一种植入式神经刺激系统

摘要

本发明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。

主权项

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；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电容值一致，且所述正向刺激电容与所述负向刺激电容分别接地；所述正电压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压输出端和一与该负向刺激电容电连接的负电压输出端，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；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V1‑，根据公式C1×(V1+－V1‑)＝C2×(V2‑－V2+)计算得出电荷平衡对应的电压V2‑，并进入步骤S16；步骤S16，使用已充电的负向刺激电容通过该通道选择模块向所述触点阵列输出一负向电脉冲刺激信号，并进入步骤S17；步骤S17，判断所述负向刺激电容的电压是否等于V2‑，如果是，进入步骤S18，如果否，则返回步骤S16；步骤S18，停止输出负向电脉冲刺激信号，记录该输出负向电脉冲刺激信号持续的时间T2，计算T3＝T‑T1‑T2，并进入步骤S19；步骤S19，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再充电，并进入步骤S20和步骤S22；步骤S20，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S21，如果否，则返回步骤S19；步骤S21，停止步骤S22，保持待机直到充电和待机总时长为T3，结束一个电脉冲刺激周期T，并返回步骤S13；步骤S22，判断再充电时长是否达到T3，如果是，进入步骤S23，如果否，则返回步骤S19；以及步骤S23，停止步骤S20，结束一个电脉冲刺激周期T，并返回步骤S13。