防失效的骶神经脉冲发生器及其系统及方法与流程

本发明涉及骶神经脉冲发生器领域，特别是涉及防失效的骶神经脉冲发生器及其系统及方法。

背景技术：

神经电刺激和电调节技术已经广泛和成功地应用于下尿路功能障碍患者，其中，对骶神经根进行电刺激是应用最广泛的一种电刺激方式。骶神经前根电刺激(SARS)配合完全性骶神经后根切除术，经临床验证可有效地提高脊髓损伤(SCI)患者的生活质量。骶神经电调节(SNM)无需切除神经即可调节难治性膀胱功能障碍，其具体机制尚未完全阐明，可能是多种机制共同作用的结果，其中包括刺激骶神经时通过传入和/或传出神经抑制了逼尿肌过度活动。

恢复与重建患者的膀胱功能，对于提高生活质量、降低死亡率具有重要意义。传统处理方式(留置导尿管、间隙性清洁导尿、外接尿袋等)以及保守治疗(行为治疗、物理治疗、药物治疗等)，并不能完全治愈大部分神经源性下尿路功能障碍患者。对于经保守治疗失败(无效或不能耐受)的膀胱功能障碍患者，可以使用植入式刺激器对骶神经根进行电刺激，以达到改善膀胱功能的目的，此方法一般在改变下尿路解剖结构的不可逆手术治疗之前考虑采用。

植入式刺激器，由于植入体部分是通过手术植入到人体内部，需要保证长时间无故障运行，一般要确保10年甚至更长时间的连续运行。骶神经脉冲发生器是一种有源电子医疗设备，其电路部分有单片机加外围电路组成。既然是单片机，就有可能会发生单片机死机故障问题，其表现形式有干扰引起的振荡器停止和程序跑飞等。为此，如何改善和保证植入式刺激器的长时间无故障运行是非常有必要研究的。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供防失效的骶神经脉冲发生器及其系统及方法，用于解决现有技术中骶神经脉冲发生器由于单片机故障而导致无法长时间运行的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供防止骶神经脉冲发生器失效的系统，所述骶神经脉冲发生器包括植入体内的单片机单元，所述系统包括：复位单元，连接所述单片机单元，用于根据复位信号对所述单片机单元进行复位；复位信号生成单元，连接所述复位单元，用于生成所述复位信号并发送至所述复位单元。

于本发明一实施例中，所述复位信号生成单元包括：看门狗单元、和/或干簧管单元，其中，所述看门狗单元，连接所述复位单元，用于在所述单片机单元的程序运行出现错误时，生成复位信号；所述干簧管单元，连接所述复位单元，用于在受到体外的磁力作用时导通，从而产生复位信号。

于本发明一实施例中，所述干簧管单元包括：第一电阻、第二电阻、电容、第一二极管、和干簧管，其中，第一电阻的一端连接正极，另一端分别连接干簧管、电容、及所述复位单元；干簧管的另一端连接第二电阻，电容的另一端连接第一二极管的阴极；第二电阻的另一端接地，第一二极管的阳极接地。

于本发明一实施例中，所述干簧管单元还包括：第二二极管、第三电阻，其中，第二二极管的阳极连接第一二极管的阴极；第三电阻的一端连接第二二极管的阴极，另一端接地。

于本发明一实施例中，当所述系统包括所述干簧管单元时，所述系统还包括：磁化单元，用于在体外对所述干簧管单元产生磁力作用。

于本发明一实施例中，所述磁化单元包括：磁铁。

于本发明一实施例中，所述单片机单元运行出错包括以下情况中的一种或多种组合：情况1)振荡器停止振荡，包括：电源电压不稳或由干扰引起的振荡器停振；情况2)由电源电压不稳或干扰引起的程序跑飞。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种骶神经脉冲发生器，包括：单片机单元，设置于体内；如上所述的防止骶神经脉冲发生器失效的系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种防止骶神经脉冲发生器失效的方法，应用于如上所述的防止骶神经脉冲发生器失效的系统，其中，当所述系统包括所述看门狗单元时，所述方法包括：方式1)和/或方式2)，所述方式1)：所述单片机单元通过正常运行的循环体程序对所述看门狗单元进行喂狗，从而防止所述看门狗单元产生第一复位信号；所述方式2)：当循环体程序连续运行的时间达到预设阈值时，所述单片机单元向所述复位单元发送第一复位信号，以令所述复位单元对所述单片机单元进行复位；当所述系统包括所述干簧管单元时，所述方法包括：方式3)，所述方式3)：所述干簧管单元受到体外的磁力作用导通，从而产生第二复位信号。

于本发明一实施例中，当所述系统包括所述看门狗单元和所述干簧管单元时，所述方法包括方式4)或方式5)：所述方式4)：所述复位单元收到所述第一复位信号和所述第二复位信号中的任一种时，对所述单片机单元进行复位；所述方式5)：所述复位单元收到所述第一复位信号和所述第二复位信号时对所述单片机单元进行复位。

如上所述，本发明的防失效的骶神经脉冲发生器及其系统及方法，通过复位信号生成单元的复位信号，令复位单元对骶神经脉冲发生器进行复位，从而保证骶神经脉冲发生器的长时间无故障运行。除此之外，本发明的复位机制在对骶神经脉冲发生器进行保护的过程中，并不会对其原本的功能产生影响或干扰，也就是说，即便复位机制损坏了骶神经脉冲发生器也能够正常运行。

