímulos eléctricos al tejido neurológico, cada estímulo configurado a un nivel por el cual, al menos en una posición relativa dada del electrodo con respecto al tejido neurológico, un primer estímulo de la secuencia genera un potencial de acción y por el cual cada estímulo posterior altera un potencial de membrana del tejido neurológico sin causar despolarización del tejido neurológico ni provocar un potencial de acción, siendo administrado cada estímulo posterior antes de la recuperación del potencial de membrana del tejido neurológico de un estímulo anterior de modo que la secuencia de estímulos mantenga el potencial de membrana en un intervalo alterado en el que se dificulte o evite la conducción de potenciales de acción.

[0021] Los métodos y dispositivos para efectuar un bloqueo neurológico pueden aplicar una secuencia de estímulos que al principio producen un potencial de acción y que luego crean un bloqueo, surgiendo el bloqueo durante el período en el que la secuencia de estímulos mantiene el potencial de membrana en un intervalo alterado en el que se dificulta o evita la conducción de potenciales de acción. Se puede realizar un bloqueo aplicando una secuencia de estímulos supraumbrales, el primero de los cuales provocará un potencial de acción. Además o como alternativa, se puede efectuar un bloqueo aplicando una secuencia de estímulos que son subumbrales en una primera postura, pero que se vuelven supraumbrales en momentos en los que el usuario se mueve a una segunda postura. En dichas formas de realización de la descripción, el primer estímulo administrado después de que el umbral del estímulo caiga por debajo de la amplitud de estímulo provocará un potencial de acción. El bloqueo es beneficioso porque los estímulos administrados durante el bloqueo provocan pocos o ningún potencial de acción en el sitio del estímulo y, por lo tanto, darán lugar a un efecto significativamente reducido de parestesia, o incluso a su completa ausencia.

[0022] La secuencia de estímulos puede administrarse a una frecuencia, o a un promedio de frecuencia, que sea mayor de 500 Hz, más preferiblemente mayor de 1 kHz, y por ejemplo puede estar en el intervalo de 5-15 kHz. La frecuencia puede definirse determinando un promedio del período refractario del sujeto, tal como mediante el uso de las técnicas de la publicación de solicitud de patente internacional n.° WO2012155189, cuyo contenido se incorpora a la presente memoria mediante esta referencia. La frecuencia de los estímulos administrados puede entonces establecerse de modo que el tiempo entre estímulos sea menor que el período refractario determinado, o sea una fracción adecuada o múltiplo de este.

[0023] El nivel subumbral nominal puede ser predeterminado, por ejemplo, por un médico en un momento de ajuste en el usuario de un estimulador implantado. El nivel subumbral nominal puede establecerse en un nivel que sea una fracción grande de un umbral de estímulo en una postura dada, por ejemplo siendo el 50%, 75% o 90% del tamaño del umbral de estímulo en esa postura. El nivel subumbral nominal puede determinarse de forma adaptativa, por ejemplo determinando repetidamente un umbral de incorporación del tejido neurológico de vez en cuando, tal como midiendo las respuestas neurológicas provocadas por estímulos y volviendo a establecer el nivel subumbral nominal con referencia al nivel umbral determinado más reciente. El umbral de incorporación del tejido neurológico puede determinarse en intervalos de tiempo que sean sustancialmente mayores que la duración de un movimiento humano típico para permitir que el bloqueo neurológico se establezca durante un movimiento.

[0024] El bloqueo puede implementarse solo en momentos de estímulo sensorial o movimiento detectado. Por consiguiente, la detección de un estímulo sensorial o un movimiento puede efectuarse administrando los estímulos de bloqueo continuamente en el nivel subumbral nominal, por lo que los estímulos de bloqueo surten efecto solo durante un estímulo sensorial o movimientos que hagan que el umbral de incorporación momentáneo caiga por debajo del nivel subumbral nominal. Como alternativa, el bloqueo puede iniciarse en respuesta a la detección de un estímulo sensorial o un movimiento de modo que el potencial de acción generado por el primer estímulo de la secuencia esté enmascarado por el estímulo sensorial o el movimiento.

Breve descripción de los dibujos

[0025] A continuación se describirá un ejemplo de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 ilustra esquemáticamente un estimulador de médula espinal implantado;

la Figura 2 es un diagrama de bloques del neuroestimulador implantado;

la Figura 3 es una interacción ilustrativa esquemática del estimulador implantado con un nervio;

la Figura 4 ilustra la curva de duración de la intensidad seguida por el umbral para la generación de potenciales de acción en un axón;

la Figura 5 ilustra el efecto en la curva de duración de la intensidad de la administración de una cadena de impulsos de alta frecuencia;

la Figura 6 muestra las curvas de crecimiento de amplitud para un individuo en varias posturas diferentes;

la Figura 7 muestra la curva de duración de la intensidad correspondiente a la activación de las columnas posteriores; la Figura 8 ilustra la monitorización de una corriente de estimulación necesaria para mantener una respuesta constante del potencial de acción compuesto provocado (ECAP, por sus siglas en inglés);

