兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法与刺激系统与流程

本发明涉及医疗器械，特别涉及一种兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法与刺激系统。

背景技术：

1、植入式有源神经电刺激器通过电极向神经组织传递脉冲信号，可用于改善人体的正常技能运作。如：植入式脑深部神经刺激电极(deep brain stimulation,dbs)能有效改善帕金森患者的肢体控制及协调能力。dbs系统已经广泛应用于临床，用于治疗帕金森症等疾病。

2、据调查，植入dbs系统的患者，70％以上存在使用mri检查的需求。然而，目前的dbs系统由于其带有细长的导电结构，并且这种细长的导电结构部分与组织接触，在进行mri检查时，细长的导电结构在射频(radio frequency，rf)磁场中会感应发热。由此，体内植入有dbs系统的患者在进行mri扫描的时候，在细长的导电结构与组织接触的部位可能会出现严重的温升，这样的温升会对患者造成严重的伤害。尤其是针对靶向电刺激系统，其一般包含多根导电结构，不但需要能够进行精准刺激，且需要实现多场强兼容，以满足方向性刺激的实际需求。

3、此外，目前的dbs系统在mri检查时也可能会出现产品发热、振动、扭转、机械力位移、器械故障等情况，可能造成器械损坏带来的临床二次风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法与刺激系统，以解决现有的植入式有源神经电刺激器不适用于mri检查的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法，其包括：

3、获取预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长；

4、获取靶向神经刺激系统的电极导线组件的初始等效长度；

5、基于所述初始等效长度对所述电极导线组件进行调节，以将所述电极导线组件在调节后的等效长度配置为避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长。

6、可选的，获取靶向神经刺激系统的电极导线组件的初始等效长度的步骤包括：

7、将所述电极导线组件等效为包含多个lc子电路的偶极天线系统；

8、根据所述多个lc子电路的容值之和和电感量之和得到所述电极导线组件的初始容值与初始电感量；

9、根据所述初始容值与所述初始电感量得到所述电极导线组件的初始谐振频率、初始阻抗、初始驻波比三者至少之一，并得到所述初始等效长度。

10、可选的，基于所述初始等效长度对所述电极导线组件进行调节，以将所述电极导线组件在调节后的等效长度配置为避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长的步骤包括：

11、在所述电极导线组件与脉冲发生器的连接端之间设置调节电容和/或调节电感；

12、根据所述电极导线组件与设置所述调节电容和/或所述调节电感后所构成的整体的容值和电感量得到所述电极导线组件的调节后的谐振频率、调节后的阻抗、调节后的驻波比三者至少之一，并得到所述电极导线组件在调节后的等效长度；

13、根据所述初始等效长度和所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长，选择所述调节电容的容值和/或所述调节电感的电感量，以使所述电极导线组件在调节后的等效长度避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长。

14、可选的，基于所述初始等效长度对所述电极导线组件进行调节，以将所述电极导线组件在调节后的等效长度配置为避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长的步骤还包括：

15、设置连接至所述调节电容和/或所述调节电感的旁路电路；

16、对应于不同的所述预定场强，通过切换所述旁路电路的导通与断开，改变所述电极导线组件在调节后的等效长度，以使所述电极导线组件在调节后的等效长度避开对应的所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长。

17、可选的，获取所述电极导线组件在调节后的等效长度的步骤包括：

18、在所述电极导线组件与设置所述调节电容和/或所述调节电感后所构成的整体与所述脉冲发生器的连接端之间设置连接至所述脉冲发生器的壳体的短接通路；

19、在所述短接通路导通时，将所述电极导线组件置于预定介质环境中，并施加预定场强的磁共振磁场，以获取所述电极导线组件与设置所述调节电容和/或所述调节电感后所构成的整体的信号反射吸收情况，并基于所述信号反射吸收情况修正所述调节后的等效长度。

20、可选的，基于所述初始等效长度对所述电极导线组件进行调节，以将所述电极导线组件在调节后的等效长度配置为避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长的步骤包括：

21、基于所述初始等效长度，在确定所述电极导线组件的电极的等效长度后，对所述电极导线组件的延伸导线的导体的长度进行调节，以使所述电极导线组件在调节后的等效长度被配置为避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长。

22、可选的，对所述延伸导线的导体的长度进行调节的方法包括：

23、将所述导体呈螺旋形盘绕，以实现对所述延伸导线的等效长度的调节。

24、可选的，兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法还包括：

25、所述电极导线组件的延伸导线的导体的材料选择非磁性金属材料，和/或，在所述延伸导线的导体外设置介电涂层。

26、为解决上述技术问题，本发明还提供一种兼容磁共振的靶向神经刺激系统，其包括：电极导线组件和脉冲发生器；

27、所述电极导线组件包括电极与延伸导线；所述脉冲发生器具有连接端，所述电极通过所述延伸导线与所述连接端连接；

28、其中，所述电极导线组件根据如上所述的兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法设计得到。

29、可选的，所述兼容磁共振的靶向神经刺激系统还包括调节电容和/或调节电感，所述调节电容和/或所述调节电感设置于所述电极导线组件与所述连接端之间。

30、可选的，所述兼容磁共振的靶向神经刺激系统还包括旁路电路和第一切换模块，所述旁路电路通过所述第一切换模块与所述调节电容和/或所述调节电感连接；所述第一切换模块用于切换所述旁路电路的导通与断开。

31、可选的，所述兼容磁共振的靶向神经刺激系统还包括短接通路和第二切换模块，所述脉冲发生器具有壳体，所述短接通路和所述第二切换模块连接于所述连接端与所述壳体之间，所述第二切换模块用于切换所述短接通路的导通与断开。

32、可选的，所述延伸导线包括多根导体，多根所述导体呈螺旋形并丝盘绕，其中相邻导体间的间隙为0～1倍丝径。

33、可选的，所述兼容磁共振的靶向神经刺激系统至少用于兼容1.5t及3.0t的磁共振磁场。

34、可选的，所述兼容磁共振的靶向神经刺激系统为方向性神经刺激系统，所述电极包括多个方向性触点，处于同一周向上的所述方向性触点被配置为一个触点组，每个所述触点组被配置为在收拢模式和展开模式间切换。

35、综上所述，在本发明提供的兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法与刺激系统中，所述兼容磁共振的靶向神经刺激系统的设计方法包括：获取预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长；获取靶向神经刺激系统的电极导线组件的通道的初始等效长度；基于所述初始等效长度对所述通道进行调节，以将所述通道在调节后的等效长度配置为避开所述预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长。

36、如此配置，通过对电极导线组件的通道的调节，使其等效长度避开预定场强的磁共振磁场在预定介质环境中的全波长、半波长和1/4波长，可减小或避免电极导线组件在磁共振磁场下的共振，减小能量吸收，降低温升，有效提高了mri兼容性。