附图说明

图1A显示为本发明一实施例的防止骶神经脉冲发生器失效的系统结构示意图。

图1B显示为本发明一实施例的复位信号生成单元结构示意图。

图2显示为本发明一实施例的干簧管单元结构示意图。

元件标号说明

100 防止骶神经脉冲发生器失效的系统

101 复位单元

102 复位信号生成单元

1021 看门狗单元

1022 干簧管单元

+E 电源正极

R1～R3 电阻

D1～D2 二极管

C 电容

S 干簧管

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提出多种骶神经脉冲发生器的防死机、失效的冗余设计控制方法，此处冗余的含义是指新增加的保护设计即便损坏也不会影响骶神经脉冲发生器原来功能的执行，并且，通过新增加的保护设计可以保证原来的功能无故障执行。本申请的保护设计涉及基于软件强行复位和磁性开关强行复位等多种技术方案，至少具有以下特点：

1、骶神经脉冲发生器通过定时器超长定时进行强行软件复位；

2、骶神经脉冲发生器程序通过循环体中喂狗而非通过定时器喂狗；

3、通过体外磁铁靠近人体植入体部分所在位置，控制磁簧开关强行复位脉冲发生器的硬件电路，即冷启动方式。

请参阅图1A，本实施例提供一种防止骶神经脉冲发生器失效的系统100，应用于包含单片机单元的骶神经脉冲发生器。众所周知，骶神经脉冲发生器是植入体内作用的，因而单片机单元以及本发明的保护设计也都是植入体内的。

所述系统100包括：连接所述单片机单元的复位单元101，以及连接所述复位单元101的复位信号生成单元102。复位信号生成单元102用于生成复位信号并发送至所述复位单元101，所述复位单元101用于根据所述复位信号对所述单片机单元进行复位。

请参阅图1B，所述复位信号生成单元102包括看门狗单元1021，或者干簧管单元1022，或者看门狗单元1021和干簧管单元1022的组合。其中：

所述看门狗单元1021连接所述复位单元101，用于在所述单片机单元的程序运行出现错误时，生成复位信号。所述程序运行出现错误例如：振荡器由于电源电压不稳或由干扰停止振荡、由于电源电压不稳或干扰引起的程序跑飞等。需要说明的是，“跑飞”是因为程序隐患或外部干扰引起的误动作，致使PC被写入“出界”数据，跑到了RAM区，或者跑到了FLASH的空白区，此时，看门狗会引起复位，保证单片机可以重新正常工作；

所述干簧管单元1022连接所述复位单元101，用于在受到体外的磁力作用时导通，从而产生复位信号。例如，在体外，通过将磁铁等具有磁化功能的单元靠近植入体内的骶神经脉冲发生器，干簧管单元1022被磁化而导通，从而生成复位信号，发送至复位单元101，也即实现“冷启动”方式。需要说明的是，平时干簧管处于常开状态不会影响电路中的复位电路，当振荡器受到干扰停止振荡时，单片机及内部看门狗电路就会失效。通过对干簧管的闭合强行引起复位电路复位，就可以恢复单片机的正常工作。

请参阅图2，所述干簧管单元1022包括：第一电阻R1、第二电阻R2、电容C、第一二极管D1、干簧管S，其中，第一电阻R1的一端连接正极+E，另一端分别连接干簧管S、电容C、所述复位单元101(未图示)，干簧管S的另一端连接第二电阻R2，电容C的另一端连接第一二极管D1的阴极，第二电阻R2的另一端接地，第一二极管D1的阳极接地。

为进一步保护所述单簧管单元1022，所述干簧管单元1022还包括：第二二极管D2、第三电阻R3，其中，第二二极管D2的阳极连接第一二极管D1的阴极，第三电阻R3的一端连接第二二极管D2的阴极，另一端接地。

可参阅图1A，与上述实施例原理相似的是，本发明提供一种骶神经脉冲发生器，其应用环境为体内，包括：单片机单元，以及如上任一所述的防止骶神经脉冲发生器失效的系统。由于前述实施例中的技术特征可以应用于本实施例，因而不再重复赘述。

除此之外，本发明还提供防止骶神经脉冲发生器失效的方法，应用于如上所述的防止骶神经脉冲发生器失效的系统100，具体的：

当所述系统100仅包括所述看门狗单元1021时，所述单片机单元通过正常运行的循环体程序对所述看门狗单元进行喂狗，从而防止所述看门狗单元产生第一复位信号触发复位单元101。当然，还可以设置喂狗的时间周期，以免循环体程序由于某些原因无法终止导致看门狗单元1021一直处于被喂的状态，耽误复位的执行。当设置了时间阈值后，如果循环体程序连续运行的时间达到该预设阈值，所述单片机单元便向所述复位单元101发送第一复位信号，通知所述复位单元101对所述单片机单元进行复位；

当所述系统100仅包括所述干簧管单元1022时，所述干簧管单元1022受到体外的磁力作用导通，从而产生第二复位信号触发复位单元101；

当所述系统100既包括所述看门狗单元1021又包括所述干簧管单元1022时，所述复位单元101收到所述第一复位信号和所述第二复位信号中的任一种时，便对所述单片机单元进行复位。可选的，所述复位电路101同时收到所述第一复位信号和所述第二复位信号时再对所述单片机单元进行复位，从而确保看门狗单元1021或干簧管单元1022一方出现故障。

综上所述，本发明针对骶神经脉冲发生器增加了软件强行复位冗余设计及硬件强行复位冗余设计，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。