一种电脉冲刺激测试装置以及采用该装置的测试系统的制作方法_2

文档序号:9360209阅读:来源:国知局
的脉冲发生器的第一种扫频 模式的电刺激脉冲信号的频率-时间关系图。
[0036]图10为本发明实施例提供的植入式电脉冲刺激系统的脉冲发生器的第二种扫频 模式的电刺激脉冲信号的频率-时间关系图。
[0037]图11为本发明实施例提供的植入式电脉冲刺激系统的脉冲发生器的第三种扫频 模式的电刺激脉冲信号的频率-时间关系图。
[0038]图12为本发明实施例提供的植入式电脉冲刺激系统的脉冲发生器的第四种扫频 模式的电刺激脉冲信号的频率-时间关系图。
[0039]图13为本发明实施例提供的电脉冲刺激测试系统的结构示意图。
[0040] 图14为图13的电脉冲刺激测试系统的脉冲发生模块的模块示意图。


【具体实施方式】
[0042] 下面将结合附图及具体实施例,对本发明提供的植入式电脉冲刺激系统,电脉冲 刺激测试系统,以及采用该植入式电脉冲刺激系统刺激神经组织的方法。
[0043] 可以理解,本发明提供的植入式电脉冲刺激系统可以为心脏起搏器、除颤器、脑深 部电刺激器、脊髓刺激器、迷走神经刺激器、肠胃刺激器、肌肉刺激器、外周神经刺激器或者 其他类似的刺激器。本发明实施例仅以植入式脑深部电刺激器为例进行说明。
[0044] 请参见图1-2,本发明实施例提供一植入式脑深部电刺激器10,其包括:一植入皮 下的脉冲发生器11,一植入深脑部位的刺激电极12, 一连接该刺激电极12和脉冲发生器11 的延长导线13,以及一用于程控该脉冲发生器11的体外程控仪14。
[0045]所述脉冲发生器11产生特定的电刺激脉冲信号15,并通过所述延长导线13和刺 激电极12导通至刺激部位进行刺激调控。所述体外程控仪14可以与所述脉冲发生器11 无线连接,并改变其电脉冲刺激参数。
[0046] 所述刺激电极12尖端具有多个触点,且将刺激电极12植入靶点位置后,至少有一 个触点与刺激靶点接触紧密,以将适当的电刺激传导至靶点,治疗神经类的疾病。可以理 解,所述刺激电极12根据刺激需要可以为一个或者多个,对相应的位置进行刺激,以保证 刺激效果。可以理解,所述刺激电极12的个数不限于一个,可以根据需要选择。
[0047] 可以理解,所述延长导线13为一可选元件,所述刺激电极12可以直接连接到该脉 冲发生器11上。只有当所述刺激电极12与该脉冲发生器11植入体内后的距离较大时,才 需要通过延长导线13连接。
[0048]所述脉冲发生器11内部包括:一微处理器模块111、一电源模块112及一无线通 讯模块113。所述微处理器模块111、电源模块112及无线通讯模块113之间电性连接。所 述微处理器模块111有编辑好的程序,能够产生不同频率、不同脉冲宽度、不同幅值的电刺 激脉冲信号15。该电刺激脉冲信号15的刺激波形包含但不限于方波、正弦波、指数波、三 角波。另外,所述无线通讯模块113与所述体外程控仪14无线连接,从而通过所述体外程 控仪14可以选择所述微处理器模块111的程序,调节程序参数,从而改变输出的电刺激脉 冲信号15。所述微处理器模块111可以包括一用于产生恒频刺激脉冲信号的恒频刺激控 制模块以及一用于产生变频刺激脉冲信号的变频刺激控制模块。然而,所述微处理器模块 111至少包括变频刺激控制模块。所述恒频刺激控制模块和变频刺激控制模块均为储存有 一定程序的集成电路,其结构不限,本领域技术人员可以根据需要设计。可以理解,所述恒 频刺激控制模块和变频刺激控制模块可以集成为同一模块。
[0049] 请参见图3,所述脉冲发生器11产生的电刺激脉冲信号15的刺激波形可以是普通 的恒频刺激脉冲信号,也可以为变频刺激脉冲信号。然而,所述脉冲发生器11至少可以产 生变频刺激脉冲信号。
[0050] 请参见图4-6,所述变频刺激脉冲信号150包括至少两种不同频率的电刺激脉冲 串152交替刺激形成多个脉冲串周期151,且每个频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周 期151中持续的时间为0. 1秒~60分钟。可以理解,如果每个频率的电刺激脉冲串152持 续的时间太短,例如,小于〇. 1秒,则刺激时间和单个脉冲的脉宽大小同处一个数量级,不 同频率的脉冲紧密相连,效果有很大的不可控制性。而如果每个频率的电刺激脉冲串152 持续的时间太长,例如,大于60分钟,患者会对单一频率产生适应,长时间刺激容易使患者 对刺激产生适应性,类似对药物产生的抗药性,效果类似于恒频刺激。
