一种植入式神经刺激系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明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。
【发明内容】
[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] 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。
[0007] 与现有技术相比较，本发明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】
[0008] 图1为本发明实施例提供的植入式神经刺激系统的结构示意图。
[0009] 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。
[0010]图3为本发明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。
[0011] 图4-7为本发明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。
[0012] 图8为本发明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。
[0013] 主要元件符号说明
【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，所述脉冲发生器的工作方 法包括以下步骤： 步骤S10,通过电容检测模块检测得到所述正向刺激电容的电容值C1和负向刺激电容 的电容值C2,并进入步骤S11 ; 步骤S11，通过所述电源模块分别向所述正向刺激电容和负向刺激电容预充电，并进入 步骤S12 ; 步骤S12,判断所述正向刺激电容和负向刺激电容的电压是否达到设定电压值，如果 是，进入步骤S13,如果否，则返回步骤S11 ; 步骤S13,开始一个电脉冲刺激周期T，通过信号采集模块获得该正向刺激电容的当前 电压值V1+和该负向刺激电容的当前电压值V2+，并进入步骤S14 ; 步骤S14,使用已充电的正向刺激电容通过该通道选择模块向所述触点阵列输出一持 续时间为T1的正向电脉冲刺激信号，并进入步骤S15 ; 步骤S15,通过信号采集模块获得所述正向刺激电容的当前电压值VI-，根据公式ClX(V1+-V1-) =C2X(V2- -V2+)计算得出电荷平衡对应的