一种植入式神经刺激系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于微型医疗器械领域，特别涉及一种医疗使用的植入式神经刺激系 统以及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 植入式神经刺激系统种类很多，如植入式脑深部刺激器、植入式脊髓刺激器、植入 式迷走神经刺激器等。由植入式神经刺激系统的刺激输出模块产生脉冲，通过植入电极释 放高频电刺激，刺激体内特定部位的神经，从而实现对特定疾病的治疗作用。
[0003] 由于植入式神经刺激系统使用时，其刺激电极直接植入人体组织内部。因此，该类 设备直接关系到植入者的安全，需要对其直接刺激的人体神经组织实现严格的电荷平衡。
[0004] 当前植入式神经刺激系统，严格的电荷平衡主要通过被动电荷平衡的方式实现， 可以实现植入式神经刺激系统的安全性。然而，被动电荷平衡的方式使得系统中片外元件 较多、被动电荷平衡时间较长，且被动电荷平衡过程波形幅值不可控，控制也不够灵活。另 外，当前具备主动电荷平衡功能的植入式神经刺激系统，其电力使用方案又存在能效低、电 荷平衡安全性不足等问题。 【实用新型内容】
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种能效高且电荷平衡安全性高的植入式神经刺激系统 及其工作方法。
[0006] -种植入式神经刺激系统，其包括：一脉冲发生器，一刺激电极，以及一体外程控 仪；其特征在于，所述脉冲发生器包括：
[0007] -电源模块，该电源模块包括一正电压输出端和一负电压输出端；
[0008] -控制模块，该控制模块包括一微控制器、一 DA输出模块以及一比较器；
[0009] 一与该控制模块电连接的通道选择模块，该通道选择模块用于将该脉冲发生器与 所述刺激电极的触点阵列电连接；
[0010] 一正向刺激电容和一负向刺激电容，所述正向刺激电容与所述负向刺激电容的容 值一致，且所述正向刺激电容与所述负向刺激电容分别接地；
[0011] 所述正电流输出端通过一由该控制模块控制的第一开关与所述正向刺激电容电 连接，用于为所述正向刺激电容充电；所述负电压输出端通过一由该控制模块控制的第三 开关与所述负向刺激电容电连接，用于为所述负向刺激电容充电；
[0012] 所述正向刺激电容通过一由该控制模块控制的第二开关与所述通道选择模块电 连接，用于向所述通道选择模块提供正向刺激电压；所述负向刺激电容通过一由该控制模 块控制的第四开关与所述通道选择模块电连接，用于向所述通道选择模块提供负向刺激电 压；
[0013] 一与该控制模块电连接的电容检测模块，该电容检测模块包括一计时器、一与该 正向刺激电容电连接的正电流输出端和一与该负向刺激电容电连接的负电流输出端，且该 电容检测模块用于检测所述正向刺激电容和所述负向刺激电容的电容值；
[0014] 一与该控制模块电连接的信号采集模块，且该信号采集模块分别与所述正向刺激 电容和所述负向刺激电容电连接，用于采集所述正向刺激电容和负向刺激电容的电压值；
[0015] 一与该控制模块电连接的无线通信模块；以及
[0016] 一外壳，该外壳用于收容上述模块。
[0017] 与现有技术相比较，本实用新型的植入式神经刺激系统提供了多通道的脉冲输出 功能，基于电容充放电的主动电荷平衡功能，具有主动电荷平衡功能。而且，该植入式神经 刺激系统的主动电荷平衡功能具备高精度的特性，极大地减小了对神经组织损伤，大大提 高了系统的安全性，同时实现高精度的手段在功耗上代价极低。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型实施例提供的植入式神经刺激系统的结构示意图。
[0019] 图2为图1的植入式神经刺激系统的脉冲发生器的电路原理方框图。
[0020]图3为本实用新型一个实施例提供的植入式神经刺激系统的脉冲发生器的工作 方法流程图。
[0021] 图4-7为本实用新型另一个实施例提供的植入式神经刺激系统的脉冲发生器的 工作方法流程图，其中图4-7中省略了部分流程。
[0022] 图8为本实用新型一个实施例提供的植入式神经刺激系统的检测电容值的方法 流程图。
[0023] 主要元件符号说明
[0024]
【主权项】
