专利名称：双通道脉冲发生器及植入式电刺激系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及植入式医疗器械，尤其是双通道独立可调控输出的脉冲发生器及 植入式电刺激系统。
背景技术：
现有技术中，植入式电刺激系统及植入式药物输送系统作为治疗或预防疾病的一 种手段获得了越来越广泛的应用。植入式电刺激系统通常包括植入式心脏电刺激系统(俗 称心脏起搏器)和植入式神经电刺激系统，主要包括植入体内的脉冲发生器、电极以及体 外的控制装置。其中，脉冲发生器与电极相连接，从而将脉冲发生器所产生的脉冲传输到电 极，脉冲发生器产生的脉冲信号由电极传输至心脏或特定神经部位进行电刺激，从而使人 体机能恢复到正常运作的状态。已知的植入式神经电刺激系统通常主要包括脉冲发生器、电极、延伸导线、以及体 外控制装置。其中，脉冲发生器与延伸导线连接，延伸导线进而又连接至电极，从而将脉冲 发生器所产生的脉冲传输到电极，以对神经进行电刺激。植入式双通道脉冲发生器是指脉冲发生器具有两路刺激输出分别对大脑左右两 侧进行刺激，实现治疗效果。现有技术中的双通道脉冲发生器的两个通道的刺激频率必须 相同，无法分别调控，研究表明大脑左右两侧使用同一频率的刺激模式效果不理想，因此如 何实现双通道脉冲发生器的所有刺激参数(包括频率、脉宽、幅值及刺激模式)均可独立调 节控制，使得大脑左右两侧的神经调控达到最优效果是亟待解决的问题。
实用新型内容针对现有技术中存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够对脉 冲发生器的两个通道分别实现独立调节控制的双通道脉冲发生器及植入式电刺激系统。根据本实用新型所提供的技术方案，一种双通道脉冲发生器，包括微处理器模块 和双通道电刺激电路模块，所述微处理器模块用于接收体外程控器发出的调控命令并传送 给所述电刺激电路模块，所述电刺激电路模块包括可分别独立调控输出的第一刺激脉冲输 出通道和第二刺激脉冲输出通道。优选地，所述双通道电刺激电路模块为双通道电刺激数模混合芯片。优选地，所述可分别独立调控输出包括刺激脉冲的频率、脉宽、幅值、刺激模式。优选地，所述的微处理器模块包括CPU、存储器、第一通讯模块；所述电刺激数模混合芯片包括通过通讯总线与所述第一通讯模块相连接的第二 通讯模块；所述第一刺激脉冲输出通道包括与所述第二通讯模块依次相连接的第一通道寄 存器存储模块、第一通道数字脉冲发生器、第一通道模拟脉冲发生器、第一通道输出控制模 块；所述第二刺激脉冲输出通道包括与所述第二通讯模块依次相连接的第二通道寄
3存器存储模块、第二通道数字脉冲发生器、第二通道模拟脉冲发生器、第二通道输出控制模 块。优选地，所述电刺激数模混合芯片包括用于产生独立可调控的数字刺激调控信号 输出的数字电路模块和用于将上述数字刺激调控信号转换为模拟刺激信号输出的模拟电 路模块；所述数字电路模块包括所述的第二通讯模块、与所述第二通讯模块相连接的第一 通道寄存器存储模块和第二通道寄存器存储模块、与所述第一通道寄存器存储模块相连接 用于产生第一通道指定频率、脉宽、幅值和刺激模式的第一通道数字脉冲发生器、与所述第 二通道寄存器存储模块相连接用于产生第二通道指定频率、脉宽、幅值和刺激模式的第二 通道数字脉冲发生器；所述模拟电路模块包括与所述第一通道数字脉冲发生器相连接的第一通道模拟 脉冲发生器、与所述第二通道数字脉冲发生器相连接的第二通道模拟脉冲发生器、与所述 第一通道模拟脉冲发生器相连接的第一通道输出控制模块、与所述第二通道模拟脉冲发生 器相连接的第二通道输出控制模块。优选地，所述的指定的刺激模式为连续刺激模式、簇发刺激模式、定时刺激模式、 运动刺激模式、软刺激模式中的一种。本实用新型提供了一种包括如上所述的双通道脉冲发生器的植入式神经电刺激 系统。