la Figura 9 muestra ejemplos de registros del ECAP con un paciente en reposo;

la Figura 10 muestra registros del ECAP con el paciente caminando en el mismo lugar;

la Figura 11 muestra actividad no provocada medida de un paciente;

la Figura 12 ilustra regímenes de estímulos aplicados según algunas formas de realización de la presente invención; la Figura 13 ilustra la tensión eléctrica neurológica registrada durante un bloqueo;

la Figura 14 ilustra el funcionamiento de un detector de actividad de movimiento;

las Figuras 15-17 ilustran señales de respuesta neurológica observadas durante el movimiento del paciente y los regímenes de estímulos resultantes administrados por el detector de la Figura 14; y

la Figura 18 ilustra el funcionamiento de un detector de actividad neurológica según otra forma de realización de la presente invención.

Descripción de las formas de realización preferidas

[0026] La Figura 1 ilustra esquemáticamente un estimulador 100 de médula espinal implantado. El estimulador 100 comprende un módulo electrónico 110 implantado en una ubicación adecuada en el área abdominal inferior o en la región glútea superior posterior del paciente, y una unidad de electrodos 150 implantada dentro del espacio epidural y conectado al módulo 110 por un cable adecuado. Numerosos aspectos del funcionamiento del dispositivo neurológico implantado 100 son reconfigurables mediante un dispositivo de control externo 192. Además, el dispositivo neurológico implantado 100 cumple una función de recopilación de datos, comunicándose los datos recopilados al dispositivo externo 192.

[0027] La Figura 2 es un diagrama de bloques del neuroestimulador implantado 100. El módulo 110 contiene una batería 112 y un módulo de telemetría 114. En formas de realización de la presente invención, el módulo de telemetría 114 puede utilizar cualquier tipo adecuado de comunicación transcutánea 190, tal como transferencia por infrarrojos (IR), electromagnética, capacitiva e inductiva, para transferir energía y/o datos entre un dispositivo externo 192 y el módulo electrónico 110.

[0028] El controlador 116 del módulo tiene una memoria asociada 118 que almacena los ajustes del paciente 120, los programas de control 122 y similares. El controlador 116 controla un generador de impulsos 124 para generar estímulos en forma de impulsos de corriente según los ajustes del paciente 120 y los programas de control 122. El módulo de selección de electrodos 126 conmuta los impulsos generados al o los electrodos apropiados de la matriz de electrodos 150 para la administración del impulso de corriente al tejido que rodea el o los electrodos seleccionados. Los circuitos de medición 128 están configurados para capturar las mediciones de las respuestas neurológicas detectadas en el o los electrodos de detección de la matriz de electrodos seleccionados por el módulo de selección de electrodos 126.

[0029] La Figura 3 es una interacción ilustrativa esquemática del estimulador implantado 100 con un nervio 180, en este caso la médula espinal, sin embargo en formas de realización alternativas pueden colocarse adyacentes a cualquier tejido neurológico deseado, incluido un nervio periférico, nervio visceral, nervio parasimpático o una estructura cerebral. El módulo de selección de electrodos 126 selecciona un electrodo de estimulación 2 de la matriz de electrodos 150 para administrar un impulso de corriente eléctrica al tejido circundante que incluye el nervio 180, y también selecciona un electrodo de retorno 4 de la matriz 150 para la recuperación de la corriente de estímulos para mantener una transferencia de carga neta cero.

[0030] La administración de un estímulo apropiado al nervio 180 provoca una respuesta neurológica que comprende un potencial de acción compuesto que se propagará a lo largo del nervio 180, como se ilustra, con fines terapéuticos que, en el caso de un estimulador de la médula espinal para el dolor crónico, podría ser crear parestesia en una ubicación deseada. Con este fin, los electrodos de estímulo se utilizan para administrar estímulos a 30 Hz. Para ajustar el dispositivo, un médico aplica estímulos que producen una sensación que es experimentada por el usuario como una parestesia. Cuando la parestesia está en una ubicación y es de un tamaño que es congruente con el área del cuerpo del usuario afectada por el dolor, el clínico designa esa configuración para su uso continuo.

[0031] El dispositivo 100 está configurado además para detectar la existencia e intensidad de potenciales de acción compuestos (CAP) que se propagan a lo largo del nervio 180, ya sea que dichos CAP sean provocados por el estímulo de los electrodos 2 y 4, o provocados de otro modo. Con este fin, el módulo de selección de electrodos 126 puede seleccionar cualquier electrodo de la matriz 150 para que sirva como electrodo de medición 6 y electrodo de referencia de medición 8. Las señales detectadas por los electrodos de medición 6 y 8 se pasan a los circuitos de medición 128, que por ejemplo pueden funcionar según las enseñanzas de la publicación de solicitud de patente internacional n.° WO2012155183 del presente solicitante.