[0051] 优选地,每个频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中持续的时间可以 为0. 1秒~30分钟。优选地,每个频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中持续 的时间为3秒~60秒。更优选地,每个频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中 持续的时间为5秒~30秒。在这个时间段内,既能保证所包含的频率对靶点细胞能够产生 充分的效果,又能防止患者对某种频率的刺激产生适应性。
[0052] 所述电刺激脉冲串152的频率小于等于400赫兹,例如10赫兹~400赫兹。优选 地,所述电刺激脉冲串152的频率为30赫兹~250赫兹。更优选地,所述电刺激脉冲串152 的频率为50赫兹~150赫兹。当刺激频率低于30赫兹时,对患者的运动症状改善情况不明 显,在更低频率时甚至使其运动症状恶化。临床所用的恒频刺激频率在100赫兹左右效果 比较好,所以优选50赫兹~150赫兹的刺激范围,在保证对主要病症效果或者改善主要症状 的前提下,同时对附带症状改善。
[0053] 所述不同频率的电刺激脉冲串152的平均值为60赫兹~180赫兹,优选为,80赫 兹~120赫兹。所述不同频率的电刺激脉冲串152的几何平均值为60赫兹~180赫兹,优选 为,80赫兹~120赫兹。
[0054] 在临床数据来看,90赫兹~400赫兹之间的高频刺激有利于帕金森患者主要症状 的改善,1〇~90赫兹的刺激,有利于构音障碍及步态冻结等附带症状的改善。
[0055] 所述不同频率的电刺激脉冲串152的个数为N,且N彡2。通常,2 < N〈10。优选 地,2 < N < 5。更优选地,所述不同频率的电刺激脉冲串152的个数为2或3。可以理解, 过多的频率数目在实施过程中使得调节过程更加复杂,可以通过先使用少量不同频率的脉 冲刺激对患者进行调控,确定患者对这种刺激方式是否适应,并确定是否向着更优的方向 改善。再根据患者的反应,适当增加不同频率的数量,优化刺激效果。
[0056] 所述不同频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中的时间比大于5%。优 选地,所述不同频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中的时间比大于10%。更优 选地,所述不同频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中的时间比大于30%。因为 不同频率的脉冲特征可能对应不同的症状,控制其占比在5%以上,以确保对该症状的调控 效果。当所述不同频率的电刺激脉冲串152的个数为2时或3,优选地,所述不同频率的电 刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中的时间比为1/N,其中,N为所述不同频率的电刺 激脉冲串152的个数。例如,当所述不同频率的电刺激脉冲串152的个数为2时,所述不同 频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中的时间比为50%。
[0057] 所述不同频率的电刺激脉冲串152在每个脉冲串周期151中的出现顺序可以为从 低频到高频,从高频到低频,也可以以某种随机的方式出现,只要确保在同一个脉冲串周期 151中,每个电刺激脉冲串152所占的时间比例一定即可。
[0058] 所述不同频率的电刺激脉冲串152可以为电流模式或电压模式。所述电刺激脉冲 串152的频率和幅值同时可调。若采用电流模式,电流幅值大小为0毫安~30毫安可调,调 节精度为〇. 1毫安。若采用电压模式,电压幅值大小为〇伏~15伏可调节,调节精度为0. 1 伏。进一步,所述电刺激脉冲串152的频率和脉冲宽度同时可调,且脉冲宽度为0微秒~1000 微秒可调。
[0059] 具体地,请参见图3,本发明提供的第一种变频刺激脉冲信号150包括两种不同频 率的电刺激脉冲串152交替刺激形成多个脉冲串周期151,且每种频率的电刺激脉冲串152 时间占比相同。请参见图4,本发明提供的第二种变频刺激脉冲信号150包括两种不同频 率的电刺激脉冲串152交替刺激形成多个脉冲串周期151,且每种频率的电刺激脉冲串152 时间占比不同。请参见图5,本发明提供的第一种变频刺激脉冲信号150包括三种不同频 率的电刺激脉冲串15
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