优选地，所述植入式神经电刺激系统为植入式脑深部电刺激系统、植入式脑皮层 电刺激系统、植入式脊髓电刺激系统、植入式骶神经电刺激系统或植入式迷走神经电刺激 系统中的一种。本实用新型还提供了一种植入式心脏起搏系统和植入式心脏复律除颤系统，包括 如上所述的双通道脉冲发生器，能够分别对脉冲发生器的两个通道进行独立调节控制。与现有技术相比本实用新型的优点是由于本实用新型的电刺激数模混合芯片包 括可分别独立调控输出的第一刺激脉冲输出通道和第二刺激脉冲输出通道，使得电刺激数 模混合芯片能够对体外程控器的发送的调控命令进行处理，分别经第一刺激脉冲输出通道 和第二刺激脉冲输出通道实现独立的调控输出，实现医生能够对双通道脉冲发生器的两个 通道的刺激输出(频率、脉宽、幅值及刺激模式)独立可调控，使病人大脑左右两侧的神经 调控达到最优效果。
附图1为本实用新型的模块原理图；附图2为本实用新型的脉冲发生器的模块原理图；附图3为本实用新型的微处理器芯片及电刺激数模混合芯片的模块原理图。其中1、脉冲发生器；11、微处理器芯片；111、第一通讯模块；12、电刺激数模混合芯片； 121、第二通讯模块；122、第一通道寄存器存储模块；123、第一通道数字脉冲发生器；124、 第一通道模拟脉冲发生器；125、第一通道输出控制模块；126、第二通道寄存器存储模块； 127、第二通道数字脉冲发生器；128、第二通道模拟脉冲发生器；129、第二通道输出控制模块；13、无线通讯模块；14、电源；15、第一刺激脉冲输出通道；16、第二刺激脉冲输出通道； 17、数字电路模块；18、模拟电路模块；2、电极；3、体外程控器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明参照图1，一种双通道独立可调控的植入式神经电刺激系统，包括植入病人体内的 脉冲发生器1、电极2、体外程控器3。脉冲发生器1与电极2电连接，从而将脉冲发生器1 所产生的脉冲传输到电极2，以对神经靶点进行电刺激，达到治疗的效果。体外程控器3可 与脉冲发生器1通过电磁线圈或者无线通信模块进行通信，从而调节脉冲发生器1的各种 输出参数。参照图2，以双通道独立可调控的植入式脑深部电刺激系统为例，包括植入病人的 胸肋面皮下组织内的双通道脉冲发生器1、植入脑深部的与脉冲发生器1相连接的电极2， 脉冲发生器1包括微处理器模块、与微处理器模块相连接的电刺激电路模块、无线通讯模 块13以及为上述模块供电的电源14。所述微处理器模块用于接收体外程控器发出的调控命令并传送给所述电刺激电 路模块，所述电刺激电路模块包括可分别独立调控输出的第一刺激脉冲输出通道15和第 二刺激脉冲输出通道16。本实施方式中，所述微处理器模块为微处理器芯片11，所述双通 道电刺激电路模块为双通道电刺激数模混合芯片12。第一刺激脉冲输出通道15和第二刺激脉冲输出通道16可分别独立调控的输出包 括刺激脉冲的频率、脉宽、幅值、刺激模式。第一刺激脉冲输出通道15和第二刺激脉冲输出 通道16的输出参数可以是完全相同也可以是不同的。参照图3，所述的微处理器模块包括CPU、存储器、第一通讯模块111，所述电刺激 数模混合芯片12包括通过通讯总线与所述第一通讯模块111相连接的第二通讯模块121。所述第一刺激脉冲输出通道15包括与所述第二通讯模块121依次相连接的第一 通道寄存器存储模块122、第一通道数字脉冲发生器123、第一通道模拟脉冲发生器124、第 一通道输出控制模块125。所述第二刺激脉冲输出通道16包括与所述第二通讯模块121依次相连接的第二 通道寄存器存储模块126、第二通道数字脉冲发生器127、第二通道模拟脉冲发生器128、第 二通道输出控制模块129。本实施方式中第一通讯模块111为SPI发送模块，第二通讯模块121为SPI接收 模块，SPI发送模块与SPI接收模块通过SPI总线相连接用于串行双向通讯。