[0032] Sin embargo, la presente invención reconoce que no está claro si la experiencia de parestesia es necesaria o no para la reducción del dolor de forma continua. Aunque la parestesia generalmente no es una sensación desagradable, puede haber beneficios en un régimen de estímulos que proporcione alivio del dolor sin la generación de esa sensación.

[0033] El umbral para la generación de potencial de acción en un axón sigue la curva de duración de la intensidad como se muestra en la Figura 4. A medida que se aumenta el ancho de impulso del estímulo, disminuye la corriente necesaria para que un axón alcance el umbral. La corriente reobase es un valor asintótico, siendo la corriente más grande que es incapaz de producir un potencial de acción incluso en anchos de impulso muy largos. La cronaxia se define entonces como el ancho de impulso mínimo requerido para provocar un potencial de acción en una corriente que es el doble de la corriente reobase.

[0034] La Figura 5 ilustra el efecto en la curva de duración de la intensidad de administrar una cadena de impulsos de alta frecuencia. Como se muestra, una cadena de impulsos de alta frecuencia puede actuar efectivamente como un solo impulso con un ancho de impulso más largo con respecto a la activación de un nervio. Es decir, los estímulos muy juntos pueden sumar e incorporar efectivamente poblaciones adicionales de fibras en comparación con estímulos muy espaciados con el mismo ancho de impulso. Los estímulos pueden despolarizar las membranas axónicas hasta el umbral y generar potenciales de acción, o bien pueden despolarizar el potencial de la membrana axónica justo por debajo del umbral y no producir un potencial de acción. Cuando un axón produce un potencial de acción en respuesta a un estímulo, no puede producir un segundo potencial durante un período de tiempo llamado período refractario. Por otro lado, aquellos axones que no alcanzaron el umbral en respuesta al primer estímulo pueden alcanzar el umbral en los estímulos posteriores a medida que su potencial de membrana se eleve más y más cerca del umbral con cada estímulo, siempre que los siguientes estímulos ocurran antes de la recuperación del potencial de membrana de los estímulos anteriores. Este efecto se equilibra sobre un pequeño número de estímulos de alta frecuencia, y puede explicar una duplicación efectiva del número de fibras incorporadas, en comparación con un único estímulo del mismo ancho de impulso a baja frecuencia.

[0035] La activación de las fibras Ap en la columna posterior puede variar considerablemente en respuesta a cambios de postura. Este efecto postural se debe principalmente al movimiento de los electrodos de estímulo con respecto a las fibras. Los cambios de postura se pueden medir registrando el potencial de acción compuesto provocado (ECAP). Los cambios momentáneos de postura, por ejemplo un estornudo o una tos, pueden producir un factor de aumento de 10 en la amplitud de un CAP provocado, o más. La Figura 6 muestra las curvas de crecimiento de amplitud para un individuo en una serie de posturas diferentes. Demuestra un cambio significativo en el umbral de incorporación a medida que el paciente se mueve de una postura a otra, siendo el umbral de incorporación casi de tan solo 0,5 mA cuando el usuario está acostado en decúbito supino y siendo de aproximadamente 3 mA cuando el usuario está acostado en decúbito prono.

[0036] La Figura 7 muestra la curva de duración de la intensidad correspondiente a la activación de las columnas posteriores para una sola postura. La corriente correspondiente al umbral para un ECAP frente al ancho de impulso. Por ejemplo, un ancho de impulso de 35 ps corresponde a una corriente umbral de 11,5 mA. Teniendo en cuenta las curvas de incorporación de la Figura 6, cuando el paciente sentado pasa a una posición decúbita supina, se podría esperar que el umbral en la Figura 7 cayera a un tercio del valor, lo que para un ancho de impulso de 35 ps indica que el umbral será 11,5/3 = 3,83mA. Para mantener el umbral en respuesta a un cambio de postura, se puede aumentar el ancho del impulso o bien, como se demostró anteriormente, se podría utilizar una cadena de alta frecuencia utilizando un ancho de impulso más corto.

[0037] La presente invención reconoce además que la sensación cutánea es suprimida por el movimiento y por el estímulo sensorial, que el nivel de supresión depende de la intensidad del movimiento o estímulo sensorial, y que la supresión inducida por el movimiento atenúa tanto la contracción como la sensación de presión. La reducción de la sensación de presión fue del 30%, 38% y 79 % para movimientos lentos, medios y rápidos, respectivamente. En general, el estímulo sensorial muestra un fenómeno de enmascaramiento donde la presencia de un gran estímulo puede enmascarar la percepción de un estímulo más pequeño. Esto puede suceder incluso cuando el estímulo más pequeño se presenta antes del estímulo más grande (enmascaramiento anterógrado). Este fenómeno ocurre durante el estímulo cutáneo.