1. 一种植入式神经刺激系统，其包括：一脉冲发生器，一刺激电极，以及一体外程控 仪；其特征在于，所述脉冲发生器包括： 一电源模块，该电源模块包括一正电压输出端和一负电压输出端； 一控制模块，该控制模块包括一微控制器、一DA输出模块以及一比较器； 一与该控制模块电连接的通道选择模块，该通道选择模块用于将该脉冲发生器与所述 刺激电极的触点阵列电连接； 一正向刺激电容和一负向刺激电容，所述正向刺激电容与所述负向刺激电容的容值一 致，且所述正向刺激电容与所述负向刺激电容分别接地； 所述正电流输出端通过一由该控制模块控制的第一开关与所述正向刺激电容电连接， 用于为所述正向刺激电容充电；所述负电压输出端通过一由该控制模块控制的第三开关与 所述负向刺激电容电连接，用于为所述负向刺激电容充电； 所述正向刺激电容通过一由该控制模块控制的第二开关与所述通道选择模块电连接， 用于向所述通道选择模块提供正向刺激电压；所述负向刺激电容通过一由该控制模块控制 的第四开关与所述通道选择模块电连接，用于向所述通道选择模块提供负向刺激电压； 一与该控制模块电连接的电容检测模块，该电容检测模块包括一计时器、一与该正向 刺激电容电连接的正电流输出端和一与该负向刺激电容电连接的负电流输出端，且该电容 检测模块用于检测所述正向刺激电容和所述负向刺激电容的电容值； 一与该控制模块电连接的信号采集模块，且该信号采集模块分别与所述正向刺激电容 和所述负向刺激电容电连接，用于采集所述正向刺激电容和负向刺激电容的电压值； 一与该控制模块电连接的无线通信模块；以及 一外壳，该外壳用于收容上述模块。
2. 如权利要求1所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述正向刺激电容的第二 端也通过一由该控制模块控制的第五开关接地。
3. 如权利要求2所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述负向刺激电容的第二 端也通过一由该控制模块控制的第六开关接地。
4. 如权利要求3所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，定义连接所述第五开关与 所述通道选择模块的导线为第一导线，定义连接所述第六开关与所述通道选择模块的导线 为第二导线；且所述第一导线与第二导线之间设置一由该控制模块控制的第七开关。
5. 如权利要求1所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述外壳为一生物相容的 金属外壳，在电刺激时作为一个电极触点使用。
6. 如权利要求5所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述通道选择模块与所述 外壳电连接，并具备将所述刺激电极的触点阵列和所述脉冲发生器的外壳接地的功能。
7. 如权利要求1所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述微控制器，所述DA输出 模块和所述比较器之间相互连接；其通过该微控制器的数字量输出接入该DA输出模块输 出对应模拟量，并将该模拟量接入该比较器以设定该比较器的比较电压，并实时输出该比 较器的输出结果。
8. 如权利要求1所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述电源模块还与所述通 道选择模块、所述信号采集模块、以及所述无线通信模块电连接。
9. 如权利要求1所述的植入式神经刺激系统，其特征在于，所述正直流输出端、所述负
【专利摘要】本实用新型涉及一种植入式神经刺激系统，其包括：一脉冲发生器，一刺激电极，以及一体外程控仪；其特征在于，所述脉冲发生器包括：一电源模块，一控制模块，一与该控制模块电连接的电容检测模块，一与该控制模块电连接的通道选择模块，一与该控制模块电连接的信号采集模块，一与该控制模块电连接的无线通信模块，一正向刺激电容，一负向刺激电容以及一外壳。本实用新型的植入式神经刺激系统提供了多通道的脉冲输出功能，基于电容充放电的主动电荷平衡功能，具有主动电荷平衡功能。
【IPC分类】A61N1-36, A61N1-06
【公开号】CN204485064
【申请号】CN201520145741
【发明人】胡宇星, 马伯志, 郝红伟, 李路明
【申请人】北京品驰医疗设备有限公司, 清华大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月16日