在其余实施 方式中，可使用其他总线通讯方式实现微处理器芯片11与电刺激数模混合芯片12的通讯。所述电刺激数模混合芯片12包括用于产生独立可调控的数字刺激调控信号输出 的数字电路模块17和用于将上述数字刺激调控信号转换为模拟刺激信号输出的模拟电路 模块18。所述数字电路模块17包括所述的第二通讯模块121、与所述第二通讯模块121相 连接的第一通道寄存器存储模块122和第二通道寄存器存储模块126、与所述第一通道寄 存器存储模块I22相连接用于产生第一通道指定频率、脉宽、幅值和刺激模式的第一通道 数字脉冲发生器123、与所述第二通道寄存器存储模块1 相连接用于产生第二通道指定频率、脉宽、幅值和刺激模式的第二通道数字脉冲发生器127 ；所述模拟电路模块18包括与所述第一通道数字脉冲发生器123相连接的第一通 道模拟脉冲发生器124、与所述第二通道数字脉冲发生器127相连接的第二通道模拟脉冲 发生器128、与所述第一通道模拟脉冲发生器IM相连接的第一通道输出控制模块125、与 所述第二通道模拟脉冲发生器1 相连接的第二通道输出控制模块129。所述的指定的刺激模式为连续刺激模式、簇发刺激模式、定时刺激模式、运动刺激 模式、软刺激模式中的一种。所述定时刺激模式是指可在程序设定的时间间隔内循环神经 刺激器中已有刺激程序的开启和关闭状态，软刺激模式是指能够软开启和软停止，即当开 启刺激时允许脉冲幅度缓慢上升直到程序设定的允许的值，当刺激关闭时允许脉冲幅度缓 慢降低到0。本实用新型提供了一种包括如上所述的双通道独立可调控的脉冲发生器的植入 式神经电刺激系统。根据治疗疾病的不同所述植入式神经电刺激系统可为植入式脑深部电 刺激系统、植入式脑皮层电刺激系统、植入式脊髓电刺激系统、植入式骶神经电刺激系统或 植入式迷走神经电刺激系统中的一种。本实用新型还提供了一种植入式心脏起搏系统和植入式心脏复律除颤系统，包括 如上所述的双通道脉冲发生器，能够分别对脉冲发生器的两个通道进行独立调节控制。使用本实用新型双通道独立可独立调节控制输出的脉冲发生器，医生可通过体外 程控器通过无线通讯模块13将调控命令输入微处理器芯片11进行处理，由第一通讯模块 111经SPI总线进入第二通讯模块121，然后分别存储于第一通道寄存器存储模块122和第 二通道寄存器存储模块126。第一通道寄存器存储模块122将第一通道调控命令传送给第一通道数字脉冲发 生器123用于产生独立可调控的数字刺激调控信号输出，第一通道数字脉冲发生器123将 数字刺激调控信号传送给第一通道模拟脉冲发生器1 转换为模拟刺激信号，第一通道模 拟脉冲发生器1 将模拟刺激信号传送给第一通道输出控制模块125输出刺激。同样地，第二通道寄存器存储模块1 将第二通道调控命令传送给第二通道数字 脉冲发生器127用于产生独立可调控的数字刺激调控信号输出，第二通道数字脉冲发生器 127将数字刺激调控信号传送给第二通道模拟脉冲发生器1 转换为模拟刺激信号，第二 通道模拟脉冲发生器1 将模拟刺激信号传送给第二通道输出控制模块1 输出刺激。与现有技术相比，本实用新型的电刺激数模混合芯片12包括可分别独立调控输 出的第一刺激脉冲输出通道15和第二刺激脉冲输出通道16，使得电刺激数模混合芯片12 能够对体外程控器的发送的调控命令进行处理，分别经第一刺激脉冲输出通道15和第二 刺激脉冲输出通道16实现独立的调控输出，实现医生能够对双通道脉冲发生器的两个通 道的频率、脉宽、幅值及刺激模式等刺激输出均可独立调控，使病人大脑左右两侧的神经调 控达到最优效果。本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及实质的情况下， 本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本实用新型的权利要求保护的范围。