[0038] Por lo tanto, la invención se refiere a un sistema de estimulación de la médula espinal que tiene la capacidad de detectar el movimiento, y de aplicar o aumentar la estimulación eléctrica solo durante los períodos en los que el movimiento es lo suficientemente intenso como para enmascarar la sensación producida por la estimulación eléctrica. Este sistema logra un alivio del dolor para los individuos implantados pero sin generación de sensación debido al hecho de que la sensación que sería percibida por el sujeto cuando está estacionario está por debajo del umbral de percepción durante el movimiento.

[0039] Hay varias formas en las que se podría detectar el movimiento del individuo. Un método es utilizar un acelerómetro, que detecta el movimiento del estimulador, otro es utilizar la impedancia de la matriz de electrodos que cambia como resultado del movimiento en el espacio epidural de la médula espinal. Un tercer método para detectar el movimiento es utilizar la modulación del potencial de acción compuesto provocado. Se han desarrollado sistemas de neuromodulación de circuito cerrado que emplean registros del potencial de acción compuesto para lograr una incorporación constante, por ejemplo como se describe en las publicaciones de patentes internacionales WO2012155183 y WO2012155188. Se ha demostrado que la amplitud del ECAP varía sensiblemente con los cambios de postura. Por lo tanto, la amplitud se puede utilizar para detectar movimientos y temporizar la administración de ráfagas de estímulos para que coincidan con esos movimientos. La medición del ECAP proporciona un método para evaluar directamente el nivel de incorporación en las columnas posteriores de la médula espinal dependiendo de la postura. Otro método para detectar el movimiento, que también es adecuado para detectar el estímulo sensorial, es monitorizar la actividad neurológica en el nervio que no ha sido provocada por el neuroestimulador, por ejemplo de la manera descrita en la solicitud de patente provisional australiana del presente solicitante n.° 2014904595. Esta actividad neurológica no provocada puede ser el resultado de señales motoras eferentes o señales propioceptivas o sensoriales aferentes, que presentan oportunidades en las que puede ocurrir el enmascaramiento y, por lo tanto, definen momentos en los que la administración de una mayor dosis de estímulos puede ser apropiada.

[0040] El algoritmo en esta forma de realización funciona de la siguiente manera. El control de retroalimentación de una amplitud de subparestesia del ECAP se establece con el paciente estacionario. El movimiento se detecta monitorizando la corriente de estimulación, que se ajusta constantemente para mantener una respuesta ECAP constante. Se establece un punto de ajuste para la amplitud del cambio a lo largo del tiempo que, cuando se alcanza, indica un movimiento lo suficientemente rápido para cambiar los parámetros de estimulación. Un cambio en la corriente puede ser insuficiente para cumplir con los criterios para detectar un movimiento suficientemente grande (como ocurre en el período de tiempo P1 en la Figura 8) o puede cumplir o exceder los criterios (como ocurre en el período de tiempo P2 en la Figura 8).

[0041] Al detectar este cambio se establece una nueva condición de estimulación, ajustando los parámetros de estimulación. Los parámetros de estimulación pueden ser cualquiera de los que efectúen la incorporación de fibras de la columna posterior tales como la amplitud, ancho de impulso, frecuencia de estimulación o una combinación de estos. El estimulador emite una cadena de estímulos en los nuevos ajustes durante un período de tiempo. El resultado también se puede controlar en un circuito de retroalimentación para lograr un nivel constante de incorporación. El tiempo para el aumento del período de estimulación se ajusta para que cese en un corto período coincidente con el movimiento detectado, y finalice antes de que cese el movimiento, de modo que no sea percibido por el individuo.

[0042] El tiempo y la amplitud se pueden establecer por una serie de medios, tales como una amplitud fija aplicada durante un tiempo fijo, una amplitud que se ajuste proporcionalmente a la amplitud del ECAP o del movimiento medido y termine después de un intervalo fijo, o una amplitud fija de estimulación y terminación después de que la variación, que es la primera derivada en el tiempo de la amplitud ECAP, descienda. Hay que recordar que los parámetros de estimulación se ajustan al alcanzar un nivel establecido de variación. Por lo tanto, una amplitud fija del ECAP se puede ajustar a través de una retroalimentación que termine cuando la primera derivada en el tiempo de la corriente aplicada descienda por debajo de un nivel establecido.

[0043] Después de administrar la cadena de estímulos, el sistema vuelve a un modo de estimulación que está por debajo del umbral de percepción para monitorizar cambios adicionales de posturas, y la secuencia se repite. El ajuste de los parámetros de estimulación se puede controlar a lo largo del tiempo (aumentando o reduciendo) u otra función que varíe en el tiempo.

[0044] Sin pretender limitarse por la teoría, los mecanismos postulados actuales de acción de la EME se basan en la actividad de la fibra Ap en la columna posterior produciendo, mediante transmisión sináptica, la liberación de ácido yaminobutírico (GABA, por sus siglas en inglés), un neurotransmisor inhibidor, en el asta posterior. El GABA entonces reduce la actividad espontánea en neuronas de amplio rango dinámico y, por consiguiente, produce alivio del dolor. Se desconoce la cinética de la inhibición mediada por el GABA, sin embargo hay un efecto posterior a la desconexión de la EME que puede ser bastante prolongado en algunos pacientes. Esto sugiere que la acumulación de GABA puede ser posible durante períodos cortos, lo que conduciría a una inhibición del dolor a largo plazo. Si los cuantos para la liberación de GABA son proporcionales a los estímulos, entonces resulta esclarecedor comparar la estimulación tónica continua con ráfagas de estimulación de mayor frecuencia. La estimulación tónica continua proporciona 216000 estímulos durante un período de una hora a una frecuencia de estimulación de 60 Hz, mientras que a 1,2 kHz la administración del mismo número de estímulos se logra en tres minutos. Dado el control sobre la administración de estímulos como se ha descrito anteriormente, 3 minutos de actividad en una hora darían como resultado el mismo número de estímulos supraumbrales administrados con estimulación tónica. Por consiguiente, una ráfaga de estímulos de mayor frecuencia puede ser tan eficaz como estimulación tónica, pero con una duración de los estímulos mucho más corta.

[0045] El uso de ECAP permite controlar cuidadosamente la dosificación de estímulos aplicados al receptor durante el día y se podrían aplicar estímulos adicionales si el número de estímulos desciende por debajo de un nivel objetivo necesario para lograr una terapia óptima. Esto puede ocurrir porque un individuo no está lo suficientemente activo o porque los puntos de ajuste del sistema no se ajustan de manera óptima. Dadas estas condiciones, el sistema puede alertar al usuario o al médico o incluso volver a períodos de estimulación tónica continua superumbral.

[0046] Los estímulos terapéuticos aplicados pueden ser opcionalmente estímulos supraumbrales para la activación neurológica, sin embargo, en otras formas de realización, se pueden aplicar estímulos subumbrales para la percepción psicofísica en otras áreas terapéuticas.

[0047] Las mediciones de ECAP, como se ha descrito anteriormente, se pueden utilizar como un método para cronometrar la aplicación de estímulos de alivio del dolor para que coincidan con el movimiento detectado. También se puede utilizar una serie de otros métodos que incluyan una medida de la propia actividad neurológica no provocada del paciente. La Figura 9 muestra ejemplos de registros de ECAP con un paciente en reposo y la Figura 10 muestra registros de ECAP con el paciente caminando en el mismo lugar.

[0048] En las Figuras 9 y 10 hay una diferencia significativa en la amplitud del ruido debido a la actividad no provocada inmediatamente después del estímulo con el paciente caminando en el mismo lugar. Una simple inspección visual muestra que, en la Figura 9, durante el período de tiempo de 15-20 s, la amplitud de actividad neurológica es generalmente inferior a 5 microvoltios, mientras que durante el mismo período en la Figura 10 la amplitud de actividad neurológica a menudo excede los 10 microvoltios. Se pueden utilizar varias técnicas automatizadas para determinar la amplitud de la actividad neurológica no provocada. La amplitud se puede medir directamente determinando los valores máximos y mínimos de la respuesta o, de forma alternativa, la media cuadrática (RMS, por sus siglas en inglés) se puede determinar sobre una ventana.

[0049] La actividad no provocada se puede medir de forma continua sin emitir estímulos. De esta manera, el grado de actividad o movimiento del individuo puede evaluarse de forma continua, de modo que se puedan detectar movimientos suficientemente rápidos y usarse como desencadenantes de una mayor dosis de estímulos.

[0050] La Figura 11a muestra una actividad no provocada medida de un paciente, y muestra la RMS de la actividad no provocada para un individuo que se somete a una variedad de actividades de movimiento desde frotar la pierna hasta caminar en el mismo lugar y toser. Como se evidencia en la figura, la señal de la RMS es mucho mayor cuando el paciente está activo y caminando en el mismo lugar. La Figura 11b es otra ilustración de la actividad neurológica no provocada medida de un paciente y muestra la RMS de la actividad no provocada para un individuo que en 1102 no se mueve, en 1104 se frota la pierna, en 1106 levanta una pierna mientras está sentado y en 1108 camina. En particular, la Figura 11b muestra que el estímulo sensorial de frotar la pierna en 1104 y el estímulo motor y/o propioceptivo de levantar la pierna en 1106 son cada uno sutilmente diferentes de los momentos en que no hay movimiento como se muestra en 1102, y algunas formas de realización de la presente invención están configuradas específicamente para abordar este problema.