权利要求1.一种双通道脉冲发生器，其特征在于包括微处理器模块和双通道电刺激电路模 块，所述微处理器模块用于接收体外程控器发出的调控命令并传送给所述电刺激电路模 块，所述电刺激电路模块包括可分别独立调控输出的第一刺激脉冲输出通道和第二刺激脉 冲输出通道。
2.根据权利要求1所述的双通道脉冲发生器，其特征在于所述双通道电刺激电路模 块为双通道电刺激数模混合芯片。
3.根据权利要求2所述的双通道脉冲发生器，其特征在于所述可分别独立调控输出 包括刺激脉冲的频率、脉宽、幅值、刺激模式。
4.根据权利要求2或3所述的双通道脉冲发生器，其特征在于所述的微处理器模块 包括CPU、存储器、第一通讯模块；所述电刺激数模混合芯片包括通过通讯总线与所述第一通讯模块相连接的第二通讯 模块；所述第一刺激脉冲输出通道包括与所述第二通讯模块依次相连接的第一通道寄存器 存储模块、第一通道数字脉冲发生器、第一通道模拟脉冲发生器、第一通道输出控制模块；所述第二刺激脉冲输出通道包括与所述第二通讯模块依次相连接的第二通道寄存器 存储模块、第二通道数字脉冲发生器、第二通道模拟脉冲发生器、第二通道输出控制模块。
5.根据权利要求4所述的双通道脉冲发生器，其特征在于所述电刺激数模混合芯片包括用于产生独立可调控的数字刺激调控信号输出的数字 电路模块和用于将上述数字刺激调控信号转换为模拟刺激信号输出的模拟电路模块；所述数字电路模块包括所述的第二通讯模块、与所述第二通讯模块相连接的第一通道 寄存器存储模块和第二通道寄存器存储模块、与所述第一通道寄存器存储模块相连接用于 产生第一通道指定频率、脉宽、幅值和刺激模式的第一通道数字脉冲发生器、与所述第二通 道寄存器存储模块相连接用于产生第二通道指定频率、脉宽、幅值和刺激模式的第二通道 数字脉冲发生器；所述模拟电路模块包括与所述第一通道数字脉冲发生器相连接的第一通道模拟脉冲 发生器、与所述第二通道数字脉冲发生器相连接的第二通道模拟脉冲发生器、与所述第一 通道模拟脉冲发生器相连接的第一通道输出控制模块、与所述第二通道模拟脉冲发生器相 连接的第二通道输出控制模块。
6.根据权利要求5所述的双通道脉冲发生器，其特征在于所述的指定的刺激模式为 连续刺激模式、簇发刺激模式、定时刺激模式、运动刺激模式、软刺激模式中的一种。
7.一种植入式神经电刺激系统，其特征在于包括权利要求1至6中任一所述的双通 道脉冲发生器。
8.根据权利要求7所述的植入式神经电刺激系统，其特征在于所述植入式神经电刺 激系统为植入式脑深部电刺激系统、植入式脑皮层电刺激系统、植入式脊髓电刺激系统、植 入式骶神经电刺激系统或植入式迷走神经电刺激系统中的一种。
9.一种植入式心脏起搏系统，其特征在于包括权利要求1至6中任一所述的双通道 脉冲发生器。
10.一种植入式心脏复律除颤系统，其特征在于包括权利要求1至6中任一所述的双 通道脉冲发生器。
专利摘要本实用新型公开了一种双通道脉冲发生器，包括微处理器模块和双通道电刺激电路模块，所述微处理器模块用于接收体外程控器发出的调控命令并传送给所述电刺激电路模块，所述电刺激电路模块包括可分别独立调控输出的第一刺激脉冲输出通道和第二刺激脉冲输出通道。与现有技术相比，本实用新型使得电刺激数模混合芯片能够对体外程控器的发送的调控命令进行处理，分别经第一刺激脉冲输出通道和第二刺激脉冲输出通道实现独立的调控输出，实现医生能够对双通道脉冲发生器的两个通道的频率、脉宽、幅值及刺激模式等刺激输出均可独立调控，使病人大脑左右两侧的神经调控达到最优效果。
文档编号A61N1/372GK201871123SQ20102057394
公开日2011年6月22日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者不公告发明人 申请人:鼎迈医疗科技(苏州)有限公司