[0051] En una forma de realización, un algoritmo que instrumentaliza la actividad no provocada funciona de la siguiente manera:

i. El sistema de implantes monitoriza la actividad no provocada (N) hasta que se alcanza una medida umbral de actividad (T ⁿⁿ).

ii. Al alcanzar el umbral, se generan estímulos y, una vez concluida cualquier respuesta provocada, se vuelve a medir la magnitud de la actividad no provocada posterior al estímulo (N^s).

iii. Los estímulos se generan a una velocidad (R^s) hasta que la actividad no provocada (N^s) desciende por debajo de una segunda medida umbral de actividad (T^ns) en cuyo punto cesa la estimulación. T^nstoma normalmente un valor menor que Tⁿⁿ, seleccionado para proporcionar un grado adecuado de histéresis.

iv. A continuación, el sistema de implantes continúa monitorizando la actividad no provocada y vuelve al paso (i).

[0052] La velocidad de estímulo (R^s) puede ser una velocidad fija o también puede ajustarse para variar con la magnitud de la actividad no provocada.

[0053] La amplitud de la actividad provocada se puede utilizar para controlar la amplitud del estímulo generada con cada estímulo sucesivo en un circuito de retroalimentación como se ha descrito en la publicación de la patente internacional n.° WO2012155188, por ejemplo. La ventaja de emplear un circuito de retroalimentación de esta manera es mantener la amplitud del ECAP constante durante un período de movimiento activo durante el cual se sabe que varía considerablemente.

[0054] Los parámetros para este algoritmo se pueden determinar de la siguiente manera

i. Se programa al paciente con un método tradicional con estimulación continua con el paciente en reposo. La ubicación y amplitud del estímulo se ajusta con el fin de obtener cobertura de parestesia del área completa del dolor. Se observa la amplitud del ECAP (E^a) para obtener alivio del dolor.

ii. La estimulación se desactiva y se mide el rango de la actividad no provocada. El umbral Tⁿⁿse establece de tal manera que esté por encima del valor de referencia de la actividad no provocada con el paciente en reposo.

[0055] La presencia de la actividad no provocada es el resultado del movimiento y/o estímulo sensorial para el individuo. El movimiento también afecta a la amplitud de la actividad provocada, de modo que si la actividad provocada se controla con un circuito de retroalimentación, entonces se puede usar un cambio en la corriente u otro parámetro de estímulos establecido para mantener una amplitud constante para monitorizar un cambio en el movimiento y establecer el punto de cese de los estímulos.

[0056] Al administrar mayores estímulos solo en momentos en los que se detecta movimiento y/o estímulo sensorial, la presente invención suministra una cantidad de energía considerablemente reducida. Por ejemplo, si se detecta movimiento cada 15 segundos y el estímulo administrado comprende 5 estímulos, el sistema administrará 20 estímulos por minuto en comparación con 1200 estímulos por minuto para un régimen de estímulos continuo de 20 Hz, es decir, 98,3% menos estímulos.

[0057] La Figura 12a ilustra el umbral 1210 de activación de la columna posterior que varía con el tiempo, por ejemplo con cambios posturales. En los tiempos 1222, 1224 este umbral 1210 desciende por debajo del nivel de estímulo 1230. La presente invención puede iniciar o aumentar el régimen de estímulos durante estos períodos 1222, 1224, ya sea durante todo el período como se muestra en la Figura 12b o, por ejemplo, al inicio y/o al final del período como se muestra en la Figura 12c. Se debe tener en cuenta que cada fibra afectada también responderá de manera correspondiente, aunque en tiempos ligeramente diferentes, dependiendo de la distancia del electrodo de esa fibra y el momento en el que el movimiento del usuario haga que la fibra se encuentre dentro del rango de estímulos efectivos del electrodo. Los estímulos administrados 1240, 1242 en la Figura 12b comprenden una ráfaga de estímulos de alta frecuencia a 10 kHz, 40 ps de ancho de impulso y 2 mA de amplitud. Estos estímulos están configurados para efectuar un bloqueo durante períodos de tiempo respectivos 1222 y 1224, de modo que en la Figura 12b solo se produce un único potencial de acción 1250, 1252 en cada período de tiempo 1222, 1224 y luego la fibra se bloquea durante el resto del período de tiempo respectivo.

[0058] En la Figura 12c se aplica un régimen de estímulos alternativo con estímulos que se aplican solo en los cruces de umbral, siendo estos los momentos en los que el usuario realmente se mueve de una postura a la siguiente. Según el primer aspecto de la invención, las secuencias de estímulos 1260, 1262, 1264, 1266 administran una mayor dosis de estímulos durante los momentos de movimiento, de modo que se provoca un mayor número de potenciales de acción 1270 en estos tiempos. Esta forma de realización reconoce que, durante el movimiento, la psicofísica de la percepción puede dar como resultado que el individuo perciba una sensación reducida de un estímulo dado en comparación con cuando se aplica el mismo estímulo mientras el individuo no se mueve. Sin embargo, los beneficios de administrar una gran dosis de estímulos permanecen durante un período de tiempo después de la finalización de los estímulos.

[0059] La Figura 13 ilustra la tensión eléctrica neurológica registrada durante un bloqueo como puede producirse por los estímulos 1240, 1242. Como se puede observar, el período de la secuencia de alta frecuencia de estímulos es menor que el período del potencial de acción 1302. Por lo tanto, mientras que un primer estímulo de la secuencia genera un potencial de acción 1302, cada estímulo posterior altera un potencial de membrana del tejido neurológico sin causar la despolarización del tejido neurológico y sin provocar un potencial de acción, siendo administrado cada estímulo posterior antes de la recuperación del potencial de membrana del tejido neurológico de un estímulo anterior.

[0060] Las Figuras 14-17 ilustran el funcionamiento de un detector de actividad de movimiento 1410 que detecta el movimiento de un paciente 1440 mediante el análisis de las respuestas neurológicas observadas 1450 provocadas por estímulos aplicados 1430. El algoritmo realizado por el detector 1410 permite que la estimulación se administre solo cuando se registren potenciales lentos de la médula espinal relacionados con el movimiento, y de lo contrario desactiva la estimulación. Los potenciales de la médula espinal relacionados con el movimiento se definen en esta forma de realización como señales superiores a 200 pV^p-p, normalizadas para la posición del electrodo, con un ancho de banda entre 1 y 30 Hz.

[0061] Un objetivo del detector 1410 es detectar con precisión el movimiento de la extremidad o parte del cuerpo particular asociado al área donde se produce el dolor, por ejemplo para el dolor de piernas el detector 1410 busca detectar caminar, levantar la pierna y similares. El detector 1410 también está configurado para detectar el movimiento lo suficientemente rápido como para poder iniciar la estimulación mientras el movimiento aún se está produciendo. El detector 1410 también está parametrizado, de modo que el algoritmo se puede hacer funcionar para pacientes con parámetros de estimulación variables.

[0062] El detector 1410 funciona aplicando una secuencia de estímulos a lo largo del tiempo y obteniendo una medición de amplitud de respuesta neurológica después de cada estímulo. La secuencia de amplitudes de respuesta neurológica obtenida de esta manera en el transcurso de 30 segundos se representa en un gráfico en 1502 en la Figura 15. Durante este período el paciente caminaba en el mismo lugar. La señal de respuesta neurológica 1502 es filtrada por un filtro de paso bajo, diferenciada y rectificada para producir la señal de respuesta neurológica diferenciada rectificada 1504. El diferenciador permite detectar pronto los movimientos, y el rectificador se asegura de que se capten tanto las señales negativas como positivas continuas. El valor del gradiente m[n], es decir, la señal 1504, alimenta a un detector de envolvente con la siguiente ecuación:

/[íí]= í" > /[«-!]

a/[ñ-l]+(l-a)jíj[w-l], ^{m [n} ] < f[«-l]

[0063] El parámetro a es un valor entre 0 y 1. Los valores más cercanos a uno causarán un retardo de envolvente más lento y, por lo tanto, harán que el estímulo se aplique durante un período más largo después de cada detección. La envolvente 1506 producida de la manera anterior a partir de la señal diferenciada 1504 se muestra en la Figura 15. La envolvente 1506 establece el umbral de la salida del detector 1508, donde un valor de salida del detector de 1 hace que se apliquen estímulos, y una salida de cero desactiva la administración de estímulos. Como se puede ver en esta forma de realización, la salida del detector 1508 hace que los estímulos se administren selectivamente solo en los momentos en los que se detecte movimiento.

[0064] La sintonización del umbral y el parámetro a permite ajustar la dosificación de estímulos. Por ejemplo, las Figuras 16 y 17 muestran el resultado del algoritmo durante varios movimientos del paciente con parámetros que dan lugar a períodos de estimulación más pequeños o más escasos que los observados en 1508 en la Figura 15.

[0065] Otras formas de realización del detector de actividad también pueden proporcionar un resultado de magnitud de movimiento que indique la magnitud del movimiento, lo que se puede utilizar para modular la magnitud o duración de la estimulación, u otros parámetros de estimulación.

[0066] Como se puede ver, la forma de realización de las Figuras 14-17 es eficaz para los períodos en los que el paciente está caminando. La Figura 18 ilustra otra forma de realización que también se puede operar para detectar apropiadamente un estímulo sensorial, tal como frotar la pierna. En esta forma de realización, el detector funciona aplicando una secuencia de estímulos a lo largo del tiempo y obteniendo una medición de la amplitud de respuesta neurológica después de cada estímulo. La secuencia de amplitudes de respuestas neurológicas obtenidas de esta manera en el transcurso de aproximadamente 30 segundos se representa en un gráfico en 1802 en la Figura 18. Antes de aproximadamente 19 segundos en las mediciones y después de aproximadamente 39 segundos de las mediciones 1802 el paciente estaba inactivo como se indica en 1822. Durante el periodo 1824 los pacientes se frotaron la pierna. La diferencia en la señal 1802 entre el período 1822 y 1824 es bastante sutil, sin embargo el estímulo sensorial del frotamiento de la pierna presenta una oportunidad para administrar estímulos durante el período 1824 con el fin de aprovechar el enmascaramiento. Por lo tanto, la presente forma de realización está configurada para analizar la señal de mediciones 1802 y para diferenciar un período de estímulo sensorial 1824 de los períodos 1822 de inactividad.

[0067] Para lograr este objetivo, la forma de realización de la Figura 18 obtiene las mediciones neurológicas 1802 a 60 Hz. Cada medición, o muestra x[n], se guarda en un amortiguador circular de una longitud definida por un parámetro de longitud de ventana de detección, N. Cada nueva muestra se utiliza para actualizar un promedio móvil utilizando la fórmula:

avg[n] - -avg[n - 1] -x[n]

[0068] La media móvil de dos muestras es muy útil para minimizar el tiempo de procesamiento. A continuación, la varianza 1804 de la señal 1802 se calcula a partir de todas las muestras en el amortiguador circular, y utilizando el promedio móvil mencionado anteriormente:

[0069] La varianza 1804, var[n], alimenta a un detector de envolvente con la siguiente ecuación:

uar[n], m \n] >l [ n— 1]

var[n], m[n]<l[n— 1]

[0070] El parámetro a es un valor entre 0 y 1, y se puede ajustar, por lo que valores más pequeños harán que el estímulo se aplique durante un período más largo después de una detección inicial. La salida del detector de envolvente se muestra en 1806 en la Figura 18.

[0071] La salida del detector 1808 se produce al establecerse el umbral a partir de la envolvente 1806 en comparación con el umbral 1810, donde un valor de 1 de la salida del detector hace que se apliquen estímulos, y una salida de cero desactiva la administración de estímulos. El umbral se puede ajustar para adaptarse a un determinado hardware y/o a un determinado paciente. Como se puede ver en esta forma de realización, la salida del detector 1808 hace que los estímulos se administren selectivamente solo en momentos en que se produce el estímulo sensorial. En particular, en esta forma de realización, la salida del detector 1808 desactiva apropiadamente los estímulos durante el período 1822, al tiempo que aprovecha la oportunidad de enmascaramiento que brinda el frotamiento de la pierna durante el período 1824 para administrar una mayor dosis de estimulación, a pesar de las diferencias algo sutiles en la señal 1802 entre los períodos de inactividad 1822 y el período de frotamiento de la pierna 1824.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (100) para aplicar estímulos neurológicos terapéuticos, comprendiendo el dispositivo:

una unidad de control (110) configurada para monitorizar al menos uno de estímulo sensorial y movimiento del usuario, caracterizado por que la unidad de control está configurada para administrar una mayor dosis de estímulos a través del al menos un electrodo (2) dentro de un período de tiempo correspondiente a un período de tiempo durante el cual el estímulo sensorial detectado o el movimiento del usuario da lugar a un enmascaramiento, estando configurada la mayor dosis de estímulos para dar lugar a una mayor incorporación neurológica.

2. Dispositivo de la reivindicación 1 en donde el aumento de la dosis de estímulos se efectúa mediante el aumento de uno o más de la amplitud del estímulo, el ancho del impulso del estímulo y/o la frecuencia del estímulo.

3. Dispositivo de la reivindicación 2 en donde el aumento de la dosis de estímulos comprende una ráfaga de estímulos de alta frecuencia.

4. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en donde, en momentos en que no se detecta ni estímulo sensorial ni movimiento, se administran estímulos a una dosis reducida.

5. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en donde en momentos en que no se detecta ni estímulo sensorial ni movimiento, no se administran estímulos.

6. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 que comprende además monitorizar una dosis de estímulos acumulativos administrada al usuario, y usar la dosis de estímulos acumulativos como base para definir un régimen de estímulos requerido durante movimientos o entre ellos con el fin de procurar administrar una dosis de estímulos total deseada.

7. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en donde al menos uno de estímulo sensorial y movimiento del usuario se detecta midiendo la actividad neurológica en la vía neurológica.

8. Dispositivo de la reivindicación 7 en donde la actividad neurológica medida comprende respuestas neurológicas provocadas producidas por estímulos eléctricos aplicados a la vía neurológica.

9. Dispositivo de la reivindicación 8 en donde se detecta el movimiento cuando se detecta un cambio en la respuesta neurológica provocada a partir de un estímulo dado.

10. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9 en donde la actividad neurológica medida comprende una actividad neurológica no provocada.

11. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en donde el movimiento del usuario se detecta mediante un acelerómetro.

12. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en donde el período de tiempo dentro del cual se administra la mayor dosis de estímulos es una aproximación predefinida de la duración de un movimiento humano típico.

13. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en donde el período de tiempo durante el cual se administra la mayor dosis de estímulos se determina de forma adaptativa llevando a cabo la etapa adicional de detectar un cese de estímulos sensoriales o movimientos por parte del usuario, y a su vez detener la administración de la mayor dosis de estímulos.

14. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en donde la mayor dosis de estímulos se administra en momentos seleccionados dentro del período de tiempo.